诱变育种
诱变育种
3 ）营养器官照射：用枝条、块茎、鳞茎、球茎
、块根、幼芽等进行辐射处理。
照射处于活跃状态的新生组织，效果较好； 受照射器官内芽原基所含的细胞越少越好；
组织充实、生长健壮、芽眼饱满的芽条，照
射后易于成活。
4 ）花粉照射
先将花粉收集于容器内，经照
射后立即授粉（适合花粉生活
力强，寿命长，花粉量大）；
或者直接照射植株上的花粉（ 田间照射、上盆后进行室内照 射、切花照射）。 优点：很少产生嵌合体
病性、枝型、叶形、果色、果形等大量的变异。诱变频
2、育种程序简单，变异稳定快，育种年限短 诱变多为一个主基因的改变，后代稳定快。 如一、二年生草花， F3 可稳定，3-4年即可出 品种。 园林植物多数采用无性繁殖，变异易固定。
3、可有效改良品种的单一性状，保持其它优
良特性
原因：诱发突变多为点突变。 4 、打破原有的基因连锁，有利于基因重组 5、克服远缘杂交不亲和性，改变植物育性
一、射线的种类
物理诱变
x 射线 射线 中 子 射线 射线 紫外光 激光
各种射线的特性 射线 紫外 线 源 低压水银灯 性质 低能非电 离辐射 不带电荷 不带电荷 带负电荷 不带电荷 危险性 危险性较小 必须的屏蔽 玻璃即可 透入组织的深度 很浅 很多厘米 几毫米到很多厘米 几个毫米 很多厘米
6、诱发突变的方向和性质难以掌握，有利突变频率较低
突变位点随机；突变方向偶然（有益或无益）
7、改良的性状有限 诱变往往是点突变，对某些受多基因控制的数量性状改 良作用不大。 8、变异性状具不稳定性 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。 容易产生嵌合体，不利于性状的稳定。
近年来，诸如激光、电子束、微波等新的诱变 剂也开始在育种上应用。 激光：是20世纪60年代发展起来的一种新光源，
诱变育种
诱变育种第一节诱变育种的概念、意义和特点诱变育种是人为地采用物理、化学的因素，诱发有机体产生遗传性的变异，并经过人工选择、鉴定、培育新品种的途径。
诱变育种的目标是改变或增加一个满意品种的某一特性，而在其他方面保持品种不变。
如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的和受欢迎的品种，这种方法特别吸引人。
诱变育种的特点：1）提高突变率，扩大变异谱；2）适于进行个别性状的改良；3）育种程序简单，年限短；4）变异的方向和性质不定（已有人把人工合成低聚核苷酸片段引入基因组中，以一定方式改变某一基因，进行定向诱变）。
作为一种育种方法，诱发突变技术在培育那些在种内有足够的遗传变异和由显性基因确定其特性的作物，是可有可无的或无前途的。
但是，显性突变型曾被诱发，特别是抗病型，部分由于寄生植物的基因与病原体的基因之间的相互作用。
在完全不育或无性繁殖的植物中，诱变育种是品种改良的唯一方法，例如专性无融合生殖植物，它不产生有合子胚的种子。
无融合生殖在柑橘类和某些苹果属、树莓属的种中是普通的。
诱变育种是常规育种的一个补充或在园艺植物育种某些方面潜在替代者：1）在适应性广泛的种中诱发变异性，假若进一步的杂交提供有限的变异性和改良，而品种已接近选择的极限；2）诱发一个新的特性，如果没有通过杂交能传递的已知基因源，例如抗病性、企望的生长型或自交亲和性；3）在有性繁殖中将会消失的特定突变，通过营养繁殖产生和保存；4）打破与不良的特性或基因多效影响的连锁；5）使现存的嵌合体显露和均质化，并使突变型获得稳定；6）在远缘亲本之间杂交中遏制不亲和性；7）诱发单倍体；8）在无融合生殖植物中产生过渡性有性状态。
成功的诱变育种需要：1）处理可用于筛选的大的植物群体；2）预期的特性突变率高；3）可以用视力诊断或简单测定鉴别突变的有效方法。
第二节诱变因素在诱发突变中，有两类诱变剂被使用：物理的和化学的。
物理的诱变剂有：1）紫外灯发出的紫外线（UV）照射；2）电磁辐射：X射线发生器发出的X射线；从放射性同位素钴60或铯137发出的ϒ射线；3）微粒辐射：从核反应堆发出的热中子或慢中子；从放射性同位素磷32或硫35发出的β粒子（电子）。
诱变育种的方法
诱变育种的方法引言：诱变育种是指通过诱变剂引起植物或动物基因发生变异，从而产生新的有用性状的育种方法。
诱变育种可以提高作物的抗病性、适应性和产量等特性，对农业生产和人类生活具有重要意义。
本文将介绍几种常用的诱变育种方法。
一、物理诱变方法：物理诱变方法是利用物理因素对生物体的基因产生变异的方法。
