诱变育种的特点
诱变育种
诱变育种第一节诱变育种的概念、意义和特点诱变育种是人为地采用物理、化学的因素，诱发有机体产生遗传性的变异，并经过人工选择、鉴定、培育新品种的途径。
诱变育种的目标是改变或增加一个满意品种的某一特性，而在其他方面保持品种不变。
如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的和受欢迎的品种，这种方法特别吸引人。
诱变育种的特点：1）提高突变率，扩大变异谱；2）适于进行个别性状的改良；3）育种程序简单，年限短；4）变异的方向和性质不定（已有人把人工合成低聚核苷酸片段引入基因组中，以一定方式改变某一基因，进行定向诱变）。
作为一种育种方法，诱发突变技术在培育那些在种内有足够的遗传变异和由显性基因确定其特性的作物，是可有可无的或无前途的。
但是，显性突变型曾被诱发，特别是抗病型，部分由于寄生植物的基因与病原体的基因之间的相互作用。
在完全不育或无性繁殖的植物中，诱变育种是品种改良的唯一方法，例如专性无融合生殖植物，它不产生有合子胚的种子。
无融合生殖在柑橘类和某些苹果属、树莓属的种中是普通的。
诱变育种是常规育种的一个补充或在园艺植物育种某些方面潜在替代者：1）在适应性广泛的种中诱发变异性，假若进一步的杂交提供有限的变异性和改良，而品种已接近选择的极限；2）诱发一个新的特性，如果没有通过杂交能传递的已知基因源，例如抗病性、企望的生长型或自交亲和性；3）在有性繁殖中将会消失的特定突变，通过营养繁殖产生和保存；4）打破与不良的特性或基因多效影响的连锁；5）使现存的嵌合体显露和均质化，并使突变型获得稳定；6）在远缘亲本之间杂交中遏制不亲和性；7）诱发单倍体；8）在无融合生殖植物中产生过渡性有性状态。
成功的诱变育种需要：1）处理可用于筛选的大的植物群体；2）预期的特性突变率高；3）可以用视力诊断或简单测定鉴别突变的有效方法。
第二节诱变因素在诱发突变中，有两类诱变剂被使用：物理的和化学的。
物理的诱变剂有：1）紫外灯发出的紫外线（UV）照射；2）电磁辐射：X射线发生器发出的X射线；从放射性同位素钴60或铯137发出的ϒ射线；3）微粒辐射：从核反应堆发出的热中子或慢中子；从放射性同位素磷32或硫35发出的β粒子（电子）。
诱变育种
变异广泛。
化学诱变：化学药剂与遗传物质发生生化反应， 结果多是基因的点突变。
三、化学诱变的方法
1、试材预处理 干种子预先浸泡，使细胞活泼，增加敏感性，还可
提高膜透性。
细胞处于DNA合成阶段（S）时，对诱变剂最敏感。
诱变处理应在S阶段之前进行。
2、药剂处理 1）浸渍法 2）涂抹法和滴液法 3）注入法 4）熏蒸法：试剂一般是沸点较低的液体或易升华的固 体，或用专门装置发生气态诱变剂（如芥子气类）。
免与皮肤接触或吸入它们的气体。进行诱变处
理时一般多在具有通风管密闭超净工作台上进
行。操作时应戴乳胶手套以免与皮肤接触。
亚硝酸：能使嘌呤或嘧啶脱氨，改变核酸结
构和性质，造成DNA复制紊乱。
二、化学诱变的优点
1、使用经济方便
只需少量的药剂和简单的设备。 2、有一定专一性 特定的化学药剂，仅对某个碱基或几个碱基有作用， 因此可改变某品种单一不良性状，而保持其他优良性状不 变。
3、破坏性较小，多引起基因的点突变 辐射诱变：诱变因高能射线造成，染色体结构
20世纪70年代后期，植物辐射诱变育种开始应用于蔬菜、
糖料、瓜果、饲料、药用和观赏植物育种。 9个品种获国家发明奖，包括：水稻原丰早、棉花鲁棉1号、
大豆铁丰18和黑农26等
第二节
辐射诱变
一、辐射诱变因素及特性
辐射诱变：是指利 用各种辐射因素诱导生 物体遗传特性发生变异 的方法。也称物理诱变 因素，分为电磁辐射和 粒子辐射。 常用的辐射诱变因 素：X射线，中子，离 子束，电子束，同步辐 射，紫外线，激光，质 子等
