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。
园艺植物育种学：第十章 诱变育种
激光
激光器产生的光辐射，波长从0.3771微米（紫 外线）到10.6微米（远红外线）。
方向性好，单色性好（波长完全一致）。除光 效应外，还伴有热效应、压力效应、电磁场效应， 为新的诱变因素。
辐射源为激光器，有二氧化碳激光器、钇铝石 榴激光器、钕玻璃激光器、红宝石激光器、氦氖 激光器、氩离子激光器和氮分子激光器等。
1Bq=2.7×10-11Ci
常用照射方法
1.外照射 ⑴照射剂量率
2.内照射 ⑴常用同位素
3.间接照射
⑵照射部位 ⑵处理方法
外照射
是指在植物体的外部进行的辐射处理。 应用最普遍、最主要的方法。 操作方便，便于集中处理大量材料，比 较安全，一般没有放射性污染问题。
照射剂量率
根据单位时间内照射剂量及处理方式的不同， 可将外照射分为 4 类：
第十章 诱变育种
第一节 辐射育种 第二节 化学诱变育种 第三节 理化诱变的特异性及复合处理 第四节 诱变材料的培育与选择
诱变育种概念
诱变育种是指利用物理或化学的手段 （因素），人工诱发遗传物质的变异，以 育成新品种的途径。
又叫人工引变育种、突变育种，后者还包括 对自然突变的利用。
主要特点：创造新类型、扩大变异范围。 即可以创造自然界没有的全新类型，改变单 一性状，将一些带有优良性状和不良性状的连锁 现象在后代进行分离等。
γ射线（丙种射线、核内辐射）
不带电荷的中性射线，电磁辐射，波长为 0.001—0.0001纳米，穿透力很强，处理过的材料 不带放射性，射线的获得、使用和防护都比较方 便，目前最常用。
性能、适用范围和剂量幅度与X射线相似。 辐射源是60钴、137铯、65锌、59铁及核反应堆， 即由放射性同位素核衰变（自然蜕变）而产生。 植物育种的γ射线照射装置有γ照射室和γ圃场 ，前者用于急性照射，后者用于较长时的慢性照 射。室和圃场四周均应按放射源的强度要求，设 置防护墙，以免人畜受害。
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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诱变育种第一节诱变育种的概念、意义与特点诱变育种就是人为地采用物理、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。
诱变育种的目标就是改变或增加一个满意品种的某一特性,而在其她方面保持品种不变。
如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的与受欢迎的品种,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)变异的方向与性质不定(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与由显性基因确定其特性的作物,就是可有可无的或无前途的。
但就是,显性突变型曾被诱发,特别就是抗病型,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,诱变育种就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与某些苹果属、树莓属的种中就是普通的。
诱变育种就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与改良,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与性;3)在有性繁殖中将会消失的特定突变,通过营养繁殖产生与保存;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与均质化,并使突变型获得稳定;6)在远缘亲本之间杂交中遏制不亲与性;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:物理的与化学的。
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)。
