第九章-诱变育种

是这样吗？？？用实验结果说明。
以中国农科院原子能所和内蒙古农科院的‘“Co.一y射线 源进行照射，剂量分别为：0、20、40、60、80、100、120、 140KR，照射时的含水量经水分平衡后为12.5%，水分平衡 是将种子贮存在一个处于半真空条件下的千燥器中，干燥器 内放入甘油占75%的甘油和蒸馏水混合剂。
照射后以玻璃板垂直发芽法，在25士1℃的种子发芽箱内 发芽，根据发芽速度的不同，每日调查发芽数，待种子不再 发芽时测量根长，以求发芽指数。
本试验以VID50(使活力指数下降50%的剂量)作指标，预
测种子繁殖植物的适宜辐射剂量。以活力指数大小代表种子
的活力，活力指数的计算公式为:
式中s为幼苗生
长势(根长和幼芽长)，Gi为发芽指数。
我国于1987年开始进行航天搭载育种，由此育成了大 田作物、蔬菜和花卉作物共50多个物种的300多个优良新 品种。
特点：诱变作用强、变异幅度大、微突变类型多和有益变 异多等优点.
二、辐射处理的方法和剂量 1、辐射处理的方法和部位
①方法：内、外照射两种 外照射： 指被照射的种子或植株所受的辐射来自外 部某一辐射源。如用X光机进行X光照射；用 C060源进行γ射线照射，用原子反应堆、加速器 或中子发生器进行快中子或热中子照射等。
紫外线： 是一种穿透力小的非电离射线。在2500—
2900nm范围内的波长效力最大，因为这是核酸 的最大光吸收区域。因其穿透力有限，在植物试 验中其用途只限于处理孢子或花粉粒。
辐射剂量单位：（自学)
航天育种：
利用太空微重力、高能粒子、高真空、缺氧和交变 场等综 合物理诱变因子进行诱变和选择育种研究。
二、诱变育种的发展概况
Muller用X射线进行果蝇诱变试验 . 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 辐射育种进展缓慢，一些人就具有怀疑。但 是诱变因素 不断增加，发现了r、B、α中子等辐射因素。
1950－1979 诱变育种受到广泛重视，育成品种101个（大 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。
诱变育种的核心： （1）手段-理化因素 （2）目的-诱发变异。 （3） 方法-选择
2、辐射育种的概念： 利用射线照射植物（牧草)诱发突变，进而培
育品种的方法称为辐射育种。 它是农业上利用原子能的一个重要方面，是
近年发展起来的一门育种新技术。 概念的核心： （1）手段-利用射线 （2）目的-诱发突变 （3）选择
马建中等将中国北方主要牧草品种的辐射敏感类型分为敏 感型、中间型和迟钝型3种类型。
鱼红斌等选用黄土高原54种牧草,用60Coγ射线照干种子, 发现各种牧草对射线的反应不同,且出苗率和幼苗高度与剂量呈 负相关。
辐射诱变育种的主要成就
(1)育成大量植物新品种 ;
1995年 全世界在158种植物上辐射育成和推广了1932 个品种；中国利用辐射育成的品种达459个，占世界总数 的1/4。
收集24种植物的突变遗传资源1700余份，并对其进 行了鉴定、编制名录及育种价值的研究。
辐射诱变可使作物产生很多变异，这些变异就是新的 种质资源，可供育种利用。
机构（辐射育种）： 国际原子能协会设在荷兰，现已开了20多次会
议。 我国1957年成立农科院原子能研究所，1961改
为研究室。 有25个省区成立了研究所，102个单位参加形成
③诱导非整倍性的染色体数目变异，获得单体、缺体、三体 等，为遗传育种研究提供材料。
小结 1、辐射育种的原理 2、辐射育种的特点及意义
第三节、诱变育种方法
一、物理诱变 二、辐射处理的方法和剂量 三、植物对辐射的敏感性和辐射剂量
一、物理诱变 1、诱变的种类和特点
γ射线： 是原子核内的电磁辐射，由原子核蜕变时产生。 它是一种高能电磁波，波长短、射程远、穿透 力强。因此一次可照射很多种子，剂量也比较均 匀.目前常用的γ射线是放射线同位素60C0产生的。
2、诱变的生物学效应（辐射作用的机理）
形态学方面：
①生长受抑制，产生畸形 ②通过辐射可使自交不育变为自交可育
细胞水平：
①细胞膜透性加大，外渗液（K+）增加，正常生理活动 发生变化
②染色体畸变：缺失、重复、倒置、易位、桥联等。 ③生理生化物质改变：如酶及生长素类物质等，其中对
IAA（吲哚乙酸）影响最大，主要是抑制了由吲哚乙 醛→IAA的过程。
我国自1985年以来，诱变品种的种植面积基本稳定在 900万hm2左右，其中有6个品种的种植面积均在70万 hm2以上。
水稻：原丰早、浙辐802、浙辐矮
小麦：川辐1
号、山农辐63 棉花：鲁棉1号（获国家发明一等奖，推
广达2000万亩以上）
大豆：铁丰1号（获国家发明一等奖） 原武02等。
玉米自交系：
(2)提供大量优异的种质资源
