诱变育种
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园艺植物育种学总论—诱变育种
• 从上述三个可能发生的阶段来看，化学变 化及生物学变化的发生并非是必然的。当 受辐射部位得到的能量较小时，可能只发 生物理作用阶段，而不导致生物学变化， 这也就说明了为什么正常的日光照射并不 能诱发生物产生变异，也是生物稳定遗传 的基本保障。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射诱变的方法
• 照射方法：
– 外照射(external radiation ) – 内照射 (internal radiation ) – 间接照射
• 适宜剂量和剂量率(dose rate)的选择
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射处理的计量单位
（一）放射性强度(intensity of radioactivity )： 表示放射性核素特征的一个物理量。
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”。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
• 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（如HO、 O、H2O2、H等）。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”。
居里（Ci）：表示一个放射性同位素每秒有 3.7×1010次核衰变为1居里。常用毫居里（mCi）或 微居里（μCi）表示。
现在为了统一标准，便于国际上互相比较，采 用了新的照射剂量单位贝可（Bq），即1Ci= 3.7×1010 Bq 。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
（二）照射剂量(irradiation dose)以伦（即伦琴，R）表 示，是χ和γ射线的剂量单位，是指1g空气中吸收83尔 格（erg)的能量。新的照射剂量单位为1库伦（C）/千 克（kg），相当于3.876×103 R。 （三）吸收剂量(absorbed dose)以拉特（Rad）表示1g 被照射物质吸收的辐射能量数为100尔格的剂量。新 的吸收剂量单位为戈瑞（Gy），相当于1焦耳（J）/ 千克或100Rad。 （四）中子流量以单位平方厘米的中子数（n/cm2）表 示。中子的单位也可用Rad来表示。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射诱变作用的机理
（一）物理作用阶段 生物有 机体内的遗传物质某分子部位 受到不同能量辐射后，可能产 生不同的核物理效应。“光电 效应”和“康普顿一吴有训效 应”。而当受到的辐射能量足 以使该电子脱离原子核吸引,则 会导致“离子对生成”。这些 变化均是在物理状态下进行的。
园艺植物育种学总论
Horticultural Plant Breeding
园艺植物育种学总论—诱变育种
第七章 诱变育种
第一节 诱变育种的概念、特点、和类别 第二节 辐射育种 第三节 化学诱变育种 第四节 多倍体育种
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园艺植物育种学总论—诱变育种
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。
诱变源的种类及特性
* 紫Leabharlann Baidu线(ultraviolet radiation):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。
* 电磁波辐射和离子辐射
* X射线(X-rays)：辐射源是X光机。X射线又称阴极射线，是 一种电磁辐射，它不带电核，是一种中性射线。
* γ射线(Gamma-rays)：辐射源是60Co和137Cs及核反应堆。 γ射线也是一种不带电荷的中性射线。
诱变育种的类别
★物理诱变：利用辐射，诱发基因突变和染 色体变异
★化学诱变：应用有关化学物质诱发基因和 染色体变异
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园艺植物育种学总论—诱变育种
第二节 辐射育种
• 诱变源的种类及特性 • 辐射处理的计量单位 • 辐射诱变作用的机理 • 辐射诱变的方法 • 辐射育种程序 • 补充
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园艺植物育种学总论—诱变育种
* β射线β-radiation：辐射源为32P和35S。β射线是一束电子 流，产生与X或γ射线相似的作用。
* 中子(Neutrons)：辐射源为核反应堆、加速器或中子发生 器。根据中子能量大小分为超快中子、快中子、中能中子、 慢中子、热中子。
* 诱变育种新技术
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中子
X光机
β射线
γ射线
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浙江农科院的60Coγ射线种植房
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园艺植物育种学总论—诱变育种
诱变育种的意义和特点
* 提高突变率，扩大“变异谱”、创造新类型
* 适于改良品种的个别性状 * 育种程序简单，年限短 * 变异的方向和性质不定 * 与其它育种方法结合使用，将发挥巨大作用
* 与杂交育种相结合 * 与远缘杂交相结合 * 与离体培养相结合
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园艺植物育种学总论—诱变育种
慢照射 种植房 急照射的照射室结构与种植房相似
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园艺植物育种学总论—诱变育种
诱变育种新技术
• 激光辐照诱变育种： • 离子注入诱变育种
在辐射育种中主要利用波长 为2000-10000A。的激光
• 空间诱变育种：利用宇宙飞船和返回式卫 星搭载植物种子。
空间环境的显著
特点是高真空、
微重力和强辐射。
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外照射:指放射性元素不进入植物体内，而是利用其射线 照射植物各个器官。这种方法简便，在诱变育种中比较 常用。此种照射方法常需要有射线发生的专门装置，并 需专门的处理场所和保护设施。
• 根据照射时间的长短，分为急性照射和慢性照射。急性 照射指采用较高的剂量率进行短时间处理。慢性照射是 在长时间内进行低剂量率的缓慢照射。慢照射比急照射 对材料的损伤轻，形态畸变少，而且诱变效果稳定。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
（二）化学反应阶段 当被照射后的遗传物质 分子失去电子或得到电子后，则形成“离子对” 及“自由基”，其活跃程度大大增强，带不同 电荷的基团极有可能发生分解或聚合反应，从 而导致新的化学成分产生。
（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
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园艺植物育种学总论—诱变育种