份“冒名顶替”进入DNA结构中充当碱基，从而形
成异种DNA，进而导致碱基配对的差错，引起点突
变。
航天诱变育种特点、机理研究及应用
变异遗传稳定性
遗传稳定性高
经过多代自交或回交，航天诱变产生 的有益变异可稳定遗传。
遗传背景清晰
航天诱变育种材料遗传背景相对简单 ，便于后续遗传分析和基因定位。
高产优质新品种选育潜力
高产潜力
航天诱变可产生具有高产潜力的突变体，为作 物增产提供新种质资源。
优质特性
通过航天诱变育种，可改良作物品质性状，如 提高蛋白质含量、降低不利成分含量等。
航天诱变育种特点、机理研 究及应用
汇报人：XX 20XX-01-22
目录
• 航天诱变育种概述 • 航天诱变育种特点 • 航天诱变育种机理研究 • 航天诱变育种技术应用 • 航天诱变育种挑战与前景
01 航天诱变育种概 述
定义与发展历程
定义
航天诱变育种是指利用空间环境（如微重力、宇宙射线、高真空等）对植物种子或组织进行诱变处理 ，使其遗传物质发生变异，进而选育出优良品种的一种育种方法。
DNA损伤与修复
研究空间环境对生物DNA的损伤类型及修复机制，揭示航天诱变育种 的分子基础。
基因表达调控
探讨空间环境对生物基因表达的影响及调控机制，解析表型变化的内 在原因。
蛋白质组学分析
通过蛋白质组学技术研究空间环境下生物体内蛋白质的表达及功能变 化，深入了解航天诱变育种的分子机制。
代谢组学分析
利用代谢组学方法分析空间环境下生物体内代谢产物的变化，揭示航 天诱变育种对生物代谢途径的影响。
抗逆性增强
航天诱变可提高作物的抗逆性，如抗旱、抗寒、抗病等，有助于应对气候变化 和生物胁迫。
03 航天诱变育种机 理研究
空间环境对生物遗传物质影响
空间辐射
太空中的高能辐射（如宇宙射线 、太阳风等）会对生物的DNA造 成直接或间接的损伤，导致基因
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
• 射线作用方式分成：电离辐射和非电离辐 射。
2. 化学诱变 是应用有关化学物质诱发基因和染色体变 异。
第二节 辐射诱变育种
一、射线的种类及其特性 1. γ射线 2. X射线 3. β射线 4. α射线 5. 中子 6. 激光 7. 紫外线
二、辐射剂量和剂量单位
③处理方法： ❖浸泡法。 ❖注射或涂抹法。 ❖饲喂法（施肥法）
第三节 化学诱变育种
一、化学诱变育种的概念及其特点 1. 概念：应用特殊的化学物质诱发基因突变和染色体变异，
从而获得突变体，进而选择出符合育种目标的新品种的育 种方法。 2. 特点： ❖ 穿透性差，对于有鳞片和茸毛包裹严密的芽，诱变效果往 往不理想。 ❖ 能诱发更多的基因点突变。 ❖ 不同药剂对不同植物、组织或细胞甚至染色体节段或基因 的诱变作用有一定的专一性。 ❖ 变异频率高于辐射诱变3～5倍。 ❖ 使用方便、成本低廉。
二、化学诱变剂的种类及其作用 机理
1. 烷化剂
• 借助于磷酸基、嘌呤、嘧啶基的烷化而与 DNA或RNA起作用，进而导致遗传密码的 改变。
（1）烷基磺酸盐和烷基硫酸盐类 （2）亚硝基烷基化合物 （3）次乙亚胺和环氧乙烷类 （4）芥子气类
2. 核酸碱基类似物
①在不妨碍DNA复制的情况下，作为组成 DNA的成分而掺入DNA中，由于其与正常 碱基不同，造成碱基错配，而引起突变。
第四节 空间诱变及离子注入
一、概念： 空间诱变育种，简称空间育种，又称太空 育种、航天育种，是利用卫星飞船等返回 式航天器将植物的种子、组织、器官或个 体（如试管苗）搭载到宇宙空间，在太空 诱变因子的作用下，使植物材料发生有益 的遗传变异，经地面繁殖、栽培、测试、 筛选新种质，培育新品种的育种技术。
微波诱变育种
2 微波诱变育种特点
优点 ： 设备简单、操作方便 辐射损伤轻、安全 方法易行 诱变效果比传统的理化因子好 缺点： 某些菌单一采用微波进行诱变的效果不是很 理想 。
