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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②用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943 年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素 20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射 线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉 素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～ 60000单位/mL。
中间为青霉菌，周围是细菌。
讨论：
• 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？
深入思考
？还有什么育种方法有可能缩短育种年
限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能 更迅速在生产实践上得到应用？
单倍体育种
DDTT × ddtt ↓ F1 DdTt ↓ 花药离体培养 单倍体植株 (DT、Dt、dT、dt) 人工诱导加倍 P
淘汰高杆易染锈病、 选矮秆抗病的个体（ddTT） 高杆抗病、矮秆易染锈病 ↓ 个体（DDTT、DDtt、ddtt） 采收种子留种
第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种与诱变育种
金华中学 高玲
例如：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d） 为显性，抗锈病（T）对易染锈病（t） 为显性，两对性状独立遗传。现有高秆 抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用 什么方法能把两个品种的优良性状结合 在一起，又能把双方的缺点都去掉？将 你的设想用遗传图解表示出来。
递进式问题
在杂交育种的过程中运用 单倍体育种的方法可以显著缩 短育种进程。但是仍然不能产 生新的基因，应怎样做才能产 生更多可供选择的新基因呢？
诱变育种 人工利用物理因素（如X射线、γ射线、紫 外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、 硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生 基因突变。
应用：
①农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、 产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆， 产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。
● 袁隆平（杂交水稻专家） 2000年国家最高科学技术奖 2004年十大感动中国人物之一
进行情感教育
颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他 还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威 的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。 淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。 他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。 喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。详情 >>
诱变育种 基因突变
多倍体育种 染色体变异
单倍体育种 染色体变异
方法
杂交
激光、射线或化 学药品处理 时间短
秋水仙素处理萌发种子 或幼苗 器官大和营养物质含量 高 动物中难以开展
花药离体培养 后加倍 缩短育种年限
优点
可集中优良 性状 育种年限长
缺点
盲目性及突变频 率较低 高产青霉菌株的 育成
成活率低，只适用 于植物 抗病植株的育成
优点：创造新的基因，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。
• 联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。
局限性：由于突变的不定向性，有利变异少，必须大量 处理材料，因此该种育种方法具有一定的盲目性。
• 要克服这些局限性，可以采取什么办法？
要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加 选择的机会。
举例
高杆抗病与 矮杆感病 杂交获得 矮杆抗病 品种
三倍体西瓜
杂交育种的方法用于家畜、 家禽的育种
中国荷斯坦牛：荷斯 坦—弗里生牛与我国黄 牛杂交选育后逐渐形成 的优良种。泌乳期可达 305天，年产乳量可达 6300kg以上。
学生总结杂交育种的原理、优点、缺点 原理：通过有性生殖实现基因重组（符合基因的自 由组合定律或染色单体上的基因重组） 优点：能根据人的预见把位于两个品种上的优良性 状集于一身。 缺点：（1）只能利用已有基因的重组，按需选择， 不能创造新的基因 （2）杂交后代会出现分离现象，育种进程 缓慢，过程复杂。
总结方案 第一步：先杂交得到高抗植株； 第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性 状分离为止。
高杆抗病 矮杆不抗病
P
DDTT×ddtt源自F1DdTt高杆抗病
F1:DdTt
×
高杆抗病
F2
D_T_, D_tt , ddT_, ddtt 连续自交直至 到不再发生性 状分离为止 ddTT(矮抗)
像这样显性性状是优良性状，采用杂 交育种必须连续自交4～5代后种子才相对 较纯，育种年限至少5年。
小结
杂交育种
原理
基因重组
诱变育种
基因突变
优点
可以集中两个亲本 育种年限缩短，改良某些 的优良性状 性状 不能创造出新的 基因,育种时间长
用纯种高秆抗病小麦 与纯种矮秆不抗病小 麦培育矮秆抗病小麦
缺点
有利不多，需大量处理
应用
太空辣椒的培育 、青霉菌的 选育等微生物的育种方面
杂交育种 原理 基因重组