园林植物育种学-第九章诱变育种
《园艺植物育种学》复习大纲
阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。
——培根《园艺植物育种学》复习大纲绪论一、内容提要：选育园艺植物新品种是发展园艺生产的关键途径之一。
各种各样的栽培园艺植物种类及其品种类型都是从野生植物进化而来。
利用园艺植物的自然变异和人工创造变异并进行人工选择的进化就是优良性、适应性、稳定性和整齐性，品种具有特异性等特性。
良种是在适应的地区，采用优良的栽培技术，能够生产出高产、优质，并能适时供应产品的品种。
它有提高单位面积产量、改进产品品质、提高抗病虫害能力以减少农药污染、增强适应性和抗逆性以节约能源、延长产品的供应和利用时期，适应集约化管理、节约劳力等多方面的作用。
园艺植物育种学是研究选育与繁殖园艺植物优良品种的原理和方法的科学，是以遗传学、进化论为主要基础涉及多门学科的综合性应用科学。
它研究的任务是根据遗传变异的规律，合理选择利用种质资源，通过发现和创造变异来选择优良品种，以及提高种性、防止混杂退化、加速良种繁殖的原理和方法。
园艺植物育种有着悠久的历史。
19世纪才有专门的育种机构，20世纪育种理论、方法进步很快，新品种选育成果巨大。
二、思考题：1、了解品种的概念及其属性；2、良种在园艺植物生产中的作用？3、自然进化与人工进化的区别？4、园艺植物育种学的任务和内容？第一章育种对象与目标一、内容提要园艺植物多为周期长的多年生植物，育种年限长，育种目标涉及产量、品质、熟期及抗性等一系列目标性状。
因此，因地制宜选择育种对象，明确育种目标，制订育种方案，是育种工作成败的关键。
二、思考题：1、当前园艺植物育种的总目标是什么？2、园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为哪几种？3、制订育种目标的主要根据和原则是什么？第二章园艺植物的繁殖习性、品种类别和育种方法园艺植物繁殖方式不同，其遗传特征就不一样，因而相应采取的育种程序和方法也不同。
此外，栽培植物品种根据其群体遗传组成，可分为自交系品种、群体品种、杂交种品种和无性系品种。
园林植物遗传育种课件：诱变育种
３、温度：在种子受照射后，对种子进行处理， 即在75℃或85℃处理15分钟，此种处理称 “热击”，可以降低照射后在有氧条件下吸水 所产生的敏感性。
４、核体积（包括植物的多倍性）：辐射敏感性 与“间期”染色体体积之间呈负相关，即“间 期”染色体体积愈大，辐射敏感性愈小，否则 相反；辐射敏感性亦与DNA含量成负相关， 即DNA含量越多，辐射敏感性越差，所以多 倍体植物比较难辐射。
诱变育种
科学扩展了人类的想象空间， 技术使理想成为现实。
常规育种技术
技术要点： ➢ 引种、选种、杂交育种。 优点： ➢ 操作简便，无需复杂的仪器设备； ➢ 亲本选配好后便可以创造各种类型的变异； ➢ 可以利用杂种优势。
常规育种的局限性
➢杂种后代遗传组成复杂，分离广泛； ➢新基因型的出现依赖于亲本基因型； ➢连锁基因的连锁关系很难打破； ➢无法利用染色体倍性变化； ➢育种年限较长。
粒子流是具有一定能量的电子流。可以 被铝箔或玻璃挡住。
中子衰变 中子
质子 电子 反中微子
质子衰变 质子
中子 正电子 中微子
类似的还有宇宙射线、中子射线、 统称粒子射线。
ß射线：又称乙种射线。它是由放射性同 位素（如32P、35S等）衰变时放出来带负
电荷的粒子。重量很小，在空气中射程短， 穿透力弱。在生物体内电离作用较 γ 射线、 X射线强。
动种子三种。目前应用较多的是处理干种子。
