誘變育種

1、§7.1 誘變育種的概念和特點(diǎn)　7.1.1 誘變育種的概念,誘變育種（induced mutation breeding） 是指用物理或化學(xué)因素誘發(fā)染色體畸變、基因突變、組跑質(zhì)突變等改良作物品種。 誘變育種特別適宜改良作物的某些單一性狀,例如變高稈為矮稈,提早成熟期,提高抗病性和蛋白質(zhì)含量等。,第七章 誘變育種,除了誘發(fā)和鑒定篩選有利用價(jià)值的突變體外，作物誘變育種的其他方法程序基本上與常規(guī)育種相同。誘變

2、育種技術(shù)包括誘變因素的利用、供誘變育種材抖的選擇、誘變劑量的大小、 M1及 M2 群體大小、突變體的篩選等環(huán)節(jié)。,7.1.2 誘變育種的特點(diǎn),（1）突變頻率高,變異譜廣 （2）可有效的改良作物的個(gè)別單一性狀 （3）能打破性狀間的緊密連鎖,促進(jìn)基因重組 (4) 后代性狀穩(wěn)定快,可以縮短育種年限 (5) 誘變育種的不足之處是突變的方向和性質(zhì)目前無(wú)法控制,有益突變的頻率低,7.2.1 物理誘變劑的種類,用來(lái)誘發(fā)植物產(chǎn)生遺傳變

3、異的物質(zhì)叫誘變劑（mutagen ）。在自然條件下產(chǎn)生的的突變稱為自然突變，利用誘變劑誘發(fā)的突變稱為人工突變。 誘變劑通常分為物理誘變劑和化學(xué)誘變劑兩大類 , 物理誘變劑主要是各種射線（如 X 射線、γ射線、β射線、中子、紫外線等）、微波、激光等。育種工作者常用的是X 射線、γ射線、β射線、中子。,§7.2 物理誘變劑及其處理方法,7.2.2 誘變處理的劑量單位,①吸收劑量（D） 定義為在受照射物

4、體某一點(diǎn)上單位質(zhì)量中吸收的能量。單位為戈瑞（Gy） ②輻射劑量 (X ) 定義為 X 或γ射線在標(biāo)準(zhǔn)條件下單位質(zhì)量的干燥空氣中所產(chǎn)生的電荷。單位是庫(kù)侖 / 公斤〈 C/kg〉 ③劑量率有吸收劑量率 (D )和照射劑量率 (X)之分。吸收劑量率是指單位時(shí)間內(nèi)受照射物體所吸收的劑量,單位有戈/小時(shí)、分和秒。照射劑量率是指單位時(shí)間內(nèi)所測(cè)干燥空氣受照射的劑量 , 單位是庫(kù)倫/千克·秒等 ④放射性強(qiáng)度

5、 指放射性同位素單位時(shí)間內(nèi)的核衰變次數(shù),現(xiàn)國(guó)際制專用單位為貝可 (Bg), 原單位為居里（Ci ）,7.2.3 作物對(duì)輻射的敏感性,作物對(duì)輻射的敏感性是指生物體、組織、細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)含物在一定劑量的射線照射下，在形態(tài)和機(jī)能上發(fā)生相應(yīng)變化的大小。 目前常用來(lái)測(cè)定輻照敏感性的指標(biāo)有：①生長(zhǎng)受抑制的程度。常以苗高降低到對(duì)照的一半所需的劑量，即半致矮劑量（D50）表示；②植株成活率。輻照后能達(dá)到開花結(jié)實(shí)完成生命周期植株的百分?jǐn)?shù) ,

6、以植株存活一半的劑量,即半致死劑量 (LD50) 表示；③植株不育程度。一般以花粉敗育或結(jié)實(shí)率的高低和不育株所占百分率表示；④幼苗根尖和幼芽細(xì)胞分裂時(shí)染色體畸變率，常用微核細(xì)胞率作指標(biāo)；⑤以細(xì)胞分裂期間細(xì)胞核體積、染色體體積作指標(biāo)。,作物對(duì)輻射的敏感性的大小順序是： ①不同科、屬、種和品種的輻射敏感性不同。 ②作物的不同器官、組織以及發(fā)育時(shí)間和生理狀況，其敏感性也不同。 ③處理前后的環(huán)境條件影響誘變效果：ⅰ）種

