辐射诱变育种及其应用
植物辐射诱变育种原理
植物辐射诱变育种原理
植物辐射诱变育种原理是利用辐射能对植物基因进行诱变,通过筛选和选择获得新的品种。
辐射能可以通过人工辐射、放射性物质以及自然辐射等方式进行引入。
在植物体内,辐射能可以引发DNA分子的断裂和重组,导致基因突变,从而形成新的遗传差异。
辐射诱变育种的优点是可以创造出新的、有利于生产的植物品种。
通过辐射诱变,可以获得许多新的性状,如早熟、耐旱、耐病、高产等,从而提高了植物的适应性和产量。
同时,辐射诱变育种可以避免遗传改良过程中可能出现的后代不稳定性和环境污染问题,降低了成本和风险。
但是,辐射诱变育种也存在着一定的风险和局限性。
一方面,辐射能的引入可能会导致基因组的大片段删除和插入等不可控的基因
突变,从而影响植物的生长和发育。
另一方面,辐射诱变也会引入一些有害基因,如致癌基因等,从而给人类健康造成潜在威胁。
综上所述,植物辐射诱变育种是一种重要的遗传改良方法。
但是,在进行辐射诱变的过程中需要注意安全问题,避免对环境和人类健康造成潜在的危害。
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园艺技术专业《实验二-2 园艺植物辐射诱变育种实验》
实验一园艺植物辐射诱变育种实验
1、实验目的
了解物理诱变的原理;学习掌握物理诱变的方法;观察紫外线对蔬菜种子的诱变效应;了解黄瓜、青菜穴盘苗播种的技术,种植基质的配置;培养学生动手能力和配合能力。
2、实验原理
紫外线的波长在200-380nm之间,诱变最有效波长仅仅是在253-265nm,紫外线杀菌灯所发射的紫外线大约80%是254nm。
紫外线诱变的主要生物学效应是由于DNA变化而造成的,DNA对紫外线有强烈的吸收作用,尤其是碱基中的嘧啶,它比嘌呤更为敏感。
紫外线引起DNA结构变化的形式很多,如DNA链的断裂、碱基破坏。
但其最主要的作用是使同链DNA 的相邻嘧啶间形成胸腺嘧啶二聚体,阻碍碱基间的正常配对,从而引起植物突变。
注意:经紫外线损伤的DNA,能被可见光复活,因此经诱变处理后的种子要防止可见光照射,故经紫外线照射后样品需用
黑纸或黑布包裹。
另外,照射处理后种子不要贮放太久,以免突变在黑暗中修复。
3、实验材料和用具
材料:黄瓜种子
用具:紫外灯、恒温培养箱、培养皿、各种栽培基质、营养钵、米尺、铅笔、标签、照相机等。
4、实验步骤
①黄瓜种子在紫外灯下诱变24小时以上;
②将诱变处理的和未处理黄瓜种子于55℃的温水浸种20分钟;
③种子继续浸泡6-8小时;
④于恒温培养箱〔28℃〕催芽30小时以上;
⑤浸好种子均匀点播培养土上,再覆1厘米左右薄土;
⑥浇透水,保温保湿;
5、结果与记录
观察处理和未处理种子萌芽后的情况,记录性状变化,完成实验报告和观察记录表,总结诱变处理发生的诱变效应。
6、实验学时
3学时〔观察及调查利用业余时间进行〕。
核辐射在育种方面的应用
辐射育种的应用学院:园艺学院姓名:朱代强李志宁学号:107331612173107331612171核辐射在农业育种方面的应用及发展辐射育种是近年来发展起来的一种新奇的种植技术。
它利用射线、x射线或者是中子、激光和离子束等照射农作物的种子、植株或某些器官和组织,促使它们产生各种变异,再从中选择需要的可遗传优良变异,从而在短时间内获得有利用价值的突变体,以供直接生产利用或者是在此基础上培育出新的种质资源的一种新兴的育种技术。
经过这样的技术种植,一个青椒重量可以达到500克,玉米能够结出7个棒,黄瓜可以长到半米高,而美丽的花卉也都神话般地发生变异,“一串红”本是一串串地开花,在这里可以满株开花,如同一座小塔。
“万寿菊”本是单层的四瓣花,这时开出的花却变成了多层的六瓣花。
“矮牵牛”也会由原本开红色的小花,培育后花朵变大,而且一株可以开出红、白、粉等多种颜色的花朵。
辐射技术在植物育种方面有重要的作用,在植物遗传改良上有独特的作用,该技术可大大提高基因突变频率,在较短的时间里,创造出育种目标所需要的种质材料,有时能诱发产生自然界稀有的、未曾出现过的或用一般方法难以获得的新类型、新性状、新基因,对已消失的基因进行人工再创造,能够在原有遗传背景不变的情况下,直接使植物体出现新的有用性状的变异,可在较短时间内使植物改良,缩短育种过程,提高作物改良效率,具有突变的“创新”优势。
