第八章 诱变育种

突变的修复问题 生物遗传发生的损伤， 许多可以通过生理生化代谢过程得 到修复。只有未被修复保存下来的突变，才能表现出遗传 性状。
2. 辐射处理的剂量单位
（1）放射强度 居里（Ci）:放射性同位素每秒有 3.7×1010 次核衰变为1居里 通常用mCi (10-3Ci) 、μCi (10-8Ci)
2. M2的种植与选择
（1） M2的种植：根据收获种子的方式按处理点播 （2） M2的选择：是选择的关键世代
3. M3及以后世代的种植与选择
（1）种植：入选突变株种成株行 （2）选择：稳定的株行可混收 分离的株行继续选株。
诱变育种的一般程序
选择诱 变材料 诱 变 M1 代 M2 代 M3 代 新 品 种
② 碱基类似物
胸腺嘧啶类似物 腺嘌呤类似物 5-溴尿嘧啶（5-BU） 5-溴脱氧尿核苷（5-BUDR） 2-氨基嘌呤（2-AP）
③ 叠N化物
NaN3
2. 化学诱变剂作用的特点
（1）诱发点突变多，染色体畸变少 （2）具有迟效作用
① 潜在损伤 ② 残留物的后效作用 ③ 化学活性基团的再诱变作用
（3）处理材料损伤轻，在某种程度上可进 行特异性诱变 （4）使用方便，经济，不需要特殊设备
④不同发育时期、不同生理状态辐照敏感性不同 幼龄植株>老龄植株； 未成熟种子>成熟种子 湿种子>干种子 萌动芽>休眠芽
⑤外界条件 无氧空气中辐照，幼苗损伤和染色体损伤少。
4.辐射处理的方法
外照射：有机体接受的辐射来自外部的 辐射源。 内照射：将放射性元素引入到植物的组 织细胞内进行照射。 常用的方法有浸泡法、注射法。放射性 元素应用较多的有P32、S35。
第一节 诱变育种的成就及特点
一、诱变育种的主要成就
（一）育成大量植物新品种
（二）提供大量优异的种质资源
四、我国诱变育种的主要成果 1. 水 稻：原丰早、浙 辐 802、浙辐矮（88 年推 广面积达到 2000 万亩以上） 2. 小麦：川辐 1 号 3. 棉花：鲁棉 1 号（获国家发明一等奖，推广 达 2000 万亩以上） 4. 大豆：铁丰 1 号（获国家发明一等奖） 1960－1990 年，全国共育成辐射品种 32 个，其 中推广面积 100 万亩以上 37 个，推广 1000 成为 以上的 5 个。
1.电离辐射的生物学作用过程 1） 生理学作用阶段――辐射能量传给物，引起分 子激发或电离（10－13 秒） 2） 物理化学作用阶段――分子中电子构型重新排 列形成稳定损伤分子。 （10－10 秒） 3） 化学作用阶段――辐射产生的自由基与环境中 各种物反应（10－6 秒） 4) 生物学作用阶段――十分复杂，通过生物体代 谢作用使突变效应表现出来（几秒至很多年）
核素和同位素 核素——具有给定质子数和中子数的一类原 子核所组成的元素。如铀有 3 种核素： U234、U235、U236，其质子数均为 92，中 子数分别为 142、143、144。 同位素——具有相同原子序数，而质子数不 同的核素，在元素周期表中占据同一位 置（P31→P32；S32→S35；Cl35→Cl37 等） 稳定性核素（同位素） ：如 Cl35, Cl37 放射性核素（同位素） ：如 U234, U235, U236
③植株不育程度（不育株%）
④幼苗根尖和幼芽细胞分裂时染色 体畸变率
⑤以细胞分裂间期细胞体积、染色 体体积作指标。
（2 ）作物对辐射敏感性的差异
① 不同科、属、种、品种辐照敏感性不同 豆科 > 禾本科 > 十字花科 ② 不同倍数植物辐照敏感性不同 二倍体 > 多倍体 ③ 不同器官、组织、细胞、成分辐照敏感性不同 植株 > 种子 根 > 叶 分生组织 > 其它组织 性细胞 > 体细胞 卵细胞 > 花粉细胞
第一节 诱变育种的成就及特点
二、诱变育种的特点
1.提高突变率，扩大突变谱 2.有效地改良个别单一性状 3.缩短育种年限 4.诱变的方向和性质难以控制 5.在一个突变体中，很难出现多个理想性状的变异。
第二节 常用物理诱变剂及其处理方法
一、物理诱变剂的类别与性质
很多因素都可以诱发植物发生突变，这 些因素统称为诱变剂（mutgagen）。
3.衡量作物对辐射敏感性常用哪些指标？ 4.影响作物辐射敏感性的因素有哪些？
第七章 诱变育种 Chapter 7 Mutation Breeding
第七章 诱变育种
诱变育种：利用物理和化学因素 诱导农作物发生变异，通过选择 培育出新品种。
第七章 诱变育种
wenku.baidu.com第一节 诱变育种的成就及特点
第二节 常用物理诱变剂及其处理方法
第三节 常用化学诱变剂及其处理方法
第四节 诱变育种的方法与程序
（5）剂量率
单位时间内所受的剂量。 伦/小时 伦/秒
3.作物对辐射的敏感性
（1）测定辐射敏感性的指标：