2 微波诱变育种特点
一般认为诱变致死率只与诱变剂量有关， 而在微波诱变中发现单孢子悬液水浴辐照处理 180s致死率达95％以上，由此认为致死率不仅受 辐照剂量的影响，而且受瞬时强烈热效应的影响， 直接辐射处理时，微波引起分子间强烈震动和摩 擦产生热能，导致微生物在未接受到足够损伤造 成突变的照射量之前，由于蛋白质变性，酶失活， 孢子死亡，致死率增大。这种瞬时强烈热效应 的影响被一些实验得以证明。
3 微波诱变育种的一般操作方法
（二）微波诱变 吸取制得的孢子悬液注入底部平整的平 皿中每个平皿的悬液量为10mL，调微波炉功 率为700W，脉冲频率为2450MHz，按不通的 处理时间（一般小于1min) ，对孢子悬液进行 辐照处理。然后分别从每个平皿中取出的 0.1mL菌悬液，进行适当稀释，得到不同稀释 度的菌悬液。
4 微波诱变的应用
4 微波诱变的应用
5 小结
微波诱变作为一种比较新兴的非电离电 磁辐射物理诱变育种技术，与紫外诱变、化 学诱变等经典的人工诱变育种技术相比，对 微生物进行诱变育种的相关实验技术方法尚 不十分成熟。对微生物的微波诱变育种研究 现今仍处于对实验方法、诱变条件、相关参 数和诱变影响因子等相关各种因素的探索研 究阶段。
辐射诱变作用阶段
（三）生物学阶段
当遗传物质本身受到辐射后，电离和分 子重组的结果可能导致DNA断裂、交换、畸 变，直接影响了DNA复制或碱基序列改变， 从而导致遗传上的变异，人们往往称这种效 应为“直接效应”。
辐射诱变作用阶段
有时这种电离现象和离子对形成不是直 接发生于DNA分子上，而是与之相邻的分子 或水分子，从而产生具有强氧化或还原能力 的基团。这些基团进一步作用于遗传物质， 引发DNA的各种异常，人们常称这种效应叫 “间接效应”。
诱变育种
拉特（Rad）1g受照射物质吸收100尔格的能量
（3）中子流量
每平方厘米的中子数 n/cm2
（4）剂量率
单位时间内所受的剂量。伦/小时、伦/秒
辐射作用机理
电离射线对机体的作用有两种解释：
(1)直接作用 “靶学说”为代表，细胞内有一定的对辐射作用敏感的区 域——“靶”区。只有当射线击中细胞的靶区时，才能引起分子损伤的 辐射效应。 (2)间接作用 生物效应是有机体的水被电离和激发产生自由基作用在 生物分子上所引起的结果。
诱变源的种类及特性
X射线：辐射源是X光机。X射线又称阴极射线，
分为软Χ射线和硬Χ射线,诱变育种一般用硬Χ射线
γ射线：辐射源是60Co和137Cs及核反应堆。
γ射线是一种是一种高能电磁波,穿透力强, 目前常用的照射装置有:钴室,钴圃,钴人工气候辐照室 。
β射线：辐射源为32P和35S。β射线
能量较Χ、γ射线低，不宜作外照射的射线源 。
一、化学诱变的特点
• 使用经济方便 • 有一定的专一性
有些化学诱变只限于的特定部位发生变异
二、化学诱变剂的种类
• 烷化剂：
甲基磺酸乙酯（EMS）,硫酸二乙酯（DES）, 甲基磺 酸甲酯（MMS）,异丙基甲烷磺酸酯（iPMS）,芥子气 类。
另外，亚硝基乙基脲烷（NEU）,亚硝基乙基脲 （NEH）,亚硝基甲基脲烷（NMU）,乙烯亚胺（EI）, 1,4-双重氮乙酰丁烷,也是有效的诱变剂，但是是潜在致 癌物质,应用危险。
辐射对遗传物质的作用——对染色体的作用
染色体在射线作用下，断裂的频率增加，断裂后的染色体重新连接，产生 四种染色体结构变异 缺失 染色体丢失了带有基因的片段； 重复 染色体个别节段的增加； 倒位 正常染色体上的某一节段发生断裂后，倒转180°又重新连结起来； 易位 非同源染色体之间交换片段的结构变异。 同时，辐射也可引起染色体数量变异，产生非整倍体。
诱变育种
7.2.5 物理诱变处理的方法
物理诱变处理的方法分外照射和内照 射两种。
外照射指种子等所受的辐射来自外部 的辐射源。
