第8章 诱变育种.ppt

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1、它是人工创育新品种的它是人工创育新品种的一种方法，始于一种方法，始于2020世纪世纪3030年代，当人们肯定了年代，当人们肯定了X X射线和某些化学药剂对射线和某些化学药剂对植物有一定的诱变作用植物有一定的诱变作用之后，诱变育种工作才之后，诱变育种工作才得以发展。得以发展。技术要点：技术要点：引种、选种、杂交育种。引种、选种、杂交育种。优点：优点：操作简便，无需复杂的仪器设备；操作简便，无需复杂的仪器设备；亲本选配好后便可以创造各种类型的变异；亲本选配好后便可以创造各种类型的变异；可以利用杂种优势。可以利用杂种优势。杂种后代遗传组成复杂，分离广泛；杂种后代遗传组成复杂，分离广泛；新基因型的出现

2、依赖于亲本基因型；新基因型的出现依赖于亲本基因型；连锁基因的连锁关系很难打破；连锁基因的连锁关系很难打破；无法利用染色体倍性变化；无法利用染色体倍性变化；育种年限较长。育种年限较长。遗传重组；遗传重组；染色体数量变异；染色体数量变异；染色体结构变异；染色体结构变异；基因突变。基因突变。1 1、提高变异频率，扩大变异范围、提高变异频率，扩大变异范围 2 2、能改变品种单一不良性状，而保持、能改变品种单一不良性状，而保持其他优良性状不变其他优良性状不变 3 3、诱变引起的变异稳定快，可缩短育、诱变引起的变异稳定快，可缩短育种年限种年限 4 4、克服远缘杂交不结实性，改变植物、克服远缘杂交不结实性，

3、改变植物育性育性 5 5、增强抗逆性、增强抗逆性 ，改进品质，改进品质虽然辐射诱变有以上多方面优点，但也存在虽然辐射诱变有以上多方面优点，但也存在缺陷，主要为：缺陷，主要为：1 1、诱发突变的方向和性质难掌握，有利突、诱发突变的方向和性质难掌握，有利突变率较低。变率较低。2 2、诱发的突变有时会发生逆突变，使已产、诱发的突变有时会发生逆突变，使已产生的突变又恢复成原来的性状。生的突变又恢复成原来的性状。3 3、诱变往往是点突变，因此对某些受多基、诱变往往是点突变，因此对某些受多基因控制的数量性状改良作用不大。只有当主因控制的数量性状改良作用不大。只有当主基因发生突变时，效果才明显。基因发生突变

4、时，效果才明显。物理方法物理方法化学方法化学方法人工诱变的思路人工诱变的思路染色体结构变化染色体结构变化染色体数量变化染色体数量变化基因突变基因突变转基因操作转基因操作 辐射诱变辐射诱变 化学诱变化学诱变 空间诱变空间诱变 基因工程基因工程 利用物理辐射能源处理植物材料，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。异进行品种培育的育种方法。电磁波辐射电磁波辐射粒子辐射粒子辐射射线射线X射线射线 射线射线中子中子电离射线电离射线 射线射线射线射线X射线射线非电离射线非电离射线中子中子紫外线紫外线激光激光一、射线的

5、种类及其特征一、射线的种类及其特征 1 1、射线射线又称丙种射线，是一种高能电磁波，波长又称丙种射线，是一种高能电磁波，波长10-10-8 810-15cm10-15cm，主要由放射性同位素，主要由放射性同位素60Co60Co或或137Cs137Cs产产生。生。射线波长短，穿透力强，射程远。它能同射线波长短，穿透力强，射程远。它能同时处理大量材料，并能于植物的整个生长期内在时处理大量材料，并能于植物的整个生长期内在自然的田间条件下进行长期照射。但田间照射时自然的田间条件下进行长期照射。但田间照射时一定要注意安全防护，它可以照射很多种子，而一定要注意安全防护，它可以照射很多种子，而且剂量比较均匀

6、。且剂量比较均匀。在花卉辐射诱变育种中，在花卉辐射诱变育种中，60Co60Co射线是使用普射线是使用普遍的辐射诱导源。遍的辐射诱导源。射线分急性照射、亚急性照射线分急性照射、亚急性照射和慢性照射。急性照射即用较高射量率在几分射和慢性照射。急性照射即用较高射量率在几分种至几小时照射完毕；慢性照射是用低照射量率种至几小时照射完毕；慢性照射是用低照射量率在几天或整个生长期内长期照射；亚急性照射则在几天或整个生长期内长期照射；亚急性照射则是照射时间常介于急性、慢性照射之间。是照射时间常介于急性、慢性照射之间。2 2、X X射线射线 又称阴极射线，由又称阴极射线，由X X射线发射器（射线发射器（X X光