7、子含水量是影響誘變效果的主要因素之一；ⅱ）輻射處理時(shí)的外界條件（如氧氣、溫度、光照）以及處理后的貯存時(shí)間條件對(duì)誘變效應(yīng)均有影響； ⅲ）照射后種子貯存時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響種子的生活力，所以一般都在處理后盡早播種； ⅳ）在照射處理時(shí)所應(yīng)用的照射劑量因作物種類、處理材料（種子、植株或花粉）均有所不同。,7.2.4 誘變處理的材料,誘變處理的材料通常選用本地區(qū)大面積推廣應(yīng)用的適應(yīng)性和綜合性狀良好, 而某些性狀需要改良的品種。但是為了同時(shí)改良多種性

8、狀則以雜交后代為材料的效果好 , 用誘變因素處理雜種, 不僅可以提高突變頻率, 擴(kuò)大其后代的變異幅度, 而且能夠打破不利的基因連鎖, 促進(jìn)基因重組。 誘變處理的對(duì)象一般為種子, 但突變率較低,為了提高誘變頻率還可處理萌動(dòng)的種子、幼苗、孕穗期植株、雌雄配子、合子等。其中以處理配子和合子的效果較好, 特別是配子處理最有采用價(jià)值。,7.2.5 物理誘變處理的方法,物理誘變處理的方法分外照射和內(nèi)照射兩種。 外照射指種子等

9、所受的輻射來(lái)自外部的輻射源。 內(nèi)照射是利用放射性同位素32P、35S 、14C 的化合物, 配成溶液浸漬種子或使作物吸收, 或注射莖部。,7.2.6 誘變處理的劑量,各種誘變處理以采用中等到低的劑量為好。對(duì)于多倍體的小麥應(yīng)該避免采用高劑量的誘變，以使處理后代中有更多的單一位點(diǎn)突變體, 各種誘變因素的適宜誘變劑量如表7-2、表7-3,7.3.1 化學(xué)誘變劑的類別,①烷化劑 指具有烷化功能的化合物　　②疊氮化物 是一種動(dòng)

10、植物的呼吸抑制劑，它可使復(fù)制中的DNA堿基發(fā)生替換，是目前誘變率高而安全的一種誘變劑。 　?、蹓A基類似物 是與DNA堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)相類似的一種物質(zhì)，切能與DNA結(jié)合，又不妨礙DNA的復(fù)制。,§7.3 化學(xué)誘變劑及其處理方法,化學(xué)誘變劑的特點(diǎn)有：　?、僬T發(fā)突變率較高，而染色體畸變較少?！　、趯?duì)處理材料損傷輕，有的化學(xué)誘變劑只限于DNA的某些特定部位?！　、鄞蟛糠钟行У幕瘜W(xué)誘變劑較物理誘變劑的生物損傷大，容易引起生活力

11、和可育性下降。,§7.3.2 化學(xué)誘變劑處理方法,處理種子時(shí)：浸泡種子→沖洗種子→播種 處理小麥花粉,可采用在開花前將穗頭剪下, 投入誘變劑溶液中 , 使其吸收一定量的誘變劑 , 待其開花時(shí)收集花粉,供授粉用。 化學(xué)誘變的效應(yīng)與其濃度、溫度、處理的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。通常用低溫度、低濃度、長(zhǎng)時(shí)間處理, 藥物對(duì)細(xì)胞的傷害輕,可以提高存活率和突變率,且低溫可以使藥物保持穩(wěn)定性。,§7.4 誘變處理后代選育

12、,M1 經(jīng)誘變處理后的種子長(zhǎng)成的植株或直接處理的植株等稱誘變一代，用M1 表示。M1可按處理劑量分別播種 ( 密播 )。精心培育和管理以提高存活率。M1 代的變異除了可遺傳的基因突變和染色體畸變外,主要為生理?yè)p傷,因此一般不加選擇。單株或單穗收獲。,M2 按照M1代收獲種子的方式 ( 單株、單穗 )以及處理材料和劑量的不同順序種成株行或穗行。M2代是誘變處理后分離最大、變異類型最多的一個(gè)世代,為使突變體得到充分表現(xiàn), 應(yīng)有一定的

13、行距和株距，并要求地力均勻、精細(xì)管理。M2代應(yīng)具有較大的群體。M2代是選擇的關(guān)鍵世代, 這一世代即可出現(xiàn)大突變 ( 如早熟性、矮桿性),又可出現(xiàn)微突變（如產(chǎn)量、品質(zhì)等）。但以對(duì)大突變的選擇為主,大突變表現(xiàn)明顯,可在單株水平上察覺。對(duì)大突變?cè)贛2代要進(jìn)行嚴(yán)格的單株選擇。小突變一般在單株水平上不易識(shí)別,因此M2代不特別選擇,只注意選留那些與原品種性狀差異小,長(zhǎng)勢(shì)旺的單株或群體,以后世代再?zèng)Q定取舍。,M3以及以后世代 　M3仍按材料、處理