常用的物理诱变方法有辐射诱变和化学诱变。
1. 辐射诱变：辐射诱变是指利用电离辐射对生物体进行诱变。
常用的辐射诱变方法包括γ-射线辐射和X射线辐射。
辐射诱变可以产生大量的突变体，通过对突变体的筛选和评价，可以选育出具有优良特性的新品种。
2. 化学诱变：化学诱变是指利用化学诱变剂对生物体进行诱变。
常用的化学诱变剂有EMS（乙基甲磺酸甲酯）和NaN3（氮化钠）。
化学诱变剂可以引发DNA的突变，从而产生新的基因型和表型。
二、生物诱变方法：生物诱变方法是利用生物因素对生物体的基因产生变异的方法。
常用的生物诱变方法有基因工程技术和细胞诱变技术。
1. 基因工程技术：基因工程技术是指通过改变生物体的基因组成，从而产生新的有用性状的育种方法。
常用的基因工程技术包括基因克隆、基因转移和基因编辑等。
通过基因工程技术，可以将具有有益特性的基因导入到目标生物体中，从而实现育种目标。
2. 细胞诱变技术：细胞诱变技术是指通过处理植物细胞或动物细胞，使其发生基因突变，从而产生新的有用性状的育种方法。
常用的细胞诱变技术包括化学诱变、辐射诱变和基因转化等。
细胞诱变技术可以提高诱变效率，加快育种进程。
三、化学诱变方法：化学诱变方法是利用化学品对生物体的基因产生变异的方法。
常用的化学诱变方法有化学诱变剂和化学物质处理。
1. 化学诱变剂：化学诱变剂是指通过处理生物体，使其基因发生突变的化学物质。
常用的化学诱变剂有EMS（乙基甲磺酸甲酯）、NTG（亚硝酸乙酯）和NaN3（氮化钠）等。
化学诱变剂可以改变DNA的结构，引发基因突变。
2. 化学物质处理：化学物质处理是指利用化学物质对生物体进行处理，使其基因发生变异。
诱变育种名词解释
诱变育种名词解释
诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。
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。
诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法原理：基因突变
方法：辐射诱变，激光、化学物质诱变，太空（辐射、失重）诱发变异→选择育成新品种
优点：能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。
缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。
改良数量性状效果较差。
第十二章 诱变育种
第十二章诱变育种一、名词解释1.诱变育种：指利用物理（辐射作用）或/和化学（化学反应）方法诱发植物体（植株、枝、芽、花粉等）产生遗传变异，然后在变异体直接筛选或利用突变体进行杂交，从而培育出新品种的育种方法，又称为突变育种或引变育种。
2.点突变：指染色体上一个座位内的遗传物质的变化。
特别适合对推广品种的生产特性的改造。
二、简答题1.诱变育种的特点是什么？①突变率高，变异谱广；②常发生点突变，可以有效地改良品种的个别性状；③变异稳定快，育种年限短；④克服远缘杂交不亲和及改变植物的授粉、受精习性。
2.诱变育种存在的主要问题有哪些？①变异的方向和性质尚不能人为有效地控制；②突变体的鉴定比较困难，不易区分生理损伤与遗传变异。
3.简述诱变方法中外照射的概念、特点以及分类。
外照射：指放射性元素不进入植物体内，而是利用其射线（x射线，γ射线，中子）照射植物各个器官。
特点：较为安全，简单。
适于处理大量试材，才进行一代照射和多代重复照射，一次照射和多次照射。
按照射时间可以分为急性照射和慢照射；按处理器官组织可以分为种子照射、花粉照射以及营养器官的照射。
4.简述内照射的概念、特点及分类。
内照射：将放射性元素引入植物体内，由它放射出的射线在体内进行照射。
分为浸种法、注射法和喂饲法（或施肥法）。
5.简述剂量率的选择原则。
剂量率的选择原则可归纳为“活、变、优”，活是指后代有一定的成活率；变指在成活个体中有较大的变异效应；优是指发生的变异中有较多的有利突变。
6. 化学诱变剂的种类有哪些？烷化剂、核酸碱基类似物、诱发译码突变的诱变剂、其他诱变剂：秋水仙素。
7．化学诱变剂的效应？化学诱变剂是靠各自的活性基团，具有特有的化学性质。
它们直接与RNA或DNA反应，引起突变。
8. 秋水仙素的作用机理？针对在有丝分裂中期的细胞，阻止形成纺锤丝，染色体不走向两极，从而产生染色体数加倍的核。
9. 化学诱变的方法有哪些？浸渍法、涂抹法和滴液法、注入法、熏蒸法、施入法。
