人工化学诱变技术
诱变育种原理
诱变育种原理诱变育种原理是通过人工手段，利用化学物质、辐射和基因工程等方法来引发生物体遗传物质的突变，从而获得具有新型性状或者改良性状的变异体，为农作物和畜禽的选育提供一种有效的途径。
这种育种方法主要是基于遗传学的原理，即通过在生物体的遗传物质中引入突变，从而改变其表型，进而达到选育出理想品种的目的。
诱变育种的原理可以分为物理诱变和化学诱变两种方式。
物理诱变主要是利用辐射，如X射线、γ射线、中子射线等，对生物体进行辐射照射。
辐射能量会直接或间接地对生物体的遗传物质DNA造成损伤，导致基因突变的发生。
物理诱变具有诱变效果显著、范围广泛、易于实施等特点，但因其对生物体有一定的伤害，也会导致不可逆的遗传变异，因此在诱变育种过程中需要慎重选择辐射剂量和方式。
化学诱变是指利用化学物质对生物体进行处理，从而引起其遗传物质发生变异。
常用的化学诱变剂有乙烯甲烷、亚硝基尿、亚硝酸钠等。
这些诱变剂可以与DNA结合，改变DNA的碱基序列，导致基因突变。
相比于物理诱变，化学诱变剂对生物体的伤害较小，处理时需要较少的设备和操作，但其诱变效果相对较弱且不够精准。
诱变育种原理的基本思路是，在通过物理或化学诱变引发突变后，通过筛选和选择，选取具有理想性状的变异体进行繁殖。
进一步通过遗传分析和育种实践，筛选出稳定性状的突变体，并结合传统育种方法进行后续选育工作，最终培育出具有优异性状的新品种。
总而言之，诱变育种原理是一种通过人工诱变引发遗传物质突变的育种方法，通过诱变引发突变，再经过筛选和选择，最终获得具有理想性状的新品种。
这种方法在农作物和畜禽的选育中具有广泛的应用前景，为实现粮食安全和农业可持续发展做出了积极的贡献。
玻璃化保护液处理下高粱离体花粉的活力解析
玻璃化保护液处理下高粱离体花粉的活力解析李珍;田承华;赵宁;胡振鑫;何祥坤;张秦莹;于美珍;张生万;田怀东【摘要】为了确立可显著提高高粱花粉体外存活的水性环境条件,设计了离体高粱花粉所处的干燥(CK)、磷酸盐溶液(PBS)、玻璃化保护液1(PVSl)、玻璃化保护液2(PVS2)、玻璃化保护液3(PVS3)等5种环境;采用TT℃法,对4种水性溶液体系中浸渍处理15 min后的高粱花粉和干花粉的存活率进行了比较分析.结果显示,各状态下离体高粱花粉存活率大小依次为PBS＜ PVS3＜ PVS2＜ PVS1＜ CK;与PBS中的花粉存活率相比,PVS3对花粉存活率提高不显著,PVS1和PVS2可显著提高花粉存活率.表明水性环境对离体花粉的活力有显著的损伤效果;3种保护液中的甘油、乙二醇、二甲基亚砜、蔗糖等对高粱离体花粉活力有保护作用,其中,含有这4种成分的PVS1对水性环境高粱离体花粉的活力保护效果最好.研究结果有望为水性环境下高粱花粉生殖细胞基因的诱变提供技术支撑.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2016(044)004【总页数】4页(P463-466)【关键词】高粱;花粉;玻璃化保护液;离体活力【作者】李珍;田承华;赵宁;胡振鑫;何祥坤;张秦莹;于美珍;张生万;田怀东【作者单位】山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西省农业科学院高粱研究所,山西晋中030600;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西大学生命科学学院,山西太原030006;山西景康农业技术推广有限公司,山西太原030000【正文语种】中文【中图分类】S514作物种质资源是人类赖以生存的基础性生物资源，在农业、酿造、饲料、能源、食品、医药等多种领域中被广泛利用[1]。
我国诱变育种的成就
我国诱变育种的成就引言诱变育种是一种重要的遗传改良方法，在农业、园艺、林业等领域得到广泛应用。
通过诱发植物或动物的遗传物质发生突变，可以获得具有新特性的品种。
我国在诱变育种领域取得了丰硕成果，不仅为农业生产提供了新的品种资源，也为农民增加了收益，推动了我国农业的发展。
诱变育种的基本原理诱变育种是通过人工手段引起生物体的基因突变，进而筛选出具有有益性状的个体进行育种。
常用的诱变方法包括化学诱变、物理诱变和基因工程诱变。
