本文包含两方面的研究内容:1.低能离子辐照植物的剂量-效应曲线拟合和马鞍型剂量-效应产生机制;2.低能离子在生物靶表面的溅射效应和模拟根据靶学说提出的线性平方模型是研究辐射剂量-效应关系的经典模型。线性平方模型是辐照剂量的负指数函数,随剂量的增加呈一连续下弯的曲线。近年来发现在低剂量辐射区剂量-效应曲线往往不符合线性平方模型,表明了低剂量辐射生物学效应的复杂性。马鞍型剂量-效应曲线、适应性反应和毒物兴奋效应等低剂量辐射反常剂量-效应关系为辐射与生物体间的相互作用提出了新的问题,同时也促进了辐射在育种、医疗等领域的发展和应用。本研究的第一部分首先利用已公开发表的数据检验了描述马鞍型剂量-效应曲线的模型拟合问题的收敛性和初值依赖性。接着用由低到高不同剂量的γ射线辐照水稻种子,并以盐胁迫为代表观察环境不利因子对辐射剂量-效应曲线形状的影响。当盐胁迫浓度逐渐升高时,辐照后的水稻剂量-苗高曲线由线性平方模型转变为马鞍型。低剂量辐照诱导的对胁迫的拮抗作用是马鞍型剂量效应-曲线形成的重要原因。低能重离子属于高线传能密度的粒子辐射,在作物遗传育种和微生物性状改良中有着广泛应用。低能重离子轰击生物体还能发生溅射效应,在细胞表面产生刻蚀和孔洞,外源DNA很容易通过溅射形成的孔洞结构穿过细胞壁被植物细胞吸收。本研究第二部分首先利用TRIM程序模拟离子注入理想化的生物靶材中入射深度、溅射率和离子种类、能量、入射角间的关系。注入深度随离子原子序数的增大和入射角的增加而减小,离子的能量越高入射深度也越大。与此相反,溅射率随离子原子序数的增大和入射角的增加而增大,但离子的能量越高溅射率却越小。25 KeV的氮离子辐照水稻糙米和棉花纤维细胞后在扫描电镜下可见离子刻蚀的痕迹和孔洞样结构。同样能量的氮离子辐照果胶薄层时形成的孔洞样结构因剂量的不同而有所区别。较高剂量下形成的孔洞结构直径大但数量稀疏,而较低剂量下形成的孔洞结构直径小但数量密集,其中的机制尚不明确。