第八章诱变育种本章教学目的和要求1•明确诱变育种的概念与特点。2•掌握辐射诱变与化学诱变育种的方法。本章教学重点和难点重点:辐射诱变常用的射线种类、处理方法;影响诱变效果的因素。难点:诱变剂量的确定;诱变后代的鉴定与筛选。教学内容:第一节诱变育种的概念、特点及发展概况一、诱变育种的概念诱变育种(mutationbreeding):人为地利用物理和化学因素诱发植物产生遗传性的变异,经过人工选择、鉴定,培育出新品种的方法。包括辐射育种和化学诱变育种。辐射育种(radiationbreeding):利用辐射(射线)诱发植物遗传物质发生变异,从中选择培育新品种的方法。化学诱变育种(chemicalinducedmutationbreeding):利用化学诱变剂诱发植物产生遗传变异,以选育新品种的技术。二、诱变育种的特点1•突变率高,变异谱广自发突变:突变频率10-4〜10-5;变异范围狭窄。诱发突变:突变频率3%;变异范围广,类型多,甚至可以产生自然界尚未发现的新基因源。如四川省原子能研究所,采用Y射线处理菊花插条e花期从11月提前到4-10月。前苏联育种工作者,采用理化因素结合处理葡萄(137CsY射线照射种子+0.2%秋水仙素处理子叶期幼苗生长点)e抗病性、枝型、叶形、果色、果形等大量的变异。诱变频率为1%〜3%。2.可有效改良品种的单一性状,保持其它优良特性诱发突变多为点突变。3•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。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。三、诱变育种的发展概况1895年,伦琴发现X射线1936年,WEDemol用X射线处理Tulip,经10余年育成突变新品种'法腊迪’。1970年,全球诱变品种101个(观赏植物38个);1981年,518个(238个)1990年,1330个(407个);1995年,1737个(465个)包括菊花(170多个)、大丽花、六出花、秋海棠、月季、杜鹃、百合、香石竹等。我国诱变育种起步于1956年,诱变育种的成绩位居世界首位。至1998年底,育成新品种513个,其中观赏植物近100个。包括菊花(30多个)、月季(40多个)、小苍兰、瓜叶菊、朱顶红、美人蕉、紫罗兰、金鱼草、矮牵牛、杜鹃、唐菖蒲、荷花、梅花等。第二节辐射诱变的原理与方法、射线的种类及其特征电子束a射线B射线(特定时)「带电粒子Fr粒子辐射<厂电篦辐射*’不带电粒子<I_八射线辐射线彳电磁辐射+x射线J非电离辐射——紫外绕、激光1.Y射线来源:60Co(半衰期5.3年)、137Cs(半衰期30年)、核反应堆特点:一种高能电磁波(丙种射线)波长短(10-8-10-11cm),穿透力强可同时处理大量材料2.X射线来源:X光机特点:一种高能的电磁辐射放射出的X光子(伦琴射线)波长较短(10-6-10-10cm),穿透力较强一次不能照射大量材料,诱变效果不及Y射线3.B射线来源:32P、35S、电子加速器特点:带负电的粒子流(乙种射线)穿透力较弱,a射线的穿透力更弱(一般不用)只用于内照射(溶液浸种)4•中子来源:核反应堆、加速器、中子发生器特点:不带电的粒子流依所带能量大小分为:热中子(1/41ev)、慢中子(1/41-100ev)、中能中子(0.1Kev-0.02Mev)、快中子(0.02-10Mev)、超快中子(〉10Mev)电离密度大,常引起大的变异5.电子束来源:电子直线加速器特点:高能电子流(5-20Mev);穿透力强(几厘米)M1生物损伤轻,M2诱变效率高6.激光来源:激光器(CO2激光器、N2激光器、红宝石激光器、氩粒子激光器等)特点:一种中低能的电磁辐射(新光源)单色性、方向性、相干性好;非电离,激发作用7•紫外线来源:紫外灯特点:一种低能的电磁辐射(1360-3900埃);2500-2900埃诱变效果较好穿透能力极弱,非电离,激发作用;多用于处理花粉和微生物二、辐射诱变的机理1•...