①生长受抑制的程度 半致矮剂量(D50) ②植株成活率 致死剂量（LD100） 辐射引起植株全部死亡的剂量 半致死剂量（LD50） 辐射引起50%植株死亡的剂量 临界剂量 辐射后植株存活40%的剂量
第三节 化学诱变剂及其处理方法
1. 化学诱变剂的种类和性质 常用的化学诱变剂有： ① 烷化剂 具有烷化功能的化合物。它带有一个 或多个烷基，能转移到其它电子密度较高 的分子中，置换碱基中的氢原子。
常用的几种烷化剂： 甲基磺酸乙脂 乙烯亚胺 亚硝基乙基尿烷 亚硝基乙基脲 硫酸二乙脂 EMS EI ENU (NEU) ENH (NEH) DES
第五节 诱变育种的发展
诱变育种的发展概况
1925年 发现伦琴射线（X射线） 1926年 Muller用X射线进行果蝇诱变试验 1927年 stader 用X射线处理大麦、玉米试验 1930年以后 大量开展植物诱变育种（小麦、大麦、玉米
豌豆、烟草）
1940年以后 开始化学诱变育种 1930－1950年 1950－1979年 辐射育种进展缓慢，一些任教具有怀疑。 诱变育种受到广泛重视，育成品种101个（大 但是诱变因素不断增加，发现了r、B、α、中子等辐射因素。 田作物68个，观赏植物33个）。激光诱变开始应用。“国际 原子能利用”机构成立。 1990年以后 诱变育种开始与细胞分子生物技术相结合。
1. 辐射的直接作用与间接作用
1 ）直接作用 被辐射物体直接吸收能量而引起的反 应。 光波或粒子能量→物质分子或原子吸收→分子（或原 子） 激发或电离→分子损伤或突变→遗传突变 2）间接作用 发生间接作用的分子通常是水分子，也 可以是其它分子。在辐射作用下，水分子发生电离， 形成大量自由基，即形成一个“损伤的环境”,由这个环 境再对生物分子发生作用。通过分子间的能量传递， 引起其它分子损伤和产生化学反应。 电离辐射→水分子→自由基（H 、OH 、HO2 等）→物质 分子→分子损伤→遗传变异。
3. 化学诱变剂处理的方法
方法： 浸渍法、滴液法、注射法、 涂抹法、施入法、熏蒸法。 注意： 诱变剂浓度、处理时间、 温度、PH、种子含水量。
第四节 诱变育种的方法与程序
一、处理材料的选择
1. 2. 3. 4. 综合性状良好，只存在个别缺点的品种 杂交材料 单倍体 多倍体
二、处理部位的选择
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 种子 绿色植株 花粉 子房 合子 营养器官 组织培养物
1989 年植物诱变育种情况 （FAO/IAEA） 统计国家： 5个 应用植物数 136 个 育成推广品种 1330 个 100% 种子繁殖作物 73 种 852 个 64% 粮食作物 21 种 627 个 其它作物 观赏作物 33 种 409 个 30.8% 育种品种最多的国家 中国 325 个 印度 205 个 荷兰 171 个（主要是观赏植物） 苏联 196 个
三、诱变处理后的选育
1. M1的种植与选择 （1）M1的种植 按不同处理点播或稀条播 如果处理的是种子，多采用密植 （2）M1的选择 M1不选择
原因：
① M1存在着生物学损伤，植株生长较差。
② 突变往往发生在个别细胞中，植株是由变 异和不变 异的细胞组成的嵌合体。 ③ 突变多是隐性突变，形态上不易显露出来。
4.诱变功效
有用突变率 诱变功效 = —————— 诱变剂量
二、提高诱变育种效率的方法
1. 2. 3. 4. 5. 选择适宜的育种材料。 确定适宜的诱变剂和诱变剂量。 采用适宜的处理时间。 可采用综合诱变处理。 与其它育种方法相结合。
思 考 题
1.什么是诱变育种？诱变育种有哪些特点？
2.解释术语：突变率、生物损伤率、诱变效率、 诱变功效、内照射、外照射、致死剂量、半 致死剂量、临界剂量
（2）照射剂量
伦琴（R）:1g空气中吸收83尔格（erg）的能量。 是X、γ射线的剂量单位。 库仑（Coulomb）/千克（1库仑/千=3.876×103R）
（3）吸收剂量
拉特（Rad）1g受照射物质吸收100尔格的能量 戈瑞（Gray）（1戈瑞=100Rad=1焦耳/千克）
（4）中子流量
每平方厘米的中子数n/cm2
选优株 自交
选择 优系
第五节
提高诱变育种效率的方法
一、衡量诱变效果的指标
1.突变率 某一突变类型个体数占调查群体总数的%。
M2发生突变的株数 突变率（%）= ————————— ×100 M2种植的总株数
2.诱变效率
突变率 诱变效率 = ——————— 生物损伤
3.诱变效果
突变率 诱变效果 = ——————— 诱变剂量
典型的物理诱变剂是不同类型的射线。
1. 射线的种类和性质
⑴射线种类
诱变的辐射 非电离辐射 电离辐射 紫 外 激 线 光 电磁辐射 粒子辐射 X 射 线 r 射 线 带电粒子 α 射 线 ß 射 线 质 子 不带电粒子 中 子
(2）主要射线的性质 X 射线 R 射线 中子射线 激光