处理干种子的优点是： 1) 能处理大量种子； 2) 操作方便； 3) 便于运输和贮藏； 4) 受环境条件的影响小； 5) 经过辐射处理过的种子，没有污
四、辐射剂量和剂量单位
（一）辐射剂量：单位体积或单位质量的空气 吸收的能量。
（二）吸收剂量：单位体积或单位质量被照射 物质中所吸收能量的数值称为吸收剂量。 D=E / M（尔格） D– 辐射剂量 E– 被照射物质吸收的能量 M– 被照射物质的体积
园艺植物育种学知识点
第一章绪论1、园艺植物的进化：进化的基本要素：达尔文把这些进化的要素归为变异、遗传和选择2、品种的概念：人工选育或发现并经过改良，形态特征与生物学特性一致，遗传性状相对稳定的植物群体。
3、品种的特性：特异性、整齐性（或一致性）、稳定性、优良性、适应性4、园艺植物育种学是研究选育和繁育园艺植物新品种的原理和方法的科学。
其具体内容：1、园艺植物种质资源调查、搜集、保存、研究及利用。
2、用园艺植物新品种的选育原理与方法，从现有园艺资源中选育优良的变异类型，并通过人工有性杂交、诱变及基因工程等方法，创造新的变异类型，从而选择、培育新品种。
3、园艺植物的良种繁育，即采用科学的繁育技术，建立、健全良种繁育制度，提高现有品种的种性，防止品种退化，加速新品种的繁育与推广。
第二章园艺植物的繁殖习性品种类别与育种特点1、1.自花授粉植物：天然异交率在5%以内；2.异花授粉植物：天然异交率在50%以上；3.常异花授粉植物：天然异交率达5%—50%2、自花授粉植物：豆科植物（蚕豆除外）、番茄、莴苣、茼蒿；三色堇、紫罗兰、凤仙花、金盏菊；小麦、大麦、水稻等。
常异花授粉植物：指以自花授粉为主，但也发生部分异花授粉的植物。
例如：蚕豆、茄子、辣椒、黄秋葵；翠菊、牡丹、莲；棉花及高梁等作物。
异花授粉植物：天然异交率在50%以上雌蕊接受其它花朵的花粉、接受其他植株、品种的花粉为主。
特点：1）雌雄异株：菠菜、芦笋、银杏、猕猴桃、山葡萄、杨柳、苏铁、红豆杉、罗汉松、南洋杉。
（１００％）2）雌雄同株异花：葫芦科植物（甜瓜除外）、甜玉米、醉蝶花、核桃、板栗、榛、松、柏、杉（１００％）3、园艺植物的品种类型：（一）同型纯合类：1.纯育品种（pure line cultivar）：纯系品种、常规品种、定型品种.2、自交系(inbred line):单株经过若干代连续强制自交严格选择而获得的群体。
（二）、同型杂合类3、.杂交种4.营养系品种（三）、异型纯合类5.杂交合成群体6.多系品种第三章育种对象和目标主要育种目标：1、高产稳产2、优质3、适应性强4、抗病虫害和除草剂5、不同成熟期6、适于保护地目标性状：1、产量性状2、品质性状3、适应性4、对病虫害和除草剂的抗耐性5、成熟期6、对保护地生产的适宜性第四章种质资源1、种质(germplasm)：是决定生物遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质。
园林植物遗传育种学
03
园林植物育种技术与方法
引种驯化
总结词
通过将野生或外地园林植物引入本地，经过适应性栽培，使其成为本地园林植物的过程。
详细描述
引种驯化是园林植物育种的重要手段之一，通过引入具有优良性状的野生或外地园林植 物，经过适应性栽培，使其逐渐适应本地的气候、土壤等环境条件，成为本地的园林植
物资源。引种驯化的目的是丰富本地的园林植物种类，提高园林绿化的质量和效果。
详细描述
基因工程育种是园林植物育种的最新方法之 一，通过基因工程技术，将外源基因导入园 林植物中，如抗虫基因、抗病基因等，使其 获得新的性状和特性。再从中选育出新的品 种，可以提高园林植物的抗逆性和适应性。 基因工程育种需要掌握基因工程技术，并需