这些方法可以在短期内大量产生突变体，并通过筛选和鉴定，找到具有良好性状的变异个体。
诱变育种的历史回顾我国的诱变育种起源于上世纪50年代，当时主要使用化学诱变剂进行实验，取得了一些进展。
随着科学技术的不断进步，我国逐渐引进了物理诱变和基因工程诱变等先进技术，取得了更大的突破。
诱变育种在农业上的应用1.水稻品种改良：通过诱变育种，培育出了多个高产、抗病虫害、耐逆性强的水稻品种，如超级稻系列品种、抗病虫害水稻品种等。
2.玉米品种改良：利用诱变育种技术，培育了多个抗病虫害、适应不同生态环境的玉米新品种，提高了玉米产量和品质。
3.蔬菜品种改良：通过诱变育种，培育出了多个抗病虫害、耐贮运、产量稳定的蔬菜新品种，如抗病虫害的番茄品种、抗逆性强的辣椒品种等。
诱变育种的优势1.诱变育种是一种快速、高效的育种方法，可以在短期内得到大量突变体，提高了育种的效率。
2.诱变育种可以提供丰富的遗传变异资源，为育种人员提供了更多选择的机会。
3.诱变育种可以通过改变植物或动物的性状，进一步提高其产量、品质和抗逆性。
我国诱变育种的成就1.培育了大量高产、抗病虫害、抗逆性强的新品种，如超级稻系列品种、抗病虫害水稻品种、抗逆性强的玉米品种等。
2.在农业、园艺、林业等领域推广应用了诱变育种技术，提高了生产力和经济效益。
3.建立了完善的诱变育种技术体系和育种资源库，为我国的农业发展提供了重要支撑。
挑战和展望尽管我国在诱变育种方面取得了显著成就，但仍面临着一些挑战。
诱变育种途径二：化学诱变育种.
化学诱变育种利用化学诱变剂处理，诱发植物发生遗传变异，从而选育新品种称为化学诱变育种。
早在1948年，Gustafsson等曾用芥子气处理大麦获得突变体。
1967年Nilan 用硫酸二乙酯处理大麦种子育成了矮秆、高产品种Luther。
此后化学诱变剂的研究和应用就逐步发展起来。
目前发现的一些化学诱变剂的主要特性见表7-4，但较公认的最有效和应用较多的是烷化剂和叠氮化物两大类。
烷化剂中仍以甲基磺酸乙脂(EMS)、硫酸二乙酯(DES)和乙烯亚胺(EI)等类型的化合物应用较多，叠氮化物则以叠氮化钠研究和应用较多。
表7-4 常用化学诱变的主要特性与物理诱变剂相比，化学诱变剂的特点有：①诱发突变率较高，而染色体畸变较少。
主要是诱变剂的某些碱基类似物与DNA的结合而产生较多的点突变，对染色体损伤轻而不致引起染色体断裂产生畸变。
②对处理材料损伤轻，有的化学诱变剂只限于DNA的某些特定部位发生变异。
③大部分有效的化学诱变剂较物理诱变剂的生物损伤大，容易引起生活力和可育性下降。
此外，使用化学诱变剂所需的设备比较简单，成本较低，诱变效果较好，应用前景较广阔。
但化学诱变剂对人体更具有危险性，必须选择不影响操作人员健康的有效药品。
但高效低毒的化学诱变剂数量不多，所以一般育种工作者仍以物理诱变为主。
一、化学诱变剂的类别与性质(一)烷化剂是指具有烷化功能的化合物。
它带有一个或多个活性烷基，如CH3、C2H5，该烷基转移到一个电子密度较高的分子上，可置换碱基中的氧原子，这种作用称为烷化作用。
烷化剂可以将DNA的磷酸烷化。
常用的烷化剂为甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、乙烯亚铵、亚硝基乙基尿烷(NEU)和亚硝基乙基脲(NEH)等。
(二)叠氮化钠(NaN3)是一种动植物的呼吸抑制剂，它可使复制中的DNA碱基发生替换，是目前诱变率高而安全的一种诱变剂。
可以诱导大麦基因突变而极少出现染色体断裂。
这对大麦、豆类和二倍体小麦的诱变有一定的效果，但对多倍体的小麦或燕麦则无效。
基因突变（自然突变和人工诱变）
突变都将破坏或扰乱这种均衡）。
⑤不定向
基因突变是生物变异的主要来源，也是生物进化 人工诱发的基因突变是创造动植物新品
的重要因素之一。
种和微生物新类型的重要方法。
人类的镰刀型细胞贫血症：
1.病症；红细胞呈弯曲的镰刀状，这种细胞容 易破裂，造成溶血性贫血，严重时引起死亡．
物理方法
辐射诱变
2 病因；控制合成血红蛋白分子的 DNA 的 碱 基 序 列 发 生 了 变 化 ， 即 …CTT… 变 成 了…CAT…，致使血红蛋白分子的一条多肽链上 的一个谷氨酸被一个缬氨酸代替了。
③可大幅度改良某些性状。