内照射是利用放射性同位素32P、35S 、 14C 的化合物, 配成溶液浸渍种子或使作 物吸收, 或注射茎部。
7.2.6 诱变处理的剂量
各种诱变处理以采用中等到低的剂 量为好。对于多倍体的小麦应该避免采 用高剂量的诱变，以使处理后代中有更 多的单一位点突变体, 各种诱变因素的 适宜诱变剂量如表7-2、表7-3
第七章 诱变育种
§7.1 诱变育种的概念和特点 7.1.1 诱变育种的概念
诱变育种（induced mutation breeding） 是指用物理或化学因素诱发染色体畸变、基因 突变、组跑质突变等改良作物品种。
诱变育种特别适宜改良作物的某些单一性 状,例如变高秆为矮秆,提早成熟期,提高抗病性 和蛋白质含量等。
பைடு நூலகம்
除了诱发和鉴定筛选有利用价值的突 变体外，作物诱变育种的其他方法程序基 本上与常规育种相同。诱变育种技术包括 诱变因素的利用、供诱变育种材抖的选择、 诱变剂量的大小、 M1及 M2 群体大小、突 变体的筛选等环节。
7.1.2 诱变育种的特点
（1）突变频率高,变异谱广 （2）可有效的改良作物的个别单一性状 （3）能打破性状间的紧密连锁,促进基因
M2 按照M1代收获种子的方式 ( 单株、单 穗 )以及处理材料和剂量的不同顺序种成株行或
穗行。M2代是诱变处理后分离最大、变异类型最多 的一个世代,为使突变体得到充分表现, 应有一定
的行距和株距，并要求地力均匀、精细管理。M2代 应具有较大的群体。M2代是选择的关键世代, 这一 世代即可出现大突变 ( 如早熟性、矮杆性),又可
诱变育种
（二）常用化学诱变剂
常用的化学诱变剂有烷化剂、碱基 类似物、抗生素、叠氮化物、亚硝 酸、羟胺和吖啶等。
按其诱变机制则可分为 ：
1 直接诱变 DNA 结构的变异
如各种烷化剂( 甲基磺酸乙酯( EMS）、乙基磺酸 乙酯( EES) 、硫酸二乙酯( DES) 、硫酸二酯( DM S) ) 、亚硝酸等, 这类诱变剂是化学诱变剂 中应用最广的一类化合物。
1 外照射：指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部某 一辐射源。 2 慢照射：低剂量长时间（几天至整个生育期）的照射 3 急照射：高剂量短时间内完成 处理对象：植株，种子，组织，器官，愈伤组织，花粉
（4）β 射线：带电粒子，质量小速度快，可 以穿透几毫米的组织。育种上常用的β 射 线由放射性同位素32P、35S产生。 32P、 35S必须进入植物组织和细胞后作为内照射 才能产生诱变作用。 （5）中子: 不带电粒子，穿透力强，可直接 进入细胞核内，适于处理种子、植株的外 照射。 （6）其它物理诱变因素 激光、电子束、等
物理诱变：利用辐射，诱发基因突变和染色体变异
化学诱变：应用化学物质诱发基因和染色体变异
特点
（一）优点： 1.提高突变率，变异范围广。 突变率可达3%，比自然突变高100-1000倍。突 变类型多，还可能产生新基因。 2.对单一性状改良有效。如早熟性、株高。 3.多为点突变和隐性突变，易稳定，育种年限短。 热中子，极早熟大豆哈75-222，比原品种早32天
剂量率：单位时间内被照射植物所受的剂量 R/h、R/min或R/S 辐射诱变效果与剂量大小有关，也与“剂 量率”有关。一般情况下，剂量率过高， 会显著影响幼苗成活率和生长速度。通常 干种子剂量率为60-100R/min，花粉 10R/min左右。
29 育种巩固练习-高中生物必修二