要对转基因植物进行多代的选育和培育。
04
园林植物育种实践与案例分析
详细描述
在园林植物育种过程中，应充分考虑新品种对环境的适应性和对生态平衡的影响，避免 引入具有潜在生态风险的品种。同时，加强生物安全管理，防止外来物种入侵和病虫害
传播，也是保障生态安全和园林植
园林植物遗传育种学
• 引言 • 园林植物遗传学基础 • 园林植物育种技术与方法 • 园林植物育种实践与案例分析 • 园林植物育种面临的挑战与展望
01
引言
定义与背景
定义
园林植物遗传育种学是一门研究园林植物遗传规律、种质创新和育种技术方法 的学科。
背景
随着城市化进程的加速和人们生活质量的提高，园林植物在美化环境、生态修 复和丰富文化生活等方面发挥着越来越重要的作用。因此，对园林植物的遗传 改良和品种创新也提出了更高的要求。
多基因控制，表型是基因与环境共同作用的结果。
3
基因突变与诱变育种
园艺植物育种学
园艺植物育种学一、名词解释1.诱变育种：是人为的利用物理和化学等因素诱发作物产生遗传变异，在短时间内获得有利用价值的突变体，根据育种目标要求，对突变体进行选择和鉴定，直接或间接地培育成生产上有利用价值的新品种的育种途径。
2.品种：在一定时期内主要经济性状符合生产和消费市场的需求，生物学特性适应于一定地区的生态环境和农业技术的要求，可用适当的繁殖方式保持群体内不妨碍利用的整齐度和前后代遗传的稳定性，以及具有某些可区别于其他品种的标志性状的家养动植物群体。
3.特殊配合力：是指某两个亲本所配特定的杂交组合与所涉及的一系列杂交组合平均值相比，其生产力高低的指标。
4.亲和指数：平均授粉一朵花所结点的种子粒数。
5.品种审定：指对新选育或新引进的品种由权威性专门机构对其进行审查，并作出能否推广和在什么范围推广的决定。
6.品种退化：品种在繁殖过程中，由于种种原因使其逐渐丧失优良性状，失去原品种典型性，这一现象通常称为品种退化。
7.母系选择：无隔离系谱选择法。
8.芽变：来源于体细胞中自然发生的遗传变异。
9.选择育种：利用现有品种或栽培类型在繁殖过程中自然产生的变异，通过选择纯化及比较鉴定获得新品种的一种育种途径。
10.多倍体育种：利用染色体加倍技术，按照一定的育种目标，在其加倍后代中选育亲品种的方法。
11.集团选择法：根据不同的特性把性状相似的优株归并成几个集团，将从不同集团收获的种子分别播种在不同小区，一边集团间或和对照品种进行比较鉴定，从而选出优良集团。
12.自交系：一般是指异化或常异花授粉植物，经连续多代自交，使异质基因分离、纯合，获得性状一致，遗传性相对稳定，能够自我繁殖的群体，广义的自交系包括自花授粉植物的纯系。
13.雌性系：雌雄同株异花的作物通过选育获得的植株上只生雌花不生雄花，并且这种性状能够稳定遗传的系统。
14.一般配合力：是指一个亲本系或品种在一系列杂交组合中的平均生产力（如产量或其他性状）。
即是该亲本与其他亲本配成的F1的平均值与该试验的全部F1的总平均相比的离差。
第09章 诱变育种
常用方法浸泡法，另外有注射涂抹、熏蒸法 等。可处理种子、茎、叶或花序部分，但根系对 药剂敏感，不能从根系吸收诱变剂。
不同诱变剂诱发的突变类型和频率是不同的。 注意诱变剂的浓度，处理持续时间。
化学诱变剂特点：
1. 诱发突变率较高（点突变），而染色体畸变 较少
2.具有一定专一性，对处理材料损伤轻，有的 诱变剂只限于DNA的某些特定部位发生变异 3.需要渗透组织内部具有局限性(腊质化角质化） 4.方便成本低，但具有致癌的危险性
• 思考题 • 1、主要物理诱变剂的种类、辐射源和主要特征是什么？ • 2、试述辐射诱处理的材料与相应的处理方法？ • 3、什么是照射强度和剂量强度？其单位是什么？如何进行新旧单位