③突变率很低（因为 DNA 分子稳定性高）。
2、缺点 ：诱发 产生的 突变 中，有利
④大多数的突变是有害的，有利的突变较少（因 的个体不多，需要大量处理供试材料和
为生物现有的性状都是经过长期进化形成的与 大量繁殖后代,才能从中选育出有价值的 生存环境相适应的遗传均衡系统，而大多数的 类型。
DNA CTT 突变 CAT
少有价值的微生物新类型。
GAA
GTA
与人工诱变相比，基因工程则是按人们设计的蓝图，在分子水平上把一种生物的 DNA 片段 或基因分离出来再转移到另一个生物体中，定向地改变生物体的基因型。
概念 特点 意义举例Fra bibliotek提示基因突变(自然突 变和人工诱变）
自然突变
人工诱变（诱变育种）
自然条件下发生的突变
人为条件下产生的突变，也叫诱发突变
①生物界普遍存在
1、 优点①提高突变频率；②后代变
②随机发生（在生物个体发育的任何时期和生 异性状能较快地稳定，可加速育种进程；
物体的任何细胞都可以发生基因突变）。
变异原理在育种中的应用
变异原理在育种中的应用1. 引言育种是通过选择和培育具有理想性状的植物或动物品种，以满足人类需求的一种重要农业活动。
而变异原理作为育种中的重要手段之一，广泛应用于育种过程中。
本文将重点介绍变异原理在育种中的应用，包括自然变异和人工诱变两个方面。
2. 自然变异的应用自然变异是指植物或动物在自然条件下发生的基因突变或基因组重组的现象。
以下是自然变异在育种中的应用：•优势品种的选育：通过对自然变异的观察和筛选，可以发现具有某种优势性状的个体，进而培育出更为优良的品种。
例如，通过对自然变异中抗病性强的植株进行选育，可以获得更健壮、抗病能力更强的作物品种。
•新基因的引入：自然变异中可能会产生新的基因型和表型，这些新基因可以用于引入品种间的基因交换，从而增加遗传多样性，提高品种的适应性和抗逆性。
•基因资源的保护：自然变异中存在大量的遗传多样性，对这些变异的保护和利用有助于维持种间和种内的遗传多样性，避免基因的丢失，保护物种的基因库。
3. 人工诱变的应用人工诱变是指通过人为手段诱导基因的突变或重组，以产生新的遗传变异。
以下是人工诱变在育种中的应用：•作物品种改良：通过人工诱变可以改变作物的某些性状，例如增加作物的耐病性、抗逆性或提高产量等。
人工诱变可以通过化学物质诱变剂、辐射诱变等多种方法实现。
•花卉品种培育：人工诱变在花卉品种培育中得到广泛应用。
通过诱变，可以产生更多的花色、形态和花期变异，为花卉品种的培育提供了更多的选择。
•畜禽品种改良：人工诱变在畜禽品种改良中也有着重要作用。
通过人工诱变可以改变畜禽的生长速度、繁殖力和抗病性等性状，从而提高畜禽品种的经济效益和抗逆能力。
4. 变异原理的潜在挑战与风险尽管变异原理在育种中具有很大的潜力和应用前景，但也存在一些潜在挑战和风险：•变异效果不稳定：遗传变异产生的效果通常是随机的，同一诱变剂对不同个体或种群的作用效果可能不同，导致育种过程的不稳定性。
•不良变异的产生：在诱变过程中，可能会出现不良变异，如生长发育异常、生殖能力下降等，这对育种工作造成一定的困扰。
微生物的化学诱变技术
微生物的化学诱变化学诱变：利用化学物质对微生物进行诱变，引起基因突变或真核生物染色体的畸变称为化学诱变。
化学诱变的物质很多，但只有少数几种效果明显，如烷化剂、吖啶类化合物等。
复合处理及其协同效应：诱变剂的复合处理常有一定的协同效应，增强诱变效果，其突变率普遍比单独处理的高，这对育种很有意义。
复合处理有几类：同一种诱变剂的重复使用，两种或多种诱变剂先后使用，两种或多种诱变剂同时使用。
定向培育和驯化：定向培育是人为用某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将他们进行移种传代，以达到累积和选择合适的自发突变体的一种古老的育种方法。
由于自发突变的变异频率较低，变异程度较轻，故变异过程均比诱变育种和杂交育种慢得多。
微生物化学诱变的操作过程化学诱变剂的剂量主要决定于其浓度和处理时间。
化学诱变剂都具毒性，其中90%以上是致癌物质或极毒药品，使用时要格外小心，移取液体时绝对禁止直接用口吸，避免与皮肤直接接触，不仅要注意自身安全，也要防止污染环境，造成公害。