辐射诱变育种技术在中国兴起虽然只有数十年的历史,但因有其自身的特点与优势,所以发展以水稻、小麦、大豆、花卉和林木等材料所做的辐照试验为依托,综述了国内外在辐射诱变育种方面所取得的成就,分析了该技术的作用机理、特点、优势、适用范围及其发展历程并对其发展方向和应用前景做出了展望。
其主旨在于提高人们对辐射诱变育种技术在农业生产中应用的价值、意义及其前景的认识,并为该技术的进一步发展和应用提供参考与借鉴,以期促进现代化农业育种的发展和应用,提高人民的生活水平与质量。
辐射育种实例
辐射育种实例辐射育种是一种通过辐射处理改变植物或动物的遗传特性的育种方法。
它利用辐射能量对生物体的DNA分子进行破坏或改变,从而诱发突变。
这种方法可以加速育种过程,培育出具有新特性的植物品种或动物品种。
下面以辐射育种实例为例,介绍几种成功的辐射育种案例。
1.辐射育种在小麦育种中的应用小麦是我国主要的粮食作物之一,为了提高小麦的产量和品质,科学家们进行了大量的辐射育种研究。
其中,辐射诱变育种是一种常用的方法。
科学家们通过将小麦种子暴露在特定剂量的辐射源下,如X射线或伽马射线,使其产生突变。
然后再选择具有良好特性的变异体进行培育。
通过这种方法,科学家们培育出了多个抗病性强、产量高的小麦品种,为我国的农业生产作出了重要贡献。
2.辐射育种在花卉育种中的应用花卉是人们生活中重要的观赏植物,为了培育出更加美丽、多样化的花卉品种,辐射育种技术被广泛应用。
以玫瑰花为例,科学家们利用辐射育种技术对玫瑰花进行了突变诱导。
通过将玫瑰花的种子暴露在适当剂量的辐射源下,使其产生突变。
经过多年选择和培育,科学家们培育出了多个新品种,如花瓣颜色更加鲜艳、花朵更加丰满的玫瑰花品种。
这些新品种不仅丰富了人们的生活,也促进了花卉产业的发展。
3.辐射育种在果树育种中的应用果树是人们日常饮食中重要的水果来源,为了改良果树的品质和产量,辐射育种技术也在果树育种中得到了应用。
例如,柑橘是一种重要的柑橘类水果,为了培育出更加甜美、耐贮藏的柑橘品种,科学家们利用辐射育种技术对柑橘进行了诱变。
他们将柑橘种子暴露在适当剂量的辐射源下,诱发其产生突变。
经过多年的选择和培育,科学家们培育出了多个新品种,如果实更大、口感更好的柑橘品种。
这些新品种不仅满足了人们对水果品质的需求,也促进了柑橘产业的发展。
辐射育种技术在不同领域的育种中都得到了广泛应用并取得了良好的效果。
通过辐射育种,科学家们成功培育出了许多具有良好特性的新品种,为农业生产和观赏植物领域的发展做出了重要贡献。
植物辐射诱变育种原理
植物辐射诱变育种原理
植物辐射诱变育种,指通过辐射技术来诱导植物产生基因突变,
从而快速培育出具有优良特性的新品种。
其原理基于辐射能量的特殊
性质,可以使DNA分子发生物理和化学变化,引起基因突变。
这种基
因突变的发生频率与辐射剂量和植物品种有关。
诱变育种是一种有效的植物遗传改良方法。
与遗传杂交和基因编
辑等技术相比,诱变育种具有较高的变异率和易操作性等优点。
其应
用广泛,可以培育出抗病虫害、适应不良环境等特性的新品种。
诱变育种需要选择一定的辐射源,常用的辐射源包括X-射线、
γ-射线、中子射线等。
辐射源的选择应该根据植物品种和诱变目的进行,通常需要在实验室或专门的育种中心进行。
诱变剂量是控制诱变效果的关键因素之一。
辐射剂量越高,基因
突变的发生率越高,但是过高的剂量会对植物造成伤害和死亡。
因此,需要根据植物品种和繁殖策略进行科学的剂量选择。
诱变育种的优劣取决于突变体的表现情况。
一些突变体可能具有
良好的农艺性状,如提高单产、改善品质、抗逆性强等;但也可能产
生一些有害的变异,如营养代谢障碍、形态畸变等。
因此,诱变育种
需要结合大量的实验和筛选工作,最终选出具有实用价值的突变体。
总之,植物辐射诱变育种是一种有效、便捷的植物遗传改良方法。
借助诱变育种技术,我们可以快速培育出具有优良特性的新品种,为
农业生产提供更多的选择。
核农学中核辐射诱变育种应用
核农学中核辐射诱变育种应用学院:农学院班级:种科111班姓名:白雪学号:2011010216摘要辐射诱变育种是在人工控制的条件下,利用中子、质子或者射线等物理辐射诱变因素对种子进行辐照,诱发其染色体的数量、结构和行为变异,从而得到可供利用的突变体,并在此基础上进一步培育出新的种质资源的一种新兴的育种技术。