的换算？
• 4、如何确定最适宜的辐射剂量？ • 5、主要化学诱变剂的种类、性质和诱变原理是什么？使用中应注意
哪些问题？
图7－1嵌合体的形成方式
诱变育种的实例
瑞典由Bonus经X射线处理育成的矮秆抗倒 的Pallus，中国育成的盐辐矮早三。 大麦对白粉病抗性是用诱变方法获得了抗 性基因ml-o， ml-o基因对白粉病免疫的， 该基因与坏死斑点性状紧密连锁。 各种作物经常诱发早熟突变体，如早熟大 麦突变体Mari品种的熟期提早8d。
4.敏感部位
二、诱变剂量的选择
一般在改良个别性状时，处理剂量要求稍 低些(早熟性)，若期望产生较多类型的突变体， 则采取较高的剂量(降低株高)。 三、处理群体的大小
突变率是很低的，可能只要万分之一到百 万分之一。
四、种植和选择
通常M1不进行选择。 M2 大群体，选择单株， 但无益突变较多，注意株高、早熟性、抗性。 M2优良株系选择单株。
第三节 理化诱变剂的复合处理
诱变育种
多倍体育种
• 定义：
– 通过增加染色体组数以改造生物遗传基础，从而培育出符合人类 需要新品种的方法
• 最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温诱 导来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分 裂时形成纺锤体，但不影响染色体的复制，使细胞不能形 成两个子细胞，而染色数目加倍。属于染色体组工程的研 究范畴。 • 多倍体产生机制：通过卵细胞第二极体的保留或受精 卵早期有丝分裂的抑制而实现。[1]
辐射育种
• 生物育种的一种方法，利用电离辐射处理 生物，以诱发突变，从中选出优良变异个 体，通过一系列育种程序，培育出新品种。 可利用的电离辐射有X射线、紫外线、中子 及质子等。
辐射育种与其他方法不同，它们有的是 与细胞中的原子、分子发生冲撞、造成 电离或激发；有的则是以能量形式产生 光电吸收或光电效应；还有的能引起细 胞内的一系列理化过程。这些都会对细 胞产生不同程度的伤害。对染色体的数 目、结构等都会产生影响，使有的染色 体断裂了；有的丢失了一段，有的断裂 后在“自我修复”的过程中头尾接倒了 或是“张冠李戴”分别造成染色体的倒 位和易位。当然射线也可作用在染色体 核苷酸分子的碱塞上，从而使基因（遗 传密码)发生突变。
人工诱变 + 单倍体育种
幼苗 秋水仙 （A） 素处理 早熟 品种 (AA) 早熟 品种 (aa)
迟熟 人工 品种 (AA)
诱变
杂合 花药离 子 (Aa)
体培养
幼苗 秋水仙 （a） 素处理
离体诱导 植物细胞具有潜在的再生性和全能性,能发育为完整植株，故应用组 织培养技术对特定组织进行离体培养，可诱导产生单倍体。方法是将一 定发育阶段的花药、子房或幼胚,通过无菌操作接种在培养基上,使单倍体 细胞分裂形成胚状体或愈伤组织，然后由胚状体发育成小苗或诱导愈伤 组织发育为植株。 此外对大麦、小麦还可利用染色体消失法。即将球茎大麦 （Hordeum bulbosum）花粉授予普通大麦或小麦，授粉两周后将幼胚 置于培养基上进行离体培养。在胚胎发育的早期，球茎大麦的染色体消 失，从而获得大麦或小麦单倍体植株。 离体培养用的人工培养基，除含无机盐、蔗糖、维生素和水等外， 还需加入植物激素和其他有机物作诱导物质。诱导出的愈伤组织或胚状 体要转移到含量减少或无诱导物质、蔗糖浓度降低的分化培养基上，才 能分化出根、芽以至长成小苗。以上过程都在试管内进行。再生单倍体 植株的培养则须将小苗从试管取出移栽到小盆中。培养基的成分、培养 的方法和条件（如温度、光照等）、供体的基因型和生理状态以及大、 小孢子的发育时期等，是影响诱导频率的主要因素。植株经用秋水仙碱 溶液处理等方法，使染色体数加倍后，即成为能结实的纯合二倍体(见倍 数性育种)。在离体培养过程中，也会自交产生一些二倍体，但数量很少。
