第七章诱变育种

第七章诱变育种一、诱变育种的概念及特点二、物理诱变三、化学诱变四、诱变后代的处理五、提高诱变育种效率的方法一、诱变育种的概念及特点1、诱变育种的概念利用理化因素诱发生物体产生变异，再通过选择育成新品种或新材料的育种方法。

★物理诱变：利用辐射诱发基因突变和（或）染色体变异★化学诱变：应用化学物质诱发基因和（或）染色体变异2、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（早32天）●γ射线：原丰早水稻（早40天）●热中子（印度）蓖麻早150天（270天→120天）●大麦白粉病抗性基因mlo（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。

▪二、物理诱变（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。

分为：电离辐射线和非电离电离辐射线。

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。

20世纪20年代利用χ射线诱发玉米、大麦；1934利用χ射线育成第一个烟草突变品种Chlorina●由x光机产生，其能量和穿透力与工作电压有关。

●低电压产生软χ射线，穿透力弱，适于花粉外照射●高电压产生硬χ射线，穿透力强，适合小块组织、愈伤组织的外照射。

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。

目前应用最多。

●农用γ射线由放射性同位素60Co、137Cs产生，需专门的照射室(60Co源室)，严密防护，安全。

适于外照射。

●福建2处●厦门大学的佳辐占，农林大的eui水稻。

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。

β射线：带电粒子, 质量小速度快，可以穿透几毫米的组织。

●育种上的β射线由放射线性同位素32P、35S产生。

第七章诱变育种诱变育种是利用理化因素诱发变异，再通过选择育成新品种的方法。

第一节诱变育种的成就及特点一、诱变育种的成就二、诱变育种的特点优点1. 提高突变率、扩大突变谱突变率：突变体占总个体数的百分率。

突变谱：各种突变类型组成突变谱。

2. 有效地改良个别性状诱变多为点突变、改变一两个基因，对主效基因控制的性状较有效，如：矮秆、早熟、抗病性。

3. 缩短育种年限诱发的变异大多为一个或少数几个主效基因的改变，稳定较快。

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紫外线X射线Γ射线粒子辐射电子束激光离子注入航天搭载航天搭载（航天育种或太空育种）育成的品种：水稻农垦58搭载卫星丰产品系ZR9搭载高空气球航育1号麦类扬麦5号搭载卫星小麦新品系蔬菜龙椒2号搭载高空气球卫星87-2离子束诱变育种离子注入引起生物产生变异，对改良数量性状效果显著。

目前在农作物诱变育种方面，离子注入改良的范围几乎涉及所有主要粮食和经济作物。

育成新品种：水稻品种 D9055和S9042小麦品种皖麦32蔬菜品种鲁番茄7号二、物理诱变剂处理方法（一）诱变处理的材料1、种子2、绿色植株3、花粉4、子房5、合子和胚细胞6、营养器官7、离体培养中的细胞和组织外照射 ---- 种子等所受的辐射来自外部的辐射源。

急性照射----采用较高的剂量率进行短时间的处理。

慢性照射----用钴（或铯）圃，每天将钴（或铯）源升到地面进行一定时间的慢性照射。

内照射---将辐射源引入生物体组织和细胞内进行照射的一种方法。

利用放射性同位素32P、35S、14C或65Zn的化合物，配成溶液进行浸渍种子，或使作物吸收，或注射茎部。

内照射的主要方法：•浸泡法•注入法•施入法•合成法（三）辐射处理的剂量①不同的科、属、种和品种，其辐射敏感性差异很大。

敏感作物：豆科作物、玉米、黑麦中等敏感作物：禾本科作物及棉花钝感作物：十字花科、亚麻、红麻、烟草②不同器官和细胞及不同发育时期、不同生理状况敏感性有差异。

第七章诱变育种诱变育种是利用理化因素诱发变异，再通过选择而培育新品种的育种方法。

第一节诱变育种的成就及特点一、植物辐射诱变育种的主要成就1.诱变育种历史①1927年，Muller在第三次国际遗传学大会论述X-射线诱发果蝇产生大量变异，提出诱发突变改良植物。

