Undaria pinnatifida, the brown macroalga, is a major commercial edible seaweed, and there is increasing interest in breeding new, improved cultivars for market expansion. In this study, we attempted to establish mutagenesis in U. pinnatifida using Ar and C ion beams as mutagens to meet future demands. To screen irradiated generations for mutants, U. pinnatifida zoospores irradiated with Ar and C ion beams were cultivated in plastic Petri dishes. Some gametophytes derived from the irradiated zoospores showed growth arrest or cell death at the initial developmental stage. Although the growth inhibition and lethal effects were observed at high doses of each ion irradiation, the Ar ion irradiation had high biological effects on cell division and growth. The gametophytes that showed a reduction in cell elongation were designated as an inhibited cell elongation mutant. A comparison of the mutant induction frequencies revealed that the C ion beam showed a higher frequency than the Ar ion beam. The highest frequency was 0.83% at 12.5 Gy of the C ion beam. We determined the total number of sporophytes and embryos per female gametophyte after sporophyte induction. High‐dose irradiation with the Ar ion beam decreased the embryo and sporophyte formation, suggesting that the Ar ion beam also has exhibited high biological effects on the fertilization or embryogenesis processes or both. The developed heavy ion mutagenesis and mutant screening methods would be useful for mutation breeding and constructing specific mutant libraries in brown algae, and not only in U. pinnatifida.

中文翻译：

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重离子束辐照对裙带菜（褐藻科）配子体的突变诱导

裙带菜（Undaria pinnatifida）是一种主要的商业食用海藻，是一种主要的商业食用海藻，人们越来越有兴趣培育新的改良品种以扩大市场。在这项研究中，我们尝试使用 Ar 和 C 离子束作为诱变剂在 U. pinnatifida 中建立诱变以满足未来的需求。为了筛选受辐照的世代的突变体，在塑料培养皿中培养了用 Ar 和 C 离子束辐照的羽扇藻游动孢子。一些来自辐照游动孢子的配子体在初始发育阶段表现出生长停滞或细胞死亡。尽管在高剂量的每种离子照射下观察到生长抑制和致死作用，但Ar离子照射对细胞分裂和生长具有很高的生物学效应。显示细胞伸长减少的配子体被指定为受抑制的细胞伸长突变体。突变诱导频率的比较表明，C 离子束显示出比 Ar 离子束更高的频率。最高频率为 12.5 Gy 的 C 离子束的 0.83%。我们确定了孢子体诱导后每个雌性配子体的孢子体和胚胎总数。Ar 离子束的高剂量照射减少了胚胎和孢子体的形成，这表明 Ar 离子束对受精或胚胎发生过程或两者也表现出很高的生物学效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。突变诱导频率的比较表明，C 离子束显示出比 Ar 离子束更高的频率。最高频率为 12.5 Gy 的 C 离子束的 0.83%。我们确定了孢子体诱导后每个雌性配子体的孢子体和胚胎总数。Ar 离子束的高剂量照射减少了胚胎和孢子体的形成，这表明 Ar 离子束对受精或胚胎发生过程或两者也表现出很高的生物学效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。突变诱导频率的比较表明，C 离子束显示出比 Ar 离子束更高的频率。最高频率为 12.5 Gy 的 C 离子束的 0.83%。我们确定了孢子体诱导后每个雌性配子体的孢子体和胚胎总数。Ar 离子束的高剂量照射减少了胚胎和孢子体的形成，这表明 Ar 离子束对受精或胚胎发生过程或两者也表现出很高的生物学效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。83% 在 12.5 Gy 的 C 离子束。我们确定了孢子体诱导后每个雌性配子体的孢子体和胚胎总数。Ar 离子束的高剂量照射减少了胚胎和孢子体的形成，这表明 Ar 离子束对受精或胚胎发生过程或两者也表现出很高的生物学效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。83% 在 12.5 Gy 的 C 离子束。我们确定了孢子体诱导后每个雌性配子体的孢子体和胚胎总数。Ar 离子束的高剂量照射减少了胚胎和孢子体的形成，这表明 Ar 离子束对受精或胚胎发生过程或两者也表现出很高的生物学效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。这表明 Ar 离子束还对受精或胚胎发生过程或两者都表现出高度的生物效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。这表明 Ar 离子束还对受精或胚胎发生过程或两者都表现出很高的生物效应。开发的重离子诱变和突变体筛选方法将有助于在褐藻中进行突变育种和构建特定的突变体库，而不仅仅是在羽状藻中。