第9讲 植物辐射诱变育种
第9讲 植物辐射诱变育种20世纪20年代，H. J. Muller在果蝇上、L. J. Stadler在玉米和大麦上首次证明X射线可诱导产生变异。
1930年Nilsson-Ehle等人利用X射线诱变产生了茎杆坚硬、穗型紧密、直立型的大麦突变体；1934年D. Tollenear利用X射线育成了第一个作物突变品种——烟草Chlorina, 在生产上使用。
1948年印度利用X射线育成抗旱的棉花品种。
据统计，1950-1964年，世界各国在棉花、油菜、水稻、小麦、大豆、花生等10种作物上育成了突变品种30多个。
联合国粮农组织统计1991年统计，在51个国家，60多种种子植物上育成、推广诱变品种1087个。
1995年统计，世界在158种作物上辐射育成和推广了1932个品种，其中中国459个，占约1/4。
据FAO数据库资料（2002年11月17日）：全世界诱变育成品种2253个，其中γ射线诱变品种875个。
1957年，中国农科院成立了中国第一个原子能农业利用研究所，随后各省相继成立了相关研究机构。
到1975年，我国在8种作物上育成81个突变品种，如水稻的原丰早、小麦的鄂麦6号、大豆铁丰18、花生粤油22、玉米吉单101等。
1985年统计，我国已在19种作物上育成推广突变品种216个。
一、辐射育种的特点1. 突变频率高、突变谱广突变频率——突变个体占观察个体数的比例。
突变谱——产生各种突变类型的多少。
辐射诱变的突变频率可比自然突变频率提高几百倍~上千倍。
突变范围广，类型多样，包括形态、生理、生化等多方面，如产量、品质、抗性、株型等。
2. 有效地改良品种的某个性状（既是长处，也是短处）对于综合性状良好，但有某个较大缺点的品种，若用杂交方法改良，由于基因连锁、分离重组，往往带来其它不良性状。
采用辐射诱变改良，有可能只针对个别性状缺点，而其它优良性状保持不变。
如利用辐射诱变克服了水稻品种莲塘早的高秆缺点，其它性状保持不变。
园林植物遗传育种学名词解释
34、同源多倍体：即细胞中包含的染色体组其来源相同。
35、化学诱变育种：用化学药剂刺激植物体遗传物质，诱发碱基突变，进而使遗传信息发生改变，从而获得
新品种的育种方法。
36、异源多倍体：细胞中包含的染色体组来源不同。(02)
40、孤雌生殖：卵细胞不经过受精作用也直接分化成单倍体植株的过程。
41、分子育种：运用分子生物学先进技术，将目的基因或DNA片段通过载体或直接导入受体细胞，使遗传物
质重新组合，经细胞复制增殖，新的基因在受体细胞中表达，最后从转化细胞中筛选有价值
的新类型构成工程植株，从而创造新品种的一种定向育种技术。
27、外 照 射：是指被照射的种子，球茎，鳞茎，块茎，插穗，花粉，植株等所受辐射来自外部某一辐射源。(00)
28、内 照 射：是指辐射源被引进到受照射的植物体的内部。
29、吸收剂量：单位质量物质吸收任何致电离辐射的平均能量。
30、剂 量 率：单位时间内射线能量的大小。
31、辐射剂量：
32、累积照射：对照射过一次的植物材料，在下一代以后连续进行照射。
13、选择育种：即对园林植物繁殖的群体所产生的遗传变异，通过选择、提纯以及表较鉴定等手段而获得新
品种的一种育种方法。
14、选种目标：为改良现有园林植物品种和创造新类型，新品种所要求达到的目的和指标。
15、实生选种：是在自然授粉产生的种子播种后形成的实生植株群体中，采用混合选择或单株选择得到新品