②之后，Stadler在玉米和大麦上首次证明X射线可以诱发突变。

③Nilsson-Ehle (1930)利用X射线辐照获得了茎秆坚硬、穗型紧密、直立型的有实用价值的大麦突变体。

④1934年，Tollenear利用X射线育成了第一个烟草突变品种—Chlorina，并在生产上得到了推广。

⑤1948年，印度利用X射线诱变育成抗干旱的棉花品种。

诱变源不断丰富和改进，从早期的紫外线、X-射线到r射线、ß射线、中子和各种化学诱变剂新中国第一个五年科学技术规划中，利用原子能被列为重点发展项目之一。

○11957年，中国农业科学院成立了我国第一个原子能农业利用研究室○21961年成立了原子能农业利用研究所，设立了辐射遗传育种研究室。

○3随后各省也相继成立有关研究机构，为广泛开展诱变育种奠定了良好的基础。

○420世纪60年代中期开始在水稻、小麦、大豆等主要作物上利用辐射诱变育成了新品种，在生产上得到了应用。

到1975年，已在8种作物上育成81个优良品种，种植面积约100万hm2。

（在各种作物上取得成功）2.诱变育种的主要成就辐射诱变育种已经对农业生产作出了巨大的贡献，主要表现在两个方面。

○1育成大量植物新品种a辐射诱变育种的植物种类已相当广泛，几乎遍及所有有经济价值和观赏价值的植物。

（课本）b我国诱变育成的作物品种数量居世界各国之首，种植面积也不断扩大。

辐射诱变育种在农业增产中做出了重要贡献。

（课本）○2提供大量优异的种质资源a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。

（课本）b将辐射诱变产生的优良突变体作为亲本用于选育杂交品种是诱变育种的另一用途。

一、基因突变l基因突变l突变率l突变的类型l突变的特性l基因突变自发性和不对应性的证明l基因突变的机制l紫外线对DNA的损伤和修复（一）基因突变：简称突变，是指生物体的遗传l基因突变（mutation ）：简称突变，是物质的分子结构突然发生的可遗传的变化。

染色体畸变——细胞学上可以看到染色体的变化l突变点突变——细胞学上看不到遗传物质的变化l突变株（mutant）：发生了突变的微生物细胞或菌株。

l野生型（wild type）：从自然界分离到的任何微生物在其发生突变前的原始菌株。

（二）突变率u每一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率，称突变率。

如突变率为10-8指该细胞在1亿次分裂过程中，会发生一次突变。

u为了方便常用每一单位群体在每一世代中产生突变株的数目来表示。

u自然界中微生物发生自发突变的频率很低，约10-6-10-9范围内。

其它基因的突变率。

在同u突变是独立的。

某一基因发生突变不会影响基因一个细胞中同时发生两个基因突变的几率是极低的，因为双重突变型的几率只是各个突变几率的乘积。

（三）突变类型l突变的类型很多，从实用的目的出发，按突变后极少数突变株的表型是否能在选择性培养基上加以鉴别来区分。

突变株的表型选择性突变型（株）非选择性突变型（株）营养缺陷型（株）抗性突变型（株）条件致死突变型（株）形态突变型（株）抗原突变型（株）产量突变型（株）选择性突变株（selective mutant）：具有选择标记（如营养缺陷性、抗性突变型、条件致死突变型），只要选择适当的环境条件，如培养基、温度、pH值等，就比较容易检出和分离到。

非选择性突变株（non-selective mutant）：无选择标记（如产量突变型、抗原突变型、形态突变型），能鉴别这种突变体的唯一方法是检查大量菌落并找出差异。

主要突变型u营养缺陷型（auxotroph）：某一野生型菌株由于发生基因突变而丧失一种或几种生长因子的合成能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型。