一、碱基类似物用于诱发突变的碱基类似物有5-BU、5-FU、BUdr、5-IU等他们是胸腺嘧啶的结构类似物，AP、6-MP是腺嘌呤的结构类似物。
最常用是5-BU和AP。
当将这类物质加入到培养基中，在繁殖过程中可以掺入到细菌DNA分子中，不影响DNA的复制。
它们的诱变作用是取代核酸分子中碱基的位置，再通过DNA的复制，引起突变，困此，也叫掺入诱变剂。
显然这一类诱变剂要求微生物细胞必顿处在代谢的旺盛期，才能获得最佳的诱变效果。
（一）碱基类似物的诱变机制正常的碱基存在着同分异构体，互变异构现象在嘧啶分子中以酮式和烯醇式的形式出现，而嘌呤分子中以氨基和亚氨基互为变构的形式出现、一般互变异构现象在碱基类似物中比正常DNA碱基中频率更高。
5-BU导致A:T碱基对转换为G:C碱基。
2-氨基嘌呤也可以诱发DNA分子中A:T－G:C或G:C－A:T的转换。
（二）碱基类似物的诱变处理方法（以5-BU为例）1．单独处理将微生物液体培养到对数期，离心除去培养液，加入生理盐水或缓冲液，饥饿培养8~10 h，消耗其体内的贮存物质、将5-BU加入到经饥饿培养的培养液中，处理浓度为25~40 μg/mL，温合均匀，取0.1~0.2 mL菌悬液加入到琼脂培养基上涂布培养。
诱变育种
变异广泛。
化学诱变：化学药剂与遗传物质发生生化反应， 结果多是基因的点突变。
三、化学诱变的方法
1、试材预处理 干种子预先浸泡，使细胞活泼，增加敏感性，还可
提高膜透性。
细胞处于DNA合成阶段（S）时，对诱变剂最敏感。
诱变处理应在S阶段之前进行。
2、药剂处理 1）浸渍法 2）涂抹法和滴液法 3）注入法 4）熏蒸法：试剂一般是沸点较低的液体或易升华的固 体，或用专门装置发生气态诱变剂（如芥子气类）。
免与皮肤接触或吸入它们的气体。进行诱变处
理时一般多在具有通风管密闭超净工作台上进
行。操作时应戴乳胶手套以免与皮肤接触。
亚硝酸：能使嘌呤或嘧啶脱氨，改变核酸结
构和性质，造成DNA复制紊乱。
二、化学诱变的优点
1、使用经济方便
只需少量的药剂和简单的设备。 2、有一定专一性 特定的化学药剂，仅对某个碱基或几个碱基有作用， 因此可改变某品种单一不良性状，而保持其他优良性状不 变。
3、破坏性较小，多引起基因的点突变 辐射诱变：诱变因高能射线造成，染色体结构
20世纪70年代后期，植物辐射诱变育种开始应用于蔬菜、
糖料、瓜果、饲料、药用和观赏植物育种。 9个品种获国家发明奖，包括：水稻原丰早、棉花鲁棉1号、
大豆铁丰18和黑农26等
第二节
辐射诱变
一、辐射诱变因素及特性
辐射诱变：是指利 用各种辐射因素诱导生 物体遗传特性发生变异 的方法。也称物理诱变 因素，分为电磁辐射和 粒子辐射。 常用的辐射诱变因 素：X射线，中子，离 子束，电子束，同步辐 射，紫外线，激光，质 子等
份“冒名顶替”进入DNA结构中充当碱基，从而形
成异种DNA，进而导致碱基配对的差错，引起点突
变。
微生物学课程习题(下)
微生物学课程习题（下）第八章微生物遗传与变异一．填空1．证明核酸是遗传物质的三个经典实验是肺炎双球菌的转化实验、T2噬菌体感染实验和植物病毒的重建实验。
2．质粒根据分子结构可有CCC型、OC型和L型三种构型。
质粒在细胞中的拷贝数也不尽相同。
有的拷贝数很少，只有一、二个拷贝，称为严紧型质粒，另一些具有较高的拷贝数，约有10个以上，称为松弛型质粒。
3．检测质粒常用的方法有提取所有胞内DNA后电镜观察、超速离心和琼脂糖凝胶电泳。
4．不同碱基变化对遗传信息的改变可分为缺失、添加、易位和倒位四种类型；常见的表型变化的突变型有营养缺陷型、抗药性突变型、条件致死突变型、形态突变型、抗原突变型和产量突变型等。
5．营养缺陷型的筛选一般要经过诱变，淘汰野生型，检出和鉴定营养缺陷型四个环节。
6．基因突变的特点为自发性、不对应性、稀有性、独立性、可诱变性、稳定性、可逆性。
7．普遍性转导可能出现的三种后果是形成转导子、流产转导和转导失败。
8．紫外线照射能使DNA相邻碱基形成胸腺嘧啶二聚体，从而导致DNA复制产生错误，用紫外线诱变微生物后应在红光或暗处条件下进行，以防止光复活现象的产生。
9．原核生物基因重组的类型主要有转化、转导、溶原性转换、接合和原生质体融合等多种，真核微生物则有有性杂交，准性杂交和原生质体融合等多种。
