第八章誘變育種

1、第七章 誘變育種 Chapter 7 Mutation Breeding,第七章 誘變育種,誘變育種：利用物理和化學(xué)因素 誘導(dǎo)農(nóng)作物發(fā)生變異，通過選擇 培育出新品種。,第七章 誘變育種,第一節(jié) 誘變育種的成就及特點(diǎn)第二節(jié) 常用物理誘變劑及其處理方法第三節(jié) 常用化學(xué)誘變劑及其處理方法第四節(jié) 誘變育種的方法與程序第五節(jié) 誘變育種的發(fā)展,誘變育種的發(fā)展概況,1925年 發(fā)現(xiàn)倫琴射線（X射線

2、）1926年 Muller用X射線進(jìn)行果蠅誘變?cè)囼?yàn)1927年 stader 用X射線處理大麥、玉米試驗(yàn)1930年以后 大量開展植物誘變育種（小麥、大麥、玉米 豌豆、煙草）1940年以后 開始化學(xué)誘變育種1930－1950年　輻射育種進(jìn)展緩慢，一些任教具有懷疑。 但是誘變因素不斷增加，發(fā)現(xiàn)了r、B、α、中子等輻射因素。1950－1979年　誘變育種受到

3、廣泛重視，育成品種101個(gè)（大 田作物68個(gè)，觀賞植物33個(gè)）。激光誘變開始應(yīng)用?！皣H 原子能利用”機(jī)構(gòu)成立。1990年以后 誘變育種開始與細(xì)胞分子生物技術(shù)相結(jié)合。,第一節(jié) 誘變育種的成就及特點(diǎn),一、誘變育種的主要成就 （一）育成大量植物新品種 （二）提供大量?jī)?yōu)異的種質(zhì)資源,,,第一節(jié) 誘變育種的成就及特點(diǎn),二、誘變育種的特點(diǎn) 1.提高突變率

4、，擴(kuò)大突變譜 2.有效地改良個(gè)別單一性狀 3.縮短育種年限 4.誘變的方向和性質(zhì)難以控制 5.在一個(gè)突變體中，很難出現(xiàn)多個(gè)理想性狀的變異。,第二節(jié) 常用物理誘變劑及其處理方法,一、物理誘變劑的類別與性質(zhì) 很多因素都可以誘發(fā)植物發(fā)生突變，這些因素統(tǒng)稱為誘變劑（mutgagen）。 典型的物理誘變劑是不同類型的射線。,,,,,,2. 輻射處理的劑量單位,

5、（1）放射強(qiáng)度 居里（Ci）:放射性同位素每秒有 3.7×1010 次核衰變?yōu)?居里 通常用mCi (10-3Ci) 、μCi (10-8Ci),（2）照射劑量 倫琴（R）:1g空氣中吸收83爾格（erg）的能量。 是X、γ射線的劑量單位。 庫侖（Coulomb）/千克（1庫侖/千=3.876

6、5;103R）（3）吸收劑量 拉特（Rad）1g受照射物質(zhì)吸收100爾格的能量 戈瑞（Gray）（1戈瑞=100Rad=1焦耳/千克）,,（4）中子流量 每平方厘米的中子數(shù)n/cm2（5）劑量率 單位時(shí)間內(nèi)所受的劑量。 倫/小時(shí) 倫/秒,,（1）測(cè)定輻射敏感性的指標(biāo)： ①生長受抑制的程度 半致矮劑量(D50) ②植株成活率 致死劑量（LD1

7、00） 輻射引起植株全部死亡的劑量 半致死劑量（LD50） 輻射引起50%植株死亡的劑量 臨界劑量 輻射后植株存活40%的劑量,3.作物對(duì)輻射的敏感性,③植株不育程度（不育株%）④幼苗根尖和幼芽細(xì)胞分裂時(shí)染色體畸變率⑤以細(xì)胞分裂間期細(xì)胞體積、染色體體積作指標(biāo)。,,① 不同科、屬、種、品種輻照敏感性不同 豆科 > 禾本科 > 十字花科② 不同倍數(shù)植物輻照敏感性不

8、同 二倍體 > 多倍體③ 不同器官、組織、細(xì)胞、成分輻照敏感性不同 植株 > 種子 根 > 葉 分生組織 > 其它組織 性細(xì)胞 > 體細(xì)胞 卵細(xì)胞 > 花粉細(xì)胞,（2 ）作物對(duì)輻射敏感性的差異,④不同發(fā)育時(shí)期、不同生理狀態(tài)輻照敏感性不同 幼齡植株>老齡植株； 未成熟種子&g

