《诱变育种》PPT课件
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《诱变育种》课件
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
诱变育种的应用
农业育种
抗逆性改良
通过诱变育种，可以培育出抗旱 、抗盐碱、抗病虫害等具有较强 抗逆性的农作物品种，提高农作 物的适应性和产量。
品质改良
诱变育种可以改善农作物的品质 特性，如蛋白质含量、脂肪含量 、纤维长度等，提高农产品的营 养价值和加工性能。
02
加速育种进程
03
解决传统育种局限
诱变育种可以大幅度提高突变频 率，加速育种进程，缩短育种周 期。
传统育种方法难以实现的一些性 状改良，如抗病、抗虫、抗逆等 ，可以通过诱变育种实现。
诱变育种的历史与发展
历史
发展
自20世纪初开始研究诱变育种，经历 了近百年的发展历程。最早的诱变育 种实践可以追溯到1927年美国科学家 通过X射线处理烟草种子，成功获得 了突变体。
DNA损伤修复机制包括同源重组修复、非同源末端连接修复 、碱基切除修复和错配修复等。这些修复机制在维持基因组 稳定性和防止突变发生中起着重要作用。
基因突变与表型变异
基因突变是指基因序列的改变，包括 点突变、插入和缺失等。这些突变可 以导致蛋白质结构和功能的改变，进 而影响表型变异。
表型变异是指基因突变导致的个体或 群体在形态、生理和行为等方面的可 观察变化。这些变化可能对生物的适 应性、生存和繁殖能力产生影响。
定义与特点
定义
诱变育种是一种利用物理、化学或生 物诱变剂诱发遗传物质发生突变，从 而产生具有优良性状的新品种的育种 方法。
特点
突变率高，可创造新的遗传资源；可 大幅度改良品种性状；方法简单易行 ，适用范围广。
园艺植物育种学诱变育种ppt课件
穿透力很强的高能辐射穿过介质时使介质发生电离具有特殊的生物学效应x射线射线粒子中子激光太空育种太空育种是利用太空环境的高真空微重力强是利用太空环境的高真空微重力强辐射交变磁场及其它因素的综合作用致使植辐射交变磁场及其它因素的综合作用致使植物体内染色体等遗传物质发生突变从中选择优物体内染色体等遗传物质发生突变从中选择优良的突变个体
诱变产生的突变多为劣变，有利变异很少。 变异的方向和、诱变育种的成就
诱变育种用于花卉育种的最多 核技术的发展和新化学诱变剂的发现——
诱变育种得到较为广泛的应用。 无性繁殖植物占比重大。
精品课件
早乔纳金
山东青岛市农科所1981年用快中子处理乔纳金休眠枝 诱变育成。
基因会发生分离和重组，有时会引起优良性状组合的解体。 另一方面，由于基因间的连锁关系，可能引起优良性状夹 带不良性状。 诱变处理，可产生点突变（point mutation），可改变品种的 个别不良性状。对高度杂合的无性繁殖的园艺植物更有意 义。——应用原则： 如：辐射诱变得到的苹果"短枝型"突变体，既保留了原品 种的优良性状，又获得了矮化型变异。
3.粒子注量和注量率：
1）Gy表示；2）注量：n/cm2；注量率： n/（cm2。s）
4.放射性强度：
Bq（贝可）单位时间内核衰变数目 精品课件
精品课件
精品课件
二、辐射诱变机理
（一）辐射生物学作用的时相阶段 （二）辐射对染色体和DNA的作用 （三）植物对辐射损伤的修复 （四）辐射敏感性
突变 丰富种质资源以选育新品种
精品课件
发展简史
诱变育种起始于20世纪20年代末。 最早发现x射线和化学药剂可提高基因突变频率。 20世纪50年代，辐射育种技术兴起，并在园艺植物育种方
诱变产生的突变多为劣变，有利变异很少。 变异的方向和、诱变育种的成就
诱变育种用于花卉育种的最多 核技术的发展和新化学诱变剂的发现——
诱变育种得到较为广泛的应用。 无性繁殖植物占比重大。
精品课件
早乔纳金
山东青岛市农科所1981年用快中子处理乔纳金休眠枝 诱变育成。
基因会发生分离和重组，有时会引起优良性状组合的解体。 另一方面，由于基因间的连锁关系，可能引起优良性状夹 带不良性状。 诱变处理，可产生点突变（point mutation），可改变品种的 个别不良性状。对高度杂合的无性繁殖的园艺植物更有意 义。——应用原则： 如：辐射诱变得到的苹果"短枝型"突变体，既保留了原品 种的优良性状，又获得了矮化型变异。
3.粒子注量和注量率：
1）Gy表示；2）注量：n/cm2；注量率： n/（cm2。s）
4.放射性强度：
Bq（贝可）单位时间内核衰变数目 精品课件
精品课件