诱变育种
3 ）放射性强度
用来衡量辐射源的辐射强度，以放射性物质在单位 时间内发生的核衰变数目来表示。 SI 单位： Bq （贝克），常用单位： Ci （居里）。
4 ）剂量率：单位时间内被照射植物材料所受的照射 剂量或吸收剂量。 照射量率：单位时间内的照射量。单位： R/min 。
适宜诱变剂量与剂量率的确定
1 ．种子诱变后代的选择
M 1 （指处理的种子长成的植株或蕾期前处理的植 株）：常表现复杂的突变嵌合体，一般不作选择； 采取密植，多收种子。 M 2 （指 M 1 所结的种子及由它长成的植株）：主
要的分离、选择世代
M 3 及以后各代：从 M 2 选出优良突变体，每株种
一小区。若 M 3 稳定，进入品种试验；如 M 3
需要专门的田间辐射场。
根据辐射材料的类型主要有：
1 ）植株照射：对完整植株进行辐射，如盆栽苗、田 间苗等。 2 ）种子照射：可采用干种子、湿种子或萌动种子进 行照射。多用干种子，并在干燥有氧条件下进行。
优点：可同时处理大量种子；操作方便；便于贮藏、
运输；受环境条件的影响较小。 要求：种子预先精选，不含杂物；照射后及时播种， 以免产生贮存效应。
死亡（与对照相比）的辐射剂量。 • 临界剂量（ LD 60 ）：辐射后成活率为对照 40% 的辐射剂量
3 ．影响辐射敏感性的因素
1 ） 遗传因素：不同的科、属、种及品种，敏感性 有差异。 豆科植物 > 禾本科 > 十字花科 二倍体植物比多倍体敏感。 2 ） 不同的器官组织和不同分裂时期的细胞 分生组织 > 其它组织；性细胞 > 体细胞；卵细胞
3 ．无性繁殖器官诱变后代的选择 无性繁殖的园林植物在遗传上大多是异质的，辐射 后发生的变异，通常在当代就可表现出来，后代 选择可从 M 1 开始。
诱变育种相关知识点总结
诱变育种相关知识点总结1. 什么是诱变育种诱变育种是通过化学物质或辐射来诱发植物遗传变异，达到变异性状的目的，然后再通过选择和育种方法来固定和优化这些性状，从而获得具有新性状的植物种质资源。
诱变育种是一种以人为手段来诱发植物遗传变异的育种方法，与传统的育种方法相比，具有变异程度大、种质资源丰富、育种速度快等优点。
2. 诱变种类根据诱变的方法和途径不同，可以将诱变分为两种类型：化学诱变和辐射诱变。
化学诱变是利用化学物质来诱发植物遗传变异的方法。
这种方法主要是通过化学物质对植物体内生成物质代谢和遗传物质的变异，从而诱发植物的新性状。
具体的化学诱变剂包括EMS（乙基甲磺酸甲酯）、DEPC（二乙醇二氯甲烷）、MNU（N- 亚硝基-N-甲基脲）、DMC（二甲胺）等。
辐射诱变是利用辐射来诱发植物遗传变异的方法。
这种方法主要是通过辐射对植物细胞的核酸、酶系、蛋白质等生物大分子的损伤和变异，从而诱发植物的新性状。
具体的辐射诱变包括X射线、γ射线、紫外线、中子射线等。
3. 诱变方法诱变育种的主要方法包括传统育种方法、分子育种方法和生物技术育种方法。
传统育种方法是指通过遗传资源的收集、鉴定以及杂交和选育等方式来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过选择和育种的方式来固定和优化诱变得到的新性状，最终获得具有新性状的植物品种。
分子育种方法是指通过对植物基因组的解析和改良等方式来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过对植物基因组的修改和介入来获得具有新性状的植物品种。
生物技术育种方法是指通过生物技术手段来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过生物技术手段来获得具有新性状的植物品种。
4. 诱变机理诱变发生的机理主要包括两个方面：一是遗传物质的突变，二是染色体的不稳定性。
（1）遗传物质的突变：遗传物质的突变是指植物遗传物质DNA序列的变化。
这种变化可以通过点突变、基因缺失、重复序列、整个染色体的遗传变异等多种方式来实现，从而使植物出现新的性状。
第09章 诱变育种
常用方法浸泡法，另外有注射涂抹、熏蒸法 等。可处理种子、茎、叶或花序部分，但根系对 药剂敏感，不能从根系吸收诱变剂。
不同诱变剂诱发的突变类型和频率是不同的。 注意诱变剂的浓度，处理持续时间。
化学诱变剂特点：
1. 诱发突变率较高（点突变），而染色体畸变 较少
2.具有一定专一性，对处理材料损伤轻，有的 诱变剂只限于DNA的某些特定部位发生变异 3.需要渗透组织内部具有局限性(腊质化角质化） 4.方便成本低，但具有致癌的危险性