【巩固练习】一、单项选择题：1. 下列不属于诱变育种的特点的是（）A．具有不定向性 B．突变频率较高 C．多数有害 D．多数有利2. 杂交育种中，杂交后代的性状一出现就能稳定遗传的是（）A．优良性状 B．隐性性状 C．显性性状 D．相对性状3. 诱变育种一般不使用以下哪项作为诱变因素？（）A．X射线 B．硫酸二乙酯 C．亚硝酸 D．抗生素4. 下列各项中，可能产生新基因的是（）A．用花药离体培育玉米植株 B．用低温处理诱导染色体数目加倍C．通过杂交培育抗病小麦品种 D．用X射线处理链孢霉5. 从理论上分析，下列各项关于染色体“倍性”的判断，正确的是（）A．单倍体育种得到的植株不一定含有2个染色体组，但都是单倍体B．高原地区经常出现多倍体和二倍体“嵌合”在一体的植株C．三倍体和三倍体杂交，二倍体和四倍体杂交都能得到三倍体D．两种二倍体植物通过体细胞杂交得到的细胞可通过组织培养成二倍体植株6. 在某作物育种时，将①、②两个植株杂交，得到③，将③再作如图所示处理。
下列分析错误的是（）A．由③到④过程一定发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合B．由⑤×⑥的育种过程中，依据的主要原理是染色体变异C．若③的基因型为AaBbdd，⑩则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D．由③到⑦过程可能发生突变和基因重组7. 下列有关变异的说法正确的是（）A．染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体加倍8. 诱变育种与杂交育种的不同之处表现为（）①能大幅度改变某些性状②能形成新基因③能形成新基因型④一般对个体生存有利A.①②B.①③C.②③D.②④9. 用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮杆(d)易染锈病(t)小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是（）A.过程①的作用原理为染色体变异B.过程③必须经过受精作用C.过程④必须使用生长素处理幼苗D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/410. 下图表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述正确的是( )A．图中涉及的育种方法有杂交育种、单倍体育种和诱变育种B．a过程能提高突变频率，从而明显缩短育种年限C．a、c过程都需要用秋水仙素处理萌发的种子D．要获得yyRR，b过程需要进行不断自交来提高纯合率11. 下列关于作物育种的叙述，正确的是( )A．把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术B．改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种C．培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头D．袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果12.关于萝卜（2n=18）和甘蓝（2n=18）杂交的叙述，从理论上讲正确的是（）A．二者进行体细胞杂交，得到的是不育的四倍体B．二者进行有性杂交，得到的是可育的二倍体C．二者进行有性杂交，得到的一定是不育的二倍体D．二者进行有性杂交，所得个体用秋水仙素处理，得到的是不育的四倍体二、非选择题1. 下图是三倍体西瓜育种及原理的流程图：（1）用秋水仙素处理________时，可诱导多倍体的产生，因为这个部位的细胞具有________的特征，秋水仙素的作用在此为________。
诱变育种的特点课件.ppt
20
第8章 诱变育种
第2节 常用物理诱变剂及其处理方法
2.照射剂量: 伦(伦琴,R)：1g空气中吸收83尔格（erg）的能量。
是 X和γ射线的剂量单位。 库伦/千克:（1库仑/千克=3.876×103R） 3.吸收剂量:
❖略高于适宜剂量的后代中较易获得矮秆突变。
31
第4节 诱变育种程序
第8章 诱变育种
种植方式 (1)系谱法 M1不选择，收主穗; M2种穗行(小麦条播或点播，20-100粒/行，隔20行播 3行未处理亲本作对照),观察比较，发现突变体。 M3种穗行，观察突变体的性状是否重现和整齐一致， 是否符合育种目标，混收整齐一致的。 M4及以后世代，系内鉴定。
1.选择适宜的育种材料。例如：大麦极敏感型品种 突变率5.34％，敏感4.57％，中间4.21％，迟钝3.14 ％，极迟钝2.43％。
24
第8章 诱变育种
第3节 化学诱变剂及其处理方法
三、化学诱变剂处理方法 1.处理材料和方法 材料：种子,芽、插条、块茎、球茎等，活株幼穗、 花粉、合子和原胚。 浸泡:把种子、芽、休眠插条浸泡在诱变剂溶液中。 滴液：在植物茎上作一浅切口，将浸透诱变剂溶液 的棉球经切口浸入(完整植株或发育完整的花序)。
7
第8章 诱变育种
第1节 诱变育种的成就及特点
一、主要成就 （一）育成大量植物新品种 1995年: 全世界在 158种植物上育成和推广了1932 个品种；中国459个，占世界总数的1／4。 1985年以来: 种植面积基本稳定在900万hm2左右。 （二）提供大量优异的种质资源 收集24种植物的突变遗传资源1700余份，并对其 进行了鉴定、编制名录及育种价值的研究。
EMS诱变油菜种子
EMS诱变油菜种子综述背景化学诱变育种是目前一种迅速发展的作物育种技术,具有使用方便,特异性较强和诱变后代较易稳定遗传等特点,已广泛地应用于油菜、玉米、大豆等农作物,并且取得了巨大的经济效益和社会效益。
自然条件下植物发生基因突变的频率较低,而人工诱发基因突变则提高了突变率。
诱变技术被广泛应用于作物育种,能使作物产生有益变异,从而获得与育种目标相符的性状。
目前,抗性突变体主要有除草剂抗性突变体、盐及重金属离子抗性突变体、植物病毒抗性突变体以及逆境条件抗性突变体等一些类型[1]。
EMS(甲基磺酸乙酯) 是烈性致癌物质,对育种者而言,它又是很好的诱变剂，自从1953年，LLMARK首次报告了EMS对突变诱导的有效性以来，目前已被广泛应用于农作物诱变育种。
EMS对小麦、大麦、水稻等作物的最适处理浓度，生理特性，生物学效应等方面的影响有较多报道，而对于油菜种子的最适处理浓度、生长、萌发的影响研究较少[2]。
本试验想通过诱变得到抗除草剂的突变体。
1 材料与方法1.1 试材及处理供试材料：中双九号上述材料由重庆市油菜工程技术研究中心提供。
试验方法：种子粒选后，以蒸馏水预浸12 h(20℃左右)，然后用吸水纸吸去表面水分，浸入用0.1M磷酸缓冲液（Ph=7.0）稀释的0.8％、1.0％、1.2%的EMS诱变液中，处理时间8 h（对照用清水浸种），EMS溶液的体积设1粒/ml,10粒/ml两个水平，处理后用流水冲洗4 h。
之后将处理好的不同品种的油菜种子整齐排列在铺有滤纸的培养皿中，每皿100粒，重复三次。
置于人工气候培养箱内，25℃光照发芽。
1.2发芽指标测定处理后三天测定发芽势，7天统计发芽率；油菜种子的发芽以幼根达种子直径长为标准。
第七天计算发芽率的同时测量油菜的根长和苗高，均以每一处理的任意10株的平均值表示。
发芽指数=ΣGt/ D t ( Gt为t时间内的发芽数,D t为相应的发芽天数)活力指数=发芽指数×苗长度1.3 M1种子单粒点播,苗期至成熟期进行田间观察，成熟时取样考察农艺性状。
诱变育种
（二）植物辐射的敏感性差异
诱变处理的材料包括：种子、绿色植物、花 粉、子房、合子和胚细胞、营养器官、离体 培养中的细胞和组织等。 1. 不同的植物辐射敏感性不同 2. 不同品种对辐射敏感性差异很大 3. 同种植物的器官、组织以及发育时间和 生理状况不同，其敏感性也不同 4. 处理前后的环境条件也影响诱变效果
