第九章 诱变育种(Mutation Breeding)

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1 第九章 诱变育种(Mutation Breeding)

2 诱变育种是利用各种物理、化学的手段，人工诱导园艺作物遗传物质的变异，通过选择鉴定，而育成新品种的一种育种途径。是与自然变异相对的种类：
诱变育种的特点：1.丰富作物原有基因度，创造新基因型。2.提高突变率。3.进行品种修缮。4.缩短育种年限。5.克服杂交、自交不亲和，诱导雄性不育系。 诱变育种的局限性：1.受到一系列的内外因制约，不法把握变异方向。2.对亲本品种材料改善是有限的。3.有利突变频率低。4.突变谱的局限性。 诱变育种的种类：①辐射育种；利用电离射线处理园艺作物的组织、器官来诱变。 ②化学诱变育种：利用化学试剂处理园艺作物的组织、器官来实现诱变。③倍性诱变育种：利用秋水仙素处理园艺作物的组织、器官来改变倍性，实现诱变。

3 第一节 辐射育种 一、辐射育种的概念及意义 1.辐射：范围很广，可归纳为两个基本类型，即电离辐射和非电离辐射(热、光)，前者有生物诱变效应。
第一节 辐射育种 一、辐射育种的概念及意义 1.辐射：范围很广，可归纳为两个基本类型，即电离辐射和非电离辐射(热、光)，前者有生物诱变效应。 2.辐射育种(Radiation Breeding)，利用电离射线照射生物，引起生物遗传物质的变异，通过选择、培育从中创造优良的新品种的一种育种途径。 3.辐射育种的成就及意义：H.J.Muller 1927年最早利用X射线人工诱变果蝇，1928年，L.J Staler人工诱变大麦，从此开创了辐射育种这一新领域。60年代以后辐射育种受到广泛重视，并取得了越来越多的成就，我国辐射育种工作，从70年代开始大力发展目前几乎所有的省区都开展了这方面的研究工作。在园艺领域上选出了大白菜、蒜、甜瓜、观赏植物等多种作物品种。FAO统计 (A.Micke)共有1000多个诱变选育的品种，以射线处理的占近90%，国内近30年育成作物品种有383个(占世界的1/4)，园艺植物中的观赏植物所占最多，大约72%左右。黑龙江省园艺所从70年代就开始辐射育种，育成了“十号白菜”、“龙辐二牛心”等园艺作物品种。

4 二、辐射诱变的基本知识 (一)辐射的射线种类：X、γ(丙)、中子、β、α(甲)、β(乙)以及紫外线、激光等。 (二)辐射的度量单位，辐射的剂量单位：(单位被照射物质中所吸收的能量值) 1.照射剂量(radition dose)，R(伦琴) ①吸收剂量 rad拉德；②确定辐射剂量的原则；LD致死剂量，LD50半致死剂量，LD60临界剂量，③中子射线的剂量：积分流量n/cm2；④放射强度：居里(curie),毫居（mci）微居（μci）。 2.剂量率：单位时间内所接受的剂量，伦/小时，伦/分，伦/秒，拉德/分，中子数/cm2/分 (三)照射方式 1.外照射：是最普遍的一种照射方式，特点是操作方便，有利于处理大量的生物材料，一般没有污染和散射问题，安全性好，依处理的材料可分为种子照射，花粉照射、子房照射、营养器官照射，组织照射…… 2.内照射：将一定比强的放射性同位素引入植物体内，使其所放射出来的射线在植物体内进行照射，我们称之为“内照射”。具体方法有：浸种法、施入法、涂抹法、注射法等。 3.直接照射与间接照射，前者直接处理植物，后者不直接处理植物材料，而是处理水，培养液等，然后再利用其处理植物的材料。 4.快照射与慢照射，前者短时间内高剂量照射，后者长时间内进行低剂量照射，对代谢强的组织器官适于快照射，一般慢照射出现有利突变多。

5 三、辐射育种的程序 (一)处理材料的选择 1.符合育种目标，综合性状要优良，缺点少。 2.处理材料不能单一化，多选一些不同类型的材料，特别是杂交种子作为辐射材料，处理后，较易获成功。 3.单倍体作为诱变材料效果较好。 (二)辐射后材料的处理 1.以种子为辐射材料的选择程序 M1：播种处理的种子，不淘汰，全部进行留种，一般表现出来的变异,多数是生理损伤，而遗传变异多半为隐性，所以要隔离、自交。(一般处理后，15～30天必须播种) M2: M2播种的材料，最好是M1的穗系区，M2成为一个小区，M2的工作量大，一个小区最好20～50株，仔细观察。从中筛选出优良变异。以未处理材料为对照，选出突变株，自交留种。 M3: 每个变异株的后代M3就行成了一个株系，进一步分离，鉴定突变株的后代，一般都能稳定下来，突变与否，及分离的数目和比例等，每株测产，淘汰不良株系，入选优良株系，在优良株系中再选优良株继续自交留种。 M4～M5：突变性状及经济性状稳定后便可升级。 2.无性繁殖材料的选择程序 ①特点：无性繁殖材料有嵌合体的干扰，有处理群体小、鉴别评价时间长等特点，关键排出嵌合体的干扰。 A.分离繁殖法：对处理的突变芽长出的初生枝，取其发生突变频率高的节位上的芽，通过重复繁殖分离出突变体。 B.短枝修剪法：剪口下芽处于萌发优势位置，使下部的突变芽得到机会生长成枝条，使扇形嵌合体枝条变成周缘嵌合体。 C.不定芽技术：处理不定芽，减少嵌合体，获得30%以上同型突变株。 D.诱变后组织培养可为不同变异细胞提供相同的繁殖机会。 ②程序：VM1休眠接穗→辐射处理→VM1增殖6倍→VM2开始选择，2年`－3年内对开花结果习性进行选择，4年稳定检测，以后进行相关变异性状检验。

6 第二节 优学诱变育种 一、优学诱变育种的概念和特点
第二节 优学诱变育种 一、优学诱变育种的概念和特点 1.优学诱变育种(chemical mutation Breeding) 采用一些优学诱变剂(chemical mutagenes)处理一定的植物材料，以诱发植物遗传物质变异，进而按育种目标，对这些性状进行鉴定，培育和选择，最后育成新品种的一种育种途径。 2.从1942年Auerbach利用芥子气诱变开始，到目前为止，利用化学诱变的方法已育成了20～30个品种。 3.化学诱变的特点：经济方便，引起的诱变有一定的特异性。机制与诱变谱与辐射育种有不同。 4.常用的化学诱变剂： ①烷化剂：能使生物DNA分子上的Ｈ原子烷基化从而改变其性状，EMS、DES、芥子气等…… ②碱基类似物；以假乱真，充填到DNA分子之中，使DNA复制时发生偶然上的配对错误，从而引起突变。T的类似物Bu，A的类似物AP，U的类似物MH．．．．．． ③其它诱变剂，HNO２对生物大分子有脱氨作用，从而引起一系列的复制错配对等

7 二、诱变的方法 1.化学诱变剂要配成溶液，用浸渍法、涂抹法、注入法、熏蒸法、施入法。
2.处理时应注意的问题：①安全问题，②防止处理后的继续反应，所以要终止反应；③处理时的T、浓度。