• 思考题 • 1、主要物理诱变剂的种类、辐射源和主要特征是什么？ • 2、试述辐射诱处理的材料与相应的处理方法？ • 3、什么是照射强度和剂量强度？其单位是什么？如何进行新旧单位
的换算？
• 4、如何确定最适宜的辐射剂量？ • 5、主要化学诱变剂的种类、性质和诱变原理是什么？使用中应注意
哪些问题？
图7－1嵌合体的形成方式
诱变育种的实例
瑞典由Bonus经X射线处理育成的矮秆抗倒 的Pallus，中国育成的盐辐矮早三。 大麦对白粉病抗性是用诱变方法获得了抗 性基因ml-o， ml-o基因对白粉病免疫的， 该基因与坏死斑点性状紧密连锁。 各种作物经常诱发早熟突变体，如早熟大 麦突变体Mari品种的熟期提早8d。
4.敏感部位
二、诱变剂量的选择
一般在改良个别性状时，处理剂量要求稍 低些(早熟性)，若期望产生较多类型的突变体， 则采取较高的剂量(降低株高)。 三、处理群体的大小
突变率是很低的，可能只要万分之一到百 万分之一。
四、种植和选择
通常M1不进行选择。 M2 大群体，选择单株， 但无益突变较多，注意株高、早熟性、抗性。 M2优良株系选择单株。
第三节 理化诱变剂的复合处理
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裂、交换、畸变，直接影响了DNA复制或碱基序
列改变，从而导致遗传上的变异，人们往往称
这种效应为“直接效应”。
Hale Waihona Puke 16园艺植物育种学总论—诱变育种
• 有时这种电离现象和离子对形成不是直接发生 于DNA分子上，而是与之相邻的分子或水分子， 从而产生具有强氧化或还原能力的基团（如HO、 O、H2O2、H等）。这些基团进一步作用于遗传 物质，引发DNA的各种异常，人们常称这种效 应叫“间接效应”。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射诱变的方法
• 照射方法：
– 外照射(external radiation ) – 内照射 (internal radiation ) – 间接照射
• 适宜剂量和剂量率(dose rate)的选择
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射处理的计量单位
（一）放射性强度(intensity of radioactivity )： 表示放射性核素特征的一个物理量。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
辐射诱变作用的机理
（一）物理作用阶段 生物有 机体内的遗传物质某分子部位 受到不同能量辐射后，可能产 生不同的核物理效应。“光电 效应”和“康普顿一吴有训效 应”。而当受到的辐射能量足 以使该电子脱离原子核吸引,则 会导致“离子对生成”。这些 变化均是在物理状态下进行的。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
（二）化学反应阶段 当被照射后的遗传物质 分子失去电子或得到电子后，则形成“离子对” 及“自由基”，其活跃程度大大增强，带不同 电荷的基团极有可能发生分解或聚合反应，从 而导致新的化学成分产生。
（三）生物学阶段
当遗传物质本身受到
辐射后，电离和分子重组的结果可能导致DNA断
园艺植物育种学总论
Horticultural Plant Breeding
园艺植物育种学总论—诱变育种
第七章 诱变育种
第一节 诱变育种的概念、特点、和类别 第二节 辐射育种 第三节 化学诱变育种 第四节 多倍体育种
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园艺植物育种学总论—诱变育种
诱变育种：是人为的利用物理和化学等因 素诱发作物产生遗传变异，在短时间内获 得有利用价值的突变体，根据育种目标要 求，对突变体进行选择和鉴定，直接或间 接地培育成生产上有利用价值的新品种的 育种途径。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
有时可诱发 孤雌生殖
• 根据照射植物的器官组织不同可分为：
* β射线β-radiation：辐射源为32P和35S。β射线是一束电子 流，产生与X或γ射线相似的作用。