➢ 体细胞变变常会形成嵌合体，不易分离 纯的组织变异。 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， 需要结合有性杂交予以分离。
第二节 物理诱变
物理诱变：用不同种类的射线处理，引起基因突 变或染色体变异。
一、物理诱变剂的种类（表11-1，P186） 紫外线:辐射源是紫外光灯，能量和穿透力低， 能成功地用于处理花粉粒，波长200-390nm。
2. 生理代谢损伤大，容易引起生活力和可 育性下降；
3. 使用所需的设备比较简单，成本较低， 诱变效果较好；
4. 对人体更具有危险性
三、化学诱变处理方法
（一）药剂配制： 1. 化学诱变剂的性质：包括溶解度和毒性； 2.处理浓度：诱变剂的浓度高于种子细胞中的
浓度，浓度也不能过大。 3.处理时间：以使受处理组织完成水解作用以
第四节 诱变育种的方法和程序
一、处理材料的选择
（一）材料的选择 正确地选择诱变处理的亲本材料非常重要， 原则有四点：
1. 首先必须根据育种目标来选择亲本材料； 2. 亲本材料必须是综合性状优良而只具有一、
两个需要改进的缺点；
3. 选用的处理材料应避免单一化； 4. 适当选择单倍体、原生质体和多倍体等 做诱变材料。
能与植物体的遗传物质发生作用，并能改 变其结构，使其后代产生变异的化学物质 称为化学诱变剂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、诱变育种的概念和特点 诱变育种的概念 诱 变 育 种 （ induced mutation breeding ）是利用理化因素诱发变 异，再通过选择而培育新品种的育 种方法。 诱变育种特别适宜改良作物的某 些单一性状,例如变高秆为矮秆,提早 成熟期,提高抗病性和蛋白质含量等。
除了诱发和鉴定筛选有利种技术包括诱变 因素的利用、供诱变育种的材抖 的选择、诱变剂量的大小、 M1 及 M2 群体大小、突变体的筛选 等环节。
M3以及以后世代 M3 仍按材 料、处理剂量等顺序排列种植株行。 M3代分离以微突变为主,是选择微 突变的关键世代。M3的选择转向以 群体选择为主,凡表现稳定突变系 可混收留种,而仍有分离的系统则 可选留单株,下代继续选择和鉴定。 M3以后的选育方法以及试验程序与 杂交育种相同。
C、处理前后的环境条件也影响 诱变效果。 种子含水量是影响诱变 效果的主要因素之一。水稻 种子含水量高于17%或低于 10%时较敏感，含水量在11%14%之间的一般不敏感。
诱变效果与剂量是成比 例的，剂量过高会杀死大 量细胞或生物体，或产生 较多的染色体畸变；过低 则产生突变体太少。
2、剂量单位 ①吸收剂量（D） 定义为在受照射物 体某一点上单位质量中吸收的能量。 吸收剂量的国际专用单位为戈瑞 （Gray） ②辐射剂量 (X ) 定义为 X 或 γ 射 线在标准条件下单位质量的干燥空 气中所产生的电荷（同一符号的）。 辐射剂量的国际专用单位是库仑 / 公斤（ C/kg）
化学诱变的效应与其浓度、 温度、处理的持续时间有关。 通常用低温度、低浓度、长 时间处理, 药物对细胞的伤 害轻,可以提高存活率和突变 率,且低温可以使药物保持稳 定性。
诱变处理后代选育 M1 经诱变处理后的种子长成 的植株或直接处理的植株等称诱变 一代，用M1 表示。M1可按处理剂 量分别播种 ( 密播 )。精心培育 和管理以提高存活率。M1 代的变 异除了可遗传的基因突变和染色体 畸变外,主要为生理损伤,因此一般 不加选择。单株或单穗收获。
2、化学诱变剂的特点有： ①诱发突变率较高，而染色体畸变较 少。 ②对处理材料损伤轻，有的化学诱变 剂只限于DNA的某些特定部位。 ③大部分有效的化学诱变剂较物理诱 变剂的生物损伤大，容易引起生活 力和可育性下降。
