加速器重离子作为一种确定性可控性辐照在农作物育种的研究中得到了广泛的应用，取得了很好的经济效益和社会效益，并开辟了物理学与生物学结合的交叉学科领域-辐照生物学。本论文采用理论与实验并重的研究方法，利用电离辐射诱变技术，在改良玉米作物种质和组配“福生”系列玉米新品种方面做出了有益的工作，在解决了玉米育种产业中的育种周期长、种质资源狭窄等问题上做出了有益探索。值得关注的是，电离辐射对玉米种质改良的工作是一项耗时七年、跟踪十二代的复杂性高、工作量大、涉及面广的应用研究项目，关系到理论分析，数值计算，实验研究，田间种植，植物性状跟踪取样以及种质品质分析等的工作，这些工作绝非论文作者一个人所能为的。可喜的是项目有一支无私奉献的科研团队，有一个团结协作的合作单位，项目阶段性成果是依靠大家的共同努力完成的。论文作者作为项目主要负责人，主要贡献分为理论及实验研究两个方面：理论研究研究主要工作为：在细胞和亚细胞水平上，以电离辐射的诱变效应为基础，将微剂量学的辐射损伤模型成功应用到植物细胞中的阻止本领、CSDA射程以及S值的理论分析中，为指导玉米种质选育以及重复性辐射育种提供理论依据。实验研究主要分为：1.采用了中国原子能科学研究院串列加速器核物理国家实验室的HI-13串列加速器的不同剂量7Li离子束对同一玉米种质进行辐照；2.通过田间种植，观察和记录其表观性状的变化，并利用生物统计学方法对电离辐射剂量与农艺性状的关系进行分析；3.通过分子生物学实验手段研究了电离辐射诱变后玉米分子水平上的辐射效应。综合上述理论及实验研究，取得了在理论、实验及应用方面的主要结论及成果：理论研究：首先采用重离子辐照、理论研究并重选育玉米品种：将微剂量学中辐射损伤模型应用到玉米诱变育种的理论分析中，得到其表型关系曲线，辐射剂量与辐射效应呈现“马鞍”型非线性关系，理论分析与分子生物学实验结果吻合。在此理论指导下遴选出两“马鞍点”10Gy以及40Gy剂量下的玉米种质为选育种质；实验研究：得到了两组实验数据并进行比较：1.通过RAPD技术、SDS-PAGE电泳技术和SSR分子标记等分子生物学实验手段研究了电离辐射诱变后玉米叶片组织DNA和种子蛋白等分子水平上的辐射效应；2.利用生物统计学方法对电离辐射剂量与出苗率、株高穗位、叶片面积、生育期、抗性、穗部性状和遗传稳定性的关系进行分析。两组实验数据吻合度高，一致性好，说明辐照诱变玉米种质的可靠性高；应用研究：得到了玉米自交系218份，并组配出“福生”系列玉米新品种，其中“福生2号”经河北省科技厅抽样检测，增产效果显著。2013年，“福生二号”参加河北省夏玉米高密组区域试验，表现优良。上述选育方法已经通过河北省科技厅鉴定，达到国际先进水平。