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二、辐射诱变机理
（一）辐射生物学作用的时相阶段 （二）辐射对染色体和DNA的作用 （三）植物对辐射损伤的修复 （四）辐射敏感性
突变 丰富种质资源以选育新品种
精品课件
发展简史
诱变育种起始于20世纪20年代末。 最早发现x射线和化学药剂可提高基因突变频率。 20世纪50年代，辐射育种技术兴起，并在园艺植物育种方
《诱变育种》课件
诱变育种方法的逐渐扩大，尤其是辐射诱变技术的引入。
3 现代诱变育种的发展
利用化学、生物等多种手段进行诱变育种的研究和实践。
诱变育种的方法
物理性诱变
1. 辐射诱变 2. 化学诱变
生物性诱变
• 细菌诱变 • 病毒诱变
诱变育种的应用
优质、高产的农作物选 育
通过诱变育种，培育出品质 优良、产量丰富的农作物， 提高农业生产效益。
抗病、抗虫的新品种选 育
利用诱变育种技术，培育对 病虫害具有抗性的新品种， 减少农药的使用。
新颖的食品品种创新
通过诱变育种，创造出新颖、 美味的食品品种，满足人们 对食物的多样化需求。
诱变育种的优势及局限性
诱变育种与常规育种的对比
诱变育种相比常规育种，具有更大的变异性和突变 概率。
诱变育种的优势及局限性
优势：加快遗传进程，拓宽育种资源，创新新品种。
局限性：可能产生负面突变，需要大量的时间和资 源。
诱变育种的前景
1
诱变育种技术的进一步发展
通过不断改进和优化诱变育种技术，提高突变效果和育种速度。
2
诱变育种在未来的应用前景
Hale Waihona Puke 诱变育种可以为农业、食品安全和生物多样性等领域带来更多创新和突破。
总结
诱变育种的重要性
《诱变育种》PPT课件
欢迎各位参加我们的《诱变育种》PPT课件。本课件将深入介绍诱变育种的概 念、方法、应用、优势、局限性和前景。希望通过本课件的学习，大家能对 诱变育种有更深入的理解。
诱变育种的历史沿革
1 19世纪末 - 20世纪初
早期诱变育种方法的发展和应用。
2 20世纪20年代 - 30年代
诱变育种是农业、食品和生物科学领域的重要研究 方向，具有巨大的潜力。
3 现代诱变育种的发展
利用化学、生物等多种手段进行诱变育种的研究和实践。
诱变育种的方法
物理性诱变
1. 辐射诱变 2. 化学诱变
生物性诱变
• 细菌诱变 • 病毒诱变
诱变育种的应用
优质、高产的农作物选 育
通过诱变育种，培育出品质 优良、产量丰富的农作物， 提高农业生产效益。
抗病、抗虫的新品种选 育
利用诱变育种技术，培育对 病虫害具有抗性的新品种， 减少农药的使用。
新颖的食品品种创新
通过诱变育种，创造出新颖、 美味的食品品种，满足人们 对食物的多样化需求。
诱变育种的优势及局限性
诱变育种与常规育种的对比
诱变育种相比常规育种，具有更大的变异性和突变 概率。
诱变育种的优势及局限性
优势：加快遗传进程，拓宽育种资源，创新新品种。
局限性：可能产生负面突变，需要大量的时间和资 源。
诱变育种的前景
1
诱变育种技术的进一步发展
通过不断改进和优化诱变育种技术，提高突变效果和育种速度。
2
诱变育种在未来的应用前景
Hale Waihona Puke 诱变育种可以为农业、食品安全和生物多样性等领域带来更多创新和突破。
总结
诱变育种的重要性
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欢迎各位参加我们的《诱变育种》PPT课件。本课件将深入介绍诱变育种的概 念、方法、应用、优势、局限性和前景。希望通过本课件的学习，大家能对 诱变育种有更深入的理解。
诱变育种的历史沿革
1 19世纪末 - 20世纪初
早期诱变育种方法的发展和应用。
2 20世纪20年代 - 30年代
诱变育种是农业、食品和生物科学领域的重要研究 方向，具有巨大的潜力。
第十一章 诱变育种ppt
第十一章 诱变育种
第一节 诱变育种的依据、特点和意义
第二节 物理诱变
第三节 化学诱变 第四节 诱变育种的方法和程序
• 诱变育种（induced mutation breeding）是利 用理化因素诱发生物体发生变异，再通过选 择培育成新品种的方法。
• 诱变育种始于1927年，Muller等报道了射线 能 导 致 生 物 发 生 突 变 。 1942 年 德 国 的 Freisieben和Lein首先利用诱变的方法在大麦 抗白粉病育种中取得突破。40年代后期进入 原子时代，原子能的和平利用推动了诱变育
变异的产生，归根结底是遗传物质
