园林植物遗传育种课件：诱变育种
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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。
4. 居里：是放射性强度的单位，用Ci或C表示。
（四）剂量率
剂量率在辐射育种中很重要，往往用 同一剂量处理同一个品种的种子，剂量率不 同，辐射效果也不相同。剂量率即单位时间 内射线能量的大小。单位以伦/分或伦/小时 来表示。
P=D/T
P — 剂量强度
D — 放射剂量
T — 照射时间
（五）辐射剂量 PXT 1. 致死剂量（LD）：全部致死的剂量值。 2. 半致死剂量（LD50 ）：50%存活时的剂量值。 3. 生长指数（GR50）：生长量比对照降低50%的
6. 紫外线： 是一种穿透力很弱的非电 离射线，可以用来处理微生物和植 物的花粉粒。
7. 激光： 能使生物细胞发生共振吸收，导 致体内某些分子原子的能态的激发，或原 子、分子离子化，进而引起生物体内部的 变异。
诱变育种的辐射源
三、辐射产生的生物学效应
染色体断裂； 基因突变； 细胞分裂异常。
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。
六、辐射处理的主要方法
辐射处理分外照射内照射两种形式。
（一）外照射
是指被照射的种子、球茎、鳞茎、块茎、插穗、 花粉、植株等所受的辐射来自外部的某一辐射源。
目前外照常用的是X射线，ß 射线、快中子或热 中子。外照方法简便安全，可大量处理，所以广 为采用。
外照射处理植物的部位和方法：
１、种子 照射种子的方法有处理干种子、湿种子、萌
利用物理辐射能源处理植物材料，使 其遗传物质发生改变，进而从中筛选变异 进行品种培育的育种方法。
一、辐射育种的特点
1. 提高突变频率，扩大突变谱； 2. 能改变品种单一不育性状，而保持其它优良
性状不变； 3. 变异的方向和性质不确定； 4. 辐射后代分离少，稳定快，育种年限短； 5. 能克服远缘杂交的不结实性。
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
1. 伦琴：简称伦或用R符号表示，它是最早应用于 测量X射线的剂量单位。
2. 拉特：也称组织伦琴，用rad表示。它是对于任 何电离辐射的吸收剂量单位，一拉特就是指一克 被照射物质吸收了100尔格的能量。
3. 积分流量：中子射线的剂量计算，一向以每平方 厘米上通过多少个数来确定的，其单位以中子数 /厘米2表示。
（二）影响植物材料敏感性的因素
１、氧：如果使种子或植物在完全无氧的空气中受 照射，则诱变效率可以提高，而染色体损伤相对 减少。如希望产生较多的染色体畸变，最好在有 氧的条件下处理。
２、含水量：在种子辐射处理时，欲得到较高的诱 变率，可将种子含水量调到1.3——1.4%左右； 如希望得到较高的染色体畸变率，则可将种子含 水量降低水平。
二、射线的种类及其特征
电磁波辐射 γ射线 X射线
粒子辐射 a射线 ß射线 中子
电离射线 ß射线 γ射线 X射线
非电离射线 中子 紫外线 源自文库光
1. 射线
由两个质子和两个中子构成的氦原子流。 氦原子与空气分子碰撞便丧失能量，因此 可以很容易地被一张纸挡住。
2. 射线
衰变：原子核自发地放射出粒子或捕 获一个轨道电子而发生的裂变。
3. 射线
衰变的原子核释放的能量。又称丙种射 线。 是一种高能电磙波，波长很短（108—10-11厘米）。穿透力强，射程远、以光 速传播。
4. X射线
是由X光机产生的高能电磁波。X射线与 γ 射线很相似。它的波长比γ 射线长，射程略 近。穿透力不如 γ射线强。
5. 中子：中子是不带电的粒子流，在自 然界里并不单独存在，只有在原子核 受了外来粒子的轰击而产生核反应， 才从原子核里释放出来。
自然界产生的可遗传的变异
遗传重组； 染色体数量变异； 染色体结构变异； 基因突变。
人工诱变的方法
➢ 物理方法 ➢ 化学方法
人工诱变的思路
➢ 染色体结构变化 ➢ 染色体数量变化 ➢ 基因突变 ➢ 转基因操作
人工诱变的技术措施
辐射诱变 化学诱变 空间诱变 基因工程
第一节 辐射诱变
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。
剂量值。 4. 活力指数剂量（VID50）: 辐射后种子活力指数
比对照下降50%所需的剂量。 活力指数 VI = S Gi 发芽指数 Gi = Gt / Dt
S – 根长或苗高； Gt – 第7天的发芽数； Dt – 达到指定发芽数的日数。
五、辐射材料的选择
（一）选择材料的原则 综合性状好，个别性状有待改善； 杂合子材料； 易产生不定芽; 对辐射较为敏感的材料。
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