22、相 斥 相：甲显性性状与乙的隐性性状联系在一起遗传，而乙的显性性状和甲的隐性性状联系在一起的杂交组合，称之为相斥相。
009-园林植物育种学-诱变育种
4. 改变植物育性，提高结实率 – 辐射花粉，克服远缘杂交不亲和性和异花授 粉植物的自交不亲和性 – 有利受精结实，为培育自交系创造条件。
5. 诱发突变易于稳定（纯合），育种年限缩短 – 诱发突变仅是少数基因变异，突变性状稳定快 – 尤其是突变性状多为隐性，经自交后即可获得 纯合突变体，比常规的杂交育种快3年以上。 – 园林植物多数采用无性繁殖，变异易固定。
γ射 放射性同位 137 线 素 60Co、 Cs X射 线 β射 线 X 光机 放射性同位 数 32P、35S
很厚的防护， 厚 危险， 有穿透力 铅或混凝土 危险， 有穿透力 危险 很危险 铅板 厚纸板 很厚的防护
核反应堆、中 中子 子发生器
浙江农科院的60Coγ射线种植房
四川农科院的钴圃全貌
第九章
诱变育种
第一节 诱变育种的概念与特点
一、概念
人为地采用物理和化学的因素，诱发生物体 产生遗传物质的突变，经分离、选择、培育成新 品种的途径。
• 包括 – 辐射诱变育种：利用辐射（射线）诱发植物遗 传物质发生变异，从中选择培育新品种的方法。 – 化学诱变育种：利用化学诱变剂诱发植物产生 遗传变异，以选育新品种的技术。
2. 有利于品种单一性状的改良 （与杂交育种相 比）
• 诱发突变多为点突变，可以只改变品种的某一缺点，而 不致损害或改变品种的其他优良性状。 • 避免杂交育种中因基因重组而造成原有优良性状组合的 解体，或因基因连锁遗传而带来的不良性状。 • 如Demol对郁金香辐射处理，获得各种花色突变类型。
3. 打破原有的基因连锁，利于基因重组
单位： n/cm2（中子数/平方厘米） 常用来度量中子的辐射量。
园艺植物诱变育种
中子衰变
质子
质子衰变
中子
中子
电子 1/3/26
射线 衰变的原子核释放的能量。是一种高能电磙波，波
长很短（10-8—10-11厘米）。穿透力强，射程远、以光速
传播。 (60Co , 137Cs)
X射线 是由X光机产生的高能电磁波。X射线与 射线很相拟。 它的波长比γ 射线长，射程略近。穿透力不如 γ射线强。
• 打破连锁及进行基因重组――对抗病育种和远缘 杂交特别有利。
2021/3/26
实例
• 瞿麦（Dianthus supertbus）
与石竹（D.chinensis）远缘杂交 先将石竹 干种子用60Coγ照射（80R／min）照射选变异株 作亲本杂交，获得远缘杂种。
• Sears等常用X射线与回交，将小伞山羊草染色体 的抗叶绣病基因转移到小麦染色体上，育成软红 小麦－－唯一带有山羊草的抗病基因品种。
2021/3/26
三 存在的主要问题
➢变异的方向和性质无法有效地控制。 ➢有利突变体少
• 突变率高达3％，但通常有利只占总突变的1-2%o。 • 有些有利突变体，其综合性状往往不理想。 • 各个突变性状又分散在不同的突变体中。
2021/3/26
➢ 突变体的鉴定比较困难，不易区分生理 损伤与遗传变异。
按处理 器官组 织可分
种子照射 花粉照射 营养器官的照射
2021/3/26
种子照射
可采用干种子, 湿种子和萌动种子进行照射.
花粉照射
照射的方法有两种,一种先将花粉收集于容器内, 经照射后立即授粉,另一种是直接照射植株上的花粉, 可以用手提式的装置或田间辐射圃进行田间照射.
营养器官的照射
用枝条,块茎或嫁接苗进行辐射处理,是果树辐射 诱变常用的方法,可以大大提高突变频率,并且比照射 花粉和种子具有结果早,鉴定快等特点.