化学诱变剂处理方法 处理种子时：浸泡种子 处理的种 子 冲洗种子 播种 处理小麦花粉,可采用在开花前将穗 头剪下,投入诱变剂溶液中,使其吸 收一定量的诱变剂,待其开花时收集 花粉,供授粉用。 浸泡法、滴液法、注射涂抹法、熏 蒸法。
③剂量率 有吸收剂量率 (D )和照射剂 量率 (X) 之分。吸收剂量率是指单位时 间内受照射物体所吸收的剂量,单位有戈 /小时、戈/分和戈/秒。照射剂量率是指 单位时间内所测干燥空气受照射的剂量 , 单位是库伦/千克· 秒等 ④放射性强度 指放射性同位素单位时间 内的核衰变次数,现国际制专用单位为贝 可 (Bg), 原单位为居里（Ci ） ⑤积分通量 又称中子流量,指每平方厘 米的中子数 ( 中子数/厘米2)
三、化学诱变剂及其处理方法 1、化学诱变剂的类别： ①烷化剂 指具有烷化功能的化合物 ②叠氮化物 是一种动植物的呼吸抑制 剂，它可使复制中的 DNA 碱基发生替 换，是目前诱变率高而安全的一种诱 变剂。 ③碱基类似物 是与DNA碱基的化学结 构相类似的一种物质，切能与DNA结 合，又不妨碍DNA的复制。
A、不同作物和品种对辐射敏感性差异 很大。 大豆、豌豆、蚕豆等豆科作物 以及玉米和黑麦对辐射最敏感；水稻、 大麦、小麦等禾本科及棉花次之；油 菜等十字花科作物和红麻、亚麻、烟 草最顿感,粳稻较籼稻品种敏感。
B、作物的器官、组织以及发育时间 和生理状况不同，其敏感性也不同。 分生组织较其他组织敏感，细 胞核较细胞质敏感，性细胞较体细 胞敏感，卵细胞较花粉敏感，幼苗 较成株敏感，分蘖前期特别敏感， 其次是减数分裂和抽穗期，未成熟 种子较成熟的敏感；萌动种子较休 眠种子敏感等
（一）物理诱变剂的种类 用来诱发植物产生遗传变异的物质叫诱 变剂（ mutagen ）。在自然条件下产生的突 变称为自然突变，利用诱变剂诱发的突变称 为人工突变。 诱变剂通常分为物理诱变剂和化学诱变 剂两大类 , 物理诱变剂主要是各种射线（如 X 射线、γ 射线、β 射线、中子、紫外线 等）、微波、激光等（表7-1）。育种工作者 常用的是X 射线、γ 射线、β 射线、中子。
M2 按照M1代收获种子的方式 ( 单株、单 穗 )以及处理材料和剂量的不同顺序种成株行或 穗行。M2代是诱变处理后分离最大、变异类型最 多的一个世代,为使突变体得到充分表现, 应有 一定的行距和株距，并要求地力均匀、精细管理。 M2 代应具有较大的群体。M2代是选择的关键世 代, 这一世代即可出现大突变 ( 如早熟性、矮 杆性),又可出现微突变（如产量、品质等）。但 以对大突变的选择为主,大突变表现明显,可在单 株水平上察觉。对大突变在M2代要进行严格的单 株选择。小突变一般在单株水平上不易识别,因 此M2代不特别选择,只注意选留那些与原品种性 状差异小,长势旺的单株或群体,以后世代再决定 取舍。
（二）物理诱变剂处理方法 1、诱变处理的材料： a种子 b绿色植株 c花粉 d子房 e合子和胚细胞 f营养器 官 h离体培养中的细胞和组织。 2、处理的方法： a、外照射 b、内照射（浸泡法、注入法、施入 法、合成法）
（三）诱变处理的剂量
1、作物对辐射的敏感性 作物对辐射的敏感性是指生物体、 组织、细胞或细胞内含物在一定剂量的 射线照射下，在形态和机能上发生相应 变化的大小。目前常用来测定辐照敏感 性的指标有： ①生长受抑制的程度；②植株成活 率； ③植株不育程度；④幼苗根尖和幼 芽细胞分裂时染色体畸变率，常用微核 细胞率作指标； ⑤以细胞分裂期间细胞 核体积、染色体体积作指标。
诱变育种的特点： （1）突变频率高,变异谱广。 （ 2 ）改良作物的个别单一性状比较有 效，同时改良多个性状较困难。 （3）能打破性状间的紧密连锁,促进基 因重组。 (4) 后代性状稳定快, 育种年限短。 (5) 诱变育种的不足之处是突变的方 向和性质目前无法控制,有益突变的 频率低。
二、物理诱变剂及其处理方法