本文主要介绍核辐射在和农业辐射诱变育种中的应用,简单介绍国内外核农业的发展情况。
主旨在于提高人们对辐射诱变育种技术在农业生产中应用的价值、意义及其前景的认识,并为该技术的进一步发展和应用提供参考与借鉴。
关键词核农学,核辐射,诱变育种一、概念1、核农学:研究核素,核射线及有关核技术在农业科学研究和农业生产中的应用及其基础理论的一门学科。
它是介于核科学与农业科学间的一门边缘学科—核农学。
它的主要研究领域是:辐射遗传和育种学、放射生物学、辐照保藏技术、示踪原子应用等,其应用领域不断扩大,并已取得显著成绩。
我国核农学的创始人是徐冠仁博士[1]。
其中包括辐射诱变技术、辐照保藏技术、同位素示踪技术和昆虫辐照不育技术等。
2、核辐射:通常称之为放射性,存在于所有的物质之中,这是亿万年来存在的客观事实,是正常现象。
核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。
核辐射可以使物质引起电离或激发,故称为电离辐射。
电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。
直接致电离辐射包括质子等带电粒子。
间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子[2]。
核辐射无处不在,主要有天然辐射和人工辐射两种。
而将核辐射利用到农业生产上可谓是一举夺得。
3、诱变育种:用物理、化学因素诱导动植物的遗传特性发生变异,再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株或个体,进而培育成新的品种或种质的育种方法。
它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术[3]。
本文主要论述在物理方面的核辐射作用下的诱变育种。
诱变育种的实例
诱变育种的实例随着人类对植物、动物的了解的日益深入,微观世界的探索也越来越深入,诱变育种的方法被广泛地运用到了植物、动物的育种上。
诱变育种是一种基于辐射和化学物质诱发基因突变的育种方法。
通过诱变育种,我们可以获取更多、更好、更健康的作物或动物品种。
接下来,我们将介绍几个关于“诱变育种的实例”,以此认识诱变育种的工作原理以及应用价值。
1. 隼鸽隼鸽源于对野生鸽子进行的诱变育种。
1961年,苏联莫斯科大学教授迈克尔•泰切尔用一个放射性源给一群野鸽照射了辐射,然后从照射者的子孙中挑选出一只头型发生了明显变化的鸽子。
这只鸽子的头自上而下变成了一个类似鹰的头。
就这样,第一只隼鸽诞生了。
这是用辐射诱变实现诱变育种的经典实例之一。
今天,隼鸽已经成为了研究人员了解突变机制、进化研究和育种改良的重要模式生物之一。
2. 紫色大麻近年来,针对于大麻长期以来被世人所忽略的价值,许多国家都在加紧研究大麻及其衍生物的成分和功效,众多品种的大麻也得到了相应的改良。
其中一种用诱变育种获得的品种是紫色大麻。
这种大麻不仅色彩美观,而且植株高大,产量高。
它是通过在大麻的生长过程中使用亚硝酸甲酯来进行的诱变育种的一例。
这个过程中,亚硝酸甲酯抑制了大麻植株当中的色素合成,从而在某些植株中引起突变,使得植株发生了染色体减数分裂,继而诱导了植株的紫色或蓝色突变。
3. 小麦对小麦进行诱变育种,是已经被广泛运用于育种的重要方法之一。
它是一种经典的“突变优劣选择法”,诱变剂被用来引起基因的突变,以期获得产量更高、更抗病虫害、品质改良更优的小麦新品种。
最近,一个莎普爱思公司的小麦品种–古兰麦,就是用化学诱变剂诱发小麦基因突变培养而来的。
这种小麦种子少,但每个种子都十分大,而且小麦本身也非常耐高温、干旱环境的影响,因此古兰麦被冠以“适合全球气候变迁”的美誉。
以上是用诱变育种来获取品种改良的三个经典实例:隼鸽、紫色大麻和适合全球气候变迁的小麦。
不同于传统育种方法,诱变育种具有选择性强、速度快、突变率高等特点。
放射育种方案