10．原核生物中的转座因子主要有三种类型：插入序列、转座子、转座噬菌体或前噬菌体。
11．微生物菌种保藏的原理是在干燥、避光、缺氧、缺乏营养物质和低温等环境条件下，使其处于代谢不活泼状态。
12. 能在同一细菌中并存的质粒属于不同的不亲和群，而在同一细菌中不能并存的质粒属于同一不亲和群。
三．名词解释1．微生物遗传：在一定的环境条件下，微生物的形态、结构、代谢、繁殖、毒力和对药物的敏感等性状相对稳定，并能代代相传，子代与亲代之间表现出相似性，这种现象称为遗传。
遗传可以使微生物的性状保持相对稳定，而且能够代代相传，使它的种属得以保存。
遗传育种学第十三章辐射育种素材
居里：是放射性强度的单位，用Ci或C表示。
5.4 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。
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。
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
照射种子的方法有处理干种子、 湿种子、萌动种子三种。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，没有污染和
散射的问题。
② 无性繁殖器官
许多园林植物是用无性繁殖的，而且 有部分园林植物从来不结种子，只依靠无 性繁殖的.
3.2 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。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
质子
质子衰变
中子
中子
电子 反中微子
质子
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。
拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定
拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定摘要：我们用CTAB法提取拟南芥的T-DNA插入突变体的DNA，然后用三引物法进行PCR和琼脂糖凝胶电泳来判断其为突变纯合体还是突变杂合体。
通过这次实验，我们掌握了如何来判断纯和突变和杂合突变。
关键字：拟南芥 T-DNA插入突变突变体的鉴定前言：拟南芥拟南芥是十字花科的植物，它是植物遗传学、发育生物学和分子生物学的模式植物，其具有以下这些特点：①植株形态个体小，高度只有30cm左右；②生长周期快，从播种到收获种子一般只需8周左右；③种子多，每株可产生数千粒种子；④形态特征简单，生命力强，用普通培养基就可作人工培养；⑤遗传转化简单，转化效率高；⑥基因组小，只有5对染色体，125MB；⑦在2000年，拟南芥成为第一个基因组被完整测序的植物。
突变体突变体在植物基因分离及遗传学研究的最重要材料，通过自然突变或者人工诱变同源重组、基因沉默以及插入突变等方法都可以用来构建突变体，人工诱变是指利用物理因素（X射线，Y射线，紫外线，激光等）或化学诱变(如亚硝酸，硫酸二乙酯）来处理生物，使生物发生基因突变，这种方法可提高突变率，创造人类需要的变异类型。
目前，人工诱变拟南芥常用的方法有EMS诱变、T-DNA 插入突变、激活标签等。
T-DNA插入突变Ti质粒是土壤农杆菌的天然质粒，该质粒上有一段特殊的DNA区段，当农杆菌侵染植物细胞时，该DNA区段能自发转移，插入植物染色体DNA中，Ti质粒上的这一段能转移的DNA被叫做T-DNA。
人们根据这一现象，将Ti质粒进行改造，将感兴趣的基因放进T-DNA区段中，通过农杆菌侵染植物细胞，实现外源基因对植物的遗传转化。
T-DNA插入到植物染色体上的什么位置，是随机的。
如果T-DNA插入某个功能基因的内部，特别是插入到外显子区，将造成基因功能的丧失。
所以利用农杆菌Ti质粒转化植物细胞，是获得植物突变体的一种重要方法。
T—DNA插入突变最大的用处是构建突变体库，在此基础上构建侧翼序列库；目前在拟南芥中已经建立了接近饱和的T—DNA插入突变体库，该突变体库包含超过225 000个独立的T—DNA插入株系，在预测的29 454个基因中有21 700个基因发生了插入突变[6]。