的改变。由于自然的原因或人工诱变 的原因，只要提供一定的理化因素， 都可以使DNA发生结构变化（包括染 色体畸变，错位及碱基序列改变）， 从而导致基因的变异，在其他育种手 段中，有时与诱变育种结合，能起到 意想不到的作用。如辐射育种可用于 诱发雄性不育株产生。从而为杂优育 种提供服务。
• 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。
四、植物的辐射敏感性和诱变剂量
• （一）测定辐射敏感性的指标
二、诱变育种的特点
• （一）增加变异率，扩大变异谱 在自然 界虽然也会产生自发的突变，但频率极 低，如仅靠等待这些“自然的恩赐”是 完全不能满足人类需要的。研究指出， 人工诱变可使突变频率增加1,000倍左右。 不仅突变的频率增加，而且变异谱同时 也有了很大的差异，并可将数量性状推 向更高的水平。杂交基本上是原有基因 的重组，从本质上说并无“创造性”可 言，而诱变则可诱发自然界本来没有的 全新类型，这样便可迅速丰富作物的 “基因库”，从而扩大了选择范围，并 提高了选择效果。
第一节 诱变育种的依据、特点和意义
第二节 物理诱变
第三节 化学诱变 第四节 诱变育种的方法和程序
• 诱变育种（induced mutation breeding）是利 用理化因素诱发生物体发生变异，再通过选 择培育成新品种的方法。
• 诱变育种始于1927年，Muller等报道了射线 能 导 致 生 物 发 生 突 变 。 1942 年 德 国 的 Freisieben和Lein首先利用诱变的方法在大麦 抗白粉病育种中取得突破。40年代后期进入 原子时代，原子能的和平利用推动了诱变育
变异的产生，归根结底是遗传物质
的改变。由于自然的原因或人工诱变 的原因，只要提供一定的理化因素， 都可以使DNA发生结构变化（包括染 色体畸变，错位及碱基序列改变）， 从而导致基因的变异，在其他育种手 段中，有时与诱变育种结合，能起到 意想不到的作用。如辐射育种可用于 诱发雄性不育株产生。从而为杂优育 种提供服务。
• 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。
四、植物的辐射敏感性和诱变剂量
• （一）测定辐射敏感性的指标
二、诱变育种的特点
• （一）增加变异率，扩大变异谱 在自然 界虽然也会产生自发的突变，但频率极 低，如仅靠等待这些“自然的恩赐”是 完全不能满足人类需要的。研究指出， 人工诱变可使突变频率增加1,000倍左右。 不仅突变的频率增加，而且变异谱同时 也有了很大的差异，并可将数量性状推 向更高的水平。杂交基本上是原有基因 的重组，从本质上说并无“创造性”可 言，而诱变则可诱发自然界本来没有的 全新类型，这样便可迅速丰富作物的 “基因库”，从而扩大了选择范围，并 提高了选择效果。
工业微生物诱变育种PPT课件共37页
工业微生物诱变育种PPT课件
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
5.2 营养缺陷型突变株的应用
工业微生物育种中，用于积累代谢中间产物 作为杂交、重组育种的遗传标记 用于微生物代谢途径研究 在转化、转导、原生质体融合、质粒和转座子研
究中用作标记菌株
6 温度敏感突变株的筛选P184
温度敏感突变株（temperature-sensitive mutant, TS突变体）： 突变株在一定温度范围内（许可温度）正常生长，其表型 和野生型没有区别，但超出这一温度范围（非许可温度）， 则不能生长或生长微弱甚至死亡（条件致死）或某些代谢 停止或减弱。
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
细菌：
用加有青霉素的基本培养基分离培养诱变处理后的 菌体，野生型菌株因为繁殖产生的子细胞不能合成正 常细胞壁而死亡，而对不能繁殖的营养缺陷型细胞因 为在基本培养基中不能繁殖而得以保留
具体方法和步骤见P176
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
TS突变主要是由必需基因发生突变，致使该基因在一定温 度条件下无法正常表达，或其编码的酶失活，造成细胞不 能正常生长。
6.1 TS突变株的选育方法
6.1.1 TS突变株的诱发 TS突变主要由基因错义突变所致，要选择易于引 起碱基置换的亚硝基类、磺酸酯类化合物，或亚 硝酸、UV等诱变剂。
