8辐射育种

含量分别比原品种高20%和25%。
(六)离子注入
把某种元素的原子电离成离子，在几十 至几百千伏的电压下加速形成较高速度的 离子束射入到生物体内，诱导可遗传变异， 继而选育新品种的过程。 离子注入到生物体的某一部位上，引起 局部的、强烈的、难以修复的损伤，导致 基因突变。
二、辐射处理的方法
（一）处理材料的选择
常用来度量中子的辐射量。
2 ）吸收剂量（ D ）
指单位 质量的被照射物质实际吸收的辐射能量。 SI 单位： 戈瑞 Gy （ =J/kg ），常用单位：拉特 rad 。 1Gy=100rad 3 ）放射性强度
用来衡量 辐射源 的辐射强度，以放射性物质在单位时间
内发生的核衰变数目来表示。 SI 单位： Bq （贝克），常 用单位： Ci （居里）。 1Bq=2.073 × 10 -11 Ci ； 1Ci=3.7 × 1010 个核发生衰变 / 秒
4 ．克服远缘杂交不亲和性，改变植物的授 粉、受精习性
如瞿麦与石竹远缘杂交，先将石竹干种子用Co-γ 射线照射后播种，选变异株做亲本进行杂交，从 而获得远缘杂种。 另外，辐射处理还可以改变植物自交不亲和性， 以及诱变出雄性不育的材料。
5 ．诱发突变的方向和性质难以掌握，有利突变频
率较低
突变 位点 随机；突变方向偶然（有益或无
物的某一个生长期内进行长时间连续照射，需要
专门的田间辐射场。 特点：简单安全；适于处理大量试材；可进行一代 照射和多代重复照射，一次照射和多次照射。
2 ．内照射
将放射性元素引入植物体内，由其放射出的射线
在体内组织和细胞内进行照射。
特点：①是一种慢性照射
②放射性元素在体内的分布极不均匀，一般
在生长点、形成层放射性较高 ③放射性元素不断衰变，如果这些放射性元 素已成为遗传物质核酸的成分，其衰变本身也会 有一定的诱变效应。
4 ）剂量率：单位时间内被照射植物材料所受的照 射剂量或吸收剂量。 照射量率：单位时间内的照射量。单位： c/kg· ， s R/h ， R/min ， R/s 粒子注量率（通量密度）：单位时间内的粒子注量。 单位： n/cm2 · s 吸收剂量率：单位时间内的吸收剂量。单位： Gy/min ， Gy/s ， rad/h ， rad/min ， rad/s
（五）、航天搭载
是利用返回式卫星进行农作物新品种选育的一种方法。利 用空间环境技术提供的微重力、高能粒子、高真空、缺氧 和交变磁场等物理诱变因子进行诱变和选择育种研究。 空间环境的显著特征是辐射强烈、微重力（失重）、
微地磁、高真空、超洁净、低氧等。与传统辐射育种相比，
航天搭载育种具有诱变作用强、变异幅度大和有益变异多 等优点。 如：卫星87-2青椒，是一果实大、品质优良的甜椒品种，较 原品种增产30%-50%，果实中的维生素C及可溶性固形物
Radiation induced resistance of barley mutant
contrast
mutant
Radiation induced awn of barley mutant contrast mutant
Radiation induced height of barley mutant
其射线（如χ射线，γ射线，中子）从外部
照射植物各个器官。可分为急性照射、慢
性照射、连续照射和分次照射等各种方式。
室外活体辐照圃
室内辐照源
急性照射（ acute irradiation ）：即快照射，采用
较高的剂量率进行短时间连续照射。
慢性照射（ chronic radiation ）：用低剂量率在植
生组织
3）植物不同的发育阶段及生理状态
萌动的种子、枝条、鳞茎 > 休眠的种子、
枝条、鳞茎；
配子体 > 枝条 > 种子；
未成熟种子 > 成熟种子； 种子含水量低 > 含水量高
4）外界环境条件 ①种子含水量是影响诱变效果的主要因素之一。
②温度：温度降低，敏感性减弱
③氧气：有氧 > 无氧；无氧条件下，幼苗损伤与染
2 ．辐射常产生点突变。可有效改良品种的单一性状，保持
其它优良特性 实践证明，诱变育种可以有效地改良品种的早熟、矮杆、 抗病和优质等单一性状。 当有益性状与不良性状存在连锁关系时，辐射能打破
连锁，修缮品种。
3 ．育种程序简单，变异稳定快，育种年限短 诱变多为一个主基因的改变，后代稳定快。如一、二 年生草花， F 3 可稳定， 3-4 年即可出品种。 特别是对生长周期长、无性繁殖的药用植物可显著加 快育种进程。
最早从1927年穆勒用X射线处理果蝇诱发突变开始。
1934年： Tollenear第 一个获得诱变烟草品 种Chlorina。
contrast
mutant
mutant
contrast
