植物辐射育种VIP

第八章诱变与倍性育种第一节诱变育种的特点和类别学习要点：诱变育种的意义诱变育种的特点一、定义诱变育种：人为采用物理、化学的因素、诱发有机体产生遗传物质的突变，经选育成为新品种的途径。二、诱变育种的意义1、丰富作物原有“基因库”创造新的基因型2、提高突变频率3、适于进行“品种修缮”4、缩短育种年限5、其它（克服某些远缘杂交不亲和的困难、促进受精结实）三、诱变育种的特点1、诱变效果受到一系列复杂的内因和外因的制约2、诱变效果常限于个别基因的表型效应，而且基因型间对诱变因素的敏感性差异很大。3、在诱变条件下虽然突变频率能大幅度提高，但有利于突变的机率很低。4、关于突变的范围，即突变谱，通常遵循突变本身的规律。5、除了无性繁殖作物外，“诱变育种应视为重组育种体系的一部分”。四、诱变育种的类型根据诱变因素可分为：物理诱变、化学诱变物理诱变——主要指利用辐射、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。第二节辐射育种学习要点：辐射育种的优缺点辐射育种的处理方法辐射育种：指利用射线诱导植物发生遗传变异，并通过选择培育新品种的育种方法。我国1956年开始进行辐射育种的研究，目前在园艺植物中，我国利用辐射诱变已选育出了苹果、柑桔、梨、大白菜、萝卜、番茄、菊花、月季等的新品种或优良变异株系。一、辐射育种的优缺点1、优点（1）变异频率高，变异性状多样化辐射诱变的突变率可达1-3%，是天然突变率的100-1000倍。形态、组织、结构、生理生化等变化，变异类型丰富；甚至出现新类型。（2）有利于品种单一性状的改良个别基因突变，改良原品种个别不良性状而保持品种原有优良特性。（3）打破原有基因连锁可将目标性状与不良性状拆开，取利舍弊（4）改变植物育性，有利于杂交育种辐射处理花粉，可克服某些远缘杂交的不亲和性，或使杂交不亲和的异花授粉植物变为亲和，利于受精结实，达到杂交目的。（5）变异易于稳定，育种周期短由于诱发突变仅是植物少数基因变异，变异材料没有经过基因重组，变异性状稳定较快。2、辐射育种的局限性（1）变异方向和性质难以预测和控制有利于变异不多，需扩大诱变群体，增加选择机会。（2）改良的性状有限点突变，不适宜综合性状的改良。（3）辐射突变，容易产生突变嵌合体用于诱变处理的材料多数是多细胞的器官或组织，容易产生突变嵌合体。二、辐射源的种类1、X射线：中性射线，电磁辐射、穿透力强2、γ射线：应用最广，育种中应用的γ射线多来源于3、β射线：放射性同位素4、中子：同位素中子装置，即由两种同位素组成，如镭—铍中子弹。诱变力强。5、紫外线：常用于处理花粉，培养细胞等。6、激光：二氧化碳激光器、红宝石激光器等，光效应、热效应、压力效应、电磁效应等。60钴（60Co）和137铯（137Cs）32磷（32P）和35硫（35S）。三、辐射的剂量单位1、照射剂量：单位时间内的照射量伦琴（伦.R）：度量x射线和γ射线。国际单位是库伦/千克即C/kg。1R=2.58×10-4C/kg2、吸收剂量：被照射物体某一点上单位质量中所吸收的能量值。拉特（Rad）、戈瑞（Gy），1Gy=100Rad3、放射性强度：是指一个放射源在单位时间内有多少个原子衰变，常用的放射性强度单位是居里。4、剂量率单位时间内植物材料所接受的剂量称剂量率。四、辐射处理方法1、外照射：是指应用某种辐射源发出的射线，对植物材料进行体外照射。快照射慢照射外照射时间短，剂量率高的辐射方法时间长、剂量率低的照射方法