6.1.2 淘汰野生型菌株/TS菌株富集培养 1 抗生素法：加入抗生素，在非许可温度下培养 一定时间，杀灭在该温度下生长的野生型菌株， 再离心除去抗生素，分离 2 其它方法 (P185) H3放射性同位素前体法
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
5.2 营养缺陷型突变株的应用
工业微生物育种中，用于积累代谢中间产物 作为杂交、重组育种的遗传标记 用于微生物代谢途径研究 在转化、转导、原生质体融合、质粒和转座子研
究中用作标记菌株
6 温度敏感突变株的筛选P184
温度敏感突变株（temperature-sensitive mutant, TS突变体）： 突变株在一定温度范围内（许可温度）正常生长，其表型 和野生型没有区别，但超出这一温度范围（非许可温度）， 则不能生长或生长微弱甚至死亡（条件致死）或某些代谢 停止或减弱。
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
细菌：
用加有青霉素的基本培养基分离培养诱变处理后的 菌体，野生型菌株因为繁殖产生的子细胞不能合成正 常细胞壁而死亡，而对不能繁殖的营养缺陷型细胞因 为在基本培养基中不能繁殖而得以保留
具体方法和步骤见P176
5. 1.2 淘汰野生型菌株 方法1：抗生素法
TS突变主要是由必需基因发生突变，致使该基因在一定温 度条件下无法正常表达，或其编码的酶失活，造成细胞不 能正常生长。
6.1 TS突变株的选育方法
6.1.1 TS突变株的诱发 TS突变主要由基因错义突变所致，要选择易于引 起碱基置换的亚硝基类、磺酸酯类化合物，或亚 硝酸、UV等诱变剂。
6.1.2 淘汰野生型菌株/TS菌株富集培养 1 抗生素法：加入抗生素，在非许可温度下培养 一定时间，杀灭在该温度下生长的野生型菌株， 再离心除去抗生素，分离 2 其它方法 (P185) H3放射性同位素前体法
《诱变育种》课件
04 诱变育种的挑战与前景
面临的挑战
突变频率低
自然突变或诱变处理的 突变频率通常较低，需
要处理大量材料。
突变的不定向性
突变通常是不定向的， 可能涉及多个基因位点， 难以实现精确的基因改
造。
突变的有害性
突变可能导致产生新的 有害基因或丧失原有优 良性状，影响突变体的
筛选和利用。
突变后处理难度
突变后处理工作量大， 需要大量的人力和时间 进行突变体的筛选、鉴
定和繁殖。
发展前景
提高突变频率
通过改进诱变方法和技术，提高突变 频率，加速育种进程。
定向突变
利用现代基因编辑技术，实现定向突 变，提高育种精度和效率。
拓展应用领域
诱变育种不仅应用于植物，还可应用 于动物、微生物等领域，具有广阔的 应用前景。
与其他育种方法的结合
结合传统育种方法和现代生物技术， 提高育种效率和成功率。
物的生产菌种的改良。
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诱变育种的历史与发展
历史
自1927年缪勒发现X射线能诱发果蝇变异后，诱变育种逐渐 成为一种重要的育种方法。随着科技的发展，诱变育种技术 不断改进和完善，现已成为创造新种质和培育新品种的重要 手段之一。
发展
随着基因工程、细胞工程等生物技术的不断发展，诱变育种 与这些新技术相结合，如转基因技术、基因编辑技术等，使 得诱变育种更加高效、精准。
案例三：生物诱变育种在微生物育种中的应用
总结词
利用某些具有诱变作用的微生物或其代谢产物处理微生物细胞，诱发基因突变，进而筛 选有益突变体。
详细描述
生物诱变育种常用的微生物包括某些细菌、放线菌等，这些微生物能够产生一些具有诱 变作用的代谢产物。在微生物育种中，生物诱变育种常用于抗生素、酶制剂等工业微生
诱变育种(n)ppt课件
诱变育种(n)
二）选择最适诱变剂量
亚热带链霉菌（白霉素）与X射线剂量之间的变异关系
五、影响突变率的因素
1 菌种遗传特性
（有的诱变剂只作用于DNA复制期，有的可作用于各期细胞）
2 菌体细胞壁结构
（有的菌种孢子壁厚、有保护层、均减弱诱变剂的作用效果）
3 培养条件和环境条件 ⑴前培养（诱变前预培养）
第七章 突变株的分离筛选
常见分离筛选方法 1.随机挑选
随机挑选上 百个菌落， 发酵测试。
诱变处理
平板分离
常见分离筛选方法 2.平板菌落预筛
1）根据菌落形态变异筛选。 高产菌株的形态往往处在常态的正常型范围内，又有微 小变异。 2）利用平板生化反应筛选。（见前章）
常见分离筛选方法
