Effect of ionizing radiation on megasporogenesis in Pinus rigida mill

• Published in: Radiation botany Vol. 7; no. 3; pp. 247 - 252
• Main Authors: Mergen, F., Simpson, B.A.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier B.V 1967
• ISSN: 0033-7560
• DOI: 10.1016/S0033-7560(67)80024-3

Periodic collections of 1-yr-old pistillate cones were made from four Pinus rigida trees in the Ecology Forest and from several trees in the Control Forest at Brookhaven National Laboratory between 26 June and 15 July 1963. The experimental trees were growing in a natural pine-oak forest that was irradiated by a 137Cs (9500 Ci) source. Beginning on 22 November 1961, the forest was exposed to γ-rays during 20 hr each day. In excess of 1000 ovules were dissected from cones exposed to radiation levels of 1·15, 2·15, 2·80 and 3·15 R/20-hr day. Serial microtome sections were used to determine the effect of radiation on fertilization. Fertilization was delayed by chronic γ-exposure, and this delay amounted to about 7 days when the controls were compared to the trees at the highest exposure level 3·15 R/20-hr day. In addition, chromosomal aberrations were also observed in several cells during mitosis. Chromosomal bridging was observed at anaphase in cells from nucellar tissue of a cone exposed to 2·80 R/20-hr day and micronuclei were present in an ovule which had received 3·15 R/20-hr day. Photomicrographs were made to illustrate embryo sac development at various stages and the chromosomal aberrations occurring at two levels of radiation. Dans la forêt écologique, des cones pistillés d'un an de Pinus rigida ont ete périodiquement récoltés. Pour différents arbres, on en a aussi récolté dans la forêt témoin du Laboratoire National de Brookhaven entre la 26 juin et le 15 juillet 1963. Ces arbres expérimentaux croissaient dans une forêt naturelle de pins-chênes irradiée par une source de 137Cs (9500 Ci). A partir du 22 novembre 1961, la forêt a été exposée aux rayons gamma pendant 20 h chaque jour. On a disséqué 1000 ovules en excès provenant de cônes exposés à des niveaux de radiations de 1, 15, 2,15, 2,80 et 3,15 R/20 h de jour. Afin de determiner les effets des rayons sur la fécondation, on a utilisé des coupes sériées au microtome. La fécondation a été retardée par l'exposition chimique aux rayons gamma. Ce délai est d'environ 7 jours si l'on compare les témoins aux arbres qui ont reçu la dose la plus élevée de 3,15 R/20 h de jour. De plus on a aussi observe des aberrations des chromosomes dans différentes cellules pendant la mitose. On a observe des ponts chromosomiques a l'anaphase d'une cellule de tissu du nucelle provenant d'un cone exposé a 2,80 R/20 h de jour, ainsi que des micronoyaux dans un ovule qui avait reçu 3,15 R/20 he de jour. On a réalisé des microphotos qui illustrent le développement du sac embryonnaire à différents stades et on a photographié les aberrations des chromosomes produites par deux doses de rayons. Am Brookhaven National Laboratory wurden zwischen 26. Juni und 15. Juli 1963 in bestimmten Abständen 1 Jahr alte weibliche Zapfen von Pinus rigida gesammelt, und zwar von vier Bäumen des Okologie-Waldes und von einigen Bäumen des Kontrollwaldes. Die für die Versuche in Frage kommenden Bäume wuchsen in einem natürlichen Kiefern-Eichen-Wald, der aus einer 137Cs-Strahlenquelle (9500 Ci) bestrahlt wurde. Vom 22. November 1961 an war der Wald taglich 20 Stunden lang einer Gammastrahlung ausgesetzt. Von Zapfen, die täglich während 20 Stunden einer Strahlung von 1,15; 2,15; 2,80 und 3,15 R ausgesetzt waren, wurden über 1000 Samenanlagen untersucht. An serienweise durchgeführten Mikrotomschnitten wurde die Wirkung der Strahlung auf die Befruchtung bestimmt. Die Befruchtung verzögerte sich durch die chronische Gammastrahlung. Im Vergleich zu den Kontrollen betrug die Verzögerung etwa 7 Tage bei den Bäumen, die taglich 20 Stunden lang der höchsten Strahlung von 3,15 R ausgesetzt waren. Weiterhin wurden während der Mitose auch in einigen Zellen Chromosomenaberrationen beobachtet. Chromosomale Bruckenbildung zeigte sich während der Anaphase in Zellen des Nucellusgewebes eines Zapfens, der taglich 20 Stunden lang 2,80 R ausgesetzt war, und Mikronuclei waren in einer Samenanlage, die taglich 20 Stunden 3,15 R erhalten hatte. Mikrophotos wurden angefertigt, um die Entwicklung des Embryosacks in verschiedenen Stadien und die bei zwei Strahlendosen aufgetretenen Chromosomenaberrationen zu illustrieren.