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• 前处理：用清水浸泡植物种子，提高膜透 性。
• 处理方法：浸种法、涂抹法、注入法、熏 蒸法、施入法等。
• 后处理：终止诱变剂发挥作用的措施(流水 清洗，或选用一些化学清除剂）。
理化诱变的特异性及复合处理
辐射诱变
化学诱变
不 穿透力强 同 染色体结构变异 点
香 石 竹
杜 鹃
仙 客 来
唐 菖 蒲
月 季
荷 花
叶 子 花
美 人 蕉
9.2.1 辐射的种类与性质
• X射线：辐射源是X光机。 • γ射线：辐射源是60钴和137铯及反应
堆
• β射线：辐射源为放射性同位素32磷和 35硫
• 中子：辐射源为核反应堆、加速器或 中子发生器。
• 激光：由激光器产生的光。
9.5.1 有性繁殖植物：（一）种子 • M1代：有生理损伤，表现出一些形态和
生理上的畸变，不宜选择。 • M2代植株出现分离，是选择的重点。 • M3基本稳定，可鉴定后大量繁殖，并进
行品种比较试验，生长试验、多点试 验及区域试验等。
（二） 花粉：花粉经诱变处理后，一是 可结合单倍体育种，培养选育出变异 的单倍体植株，二是用来授粉而获得 变异植株。
变范围
• 需要两代的培育、选择，才能获得性 状稳定的新品种
• 诱变后代的稳定过程较短，可缩短育 种年限
9.3.3 化学诱变剂的种类
• 类别：烷化剂类、核酸碱基类似物、 无机类、简单有机类化合物 （H2O2,LiCl,亚硝酸，MnCl2,CuCl2)等。
• 常用诱变剂性质
9.3.4 化学诱变剂处理的步骤与方法
• 致死剂量：使被照射材料全部丧失活 力的最低辐射剂量。
• 半致死剂量：使被照射材料成活率为 对照50%的辐射剂量。
• 半致矮剂量：使被照射材料生长量为 对照50%的辐射剂量。
• 临界剂量：使被照射材料生长量或成 活率为对照40%的辐射剂量。
9.2.4 辐射诱变方法 （一） 外照射 • 急性照射、慢性照射、重复照射 • 各种材料的处理方法 1 种子 2 无性繁殖器官 3 植株照射
适宜剂量和剂量率的选择：选用原则则 可根据活、变、优三方面要求灵活掌 握。活指后代有一定的成活率；变指 在成活个体中有较大的变异效应；优 指产生的变异中有较多的有利变异。
9.2.3 辐射诱变的作用原理
9.2.3.1 发生突变的可能机制
• 直接效应与间接效应：直接效应是射线直 接击中生物大分子，使其产生电离或激发 所引起的原发反应。间接效应是射线作用 于水，引起水的射解，并进一步作用产生 自由基、过氧化氢等，再作用于生物大分 子，从而导致大分子的发生。
世界 总计
占百 分比 （%）
中国 总计
占百 分比
其中 果树 林木
X射线 314 25.1
8 2.9
γ射 线 667+5 5 53.3+ 4.4
216
79.7
13
Β射 线
2 0.7
中子 54 4.3
18 6.6
激光 15 1.2
14 5.2
电子
1 0.3 146
化学 诱变 146
11.7
复合 处理
12 4.4
重大科研项目的航天育种材料也在人们的 急切关注下，逐一亮相：三峡“鸽子树”， 三清山秀丽槭、青钱柳等濒危植物，大连 普兰店千年古莲种，深圳蝴蝶兰、袋鼠花、 球根海棠等园林植物，都搭乘“神七”太 空遨游。一时间，这些观赏植物相聚“神 七”，在浩瀚太空中经过辐射之后，等待 着植物育种专家的检测和研究。
9.5 诱变材料的培育与选择
染色体断裂随机
穿透性弱 诱发基因点突变
诱变有专一性
需一定的设施或专 使用方便、成本低 门装置、多投资 廉
• 理化诱变因素的复合处理：在应用射 线、中子、激光等处理之后，再用化 学诱变剂处理，由于射线改变了生物 膜的完整性和渗透性，从而有助于对 化学诱变剂的吸收。物理和化学因素 的复合处理，能发挥各自的特异性并 起到相互配合的作用。
9.1.2 诱变育种的局限性： • 变异方向与性质难以预测和控制 • 改良的性状有限 • 变异性状具不稳定性
9.2 辐射诱变
• 诱变育种中根据诱变因素可分为物理 诱变和化学诱变两类。