9、t;成熟種子 濕種子>干種子 萌動(dòng)芽>休眠芽⑤外界條件 無氧空氣中輻照，幼苗損傷和染色體損傷少。,,外照射：有機(jī)體接受的輻射來自外部的 輻射源。內(nèi)照射：將放射性元素引入到植物的組 織細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行照射。 常用的方法有浸泡法、注射法。放射性元素應(yīng)用較多的有P32、S35。,4.輻射處理的方法,1. 化學(xué)誘變劑的種類和性質(zhì) 常用的化學(xué)

10、誘變劑有： ① 烷化劑 具有烷化功能的化合物。它帶有一個(gè)或多個(gè)烷基，能轉(zhuǎn)移到其它電子密度較高的分子中，置換堿基中的氫原子。,第三節(jié) 化學(xué)誘變劑及其處理方法,常用的幾種烷化劑： 甲基磺酸乙脂 EMS 乙烯亞胺 EI 亞硝基乙基尿烷 ENU (NEU) 亞硝基乙基脲 ENH

11、(NEH) 硫酸二乙脂 DES,,② 堿基類似物 胸腺嘧啶類似物 5-溴尿嘧啶（5-BU） 5-溴脫氧尿核苷（5-BUDR） 腺嘌呤類似物 2-氨基嘌呤（2-AP）③ 疊N化物 NaN3,,（1）誘發(fā)點(diǎn)突變多，染色體畸變少（2）具有遲效作用 ① 潛在損傷

12、 ② 殘留物的后效作用 ③ 化學(xué)活性基團(tuán)的再誘變作用（3）處理材料損傷輕，在某種程度上可進(jìn) 行特異性誘變（4）使用方便，經(jīng)濟(jì)，不需要特殊設(shè)備,2. 化學(xué)誘變劑作用的特點(diǎn),方法： 浸漬法、滴液法、注射法、 涂抹法、施入法、熏蒸法。注意： 誘變劑濃度、處理時(shí)間、 溫度、PH、種子含水量。,3. 化學(xué)誘變劑處理的方法,第四節(jié) 誘變育種的方

13、法與程序,一、處理材料的選擇 1. 綜合性狀良好，只存在個(gè)別缺點(diǎn)的品種 2. 雜交材料 3. 單倍體 4. 多倍體,1. 種子2. 綠色植株3. 花粉4. 子房5. 合子6. 營養(yǎng)器官7. 組織培養(yǎng)物,二、處理部位的選擇,1. M1的種植與選擇（1）M1的種植 按不同處理點(diǎn)播或稀條播 如果處理的是種子，多采用密植（2）M1

14、的選擇 M1不選擇,三、誘變處理后的選育,原因： ① M1存在著生物學(xué)損傷，植株生長較差。 ② 突變往往發(fā)生在個(gè)別細(xì)胞中，植株是由變 異和不變異的細(xì)胞組成的嵌合體。 ③ 突變多是隱性突變，形態(tài)上不易顯露出來。,,2. M2的種植與選擇 （1） M2的種植：根據(jù)收獲種子的方式按處理點(diǎn)播 （2） M2的選擇：是選擇的關(guān)鍵世代3. M3及以后世代的種植與選擇 （

15、1）種植：入選突變株種成株行 （2）選擇：穩(wěn)定的株行可混收 分離的株行繼續(xù)選株。,,,第五節(jié) 提高誘變育種效率的方法,一、衡量誘變效果的指標(biāo) 1.突變率 某一突變類型個(gè)體數(shù)占調(diào)查群體總數(shù)的%。 M2發(fā)生突變的株數(shù)突變率（%）= ————————— ×100 M2種植的總株數(shù),2.誘變效率

16、 突變率 誘變效率 = ——————— 生物損傷3.誘變效果 突變率 誘變效果 = ——————— 誘變劑量,,4.誘變功效 有用突變率

17、 誘變功效 = —————— 誘變劑量,,1. 選擇適宜的育種材料。2. 確定適宜的誘變劑和誘變劑量。3. 采用適宜的處理時(shí)間。4. 可采用綜合誘變處理。5. 與其它育種方法相結(jié)合。,二、提高誘變育種效率的方法,思 考 題,1.什么是誘變育種？誘變育種有哪些特點(diǎn)？2.解釋術(shù)語：突變率、生物損傷率、誘變效率、誘變功效、內(nèi)照射、外照射、致死劑量、半致死劑量、