前培养一般加入咖啡因、蛋白胨、酵母膏、吖啶黄、b-重氮尿嘧 啶、嘌呤等物质，能显著提高突变率。若加入氯霉素、胱氨酸等还 原性物质，会使突变率下降。
⑵后培养
后培养一般加入酪素水解物、酵母膏等富含氨基酸、生长因子、 ATP等，有利于突变体重新调节代谢。
⑶温度、pH、氧气等外界条件对诱变效应的影响
第三，可大幅度地提高参选量，比常规的筛选提高15~20倍。
三、筛选（初筛）后的工作
1、摇瓶液体培养 2、产物活性的测定 3、摇瓶数据的确认 4、培养基和培养产物耐受性好 的菌株，常用于抗 生素产生菌的筛选。
4）琼脂块法
琼脂块法的优点
琼脂块法比一般直接分离在平皿上判断活性的反应圈要准确。
首先，限制了所有菌落都在同一面积的琼脂块上生长，避免 了相互间的干扰； 其次，每个菌落的产物都在同一体积的琼脂块中，从环境中 摄取的营养是一致的，避免由于扩散不同造成的误差，这样 能较准确地反映每个菌落的生产能力。
二）选择最适诱变剂量
亚热带链霉菌（白霉素）与X射线剂量之间的变异关系
五、影响突变率的因素
1 菌种遗传特性
（有的诱变剂只作用于DNA复制期，有的可作用于各期细胞）
2 菌体细胞壁结构
（有的菌种孢子壁厚、有保护层、均减弱诱变剂的作用效果）
3 培养条件和环境条件 ⑴前培养（诱变前预培养）
第七章 突变株的分离筛选
常见分离筛选方法 1.随机挑选
随机挑选上 百个菌落， 发酵测试。
诱变处理
平板分离
常见分离筛选方法 2.平板菌落预筛
1）根据菌落形态变异筛选。 高产菌株的形态往往处在常态的正常型范围内，又有微 小变异。 2）利用平板生化反应筛选。（见前章）
常见分离筛选方法
前培养一般加入咖啡因、蛋白胨、酵母膏、吖啶黄、b-重氮尿嘧 啶、嘌呤等物质，能显著提高突变率。若加入氯霉素、胱氨酸等还 原性物质，会使突变率下降。
⑵后培养
后培养一般加入酪素水解物、酵母膏等富含氨基酸、生长因子、 ATP等，有利于突变体重新调节代谢。
⑶温度、pH、氧气等外界条件对诱变效应的影响
第三，可大幅度地提高参选量，比常规的筛选提高15~20倍。
三、筛选（初筛）后的工作
1、摇瓶液体培养 2、产物活性的测定 3、摇瓶数据的确认 4、培养基和培养产物耐受性好 的菌株，常用于抗 生素产生菌的筛选。
4）琼脂块法
琼脂块法的优点
琼脂块法比一般直接分离在平皿上判断活性的反应圈要准确。
首先，限制了所有菌落都在同一面积的琼脂块上生长，避免 了相互间的干扰； 其次，每个菌落的产物都在同一体积的琼脂块中，从环境中 摄取的营养是一致的，避免由于扩散不同造成的误差，这样 能较准确地反映每个菌落的生产能力。
诱变育种简介2021精选PPT
现的5新．基诱因发源突。变的方向和性质难以
掌握，有利突变频率较低
诱变育种的分类 ：
★ 物理诱变：利用辐射等物理诱变因素， 诱发植物产生遗传变异，从中选择和培 育新品种的方法
★ 化学诱变：应用化学诱变剂(mutagen)诱 发植物产生遗传变异，以选育新品种的 技术
诱变源的种类和特性：
粒子辐射
电离辐射
电4 ．离克射服线远对缘机杂体交的不作亲用和有微性两，种地改解变磁释植：、物的高授粉真、空受精、习性超洁净、低氧等
自发突变：突变频率 10 -5 ～ 10 -8 ；
特点：与传统辐射育种相比， 辐射对遗传物质的作用——对染色体的作用
内照射: 将放射性元素引入植物体内，由它放射出的射线在体内进行照射。
外照射包括急性照射和慢性照射 ③氧气：有氧 > 无氧
2、花粉诱变后代的选择
M 2 --- 所结的种子（包括变异花粉所结的种子） ，及由其长成的植株 ( 可进行选择 )
3、无性繁殖器官诱变后代的选择
通常在当代就可表现出来，后代选择可从 M 1 开
始。
辐射线
电磁辐射
非电离辐射
质子
带电粒子 α 射线 β 射线 快中子
不带电粒子 慢中子
热中子
γ射线 射线
紫外线、激光
诱变源的种类和特性：
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
特点：用X 硬光子Χ射波线长较短（ 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．
特点：电离密度大，常引起大的变异
诱变源的种类和特性：
带电粒子 α射线：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
掌握，有利突变频率较低
诱变育种的分类 ：
★ 物理诱变：利用辐射等物理诱变因素， 诱发植物产生遗传变异，从中选择和培 育新品种的方法