放射育种方案放射育种是一种通过辐射诱变技术来改良作物遗传性状的育种方法,它的核心是利用辐射诱变剂对植物进行辐照处理,从而诱发出突变体,然后通过筛选突变体选出优质育种材料,最终通过杂交育种法将优秀的特性稳定地遗传给下一代。
辐射诱变剂的种类和作用目前,常用的辐射诱变剂主要包括X射线、希望射线和质子束等。
其中,X射线和希望射线是较为常用的辐射源,它们能够诱导出植物的基因产生多种不同的突变,使植物发生形态、生理、遗传等多方面的改变。
而质子束则是一种新型的辐射源,它具有辐射能量更为集中的特点,可在相对较低的辐射剂量下产生更多的育种变异,具有更高的育种效果。
筛选优秀的育种材料在辐射处理后,筛选出较优秀的育种材料是非常关键的一步。
通常可以从形态、生物学、生理和经济性状等方面对突变体进行筛选。
具体方法包括:•形态筛选:选取具有体型与亲本不同的突变体。
•生物学筛选:选取生长速度、发芽率、开花时间、病害抗性等特性明显的突变体。
•生理筛选:选取具有高品质、高产量、高营养价值等特性的突变体。
•经济性状筛选:选取具有市场竞争优势的突变体,包括外观、口感等。
遗传稳定性的评价在通过杂交育种法将突变体的优异性状稳定地遗传下去之前,需要进行遗传稳定性的评价。
评价方法包括:•观察G1、G2、G3等多代植株是否遗传一致;•对G1代杂交组合中的单株进行筛选,选出具有稳定性状的杂交组合;•对稳定的杂交组合进行长期观察,看是否能够保持优异特性。
放射育种的应用前景放射育种是一种高效、快速、经济的作物育种方法,它可以有效地提高作物产量、优化产量结构、提高作物品质、改良作物抗病性等。
在未来的农业生产中,放射育种将有着广泛的应用前景,可以为人类食品安全和农业可持续发展做出重要贡献。
植物辐射诱变育种原理
植物辐射诱变育种原理
植物辐射诱变育种原理是一种通过利用辐射诱变技术,对植物进行育种繁殖的方法。
辐射诱变技术是指利用不同的辐射源(如X射线、γ射线、中子等)对生物体进行辐射处理,从而使其基因发生突变或改变,进而产生新的生物体或性状改变的技术。
在植物育种中,通过利用辐射诱变技术,可以产生数量巨大的突变体,从中筛选出具有良好性状的新品种或新种质资源。
植物辐射诱变育种具有以下特点:
1. 诱变效果明显:利用辐射诱变技术可以使植物基因发生突变或改变,从而产生新的生物体或性状改变。
这种方法可以大大增加育种效率,使优良品种的选育更为快速、精细。
2. 突变体数量多样化:利用辐射诱变技术可以产生数量巨大的突变体,这些突变体形态、生理、生化等方面的变异性质极为复杂,可以为育种提供更多的选择空间。
3. 可选性强:植物辐射诱变技术可以对任何种类的植物进行诱变处理,而且对不同植物所表现出的突变效应也不同。
因此,可以根据不同的需要选择不同的植物种类进行诱变处理。
植物辐射诱变育种原理的核心是诱变。
辐射诱变技术通过辐射源产生的能量,使植物DNA发生断裂、缺失、交换、替换等变异,从而产生新的遗传变异体。
这些新的遗传变异体可以通过自交或杂交进行固定,从而形成新品种或新种质资源。
总之,植物辐射诱变育种是一种先进的育种方法,具有诱变效果
明显、突变体数量多样化、可选性强等特点。
它为植物遗传资源的繁育和利用提供了新的思路和方法,对推动植物育种的进步具有重要意义。
植物物理(辐射)诱变育种
植物物理(辐射)诱变育种物理诱变又称辐射诱变,是指通过各种辐射源对生物进行辐射诱变,常见辐射诱变源有中子、γ射线、X射线、电子束、离子束、紫外线等。
植物辐射诱变育种材料包括植物种子、小鳞片、活体植株、花粉、幼穗、幼胚及组织培养物等,由于处理方法、时间的不同,可分为内照射、外照射、急性照射、慢性照射。
辐射可以通过使相关材料在细胞、分子、生理和形态等方面发生变异,人们则通过对产生的突变体的选择和鉴定,直接或间接培育可供农业生产的新品种。
1植物物理(辐射)诱变育种特点遗传变异是生物进化和新品种选育的基础,植物物理诱变育种可以从以下几个方面为育种工作提供区别于自然变异产生的更多的材料。
(1)丰富种质资源:植物物理诱变育种可以通过诱导植物体产生变异,从而提高植物体变异频率,诱导产生具有自然界原本没有的新性状的突变体,在一定程度上极大地丰富了种质资源,直接或间接地为人们的育种工作的进行提供材料。
(2)打破基因连锁:通过基因重组,使基因进行重组是植物物理诱变育种工作中诱发突变体的表现之一,可以将一些伴随不良性状的有利性状间的紧密连锁打破,从而使育种工作者有更多的机会和选择。