有时可诱发 孤雌生殖
• 根据照射植物的器官组织不同可分为：
园艺植物育种学总论—诱变育种
• 从上述三个可能发生的阶段来看，化学变 化及生物学变化的发生并非是必然的。当 受辐射部位得到的能量较小时，可能只发 生物理作用阶段，而不导致生物学变化， 这也就说明了为什么正常的日光照射并不 能诱发生物产生变异，也是生物稳定遗传 的基本保障。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射诱变的方法
• 照射方法：
– 外照射(external radiation ) – 内照射 (internal radiation ) – 间接照射
• 适宜剂量和剂量率(dose rate)的选择
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射处理的计量单位
（一）放射性强度(intensity of radioactivity )： 表示放射性核素特征的一个物理量。
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”。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
• 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（如HO、 O、H2O2、H等）。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”。
居里（Ci）：表示一个放射性同位素每秒有 3.7×1010次核衰变为1居里。常用毫居里（mCi）或 微居里（μCi）表示。
现在为了统一标准，便于国际上互相比较，采 用了新的照射剂量单位贝可（Bq），即1Ci= 3.7×1010 Bq 。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
（二）照射剂量(irradiation dose)以伦（即伦琴，R）表 示，是χ和γ射线的剂量单位，是指1g空气中吸收83尔 格（erg)的能量。新的照射剂量单位为1库伦（C）/千 克（kg），相当于3.876×103 R。 （三）吸收剂量(absorbed dose)以拉特（Rad）表示1g 被照射物质吸收的辐射能量数为100尔格的剂量。新 的吸收剂量单位为戈瑞（Gy），相当于1焦耳（J）/ 千克或100Rad。 （四）中子流量以单位平方厘米的中子数（n/cm2）表 示。中子的单位也可用Rad来表示。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射诱变作用的机理
（一）物理作用阶段 生物有 机体内的遗传物质某分子部位 受到不同能量辐射后，可能产 生不同的核物理效应。“光电 效应”和“康普顿一吴有训效 应”。而当受到的辐射能量足 以使该电子脱离原子核吸引,则 会导致“离子对生成”。这些 变化均是在物理状态下进行的。
园艺植物育种学总论
Horticultural Plant Breeding
园艺植物育种学总论—诱变育种
第七章 诱变育种
第一节 诱变育种的概念、特点、和类别 第二节 辐射育种 第三节 化学诱变育种 第四节 多倍体育种
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园艺植物育种学总论—诱变育种
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。
诱变源的种类及特性
* 紫Leabharlann Baidu线(ultraviolet radiation):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。
* 电磁波辐射和离子辐射
* X射线(X-rays)：辐射源是X光机。X射线又称阴极射线，是 一种电磁辐射，它不带电核，是一种中性射线。
* γ射线(Gamma-rays)：辐射源是60Co和137Cs及核反应堆。 γ射线也是一种不带电荷的中性射线。
诱变育种的类别
★物理诱变：利用辐射，诱发基因突变和染 色体变异
★化学诱变：应用有关化学物质诱发基因和 染色体变异
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园艺植物育种学总论—诱变育种
第二节 辐射育种
• 诱变源的种类及特性 • 辐射处理的计量单位 • 辐射诱变作用的机理 • 辐射诱变的方法 • 辐射育种程序 • 补充
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园艺植物育种学总论—诱变育种
* β射线β-radiation：辐射源为32P和35S。β射线是一束电子 流，产生与X或γ射线相似的作用。
* 中子(Neutrons)：辐射源为核反应堆、加速器或中子发生 器。根据中子能量大小分为超快中子、快中子、中能中子、 慢中子、热中子。
* 诱变育种新技术
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中子
X光机
β射线
γ射线
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浙江农科院的60Coγ射线种植房
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园艺植物育种学总论—诱变育种
诱变育种的意义和特点
* 提高突变率，扩大“变异谱”、创造新类型
* 适于改良品种的个别性状 * 育种程序简单，年限短 * 变异的方向和性质不定 * 与其它育种方法结合使用，将发挥巨大作用
* 与杂交育种相结合 * 与远缘杂交相结合 * 与离体培养相结合
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园艺植物育种学总论—诱变育种
慢照射 种植房 急照射的照射室结构与种植房相似
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园艺植物育种学总论—诱变育种
诱变育种新技术
• 激光辐照诱变育种： • 离子注入诱变育种
在辐射育种中主要利用波长 为2000-10000A。的激光
• 空间诱变育种：利用宇宙飞船和返回式卫 星搭载植物种子。
空间环境的显著
特点是高真空、
微重力和强辐射。
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外照射:指放射性元素不进入植物体内，而是利用其射线 照射植物各个器官。这种方法简便，在诱变育种中比较 常用。此种照射方法常需要有射线发生的专门装置，并 需专门的处理场所和保护设施。
• 根据照射时间的长短，分为急性照射和慢性照射。急性 照射指采用较高的剂量率进行短时间处理。慢性照射是 在长时间内进行低剂量率的缓慢照射。慢照射比急照射 对材料的损伤轻，形态畸变少，而且诱变效果稳定。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
（二）化学反应阶段 当被照射后的遗传物质 分子失去电子或得到电子后，则形成“离子对” 及“自由基”，其活跃程度大大增强，带不同 电荷的基团极有可能发生分解或聚合反应，从 而导致新的化学成分产生。
（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
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园艺植物育种学总论—诱变育种
有时可诱发 孤雌生殖
• 根据照射植物的器官组织不同可分为：