7、机）产光机）产生，波长生，波长10-1010-1010-5cm10-5cm，属核外产生的电，属核外产生的电磁辐射，穿透力不如磁辐射，穿透力不如射线。当射线。当X X光和工作光和工作电压较低时，电压较低时，X X光管放出的光管放出的X X射线波长较长，射线波长较长，穿透力较小，在被照射物质中引起的电离较穿透力较小，在被照射物质中引起的电离较密集，叫做软密集，叫做软X X射线。反之，则为硬射线。反之，则为硬X X射线。射线。在育种中，希望用穿透力强的硬在育种中，希望用穿透力强的硬X X射线。射线。X X射射线是最早应用于诱变工作的射线线是最早应用于诱变工作的射线。3、射线射线又称乙种射线，常由放射

8、性同位数又称乙种射线，常由放射性同位数32P、35S等进行核等进行核衰变时产生。衰变时产生。射线是一种带负电荷的电子流，在空气中射线是一种带负电荷的电子流，在空气中射程短、穿透力弱，不适宜做外照射的射线源，只能用于射程短、穿透力弱，不适宜做外照射的射线源，只能用于“内照射内照射”，即利用这种放射性同位素的溶液浸种，让这，即利用这种放射性同位素的溶液浸种，让这些同位素进入植物组织和细胞中，使射线对植物产生作用。些同位素进入植物组织和细胞中，使射线对植物产生作用。用内照射法浸种或浸植物组织时，由于这些同位素渗入到用内照射法浸种或浸植物组织时，由于这些同位素渗入到细胞核中，作用部位较集中，可获得具有

9、某些特点的突变细胞核中，作用部位较集中，可获得具有某些特点的突变谱。谱。在进行诱变育种时，也有将含在进行诱变育种时，也有将含射线的同位素理在塑料中，射线的同位素理在塑料中，然后将塑料贴在顶端分生组织、芽等上面进行照射。或将然后将塑料贴在顶端分生组织、芽等上面进行照射。或将同位素用人造树脂包裹到双层铝管壁内制成轻便的同位素用人造树脂包裹到双层铝管壁内制成轻便的照射照射装置，将需要照射的枝条插到管内进行照射。在对花粉进装置，将需要照射的枝条插到管内进行照射。在对花粉进行照射时，还可以在玻璃上涂上同位素溶液，烘干后扣在行照射时，还可以在玻璃上涂上同位素溶液，烘干后扣在平铺的薄层花粉上进行照射。平铺的

10、薄层花粉上进行照射。4 4、中子、中子中子是不带电的电子流，在自然界中并不单独存中子是不带电的电子流，在自然界中并不单独存在，只有在原子核受到外来粒子冲击产生核反应在，只有在原子核受到外来粒子冲击产生核反应时，才从原子核里释放出来。中子根据其携带的时，才从原子核里释放出来。中子根据其携带的能量大小不同，可分为热中子、慢中子、中能中能量大小不同，可分为热中子、慢中子、中能中子、快中子和超快中子。目前辐射育种中，使用子、快中子和超快中子。目前辐射育种中，使用较多的是较多的是热中子和快中子热中子和快中子。当用中子照射组织时，。当用中子照射组织时，可以产生以下几种作用：从照射物质中打出一个可以产生以下

11、几种作用：从照射物质中打出一个核，形成反冲核，使物质的原子核处于激发状态核，形成反冲核，使物质的原子核处于激发状态而放出而放出射线，引起不同的核反应，形成放射性射线，引起不同的核反应，形成放射性同位素，产生次级放射性等，故电离密度大，常同位素，产生次级放射性等，故电离密度大，常引起大的突变，在同们剂量下，中子照射种子产引起大的突变，在同们剂量下，中子照射种子产生的突变率较高。生的突变率较高。5 5、紫外线、紫外线 紫外线是一种穿透力小的非电离射线。其紫外线是一种穿透力小的非电离射线。其波长为波长为2000200039503950，而以波长，而以波长2500250029002900的范围内诱变作