化学诱变剂主要用于种子繁殖植物。
较常用的有:叠氮化物、秋水仙碱、烷化剂、碱基类似物等。
1.物理的诱变因素物理诱变因素的辐射能对植物诱发化学反应,结果造成DNA结构的变化。
这些变化如果在DNA中保持重复,证明就是突变。
1、１紫外线的能量与穿透力低,能成功地用于处理花粉粒。
1、2电磁辐射与中子容易穿透植物组织。
1.3X射线:辐射源就是X光机。
X射线又称阴极射线,就是一种电磁辐射,它不带电核,就是一种中性射线。
一大部分的栽培作物用物理诱变剂诱发的突变就是X射线辐射的结果。
X射线的反应在有氧时会加强。
1.4ϒ射线:辐射源就是60Co与137Cs及核反应堆。
ϒ射线也就是一种不带电荷的中性射线。
应用于植物育种的ϒ射线照射装置有ϒ照射室与ϒ圃场,前者用于急性照射,后者用于慢性照射。
1.5中子: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。
在生物研究中,通常用慢中子或热中子。
热中子处理比用X射线照射更少受干扰因素的影响,如氧的浓度或温度。
对多数作物来说,包括苹果,中子就是比X或ϒ射线更有效的诱变剂。
高密度中子主要造成氧独立的不可挽回的损害,包括染色体畸变。
1.6β射线:辐射源为32P与35S。
β射线就是一束电子流,产生与X或ϒ射线相似的作用。
32P与35S比X射线或ϒ射线射出较快的电子。
这些放射性同位素的半衰期32P为14、3天,35S为87天。
这些同位素作为化学溶液应用时,可以在生长期树的流液中诱变。
1.7近年来,诸如激光、电子束、微波等新的诱变剂也开始在果树育种上应用。
尤其就是离子辐射,诱变频率约在6、8~12、0%之间,高于ϒ射线,且能诱导几个以上的性状同时突变,应用前景广阔。
1、7、1激光辐照诱变育种激光与普通光相比,具有高方向性、高单色性与高亮度等基本特征。
因此,一旦某种激光的频率与生物体内某种物质分子振动频率相等,就会产生很强的共振,使该物质分子对这种激光产生吸收高峰。
能量的积累,引起分子内化学键断裂。
当这一分子与其它分子相互作用时,就会产生新的化学键,从而使化学性质发生改变,引起生物体性状的变异。
利用激光进行诱变育种研究,处理材料可以就是植物的干种子或剥去种皮的裸胚、幼苗、根尖,也可以就是未成熟的花器官、花粉及离体花药等。
常用的激光器有CO2激光、He-Ne激光、N2激光、红宝石激光等,照射剂量一般采用1~50J/cm2,时间可以短到1秒,长至数小时不等。
由于激光微束具有方向性好、光色单一、高亮度与高能量密度等特点,能准确地照射到事先选择好的细胞的某一特定部位或某一细胞器,使其产生选择性损伤,或进行显微手术,且不损伤邻近部位的细胞器或组织,从而达到某一特定的研究目的。
据报道,中科院遗传所利用激光微束把外源Gus基因导入水稻细胞,并得到瞬时表达。
王兰岚等利用激光微束切割染色体,成功地把蚕豆、小麦、玉米、大麦等的一条染色体切割成2~12个片段。
这一实验结果创建了激光显微切割高等植物染色体的技术,为进一步应用于植物染色体工程、基因定位及植物染色体片段DNA微克隆提供了可能。
可以预见,激光生物工程的崛起与发展,将有力推动植物基因工程的育种应用,使植物育种工作提高到一个新的阶段。
1.7.2离子注入诱变育种离子注入就是80年代初广泛应用于金属材料表面改性的一项高新技术。
1986年中科院等离子体研究所等单位在我国率先将此项技术应用于植物育种。
能量为几十至几百keV的核能离子通过发生器注入生物体内,在其到达终位前,将同靶材料中的分子、原子发生一系列的碰撞。
通过碰撞、级联与反冲碰撞,导致靶原子移位,留下断链或缺陷。
目前,离子注入植物品种改良已涉及几乎所有主要的粮食与经济作物。
据悉,育成的两个水稻新品种晚粳D9905与S9042米质优、抗性好,至1994年累计推广3万多公顷。
由于离子注入具有刻蚀作用,可以引起细胞膜透性与跨膜电场的改变,因此离子束介导的植物转基因技术一经建立,便初获成功。
安徽农科院等单位利用该法已Gus基因导入水稻与棉花带壁细胞,并将外源潮霉素抗性基因(hph)导入水稻种胚细胞,获得了转基因植株。
低能离子束介导外源基因转移直接利用种胚做外植体,省去了原生质体制备与再生植株的麻烦,便于大量操作与取材,为植物,尤其就是农作物基因工程注入了新的活力。