• 物理诱变主要指利用辐射，诱发基因 突变和染色体变异。辐射分为电磁波 辐射和粒子辐射。
郁 金 香
百 合
葱 兰
9.2.3.3 辐射对细胞、染色体及DNA的作用：
• 对细胞作用 1 细胞分裂活动受抑制或在分裂早期死亡，有机体
生长缓慢。
2 引起细胞膜的破坏
3 使细胞质结构成分发生物理、化学性质的变化， 使细胞新陈代谢所需的一些酶失活从而引起细胞 功能的衰退。
4 细胞核显著增大，染色体出现团块，核仁和染色 质的空泡化，使正常的有丝分裂遭到破坏。
（二） 内照射：辐射源被引进到植物体 内部的照射。
• 浸泡种子或枝条 • 注射入植物的茎、枝条、芽等 • 施入土壤 • 饲养法：用14C供给植物，借助光合作
用所形成的产物来进行内照射。
9.2.4.2 辐照材料的选择
• 辐射诱变的优点之一是容易使原品种 的一两个性状得以改变，因此在选用 辐照材料时应选用综合性状好的品种， 如选用有2个以上缺点的，难以育成理 想的品种。
9.2.2 辐射的剂量及其单位：
辐射诱变剂量：对植物材料进行辐射诱变 是使用的处理剂量。
照射剂量：用来度量处理植物材料是所采 用的辐射量大小的单位。
吸收剂量：受照射材料实际所得到的辐射 能量。
剂量率：单位时间内植物材料所受的照射 剂量或吸收剂量。
放射性强度单位：放射性强度是以放射 性物质在单位时间内发生的核衰变数 目来表示，即放射性物质在单位时间 内发生的核衰变数目愈多，其放射强 度愈大。
9.4 空间诱变育种
9.4.1 概念：空间诱变育种（又称太空 育种，航天育种）航天育种也称为太 空育种，就是指利用返回式航天器和 高空气球等所能达到的空间环境对植 物的诱变作用以产生有益变异，在地 面选育新种质、新材料，培育新品种 的农作物育种新技术。
9.4.2 原理 1 空间辐射:高能粒子 2 微重力 • 随着“神七”搭载物渐渐公布于众，作为
9.5.2 无性繁殖植物
（一）突变体的分离选择技术
• 分离繁殖法 • 短截修剪法 • 不定芽技术 • 组织培养法
9.5.3 诱变育种的成就
中国诱变诱变育成的园艺植物品种数
中名 叶子花 美人蕉 大丽花 荷花 现代月季 小计
直接利用 2 4 22 1 35 66
合计 2 4 22 1 35 66
各种诱变因素育成品种一览表
1
• 梅花 枝条
γ 10－30
0.273
• 唐昌蒲 球茎 γ
500－570
5
• 百合 球茎 γ
2－3
0
9.3 化学诱变
9.3.1 概念： • 化学诱变育种：利用化学诱变剂诱发园
林植物产生遗传变异，以选育新品种的 技术。
月 见 草风 铃 草源自9.3.2 化学诱变育种特点
• 操作方法简便易行 • 专一性强 • 化学诱变剂可提高突变频率，扩大突
复习思考题
• 请比较诱变育种与常规育种的优点和 缺点。
• 辐射诱变的遗传效应是什么？ • 影响辐射诱变的因素有哪些？ • 化学诱变和物理诱变有何异同？
• 选用的材料应易产生不定芽。 • 适当选用对辐射敏感的材料。
•
表9-1 几种花卉辐射量参考表
• 花卉种类处理材料 射线种类 剂量范围(Gy) 剂量 率（Gy/min）
• 水仙 球茎、 γ 50－300
1-5
•
芽、叶 γ 5－30
1-5
• 菊花 根芽 γ、 Χ 10－40
1
•
愈伤 γ、Χ 4－20
第9章 诱变育种
本章提要
• 诱变育种的概念与特点 • 诱变的作用机理、诱变方法 • 辐射诱变和化学诱变育种
• 概念：人为地采用理化因素诱发生物 体产生遗传物质的突变，经分离、选 择、培育成新品种的育种方法叫诱发 突变育种，简称诱变育种。
• 缩短育种年限 • 能克服远缘杂交的不结实性
大 果 泡 桐
• 辐射对染色体的作用：辐射引起染色 体畸变和基因突变。
• 辐射对DNA的作用：DNA是重要的遗传 物质，电离辐射引起基因突变，即DNA 分子在辐射作用下发生了变化，包括 氢键的断裂、糖与磷酸基之间断裂等。 DNA结构上的变化紊乱，使遗传信息贮 存和补偿系统发生转录错误，最后导 致有机体的突变。
9.2.3.4 植物材料的辐射敏感性