12、用最强，这一波段为的范围内诱变作用最强，这一波段为该酸吸收波长，因此植物最具有诱变效力。该酸吸收波长，因此植物最具有诱变效力。紫外线由于穿透力很弱，在植物育种中主紫外线由于穿透力很弱，在植物育种中主要用于处理花粉粒。要用于处理花粉粒。用紫外线进行诱变育种时常使用的设备为用紫外线进行诱变育种时常使用的设备为紫外灯，其中以紫外灯，其中以1515瓦低压石英水银灯效果瓦低压石英水银灯效果最好。辐射时将花粉放在灯管几厘米处进最好。辐射时将花粉放在灯管几厘米处进行照射。在我国，目前常以灯管的瓦数、行照射。在我国，目前常以灯管的瓦数、处理时的距离和时间来表示辐照量。处理时的距离和时间来表示辐照量。六、激光六

13、、激光 激光是激光是2020世纪世纪6060年代发展起来的一种新光源，仅年代发展起来的一种新光源，仅在近些年才被应用于植物育种。激光是基于物质在近些年才被应用于植物育种。激光是基于物质受激辐射原理而产生的一种高强度单色相干光，受激辐射原理而产生的一种高强度单色相干光，它具有高度亮、单色性、方向性和相干性都好的它具有高度亮、单色性、方向性和相干性都好的特色。它是一种低能的电磁辐时。在诱变育种中特色。它是一种低能的电磁辐时。在诱变育种中主要利用的激光波长主要利用的激光波长200020001000010000。主要是由于。主要是由于这一段波长容易被照射生物体吸收而发生激发作这一段波长容易被照射生物体

14、吸收而发生激发作用。目前诱变中使用的激光器有：玻璃激光器、用。目前诱变中使用的激光器有：玻璃激光器、红宝石激光器、氦一氖激光器、红宝石激光器、氦一氖激光器、CO2CO2激光器、氮分激光器、氮分子激光器，用激光可处理植物的种子、花粉、子子激光器，用激光可处理植物的种子、花粉、子房、合子等。目前国际上已使用激光对单个细胞房、合子等。目前国际上已使用激光对单个细胞进行微束照射，以研究辐射对细胞显微结构的影进行微束照射，以研究辐射对细胞显微结构的影响。随着生物技术工程的发展，单细胞定向人工响。随着生物技术工程的发展，单细胞定向人工诱变育种将是一种有效的育种方法。诱变育种将是一种有效的育种方法。7 7、

15、高能电子表、高能电子表 利用高能电子束进行辐射育种是近几年才采利用高能电子束进行辐射育种是近几年才采用的一种新的诱变手段。这些高能电子束主用的一种新的诱变手段。这些高能电子束主要是利用电子直接加速器产生的。用高能电要是利用电子直接加速器产生的。用高能电子束诱变的植物，具有在诱变一代（子束诱变的植物，具有在诱变一代（M1M1代）代）损伤轻，而诱变二代（损伤轻，而诱变二代（M2M2代）效率高等特点。代）效率高等特点。由于高能电子束当能量不同时，它穿透的植由于高能电子束当能量不同时，它穿透的植物体厚度不同，所以进行诱变育种时，一定物体厚度不同，所以进行诱变育种时，一定要了解所用加速器的主要性能指标，

16、束流能要了解所用加速器的主要性能指标，束流能量，束流强度，辐射后应记下照射时的靶距、量，束流强度，辐射后应记下照射时的靶距、扫描宽度、照射时间等。扫描宽度、照射时间等。1 1照射剂量照射剂量只用于只用于X X射线和射线和射线，单位为伦琴射线，单位为伦琴（R R）。）。1 1伦琴为伦琴为X X或或射线在标准状态下射线在标准状态下使使1cm21cm2的空气生成的空气生成0.2830.283109109个正负离个正负离子对所吸收的能量。国际制单位为库伦子对所吸收的能量。国际制单位为库伦/千克（千克（C/kgC/kg），），1 1库伦库伦/千克是指在标准千克是指在标准状态下使状态下使1kg1kg空气发生电离形成正负离子空气发生电离形成正负离子对所吸收的能量。对所吸收的能量。1R=2.581R=2.5810-4C/kg10-4C/kg1C/kg=3.8761C/kg=3.876102R102R2 2吸收剂量吸收剂量用于任何射线、中子及任何物质。用于任何射线、中子及任何物质。单位为拉德（单位为拉德（radrad）。每）。每1g1g被照射被照射物质吸收物质吸收100erg100erg（尔格）能量称为