X射线： 又称阳极射线，由X光机产生，也是一种电磁辐射，
放射出来的是光量子，波长长，射程近，穿透力 弱，不易处理大量种子。 β射线： 是由放射性同位素，如32P、35S等衰变时所放出 来的带负电荷的粒子流，在空气中、射程短，穿 透力弱，在生物体内电离作用较γ、X强，是一种 有效的诱变源、目前大都用于浸种试验。
在较短时间内可选育出新品种。 4、处理方法简单、安全、有利于推广：
5、能改变植物育性，促进远缘杂交的成功：
①用射线处理远缘杂种的花粉,某些情况下可促进受精结实， 克服杂种不育性。
②促进单性生殖，创造雄性不育系。如：内蒙赤峰农科所用 γ射线2000R照射罗斯托维纳铁岭黄玉米杂种，在第三 代选出患大斑病轻的丰产不育系“双26”。
人工诱发突变的频率要比自然突变高上千倍。
二、特点（用途）意义：
1、能提高植物的变异率，扩大变异范围 自然突变频率较低，一般在十万分之几到百
万分之几左右，而辐射诱发的频率可达1/30左右。 比自然突变率高100—1000倍。同时变异类型多、 范围大，这是系统选育方法所不及的。
辐射引起的变异，有些是自然界中罕见的，如 印度用快中子引培育出的蓖麻新品种“阿鲁姆”， 生育期由270天短缩到120天。
(污染很大)。
②处理部位：
种子照射、营养子和萌动种子三种。
其中处理干种子最常见，优点是操作方便，能大量 处理，便于运输和贮藏，受环境影响小。 营养器官照射：无性繁殖植物可照射枝条、幼芽、 鳞茎、块根等诱发芽变。 花粉照射：可以照射收集到的花粉和活体植株上的 花粉。 子房照射：射线对卵细胞作用较大，照射子房不仅 可以引起卵细胞突变，而且还影响受精作用，故对后 代的变异影响也大。
2、能改变品种单一性状，而保持其它优良 性状基本不变：
理化诱变经常是“小量突变”、“位点 突变”。因而在一个多种性状优良的品种只 希望改进一、两个不良性状时，采用辐射育 种效果较好。
如：在美国薄荷枯萎病为害很重，用杂 交育种等方法选育抗病品种都失败了，后用 热中子及照射，获得了十多个抗病品种。
3、辐射引起的变异稳定快，育种年限短： 分离少， 稳定快，一般在第三代就可稳定，
②不同器官，组织和细胞对辐射也有差异：各种组织
中，以分生组织最敏感，性细胞>体细胞，卵细胞>花粉细 胞
③植物倍性不同，敏感性不同：
低倍体>多倍体 如：萝卜属2x的LD50为100千伦，而4x在100千伦时，尚有
81%存活
④植物结构不同，敏感性不同： 大粒种子>小粒种子，不带壳种子>带壳种子，
中子： 是不带电的粒子源。 在自然界不单独存在，只有在原 子核受到未来粒子冲击产生核反应时，才从原子核里释放 出来。
产生的中子按能量大小可分为：超快中子、快中子、 中能中子、慢中子和热中子五种。
中子不带电荷，很少与原子中的电子相互作用。当用 中子照射组织时，可产生下列几中作用： ①从照射物质中打出一个核来，形成反冲核，使物质的原 子核处于激发状态而发出γ。 ②引起不同的核反应，形成放射性同位素，产生次级放射 性等，故由离密度大。因此对处理材料能产生较多的诱变 效能。目前使用的多是热中子和快中子。
式中Gt为第t天发芽增值数，Dt为相应的天数。 辐射损伤程度用VI%表示:
Vl%~Vl辐射Vl对照X100% 照射时的含按多靶单击模型
公式，应用计算机作出Vl%剂量效应曲线，并根据曲 线找出VID50值(适应辐射剂量值)。
Y为某一指标(如根长)的估值，r为敏感系数，D 为照射量，n为一常数，即击中靶数‘
浙江农科院的60Coγ射线种植房
慢照射 种植房 急照射的照射室结构与种植房相似
黑龙江农科院的60Coγ射线温室 （慢照射）
四川农科院的钴圃全貌 （慢照射）
内照射：
是将辐射源引入被照射种子或植株某器官内部。 通常是 用放射性P32、S35溶液浸种，或将P32、S35溶液注射到 茎、枝条、或芽中、或施于土壤中让植物根系吸收。 这 种方法需要一定的设备和保护条件，目前育种应用较少
和亚麻酸含量有直接关系。即油酸和亚麻酸含量高的种子耐辐射，相反则不 耐辐射。
三、植物对辐射的敏感性和辐射剂量：
1、植物（牧草）对辐射的敏感性概念： 就是指植物对射线的反应，是在完全相同的辐射
条件下，植物的各种生理过程破坏各组织损伤的程度。 提出问题（1）射线照射
（2）牧草的反应 （3）反应程度：形态（外观）、内在的生 理生化过程 （4）遗传性
另外，引起变量的主要原因是基因的突变。在 射线的强烈作用下，构成基因的化学物质发生离 子化。
使基因上的某个部位，例如一两个含氮碱基的 化学组成发生变化，就可能引起基因变化，由一 个基因变成另一个等位基因，进而产生变异，基 因射线→化学物理变化（一基因→另一基因）
自然界中各种因素，如温度的剧烈变化，宇宙 线照射等都可以使植物出现自然突变，只是频率 低而已。
1990以后诱变育种开始与细胞分子生物技术相结合。