(3)保持优良特性:物理诱变往往只是个别位点的基因产生突变,可以基本保持品种原有遗传特性基础上,对某个或某些性状进行改良,从而品种品质。
(4)缩短育种年限:诱变育种可以提高植物变异频率,且多为隐形突变,稳定快,育种年限短。
(5)改良植物育性:将远缘材料的花粉进行辐照处理,可促进受精结合,克服杂种不育;还能使正常植株产生雄性不育,为育种提供雄性不育材料;可以改良植物自交不亲和性。
2 植物物理(辐射)诱变育种不足之处辐射诱变可以为人们育种工作带来诸多便宜之处,但相对应的,也存在着一些缺点。
虽然辐射处理育种材料可以诱导其变异频率大幅度提升,但是诱导突变的方向却是难以控制的;虽然可以保持优良特性,但是难以在一次辐射后代中得到多种性状都优秀的突变体,同时改良多个或综合性状较为困难;有的辐射诱变,如快中子诱变,虽然可以大规模产生突变株系,但存在操作复杂和不可控的缺点,这是其在育种工作中的难题;此外,辐射诱变不随机、不可控的突变特点会使育种工作者投入更多的时间和资金。
核辐射在育种方面的应用
辐射育种的应用学院:园艺学院姓名:朱代强李志宁学号:107331612173107331612171核辐射在农业育种方面的应用及发展辐射育种是近年来发展起来的一种新奇的种植技术。
它利用射线、x射线或者是中子、激光和离子束等照射农作物的种子、植株或某些器官和组织,促使它们产生各种变异,再从中选择需要的可遗传优良变异,从而在短时间内获得有利用价值的突变体,以供直接生产利用或者是在此基础上培育出新的种质资源的一种新兴的育种技术。
经过这样的技术种植,一个青椒重量可以达到500克,玉米能够结出7个棒,黄瓜可以长到半米高,而美丽的花卉也都神话般地发生变异,“一串红”本是一串串地开花,在这里可以满株开花,如同一座小塔。
“万寿菊”本是单层的四瓣花,这时开出的花却变成了多层的六瓣花。
“矮牵牛”也会由原本开红色的小花,培育后花朵变大,而且一株可以开出红、白、粉等多种颜色的花朵。
辐射技术在植物育种方面有重要的作用,在植物遗传改良上有独特的作用,该技术可大大提高基因突变频率,在较短的时间里,创造出育种目标所需要的种质材料,有时能诱发产生自然界稀有的、未曾出现过的或用一般方法难以获得的新类型、新性状、新基因,对已消失的基因进行人工再创造,能够在原有遗传背景不变的情况下,直接使植物体出现新的有用性状的变异,可在较短时间内使植物改良,缩短育种过程,提高作物改良效率,具有突变的“创新”优势。
辐射诱变育种技术在中国兴起虽然只有数十年的历史,但因有其自身的特点与优势,所以发展以水稻、小麦、大豆、花卉和林木等材料所做的辐照试验为依托,综述了国内外在辐射诱变育种方面所取得的成就,分析了该技术的作用机理、特点、优势、适用范围及其发展历程并对其发展方向和应用前景做出了展望。
其主旨在于提高人们对辐射诱变育种技术在农业生产中应用的价值、意义及其前景的认识,并为该技术的进一步发展和应用提供参考与借鉴,以期促进现代化农业育种的发展和应用,提高人民的生活水平与质量。
关于高能重离子束辐射诱变北方粳稻育种方法的思考
关于高能重离子束辐射诱变北方粳稻育种方法的思考近年来,随着科学技术的不断发展,人类对于农业生产的需求也越来越高。
粮食作为人类生存的基础,其生产与品质的提高一直是农业科技研究的重要方向。
在育种方面,辐射诱变技术是一种有效的方法,而高能重离子束辐射诱变技术则是其新兴的研究方向之一。
本文将从北方粳稻育种的角度出发,探讨高能重离子束辐射诱变技术在粳稻育种中的应用前景。
一、高能重离子束辐射诱变技术的基本原理高能重离子束辐射诱变技术是指将高能重离子束辐射照射到植物种子或组织细胞上,利用其高能量和高密度的电离效应,诱发DNA 的突变和基因组的改变,从而实现育种的目的。
相较于传统的辐射诱变技术,高能重离子束辐射诱变技术具有以下优势:1. 可以在较短时间内诱发更多的突变和基因组改变,提高育种效率;2. 可以产生更大的基因组改变,从而创造出更多的新品种;3. 可以更精确地控制诱变剂量和诱变范围,降低不良突变的发生率。
因此,高能重离子束辐射诱变技术在植物育种中具有广泛的应用前景。