★ 化学诱变：应用化学诱变剂(mutagen)诱 发植物产生遗传变异，以选育新品种的 技术
诱变源的种类和特性：
粒子辐射
电离辐射
电4 ．离克射服线远对缘机杂体交的不作亲用和有微性两，种地改解变磁释植：、物的高授粉真、空受精、习性超洁净、低氧等
自发突变：突变频率 10 -5 ～ 10 -8 ；
特点：与传统辐射育种相比， 辐射对遗传物质的作用——对染色体的作用
内照射: 将放射性元素引入植物体内，由它放射出的射线在体内进行照射。
外照射包括急性照射和慢性照射 ③氧气：有氧 > 无氧
2、花粉诱变后代的选择
M 2 --- 所结的种子（包括变异花粉所结的种子） ，及由其长成的植株 ( 可进行选择 )
3、无性繁殖器官诱变后代的选择
通常在当代就可表现出来，后代选择可从 M 1 开
始。
辐射线
电磁辐射
非电离辐射
质子
带电粒子 α 射线 β 射线 快中子
不带电粒子 慢中子
热中子
γ射线 射线
紫外线、激光
诱变源的种类和特性：
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
特点：用X 硬光子Χ射波线长较短（ 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．
特点：电离密度大，常引起大的变异
诱变源的种类和特性：
带电粒子 α射线：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
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γ射线（丙种射线）：是一种短波长、能量高、穿透 力强的电离辐射线。农用γ射线由放射性同位素60Co、 137Cs产生，是目前应用最多的射线。需专门的γ照射室 (60Co源室)，有严密防护，安全。适于外照射。
四川省农科院的钴圃外貌
钴源遥控操作室
不同剂量钴辐射照射甘薯幼苗及成活表现
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。
多用于照射花粉、孢子、组织培养中产生的愈 伤组织等。通常以低压水银灯作为紫外线源。 有效波长为250~290nm（核酸吸收光谱区）。
其它物理诱变因素
激光 电子束、等
航天育种 (太空育种) :指利用返回式航天器和 高空气球等所能达到的空间环境对植物的诱变作 用以产生有益变异，在地面选育新种质、新材料， 培育新品种的农作物育种新技术。
2003年4月，经国家有关部门批准，航天育种工程项目正式 启动。（福建，2005年重大育种专项）
到目前为止，我国先后进行了13次70多种农作物的空间搭 载试验，在水稻、小麦、棉花、番茄、青椒和芝麻等作物上 诱变培育出30多个品种通过审定，还获得了一些罕见突变材 料。青椒：个头非常大，可当水果。水稻：福建农科院（特 优航一号，II优航一号）、华南农业大学（抗病材料）。
目前诱变育种已成为作物育种的重要方法之一。
特点
（1）优点 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。
对单一性状改良有效。如早熟性、株高等。 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；原丰早（ γ射线，早40天）；印度，热中子， 蓖麻早150天（270天→120天）；大麦白粉病抗 性基因mlo。
4
2
1
2
1
4
1
6
19862001 221
47 18 13 14 12 82
总计
393 72 24 16 19 13 88
(%)
62.9 11.5 3.8 2.6 2.6 2.1 14.12
155
63
407
625
第二节 辐射育种
（一）物理诱变剂的种类及其性质 物理诱变剂：各种辐射线。因此，物理
诱变通常称为辐射诱变。 根据辐射线照射植物体后是否引起物质
hv
2、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。
由 于 活 的 生 物 组 织 含 有 约 75% 的 水 ， 因此水就成为电离辐射的最丰富的靶分子。
（二）辐射诱变的机理
• 1、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。
光电效应：入射的光量子把它的全部能量转 移到一个原子体系的电子上，使电子脱离原子 而运动，释放出来的电子统称光电子，光电子 能使与其相遇的原子产生电离。