1.7.3空间诱变育种空间环境的显著特点就是高真空、微重力与强辐射。
研究表明,植物种子由卫星、高空气球搭载经空间飞行后会发生遗传性变异,而且这种诱变作用具有普遍性。
我国自1987年以来7次利用返回式卫星搭载植物种子,从中获得了大量的变异类型,涉及到主要粮食及蔬菜作物,并已培育出一些新的突变类型与具有优良农艺性状的新品系。
利用高空气球搭载植物种子在海拔30~40千米高空滞留,同样可以获得优良的种质。
以上这几种新的诱变手段的研究与应用的时间不长,因此能否最终成为新的诱变因素或诱变源,不仅需要进一步验证其所依赖的理论机制,而且更需要从植物育种实践中进行鉴定,尤其就是瞧能否高效率诱变出使用传统因素难以获得的突变体,或者迄今自然界罕见的种质材料。
物理诱变剂应用最广泛的就是X射线、ϒ射线、β射线与中子等。
研究证明,果树方面按突变频率的大小,其顺序为中子＞ϒ射线(或X射线)＞β射线(Bender,1970)。
如改良苹果杂种时中子处理比X射线产生更大比例的二叉枝,用中子处理科兰特苹果得到全红突变体,X射线处理只能得到扇形变异。
据统计国际上育成的果树新品种中,ϒ射线育成的占67、6%,X射线育成的占14、8%,中子育成的占5、9%,其她物理诱变剂育成的占2、9%。
1．化学诱变剂化学诱变剂在染色体中通过直接的化学作用发挥它们的功能。
2.1秋水仙碱就是由百合科的秋水仙的营养器官与种子中提取出来的一种药剂。
它的作用在于细胞分裂时可以抑制微管的聚合过程,阻止纺锤丝的形成,使染色体不能分向两极,从而产生染色体数目加倍的细胞。
主要用于诱变多倍体。
秋水仙碱处理草莓与杏曾诱发了多倍体、非整倍体与形态变异。
2.2烷化剂:烷化剂就是诱发突变最重要的一类突变剂。
它具有一个或多个活性烷基,这些烷基能置换DNA分子内的氢原子,在鸟嘌呤上最容易发生于N7位上置换,腺嘌呤则在N3位上置换,从而引起突变。
但也可能通过丢失嘌呤或更厂的断片,这样在DNA模板上就留下一个缺位,在复制时可能错误地选择一个碱基而产生异构型,导致性状突变。
法国L、Decourtye等用0、1%EMS处理苹果生长的枝条,获得早熟、果大、颜色好的新品种Belrene。
越南育种学家佣、02~0、04的MNH 处理种子,获得2个枣子的变异种Daotien与Mahong。
常用的烷化剂有硫酸二乙脂(DES)、甲基磺酸乙酯(EMS)、甲基磺酸甲酯(MMS)、异丙基甲烷磺酸酯(iPMS)、芥子气类。
另外,亚硝基乙基脲烷(NEU)、亚硝基乙基脲(NEH)、亚硝基甲基脲烷(NMU)、乙烯亚胺(EI)、1,4-双重氮乙酰丁烷,也就是有效的诱变剂,但就是有毒,应用危险,就是潜在致癌物质。
2.3核酸碱基类似物:这一类化学物质具有与DNA碱基类似的结构,它们可以在不妨碍DNA复制的情况下,作为组成DNA的成分渗入到DNA分子中去,使DNA复制时发生偶然的配对上的错误,从而引起有机体的变异。
常用的有5-溴尿嘧啶(BU)、5-溴去氧尿核苷(BUdR)、2-氨基嘌呤(AP)马来酰肼(MH)等。
2.4其它诱变剂:报道过的药剂种类很多,如亚硝酸在pH5以下的缓冲液中,能使DNA分子的嘌呤与嘧啶基脱去氨基,使核酸碱基发生结构与性质改变,造成DNA复制紊乱。
此外尚有报道羟胺(NH2OH)、氮蒽、叠氮化钠(NaN3)等物质,均能引起染色体畸变与基因突变。
尤其就是叠氮化物在一定条件下可获得较高的突变频率,而且相当安全,无残毒。
化学诱变剂与辐射的作用不同。
辐射可以产生较大的染色体突变,而化学诱变剂引起的染色体断裂局限于某些部位,较高的断裂出现在异染色质位置上。
某些化学诱变剂能产生更多的可见突变。
如用乙烯亚胺与环氧乙烷处理后,有价值的突变比射线处理出现的多,对一般作物其诱变效果有时甚至高于电离射线,因此有“辐射类似物”或超诱变剂之称。
但化学诱变剂的效应比较迟缓,诱发的断裂有时保持一个较长的潜伏期,特别就是应用到植物的营养部分作用不明显。
其原因可能就是药剂处理不就是在分生细胞发育的最适合的时期,且突变体中大多就是由染色体畸变引起的,从而使化学诱变剂在果树上的应用远不如物理诱变剂广泛。
近年来,随着离体培养技术的发展,化学诱变剂的应用逐渐受到重视,尤其在培养基中加入化学诱变剂能增加遗传变异这一特点,引起育种学家的关注。