诱变育种
多倍体育种
• 定义：
– 通过增加染色体组数以改造生物遗传基础，从而培育出符合人类 需要新品种的方法
• 最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温诱 导来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分 裂时形成纺锤体，但不影响染色体的复制，使细胞不能形 成两个子细胞，而染色数目加倍。属于染色体组工程的研 究范畴。 • 多倍体产生机制：通过卵细胞第二极体的保留或受精 卵早期有丝分裂的抑制而实现。[1]
辐射育种
• 生物育种的一种方法，利用电离辐射处理 生物，以诱发突变，从中选出优良变异个 体，通过一系列育种程序，培育出新品种。 可利用的电离辐射有X射线、紫外线、中子 及质子等。
辐射育种与其他方法不同，它们有的是 与细胞中的原子、分子发生冲撞、造成 电离或激发；有的则是以能量形式产生 光电吸收或光电效应；还有的能引起细 胞内的一系列理化过程。这些都会对细 胞产生不同程度的伤害。对染色体的数 目、结构等都会产生影响，使有的染色 体断裂了；有的丢失了一段，有的断裂 后在“自我修复”的过程中头尾接倒了 或是“张冠李戴”分别造成染色体的倒 位和易位。当然射线也可作用在染色体 核苷酸分子的碱塞上，从而使基因（遗 传密码)发生突变。
人工诱变 + 单倍体育种
幼苗 秋水仙 （A） 素处理 早熟 品种 (AA) 早熟 品种 (aa)
迟熟 人工 品种 (AA)
诱变
杂合 花药离 子 (Aa)
体培养
幼苗 秋水仙 （a） 素处理
离体诱导 植物细胞具有潜在的再生性和全能性,能发育为完整植株，故应用组 织培养技术对特定组织进行离体培养，可诱导产生单倍体。方法是将一 定发育阶段的花药、子房或幼胚,通过无菌操作接种在培养基上,使单倍体 细胞分裂形成胚状体或愈伤组织，然后由胚状体发育成小苗或诱导愈伤 组织发育为植株。 此外对大麦、小麦还可利用染色体消失法。即将球茎大麦 （Hordeum bulbosum）花粉授予普通大麦或小麦，授粉两周后将幼胚 置于培养基上进行离体培养。在胚胎发育的早期，球茎大麦的染色体消 失，从而获得大麦或小麦单倍体植株。 离体培养用的人工培养基，除含无机盐、蔗糖、维生素和水等外， 还需加入植物激素和其他有机物作诱导物质。诱导出的愈伤组织或胚状 体要转移到含量减少或无诱导物质、蔗糖浓度降低的分化培养基上，才 能分化出根、芽以至长成小苗。以上过程都在试管内进行。再生单倍体 植株的培养则须将小苗从试管取出移栽到小盆中。培养基的成分、培养 的方法和条件（如温度、光照等）、供体的基因型和生理状态以及大、 小孢子的发育时期等，是影响诱导频率的主要因素。植株经用秋水仙碱 溶液处理等方法，使染色体数加倍后，即成为能结实的纯合二倍体(见倍 数性育种)。在离体培养过程中，也会自交产生一些二倍体，但数量很少。
生物育种
生物育种含义：
指人们按照自己的意愿，依据不同 的育种原理，有目的、有计划地获得人 们所需要的生物新品种。
一、常用育种方法
(1)图中A至D方向所示的途径表示 从F2开始发生性状分离
杂交
育种方式，这
种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为
。
。
(2) B 常用的方法为
花药离体培养
。
(3) E方法所用的原理是
（2）产生 自然:(生殖细胞未受精,直接发育而成) 人工:（单倍体育种） （3）特点： 弱小、高度不育
（4）单倍体育种的过程和特点： 方法: ——花药离体培养
过程:
组织 花药离体 培养
人工诱导 正常植株 单倍体植株 染色体加倍
(纯合体)
优点：
1、可以缩短育种年限 2、后代不会发生分离
杂交育种 处理 原理 优缺 点 杂交
（2）方法： 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
（3）原理： 秋水仙素能抑制纺锤体形成 种子、幼苗 秋水仙素处理 染色体加倍、不分离 如：二倍体 多倍体
秋水仙素
生长素Байду номын сангаас
四倍体
二倍体
二倍体
多倍体形成的原因： 外界环境
内部因素
不能形成 纺锤体
染色体复制加 倍后不分离
多倍体