第七章 诱变育种
重点： 诱变育种的概念、诱变方法，诱变育种程
序。
第一节 诱变育种的意义及特点
• 概念： (induced mutation breeding)
利用物力和化学因素诱导生物发生遗传变 异，再通过选择育成新品种的方法。 • 诱变育种可分为：
物理诱变育种 化学诱变育种
20世纪20年代，Stadler用χ射线诱发玉米、大 麦发生突变，Tollenear(1934)利用χ射线育成第一 个烟草突变品种Chlorina，Gustafsson(1948),利用 芥子气（毒气、化学诱变剂）处理大麦获得突变体； Nilan(1967)用硫酸二乙酯处理大麦育成矮杆、高 产品种Luther。
其确切的诱变因素、诱变机理、遗传特点不 清，在学术界还有争论。（上海东方科举论坛， 张院士）
我国在该领域取得了国际领先水平的研究成 果，已育成许多作物新品种。
太空椒：
“太空椒”卫星87-2单果最重达750g，平均重 量达400克，亩产比地面对照的青椒高25%—30%，维 生素C含量和可溶性固形物的含量也高20%和25%，而 得病率却减少62%。
（2）局限 有利变异少。 难以综合改良。 诱变的方向和性质尚不能控制。
株高变矮 果皮变深
熟期变早
辐射引起甘薯叶和块根的变异
作物种类
谷物 油料作物 经济作物 蔬菜 果树 饲料作物 观赏植物
总计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
我国植物诱变育种成就 (1966-2001)
1966-80 1981-85
130
42
19
6
的电离，可分为电离辐射线和非电离电离辐 射线。目前用于作物育种的大多是电离辐射 线。
1、电离辐射线
χ射线（伦琴射线）：最早用于诱变的射线。由x光机 产生的电离辐射线，其能量和穿透力与χ光机的工作电 压有关。工作电压低产生的为软χ射线，穿透力较弱， 适于花粉外照射；工作电压高产生的为硬χ射线，穿透 力较强，适合小块组织、愈伤组织的外照射。
果实大、口感好、产量高， β胡萝卜素为普通番茄的3 倍,特别耐贮运 。
• 这个巨人南瓜是驻哈 “老虎团”生产基地自 行培育，并经过我国首 次载人航天飞船“神州 五号”带入太空育种的。 品质好，一般重量在300 到400斤。
• 孔雀草
花朵大、多、艳丽，而且一株孔雀草开不同的 花色不同花朵。
1987年8月5日，利用我国第九颗返回式科学试验卫星第一 次将一批水稻和青椒等农作物种子送向太空，目的并不是育 种，只是想了解空间环境对植物遗传性的影响。科学家无意 中发现，上过天的种子发生了一些意外的遗传变异，因此人 们开始考虑农作物的航天育种。
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射线由放射线性同位素 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。
中子照 射装置
加速管
靶室装置
高压发 生器
不同照射距离
2、非电离辐射线
紫外线：波长较长、能量较低、穿透力不强，
四川省农科院的钴圃外貌
钴源遥控操作室
不同剂量钴辐射照射甘薯幼苗及成活表现
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。
多用于照射花粉、孢子、组织培养中产生的愈 伤组织等。通常以低压水银灯作为紫外线源。 有效波长为250~290nm（核酸吸收光谱区）。
其它物理诱变因素
激光 电子束、等
航天育种 (太空育种) :指利用返回式航天器和 高空气球等所能达到的空间环境对植物的诱变作 用以产生有益变异，在地面选育新种质、新材料， 培育新品种的农作物育种新技术。
2003年4月，经国家有关部门批准，航天育种工程项目正式 启动。（福建，2005年重大育种专项）
到目前为止，我国先后进行了13次70多种农作物的空间搭 载试验，在水稻、小麦、棉花、番茄、青椒和芝麻等作物上 诱变培育出30多个品种通过审定，还获得了一些罕见突变材 料。青椒：个头非常大，可当水果。水稻：福建农科院（特 优航一号，II优航一号）、华南农业大学（抗病材料）。
目前诱变育种已成为作物育种的重要方法之一。
特点
（1）优点 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。
对单一性状改良有效。如早熟性、株高等。 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；原丰早（ γ射线，早40天）；印度，热中子， 蓖麻早150天（270天→120天）；大麦白粉病抗 性基因mlo。