二、高能重离子束辐射诱变技术在北方粳稻育种中的应用北方粳稻是我国北方地区主要的稻作品种之一,其生产量和品质的提高一直是农业科技研究的重要方向。
在传统的粳稻育种中,常常采用自交系育种法和杂交育种法,但这些方法存在着育种周期长、品种数量少、遗传变异小等缺点。
而高能重离子束辐射诱变技术则可以为北方粳稻育种带来新的思路和方法。
1. 通过高能重离子束辐射诱变技术,可以诱发北方粳稻的基因突变,从而创造出新的优良品种。
例如,可以通过诱变改变北方粳稻的生长周期、抗病性、耐盐碱性等性状,从而提高其适应性和产量。
2. 高能重离子束辐射诱变技术可以加速北方粳稻的育种进程。
传统的自交系育种法需要多年的时间才能获得稳定的自交系,而高能重离子束辐射诱变技术可以在较短时间内获得大量的突变体,从中筛选出优良品种,加速育种进程。
3. 高能重离子束辐射诱变技术可以提高北方粳稻的抗逆性。
核农学中核辐射诱变育种应用
核农学中核辐射诱变育种应用学院:农学院班级:种科111班姓名:白雪学号:2011010216摘要辐射诱变育种是在人工控制的条件下,利用中子、质子或者射线等物理辐射诱变因素对种子进行辐照,诱发其染色体的数量、结构和行为变异,从而得到可供利用的突变体,并在此基础上进一步培育出新的种质资源的一种新兴的育种技术。
本文主要介绍核辐射在和农业辐射诱变育种中的应用,简单介绍国内外核农业的发展情况。
主旨在于提高人们对辐射诱变育种技术在农业生产中应用的价值、意义及其前景的认识,并为该技术的进一步发展和应用提供参考与借鉴。
关键词核农学,核辐射,诱变育种一、概念1、核农学:研究核素,核射线及有关核技术在农业科学研究和农业生产中的应用及其基础理论的一门学科。
它是介于核科学与农业科学间的一门边缘学科—核农学。
它的主要研究领域是:辐射遗传和育种学、放射生物学、辐照保藏技术、示踪原子应用等,其应用领域不断扩大,并已取得显著成绩。
我国核农学的创始人是徐冠仁博士[1]。
其中包括辐射诱变技术、辐照保藏技术、同位素示踪技术和昆虫辐照不育技术等。
2、核辐射:通常称之为放射性,存在于所有的物质之中,这是亿万年来存在的客观事实,是正常现象。
核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。
核辐射可以使物质引起电离或激发,故称为电离辐射。
电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。
直接致电离辐射包括质子等带电粒子。
间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子[2]。
核辐射无处不在,主要有天然辐射和人工辐射两种。
而将核辐射利用到农业生产上可谓是一举夺得。
3、诱变育种:用物理、化学因素诱导动植物的遗传特性发生变异,再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株或个体,进而培育成新的品种或种质的育种方法。
它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术[3]。
本文主要论述在物理方面的核辐射作用下的诱变育种。
辐射诱变应用于植物育种中的技术综述
辐射诱变应用于植物育种中的技术综述作者:安欣,李杨军来源:《种子科技》 2019年第2期综述我国进行辐射诱变育种开始于20世纪中期,并在70年代逐渐开始迅速发展。
从70年代开始,我国进行了较大规模的植物辐射育种研究,育成了大批农作物新品种,并在农业生产中得到了大面积的推广种植,灵活利用植物自身的品种突变,增强植物的成活率、产量、育成数量以及经济效益,以满足当前时代的需求。
1 常用诱变剂种类1.1 X射线X射线又称阴极射线、伦琴射线,是一种不带电荷的中性射线,波长范围0.01~0.001 nm,并具有较强的穿透力,对种子进行适当照射,促使种子发生基因突变,甚至引导染色体出现变异、结构重组或者染色体断裂等情况。
与此同时,其产生的诱变具有明显的累积性,可以实现合理的诱变累积,加强对诱变的控制。
1.2 γ射线实际上,γ射线属于高能电磁波,并且其波长较短,范围在0.001~0.000 1 nm之间,同样具有较强的穿透力,并且射程较远,可以进行广泛的均匀照射,应用最为广泛。