（三）剂量单位：辐射剂量的单位常因不同射线的 不同计量方法而不同：
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。
4. 居里：是放射性强度的单位，用Ci或C表示。
（四）剂量率
剂量率在辐射育种中很重要，往往用 同一剂量处理同一个品种的种子，剂量率不 同，辐射效果也不相同。剂量率即单位时间 内射线能量的大小。单位以伦/分或伦/小时 来表示。
P=D/T
P — 剂量强度
D — 放射剂量
T — 照射时间
（五）辐射剂量 PXT 1. 致死剂量（LD）：全部致死的剂量值。 2. 半致死剂量（LD50 ）：50%存活时的剂量值。 3. 生长指数（GR50）：生长量比对照降低50%的
6. 紫外线： 是一种穿透力很弱的非电 离射线，可以用来处理微生物和植 物的花粉粒。
7. 激光： 能使生物细胞发生共振吸收，导 致体内某些分子原子的能态的激发，或原 子、分子离子化，进而引起生物体内部的 变异。
诱变育种的辐射源
三、辐射产生的生物学效应
染色体断裂； 基因突变； 细胞分裂异常。
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。
六、辐射处理的主要方法
辐射处理分外照射内照射两种形式。
（一）外照射
是指被照射的种子、球茎、鳞茎、块茎、插穗、 花粉、植株等所受的辐射来自外部的某一辐射源。
目前外照常用的是X射线，ß 射线、快中子或热 中子。外照方法简便安全，可大量处理，所以广 为采用。
外照射处理植物的部位和方法：
１、种子 照射种子的方法有处理干种子、湿种子、萌
利用物理辐射能源处理植物材料，使 其遗传物质发生改变，进而从中筛选变异 进行品种培育的育种方法。
一、辐射育种的特点
1. 提高突变频率，扩大突变谱； 2. 能改变品种单一不育性状，而保持其它优良
性状不变； 3. 变异的方向和性质不确定； 4. 辐射后代分离少，稳定快，育种年限短； 5. 能克服远缘杂交的不结实性。
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
1. 伦琴：简称伦或用R符号表示，它是最早应用于 测量X射线的剂量单位。
2. 拉特：也称组织伦琴，用rad表示。它是对于任 何电离辐射的吸收剂量单位，一拉特就是指一克 被照射物质吸收了100尔格的能量。
3. 积分流量：中子射线的剂量计算，一向以每平方 厘米上通过多少个数来确定的，其单位以中子数 /厘米2表示。
（二）影响植物材料敏感性的因素
１、氧：如果使种子或植物在完全无氧的空气中受 照射，则诱变效率可以提高，而染色体损伤相对 减少。如希望产生较多的染色体畸变，最好在有 氧的条件下处理。
２、含水量：在种子辐射处理时，欲得到较高的诱 变率，可将种子含水量调到1.3——1.4%左右； 如希望得到较高的染色体畸变率，则可将种子含 水量降低水平。
二、射线的种类及其特征
电磁波辐射 γ射线 X射线
粒子辐射 a射线 ß射线 中子
电离射线 ß射线 γ射线 X射线
非电离射线 中子 紫外线 源自文库光
1. 射线
由两个质子和两个中子构成的氦原子流。 氦原子与空气分子碰撞便丧失能量，因此 可以很容易地被一张纸挡住。
2. 射线
衰变：原子核自发地放射出粒子或捕 获一个轨道电子而发生的裂变。
3. 射线
衰变的原子核释放的能量。又称丙种射 线。 是一种高能电磙波，波长很短（108—10-11厘米）。穿透力强，射程远、以光 速传播。
4. X射线
是由X光机产生的高能电磁波。X射线与 γ 射线很相似。它的波长比γ 射线长，射程略 近。穿透力不如 γ射线强。
5. 中子：中子是不带电的粒子流，在自 然界里并不单独存在，只有在原子核 受了外来粒子的轰击而产生核反应， 才从原子核里释放出来。
自然界产生的可遗传的变异
遗传重组； 染色体数量变异； 染色体结构变异； 基因突变。
人工诱变的方法
➢ 物理方法 ➢ 化学方法
人工诱变的思路
➢ 染色体结构变化 ➢ 染色体数量变化 ➢ 基因突变 ➢ 转基因操作
人工诱变的技术措施
辐射诱变 化学诱变 空间诱变 基因工程
第一节 辐射诱变
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。
剂量值。 4. 活力指数剂量（VID50）: 辐射后种子活力指数
比对照下降50%所需的剂量。 活力指数 VI = S Gi 发芽指数 Gi = Gt / Dt
S – 根长或苗高； Gt – 第7天的发芽数； Dt – 达到指定发芽数的日数。
五、辐射材料的选择
（一）选择材料的原则 综合性状好，个别性状有待改善； 杂合子材料； 易产生不定芽; 对辐射较为敏感的材料。
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
（三）剂量单位：辐射剂量的单位常因不同射线的 不同计量方法而不同：