4
2
1
2
1
4
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19862001 221
47 18 13 14 12 82
总计
393 72 24 16 19 13 88
(%)
62.9 11.5 3.8 2.6 2.6 2.1 14.12
155
63
407
625
第二节 辐射育种
（一）物理诱变剂的种类及其性质 物理诱变剂：各种辐射线。因此，物理
诱变通常称为辐射诱变。 根据辐射线照射植物体后是否引起物质
hv
2、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。
由 于 活 的 生 物 组 织 含 有 约 75% 的 水 ， 因此水就成为电离辐射的最丰富的靶分子。
（二）辐射诱变的机理
• 1、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。
光电效应：入射的光量子把它的全部能量转 移到一个原子体系的电子上，使电子脱离原子 而运动，释放出来的电子统称光电子，光电子 能使与其相遇的原子产生电离。
第七章 诱变育种
重点： 诱变育种的概念、诱变方法，诱变育种程
序。
第一节 诱变育种的意义及特点
• 概念： (induced mutation breeding)
利用物力和化学因素诱导生物发生遗传变 异，再通过选择育成新品种的方法。 • 诱变育种可分为：
物理诱变育种 化学诱变育种
20世纪20年代，Stadler用χ射线诱发玉米、大 麦发生突变，Tollenear(1934)利用χ射线育成第一 个烟草突变品种Chlorina，Gustafsson(1948),利用 芥子气（毒气、化学诱变剂）处理大麦获得突变体； Nilan(1967)用硫酸二乙酯处理大麦育成矮杆、高 产品种Luther。
其确切的诱变因素、诱变机理、遗传特点不 清，在学术界还有争论。（上海东方科举论坛， 张院士）
我国在该领域取得了国际领先水平的研究成 果，已育成许多作物新品种。
太空椒：
“太空椒”卫星87-2单果最重达750g，平均重 量达400克，亩产比地面对照的青椒高25%—30%，维 生素C含量和可溶性固形物的含量也高20%和25%，而 得病率却减少62%。
（2）局限 有利变异少。 难以综合改良。 诱变的方向和性质尚不能控制。
株高变矮 果皮变深
熟期变早
辐射引起甘薯叶和块根的变异
作物种类
谷物 油料作物 经济作物 蔬菜 果树 饲料作物 观赏植物
总计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
我国植物诱变育种成就 (1966-2001)
1966-80 1981-85
130
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的电离，可分为电离辐射线和非电离电离辐 射线。目前用于作物育种的大多是电离辐射 线。
1、电离辐射线
χ射线（伦琴射线）：最早用于诱变的射线。由x光机 产生的电离辐射线，其能量和穿透力与χ光机的工作电 压有关。工作电压低产生的为软χ射线，穿透力较弱， 适于花粉外照射；工作电压高产生的为硬χ射线，穿透 力较强，适合小块组织、愈伤组织的外照射。
果实大、口感好、产量高， β胡萝卜素为普通番茄的3 倍,特别耐贮运 。
• 这个巨人南瓜是驻哈 “老虎团”生产基地自 行培育，并经过我国首 次载人航天飞船“神州 五号”带入太空育种的。 品质好，一般重量在300 到400斤。
• 孔雀草
花朵大、多、艳丽，而且一株孔雀草开不同的 花色不同花朵。
1987年8月5日，利用我国第九颗返回式科学试验卫星第一 次将一批水稻和青椒等农作物种子送向太空，目的并不是育 种，只是想了解空间环境对植物遗传性的影响。科学家无意 中发现，上过天的种子发生了一些意外的遗传变异，因此人 们开始考虑农作物的航天育种。
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射线由放射线性同位素 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。
中子照 射装置
加速管
靶室装置
高压发 生器
不同照射距离
2、非电离辐射线
紫外线：波长较长、能量较低、穿透力不强，