辐射诱变育种获得的新产品中约有50%是利用当前的γ射线照射产生的,其效率较高。
在应用过程中,γ射线方法主要有两种:一种是慢照射,另一种是急性照射。
通常采用急性处理方式,利用固定的辐射源进行处理,以满足实际的需求。
1.3 激光激光也是当前常用的手段,其自身与γ射线存在较大的相似之处,属于电磁波的一种,但其特点不同,自身的波长也较长,呈现出能量低、方向好等特点。
与此同时,电磁波在应用过程中还存在其他明显的效应,如电磁场效应、热效应以及压力效应等,属于当前新型的技术,在诱变育种中的应用正在逐步加大。
2 常用诱变处理材料种子照射通常情况下,种子照射常被应用在有性繁殖的植物中,灵活利用其运输方便、处理及时以及简单便捷的优势进行高效处理。
因为种子中具有多细胞结果,经处理后容易产生嵌合体,可引起生长点细胞的突变。
待处理的种子形态不限,可以为干种子、湿种子和萌动种子。
辐射诱变育种在牧草和草坪草中的应用
1 辐射诱变 育种的概念
5 年代后期 ,主要是探索 0 y 0 C 一^ 射线和中子处理 以 及辐照前后的附加处理 ,以便有效地诱发得到有经济 价值 的突变体 。至 15 年 世界上 只报道 了 8 突变 品 98 个 种 。到 2 世 纪 6 年代后 期 ,诱 变育 种 的方 法也 更趋 O 0 成熟 ,辐射诱变 技术在植 物育种 中逐步 显示 了其 独特
述
CO E U U U A Y M YX
21 第 期 总 1 期 草业 与畜牧 0 年 6 第7 0 5
出的x 射线波长越短 ,穿透力越强 ,根据波长范围可
分 为软 X射线 和硬 X射线 。 由于会 导致 染色体 断裂 和
成新 品种。具 有某 些 突出性状 的突变 系 ,还可用作 杂
研 究情 况进 行 综合叙 述 。
关键 词:辐射诱变 ;育种 ;牧草 ;草坪草 ;应用
中 图分 类 号 :¥ 3 . 3 52 1 文献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 7 — 4 3 2 1 )6 0 0 — 4 3 8 0 (0 0 — 0 1 晚 ,开始于 2 世纪 0
一
的,它们的半衰期分别为5 7 . 年和3 年 ,使用时应加 2 0
强 防护 。 目前 常用 的照射装置 有 :钴 室 、钴 圃 、钴温
基金 项 目 :重 庆 市科 委 重 大 专 项 “ 草 优 异 种 质 资 源发 掘 和 牧 新 品种 选 育 ” ( S C,20 A 0 8 CT 0 9 A10 )资 助
多种牧草的种子和幼苗进行了辐射 ,探索不同牧草的 最适辐射 剂量 ,对 苜蓿 、燕麦 、沙打 旺等开展 了诱变 育种工作 】 。
收稿 日期 :2 1— 4 0 000— 1
诱变育种的方法
诱变育种的方法引言:诱变育种是一种通过人为诱导生物体遗传物质的突变来改变其性状的育种方法。
它在农业、植物育种、动物育种等领域都有广泛应用。
本文将介绍诱变育种的基本原理、常用方法以及其在农业生产中的应用。
一、诱变育种的基本原理诱变育种的基本原理是通过诱导生物体的遗传物质发生突变,从而改变其性状。
突变是指基因发生改变,导致生物体的某些特征发生明显变化。
诱变育种利用这种突变来创造新的优良品种,以满足人们对农作物产量、品质、抗病性等方面的需求。
二、诱变育种的常用方法1. 辐射诱变法:辐射诱变法是最常见的诱变育种方法之一。
它通过使用不同类型的辐射源(如X射线、γ射线、紫外线等)照射生物体,使其遗传物质发生突变。
这种方法简单易行,广泛应用于农作物、家禽、家畜等的育种中。
2. 化学诱变法:化学诱变法是利用化学物质诱导生物体遗传物质发生突变的方法。
常用的化学诱变剂有EMS(乙基甲磺酸甲酯)、NMU (亚硝基甲基脲)等。
这些化学物质能够与DNA分子发生反应,导致碱基的改变,从而引发突变。
3. 基因工程诱变法:基因工程诱变法是近年来发展起来的一种新型诱变育种方法。
它利用基因工程技术,通过直接改变生物体的基因序列来诱导突变。
这种方法具有高效、精确的特点,可用于特定基因的定向突变。
三、诱变育种在农业生产中的应用1. 提高产量:诱变育种可以通过诱导农作物的突变,改变其生长发育过程中的关键基因,从而提高产量。
例如,通过诱变使水稻产生更多的穗粒,或使玉米产生更大的穗子,从而提高农作物的产量。
