电离辐射作为诱导突变的一种重要手段被广泛地应用于植物尤其是农作物的品种改良中。大量实验证明电离辐射剂量与植物存活率之间存在“马鞍型”曲线关系,而其至今在理论上尚未给出合理的解释。探索电离辐射剂量与植物诱变效应的内在机理是本学科领域发展的迫切需求,同时也是应用研究中亟待解决的关键问题。电离辐射剂量与植物变异效应关系的研究历经七年,由理论与实验两部分工作组成:一是作者在硕士期间完成的重离子辐射玉米自交系田间性状的实验工作;二是作者在攻读博士期间所进行的理论研究工作。而后者为本文研究的核心内容,并取得了如下的主要结论:1、将电离辐射剂量、植物修复作用以及完全随机化引入到生物进化的Crow-Kimura理论中,对彼此独立的选择与突变两参量完全随机化,建立了电离辐射致植物诱变的平行进化模型,得到稳态分布的解析解,从理论上阐述了电离辐射剂量与植物变异效应之间的“马鞍型”实验曲线形成的内在原因;2、将上述理论结果应用到已有的玉米、甜高粱和棉花的辐射诱变实验中,结果表明上述三种植物的理论“马鞍型”曲线与实验“马鞍型”曲线基本吻合,并给出三种植物的辐射剂量阈值;3、Eigen模型完全随机化研究表明突变率随机化对误差阈展宽效应发挥主导作用,且群体系综逐步通过误差阈的行为是误差阈展宽的原因,为选择与突变相互耦合的特殊物种诱变理论的研究奠定了基础。