Post-irradiation oxygen sensitivity of barley seeds varying slightly in water content*

https://doi.org/10.1016/S0033-7560(68)80063-8Get rights and content

Abstract

Himalaya barley seeds ranging in water content from 9 to 12 percent and differing by only 0·2–0·3 percent were irradiated in a vacuum with 25 krad of 60Co γ-rays. After irradiation they were immediately (within 1 min) hydrated in either oxygen- or nitrogen-bubbled water at 0 °C for a period of 16 hr. Results, as reported in terms of seedling injury, indicate that there is a very critical region in which a small change in water content greatly alters the oxygen-dependent damage. In a region of only 0·3 percent water content change, i.e. between 10·7 and 11·0 percent, the response to oxygen dropped by a factor of more than 2·5. The oxygen-independent damage was not influenced by a change in seed water content in the 9–12 percent region. Based on the hypothesis that oxygen and radiation-induced free radicals interact to produce at least a part of the biological damage, it would appear that mobility, and hence, interactions of oxygen-reactive radicals have rather specific water requirements.

Résumé

Des grains d'orge Himalaya dont les teneurs en eau varient entre 9 et 12 pour cent et diffèrent seulement de 0,2 à 0,3 pour cent ont été irradiés sous vide par 25 krad de rayons gamma du 60Co. Après irradiation, ils sont immédiatement (avant une minute) hydraté à 0 °C pendant une période de 16 h par de l'eau dans laquelle barbote de l'oxygène ou de l'azote. En ce qui concerne le dommage des plantules, les résultats indiquent qu'il existe une région critique, dans laquelle une très légère variation de teneur en eau modifie considérablement le dommage dépendant de la présence de l'oxygène. Ainsi, un changement du contenu en eau d'une valeur de 0,3 pour cent entre 10,7 et 11,0 pour cent diminue la réponse à l'oxygène par un facteur supérieur à 2,5. Le dommage qui ne dépend pas de la présence de l'oxygène n'est pas influencé par le contenu en eau dans les limites de 9 à 12 pour cent. Sur la base de l'hypothèse selon laquelle l'oxygène et les radicaux libres produits par les radiations subissent des interactions qui produisent au moins une partie de l'effet biologique, il apparaît que la mobilité et dès lors, les interactions des radicaux requièrent des teneurs en eau assez spécifiques.

Zusammenfassung

Samen von Himalaya-Gerste, mit einem Wassergehalt zwischen 9 und 12 Prozent, der nur zwischen 0,2 und 0,3 Prozent abwich, wurden in einem Vakuum mit 25 krad aus einer 60Co Gamma Strahlenquelle behandelt. Nach Bestrahlung wurden sie sofort (innerhalb einer Minute) 16 Std. lang bei 0 °C in Wasser, das entweder mit Sauerstoff oder Stickstoff versetzt war, gebracht. Die Ergebnisse, soweit sie sich auf die Schädigung der Keimlinge beziehen, weisen auf eine kritische Region hin, in der eine geringe Änderung des Wassergehalts den vom Sauerstoff abhängigen Schaden beträchtlich verändert. Bei einer Abweichung von nur 0,3 Prozent des Wassergehalts, d.h. zwischen 10,7 und 11,0 Prozent, ging die Reaktion auf Sauerstoff um einen Faktor von mehr als 2,5 zurück. Die von Sauerstoff unabhängige Schädigung wurde nicht von einer Änderung des Wassergehalts der Keime beeinflusst, soweit es sich um die zwischen 9 und 12 Prozent liegende Region handelt. Auf Grund der Hypothese, dass Sauerstoff und strahleninduzierte freie Radikale in gegenseitiger Wechselwirkung zumindest einen Teil der biologischen Schädigung hervorrufen, wöre es möglich, dass die Mobilität und damit die Wechselwirkung der sauerstoffreaktiven Radikale einen spezifischen Bedarf an Wasser haben.

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Scientific Paper No. 2991. College of Agriculture, Washington State University Projects 1068 and 4068. Supported in part by the U.S. Atomic Energy Commission Contract AT-(45-1)-353. A.E.C. Paper RLO-353-14.

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