染色体加倍 的细胞
单倍体 由配子发育而成，体细胞中含有本 （1）定义： 物种配子染色体数目的个体。 发育 配子 单倍体
。
（5）由G到J过程中涉及的生物技术有
基因工程（DNA重组技术） 、
和 植物组织培养
。
（6）K→L→M这种育种方法的优越性表现在 克服远缘杂交 、 不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 。
园林植物遗传育种课件：常规育种技术
第一节 辐射诱变
④ 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
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
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
人工诱变的方法
➢物理方法 ➢化学方法
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
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。
第一节 辐射诱变
5、辐射材料的选择
① 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。
第一节 辐射诱变
② 影响植物材料敏感性的因素
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。
辐射诱变： 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。
第一节 辐射诱变
1、 辐射诱变的特点 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。
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。
关于微生物育种中化学诱变技术的综述
关于微生物育种中化学诱变技术的综述姓名：周旭班级;11生工1 学号：20110801120摘要：化学诱变是一种传统而经典的微生物育种技术，不仅在高产工业菌株选育中得到广泛应用，而且近来还用于改造野生菌株代谢功能，以发现新产活性产物。
本文简要综述常用化学诱变剂及其作用机制，以及化学诱变技术在微生物育种领域中的新近应用研究进展。
关键词：微生物育种；化学诱变剂；诱变机制；应用1前言菌种优劣对于微生物药物的工业化生产具有决定性意义。
野生菌株往往因产率低而不能直接用于工业生产，而需要通过菌种改良，选育高产优良菌株。
微生物药物的工业化生产对菌株的这种需求带动了各种育种技术的蓬勃发展，而育种技术则通过不断提供优良菌株又促进了微生物药物产业的持续发展。
在育种研究中，近来还发现有些突变株可代谢产生新产物，具有可供作药源新菌株资源的潜在应用前景，使育种技术进一步拓展了新的应用研究发展空间。
微生物人工诱变育种技术按诱导突变类型可分为物理诱变、化学诱变和生物诱变三大类［1］。
化学诱变是一种传统而经典的微生物育种技术，不仅在高产工业菌株选育中得到广泛应用，而且还用于改造野生菌株的代谢功能，从而发现新产活性产物。
在实际应用中，化学诱变既有利用某一种化学诱变剂的单一诱变，也有组合利用化学或其他多种诱变剂的复合诱变，还有化学诱变联合抗生素抗性筛选等。
本文简要综述常用化学诱变剂及其作用机制，以及化学诱变技术在微生物育种领域中的新近应用研究进展。
2常用化学诱变剂2.1碱基类似物作为化学诱变剂的碱基类似物主要有嘧啶类似物和嘌呤类似物两大类。
其中，常用嘧啶类似物有5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氟尿嘧啶（5-FU）、6-氮杂尿嘧啶（6-NU）等；嘌呤类似物有2-氨基嘌呤（2-AP）、6-巯基嘌呤（6-MP）、8-氮鸟嘌呤（8-NG）等［2］。
2.2烷化剂烷化剂类化学诱变剂种类较多，如硫芥（氮芥）类、环氧衍生物类、乙撑亚胺类、硫酸（磺酸）酯类、重氮烷类、亚硝基类等。
变异植物培育的原理是
变异植物培育的原理是