* 中子(Neutrons)：辐射源为核反应堆、加速器或中子发生 器。根据中子能量大小分为超快中子、快中子、中能中子、 慢中子、热中子。
* 诱变育种新技术
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中子
X光机
β射线
γ射线
8
浙江农科院的60Coγ射线种植房
慢照射 种植房 急照射的照射室结构与种植房相似
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诱变育种新技术
• 激光辐照诱变育种： • 离子注入诱变育种
在辐射育种中主要利用波长 为2000-10000A。的激光
• 空间诱变育种：利用宇宙飞船和返回式卫 星搭载植物种子。
空间环境的显著
特点是高真空、
微重力和强辐射。
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外照射:指放射性元素不进入植物体内，而是利用其射线 照射植物各个器官。这种方法简便，在诱变育种中比较 常用。此种照射方法常需要有射线发生的专门装置，并 需专门的处理场所和保护设施。
• 根据照射时间的长短，分为急性照射和慢性照射。急性 照射指采用较高的剂量率进行短时间处理。慢性照射是 在长时间内进行低剂量率的缓慢照射。慢照射比急照射 对材料的损伤轻，形态畸变少，而且诱变效果稳定。
诱变源的种类及特性
* 紫外线(ultraviolet radiation):辐射源是紫外光灯，能量和 穿透力低，能成功地用于处理花粉粒。
* 电磁波辐射和离子辐射
* X射线(X-rays)：辐射源是X光机。X射线又称阴极射线，是 一种电磁辐射，它不带电核，是一种中性射线。
* γ射线(Gamma-rays)：辐射源是60Co和137Cs及核反应堆。 γ射线也是一种不带电荷的中性射线。
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• 从上述三个可能发生的阶段来看，化学变 化及生物学变化的发生并非是必然的。当 受辐射部位得到的能量较小时，可能只发 生物理作用阶段，而不导致生物学变化， 这也就说明了为什么正常的日光照射并不 能诱发生物产生变异，也是生物稳定遗传 的基本保障。
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园艺植物育种学总论—诱变育种
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诱变育种的意义和特点
* 提高突变率，扩大“变异谱”、创造新类型
* 适于改良品种的个别性状 * 育种程序简单，年限短 * 变异的方向和性质不定 * 与其它育种方法结合使用，将发挥巨大作用
* 与杂交育种相结合 * 与远缘杂交相结合 * 与离体培养相结合
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居里（Ci）：表示一个放射性同位素每秒有 3.7×1010次核衰变为1居里。常用毫居里（mCi）或 微居里（μCi）表示。
现在为了统一标准，便于国际上互相比较，采 用了新的照射剂量单位贝可（Bq），即1Ci= 3.7×1010 Bq 。
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（二）照射剂量(irradiation dose)以伦（即伦琴，R）表 示，是χ和γ射线的剂量单位，是指1g空气中吸收83尔 格（erg)的能量。新的照射剂量单位为1库伦（C）/千 克（kg），相当于3.876×103 R。 （三）吸收剂量(absorbed dose)以拉特（Rad）表示1g 被照射物质吸收的辐射能量数为100尔格的剂量。新 的吸收剂量单位为戈瑞（Gy），相当于1焦耳（J）/ 千克或100Rad。 （四）中子流量以单位平方厘米的中子数（n/cm2）表 示。中子的单位也可用Rad来表示。
诱变育种的类别
★物理诱变：利用辐射，诱发基因突变和染 色体变异
★化学诱变：应用有关化学物质诱发基因和 染色体变异
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第二节 辐射育种
• 诱变源的种类及特性 • 辐射处理的计量单位 • 辐射诱变作用的机理 • 辐射诱变的方法 • 辐射育种程序 • 补充
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