特点：外照射时，用特定装置产生的射线照射植物材料，方法简便，没有放射污染，一次性处理量较大。适宜材料：完整的植株、幼苗、种子、无性繁殖材料（枝条、种球等）、离体培养中的材料及花粉等都可用于外照射。2、内照射（1）定义把某种放射性同位素引入被处理的植物体内进行内部照射。（2）特点剂量低、持续时间长、多数植物可在生育阶段进行处理；引入植物体内的放射性元素，除本身的放射性效应外，还具备由衰变产生的新元素的“蜕变效应”。（3）注意内照射也需一定的防护条件。经处理的材料和用过的废弃溶液，都带有放射性，应妥善处理，以免造成污染。（4）辐射源用作内照射的放射性同位素，放射γ射线的有65Zn、60Co、59Fe等，放射β射线的有32P、35S、45Ca。（5）处理方法①浸泡法配制成溶液，浸泡种子或枝条，渗入材料内部。②注射法或涂抹法注射入枝、干、芽、花序内，或涂抹于枝、芽、叶表面及枝、干刻伤处，由吸收而进入体内。③饲喂法（施肥法）施入土壤中（或试管苗的培养基中），利用根系的吸收作用进入体内。或用14CO2被叶片吸收，借助光合作用形成产物，进行体内照射，药液应配加适当的湿润展布剂

五、辐射材料与辐射剂量的选择1、辐射材料的选择（1）亲本材料的综合性状要优良（2）处理材料类型应多样化（3）尽可能选用单细胞或单倍体材料不出现嵌合体类型，便于突变体的直接利用；不存在基因显隐性问题，突变性状能直接表现，便于鉴定筛选。（4）诱变材料①种子：可处理干种子、湿种子和萌动种子，种子生长点细胞突变。优点：处理量大、便于运输、操作简便。缺点：种胚具有多细胞结构，辐射后会形成嵌合体。无性繁殖为主的园艺植物处理种子后，童期长，开花结果晚。②营养器官：可处理枝条、块茎、鳞茎、球茎等。优点：多年生的果树常用枝条进行射线处理，比照射花粉和种子具有结果早、鉴定快等特点。③生长植株：小的植株可在60Coγ照射室整株或局部快照射；

大的植株一般在60Coγ圃场进行田间生长期慢照射。④花粉：

很少产生嵌合体，经辐射的花粉一旦产生突变，与卵细胞结合所产生的植株即是异质结合体。⑤子房：

不易产生嵌合体，不仅可以诱发卵细胞突变，而且可能影响受精作用，诱发孤雌生殖。⑥其他；

愈伤组织、单细胞、原生质体以及单倍体材料等材料进行辐射处理。2、辐射剂量的选择（1）园艺植物的辐射敏感性植物对辐射反应的强弱与快慢称为辐射敏感性。对辐射反应强烈，反应快的叫辐射敏感性强，反之则弱。用致死剂量、半致死剂量及临界剂量来衡量植物辐射敏感性强弱。致死剂量（LD100）：使被照射材料全部死亡的最低剂量。半致死剂量（LD50）：使被照射材料成活率或生长量为对照50%的剂量。临界剂量（LD40）：使被照射材料成活率或生长量为对照40%的剂量。（2）辐射剂量的选择剂量太低，变异率低；剂量太高，成活率低。理想的诱变剂量：既能诱变产生较多有利于突变体，又能保证变异个体的成活与繁育性。材料的辐射敏感性不同，最佳诱变剂量也不同，在实践中大多以临界剂量作为辐射剂量。遗传因素对辐射敏感性的影响不同器官、组织的敏感性不同同一器官、组织不同发育阶段或生理状态具有不同敏感性苹果生长枝：2-3千伦KR，葡萄休眠枝条：2-3KR草莓匍匐枝条：15-25KR柑橘新鲜种子：10-15KR芥菜干种子：100KR大白菜干种子：40-80KR番茄干