通过人工手段改变植物的遗传组成，引入外源基因或者诱发突变，以获得特定性状的变异植物。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 基因工程：通过DNA重组技术，将具有特定性状的外源基因导入目标植物的基因组中，以实现某种理想性状的表达。
2. 辐射诱变：采用辐射（如X射线、γ射线或紫外线）照射植物种子或组织培养物，导致DNA发生随机的突变，从而产生新的性状。
3. 化学诱变：使用化学物质，如化学物质、亚硝酸盐或脱氧神经酸等诱发植物发生突变。
4. 组织培养：利用体外组织培养技术，通过调控培养基中的激素含量和比例，诱导植物发生变异和突变。
这些技术可以单独使用，也可以结合使用，以获得更多样化的变异植物。
变异植物培育的原理是在植物遗传基础上进行的，通过改变植物的基因组来引进新的性状和性状组合，从而达到育种和遗传改良的目的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学诱变技术是指利用一些化学物质提高生物的自然突变率，这些化学物质就叫做“化学诱变剂”。
其特点有：可操作性强，简单易行；特异性较强，能诱变定位到DNA上的某些碱基；后代较易稳定遗传，一般到F3代就可稳定；应用于遗传标记，是细胞融合技术的基础。
诱变剂主要包括5类，他们的特点、机理和应用如下：
1、烷化剂：能使一些碱基烷基化，比如使鸟苷酸甲基化，影响mRNA的转录，从而使蛋白质的表达紊乱，使得蛋白质重组，而改变了性状。
临床上应用此类物质作为抗癌药物，具有强烈杀伤癌细胞的作用，所以在应用在于植物上时，也要注意他的强烈杀伤性。
主要有：甲基磺酸乙酯（EMS），是最常用的诱变剂，我们曾用作真菌的遗传标记，诱变率很高。
常用浓度0.05-0.5mol/L，作用时间5-60min。
该物质具有强烈致癌性和挥发性，可用5%硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂。
SIGMA公司价格：80元/25ml。
硫酸二乙酯（DMS），也很常用，但由于毒性太强，目前很少使用，作用机理和使用方法和EMS基本相同。
属于剧毒品，受公安局管治。
乙烯亚胺，生产的较少，很难买到。
只要用于大量诱变育种用，使用浓度：%，高度致癌性！使用时需要使用缓冲液配置。
盐酸氮芥，用于抗癌药物，可以从药店买到，但有些地方必须有主任医师的处方。
一般是针剂，稍加稀释即可使用，作用时间5-10min，可用甘氨酸作为终止剂和解毒剂。
环磷酰胺、亚硝基胍等物质也可作为诱变剂使用，但较少使用。
2、碱基类似物：分子结构类似碱基，导致DNA复制时产生错配，mRNA转录紊乱，功能蛋白重组，表型改变。
该类物质毒性相对较小，但负诱变率很高，往往不易得到好的突变体。
主要有：6-溴尿嘧啶、6-BudR、马来酰肼、2-氨基嘌呤等，同样属于抗癌药物，可到药店买到，稍加稀释即可使用。
3、嵌入剂：是分子生物学比较常用的一类，诱导率较高。
原理是这类分子的大小正好可以嵌入碱基分子中，导致错配。
最常用的：溴化乙锭（EB），高致癌性！价格较贵，但诱变率很高，是实验室常用试剂，可以到生化实际商店买到，1500元/100mg.
4、无机化合物：比较容易得到，效果一般，危险性较小。
常用：氯化锂，白色粉状，使用时配成0.1-0.5%的溶液，作用30min-2d。
可到化工商店买到：120元/500克。
亚硝酸：没有现成商品，由于该物质易分解，所以现配现用。
常用亚硝酸钠和盐酸制取，将亚硝酸钠配成0.01-0.1mol/L的浓度，使用时加入等浓度等体积的盐酸即可。
过氧化氢：又名双氧水，效果不好，所以很少用到。
5 其他：盐酸羟胺，一种还原剂，作用于C上，是G-C变为A-T。
也较常用，可以买到。
使用浓度：0.1-0.5%，作用60min-2h。
较便宜。
生物碱类：如长春碱、秋水仙碱、喜树碱等。
以上的诱变剂同时又是致癌物！使用时必须小心。
通常用来浸种，最好的方法是将诱变剂加到组织培养的培养基中，诱变率最高。
我们曾经搞过相关的突变检测、抗除草剂和抗药试验，我们认为最好的诱变程度是半数致死，另外的一半则有可能出现好的变异。
所以调整诱变浓度、诱变时间至关重要。
搞诱变必须遵循生物安全性的公约，在没有全面考察诱变产物的遗传性、安全性之前，不得将诱变物外流，以免导致危险后果！。