2. 改良品质:诱变育种还可以改良农作物的品质,使其具有更好的口感、营养价值或抗病性。
例如,通过诱变使水果的口感更甜、更脆,或使蔬菜的抗病能力增强,从而提高产品的市场竞争力。
3. 培育新品种:诱变育种可以创造出新的品种,满足市场需求。
通过诱变,育种者可以获得具有新颖特征的作物品种,如颜色、形状、味道等方面的变化,从而开拓市场。
结论:诱变育种是一种有效的育种方法,通过诱导生物体遗传物质的突变,改变其性状,以满足人们对农作物产量、品质、抗病性等方面的需求。
辐射诱变育种
② 杂种、育成种比纯种、野生中敏感; ③ 同一个体的不同细胞对辐射敏感性也有差别:
性细胞比体细胞敏感,性细胞中卵子又比精 子敏感; ④ 同一种鱼类中,处于不同发育阶段和不同生 理状态的鱼类对辐射敏感性也有很大差别: 鱼类胚胎各时期的辐射敏感性,随着胚龄的 增长而递减,幼龄个体较老龄个体敏感。
辐射育种的特点(相较于传统的育种方法):
日本学者水泽(1967年)报道,利用γ射线照 射虹鳟卵子,能够培育出白色品系的虹鳟;
陕西省水产研究所等(1977)报道了用快中子 (镭-铍中子流)辐射对鱼苗和鱼种生长影响的 试验结果,发现经快中子辐射处理过的几种家 鱼受精卵,在鱼种阶段的生长影响的试验结果。
……
① 染色体较大的鱼类比较敏感,染色体中等大 小的鱼类次之,染色体最小的鱼类最不敏感, 即抗辐射性表较强;
电离辐射的遗传学效应在许多生物中 都有研究,并得出两个重要结论:
①电离辐射可诱发基因突变和染色体畸变,其频率与 辐射剂量成正比;
②辐射效应是积累的。通常在相同照射剂量下,低强 度长期照射(慢性照射)与高强度短期照射(急性照 射)以及连续照射与间歇照射,诱发的突变数并不一 样。
辐射诱变育种的实际应辐射
中子射线 X射线 α射线 β射线 紫外线
辐射诱变育种机理
起物电离质能辐的射量诱电较变离高。的当电物磁外体照波射的, 能某引 些较易育受种 辐射敏感的部位受 到射线的撞击时, 而内发照生射 离子 化, 可以引起DNA 链断裂,当 修复时不能恢复到原状就会 出现突变。
辐射育种及其在马铃薯育种中的应用前景
辐射育种及其在马铃薯育种中的应用前景摘要综述了辐射源的种类、辐射剂量的选择和辐射的方法手段以及辐射诱变育种的发展,分析了马铃薯育种现状以及辐射育种在马铃薯育种中的应用前景。
关键词辐射育种;马铃薯育种;辐射剂量马铃薯是世界上第四大作物,具有高产稳产、生育期短、适应性广、营养丰富、开发利用前景广阔等特点,因此选育马铃薯优良品种,提高马铃薯产量和质量历来受到高度重视。
辐射诱变育种是人为地利用物理诱变因素(X射线、γ射线、中子、激光、电子束、离子束、紫外线等)诱发植物遗传变异,从而在短时间内获得有利用价值的突变体,根据育种目标的要求选育出新品种直接生产利用或育成新种质资源作为亲本在育种上利用的一种行之有效的育种方法[1]。
与常规育种相比,辐射诱变育种有提高基因突变率、打破性状连锁和促进基因重组、克服植物自交不亲和性、促进远缘杂交实现基因转移、缩短育种年限等优点。
因此,辐射诱变育种在马铃薯育种领域占据越来越重要的位置。
1辐射诱变育种的发展背景1927年,美国昆虫学家Muller发现X射线能诱发果蝇产生多种类型的突变,随后植物育种学家Stadler报道了X射线对玉米和大麦有诱变效应,并开始把诱发突变应用于植物育种[2]。
1934年,Tollenear用X射线育成了世界上第一个突变烟草品种。
20世纪50年代,随着原子能技术的发展和应用,辐射育种被用于植物的性状改良。
从60年代起,由于对辐射诱变规律有了进一步地了解,育种方法逐步成熟。
1969年,联合国粮农组织(FAO)与国际原子能机构(IAEA)联合举办了植物诱变育种培训班,出版发行了《突变育种手册》(Manualon Mutation Breeding),这被认为是植物辐射诱变育种从初期基础研究到实际应用转折的标志[3]。
进入70年代,辐射诱变育种已经成为一种有效的育种手段并得到了迅速发展,而且诱变育种的重点转向了抗病、优质育种和突变体的杂交利用上。
80年代,植物诱变育种与生物技术、加倍单倍体技术、杂种优势育种技术、常规育种方法等相互交叉、渗透和结合,形成了一种综合性育种技术。