Radiation induced apple red skin mutant
contrast
mutant
线（电子束流）去轰击重金属钨靶或钼 靶而产生。
特点： X 光子波长较短（ 10-6-10-9 m ），
穿透力较强 一次不能照射大量材料，诱变效果不及γ射
线．
2、γ射线 是核内电磁辐射，是原子核从能级较高的激发状态跃迁到较 低的状态时发出的射线。是原子核衰变时释放的能量载体。 来源： 钴60 （半衰期 5.3 年）、 铯Cs 137 （半衰期 30
特点：穿透力较弱，α射线的穿透力更弱（一般不
用），电离密度小。
只用于内照射（溶液浸种）
（四）其他物理诱变剂
1、电子束
来源：电子直线加速器
特点：高能电子流（ 5-20Mev ）；穿透力强
（几厘米）
M 1 生物损伤轻， M 2 诱变效率高
2、激光 受激辐射产生的一种新型光源。 来源：激光器（ CO 2 激光器、 N 2 激光器、红宝 石激光器、氩粒子激光器等） 特点：一种中低能的电磁辐射（新光源） 亮度高、单色性、方向性、相干性好；非电离， 激发作用 。
活动中，辐射诱变效果较好。
6 、营养器官照射：无性繁殖植物常用繁殖器官进
行处理，如用枝条、块茎、鳞茎、球茎、块根、 幼芽等进行辐射处理。 照射处于活跃状态的新生组织，效果较好； 受照射器官内芽原基所含的细胞越少越好； 组织 充实、生长健壮、芽眼饱满的芽条，照射后易于 成活。
但是无性繁殖为主的植物，有的有性世代较
来源：紫外灯
特点：一种低能的电磁辐射（ 1360-3900 埃）；
2500-2900 埃诱变效果较好
穿透能力极弱，多用于处理花粉、孢子和微生物
（二）电磁辐射
1、X 射线
是一种核外电磁辐射，是原子中的电子
从能级较高的激发状态跃迁到能级较地 低状态时发出的射线。
来源： X 光机：用具有一定能量的阴极射
第八章 诱变育种
第一节 辐射育种的概念、特点及发展概况
第二节 辐射育种的射线种类和处理方法
第三节 辐射育种的生物学原理
第四节 不同材料辐射育种的程序 第五节 化学诱变育种
第一节 诱变育种的概念、特点及发展概况
一、诱变育种的概念
辐射育种（ radiation breeding ）：利用辐
射（射线）诱发植物遗传物质发生变异，
2、带电粒子 ①α射线 是带正电的粒子束，由两个质子和两个中子组成，也就是 氦的原子核。 来源：由天然或人工的放射性同位素衰变中产生的。 特点：穿透力弱，电离密度大。作为内照射源时，对有机体
内产生严重的损伤，诱发染色体断裂的能力很强。
②β射线
由电子或正电子组成的射线束。
来源：放射性同位素、电子加速器
益）。有益突变少，无益突变多，且往往相伴随，
使突变体难以直接育成新品种，只能用作育种材 料。 此外，改良微效多基因控制的数量性状效果较差。
另外，
1 突变体的鉴定比较困难，不易区分生理损伤与遗
传变异。
2 特别是对体细胞诱变常会形成嵌合体，不易分离
出纯的组织变异。 3 加上突变又多是隐性突变，有利突变性状与不良 性状常呈连锁关系。
三、诱变育种的发展概况
最早是1927年穆勒用X射线处理果蝇诱发突变；
上世纪30年代，人们开始在小麦、大麦、烟草、玉米等多种植
物中进行了实验研究。 我国诱变育种起步于 1956 年，诱变育种的成绩位居世界首位。 在药用植物中，对牛蒡、灯心草、紫薇、截叶铁扫帚等采用辐 射育种已育成了新品种。
无性繁殖的大花马齿苋、刺茄子、金银花等也育成了新品种。
处理方法：
1 ）浸种法：将放射性同位素 32 P 、 35 S 等，配成一定比例 浓度的溶液，浸泡种子或枝芽。 2 ）注射或涂抹法：用注射器将放射性溶液注入植株或枝条 内；或用放射性溶液涂抹叶片、枝条伤口等处。
3 ）喂饲法（施肥法）：将放射性同位素施于土壤或加入培
养基中，经根部吸收进入体内。 4）合成法：供给植物14CO2 ，使植物通过光合作用将放射 性的14C同化到代谢产物中引起变异。
先将花粉收集于容器内，经照射后立即授粉（适合花粉生
活力强，寿命长，花粉量大）；或者直接照射植株上的花 粉（田间照射、上盆后进行室内照射、切花照射）。 优点：很少产生嵌合体
4、 子房照射：照射子房可以引起卵细胞突变，
还可以诱发孤雌生殖。
自花授粉植物，人工去雄后照射 授粉，辐射
剂量不宜过高
5、合子和胚细胞 合子和胚细胞处于旺盛的生命
长，或者很难进行有性繁殖，隐性突变的纯化和
显现比较困难，需要较长时间。
7 、离体材料照射：单细胞、愈伤组织、叶
片等组织培养物。
如原浙江农业大学用γ射线处理小麦幼胚愈
伤组织，育成了小麦新品种核组8号。
（二）辐射处理方法
1 ．外照射 （ exogenome irradiation ）