本研究以拟南芥columbia生态型种子为材料,把拟南芥种子在4℃的无菌水中浸泡3天,无菌环境下用细镊子得以轻松分离无损伤拟南芥胚胎/胚,并使发芽达到同步化。建立了能够满足实验要求的拟南芥胚无损伤剥离方法。模式植物拟南芥的种胚很小,其胚具有细胞、根、叶等器官形成分化的基本模式,是研究个体水平辐射的理想材料。高传能线密度α粒子在拟南芥胚中的穿透深度有限,用SRIM软件模拟的结果约为30微米。预备实验表明,由于α粒子的穿透力有限,150Gy的α粒子辐射拟南芥种子,根的长度无显著变化。本研究用拟南芥胚作为辐照材料,辐射剂量分别为0Gy、1Gy、10Gy、100Gy,研究了高LETα粒子照射植物个体的辐射生理学效应及其机理,在植物个体水平研究了辐射生物学家感兴趣的α粒子引起的辐射生物学效应,对评估α粒子对非人类健康的影响具有一定的参考价值。该研究表明,1Gy、10Gy、100Gy的α粒子注入拟南芥胚后,胚的发芽率均达97%以上,α粒子注入对胚生活力的影响体现在发芽势的高低上,与对照相比1Gy的剂量处理刺激拟南芥胚的萌发,10Gy、100Gy的剂量处理抑制了拟南芥胚的萌发。主根长度的变化与发芽势一致。α粒子注入使主根的重力敏感性降低,尤其是100Gy的α粒子注入使在竖直的培养基上生长的拟南芥主根呈“S”型生长,在0～100Gy的范围内,根的弯曲度与剂量相关。Vc清除过氧化氢实验表明:100Gy的α粒子注入的拟南芥胚,种在含0.2mM Vc的MS培养基上,根的重力敏感性恢复正常。根的弯曲模拟实验表明,侧面外源释放过氧化氢能够诱导拟南芥根的弯曲。这暗示了α粒子注入引起的重力敏感性、根长等变化与过氧化氢有关。过氧化氢酶、过氧化物酶的活性及丙二醛的含量随剂量的增加而增加,超氧化物岐化酶的活性在低剂量时变化不显著,在100Gy时显著降低。100Gy高剂量的α粒子辐射使叶绿素含量降低。分子探针CM- H2DCFDA定位ROS的实验结果表明,100Gy剂量处理的拟南芥根部有较多的绿色荧光表达。该研究显示α粒子注入拟南芥胚可能通过诱导信号分子过氧化氢的增加,引起生理水平的变化。