誘變育種教案2誘變作用原理

1、第四節(jié)第四節(jié) 誘變作用原理誘變作用原理1 1 電離輻射的誘變機(jī)理（電離輻射的誘變機(jī)理（4 4個(gè)階段）個(gè)階段）1.1 1.1 物理作用階段物理作用階段生物有機(jī)體內(nèi)的遺傳物質(zhì)某分子部位受到不同能量輻射后，可能產(chǎn)生不同的生物有機(jī)體內(nèi)的遺傳物質(zhì)某分子部位受到不同能量輻射后，可能產(chǎn)生不同的核物理效應(yīng)。而當(dāng)受到的輻射能量足以使該電子脫離原子核吸引核物理效應(yīng)。而當(dāng)受到的輻射能量足以使該電子脫離原子核吸引,則會(huì)導(dǎo)致則會(huì)導(dǎo)致“電電子子對(duì)生成對(duì)生成”。這些變化均是在物理狀態(tài)下進(jìn)行的。這些變化均是在物理狀態(tài)下進(jìn)行的。u 作用時(shí)間極短，使靶分子產(chǎn)生電離，出現(xiàn)作用時(shí)間極短，使靶分子產(chǎn)生電離，出現(xiàn)直接電離直接電離、次級(jí)電

2、離次級(jí)電離、光電吸收光電吸收、光化輻射光化輻射等。等。u 中子不帶電，可自由穿入原子核產(chǎn)生核反應(yīng)，放射出各種射線而引起電離，中子不帶電，可自由穿入原子核產(chǎn)生核反應(yīng)，放射出各種射線而引起電離，形成形成二次輻射二次輻射。1.2 1.2 化學(xué)作用階段化學(xué)作用階段當(dāng)被照射后的遺傳物質(zhì)分子失去電子或得到電子后，則形成當(dāng)被照射后的遺傳物質(zhì)分子失去電子或得到電子后，則形成“離子對(duì)離子對(duì)”及及“自自由基由基”，其活躍程度大大增強(qiáng)，帶不同電荷的基團(tuán)極有可能發(fā)生分解或聚合反，其活躍程度大大增強(qiáng)，帶不同電荷的基團(tuán)極有可能發(fā)生分解或聚合反應(yīng)，從而導(dǎo)致新的化學(xué)成分產(chǎn)生。應(yīng)，從而導(dǎo)致新的化學(xué)成分產(chǎn)生。u 離子對(duì)的形成標(biāo)志

3、著物理作用的結(jié)束和化學(xué)作用的開始。由于水是植物組織離子對(duì)的形成標(biāo)志著物理作用的結(jié)束和化學(xué)作用的開始。由于水是植物組織中最豐富的靶分子，現(xiàn)以其為例說明：中最豐富的靶分子，現(xiàn)以其為例說明：h2oh2o+e-（射解作用）（射解作用）h2oe-h2o-h2o+h+oh0h2oohh0u自由基非常活躍，很容易和其它分子起化學(xué)反應(yīng)，如：自由基非?；钴S，很容易和其它分子起化學(xué)反應(yīng)，如：h0oh0h2oh0h0h2oh0oh0h2o2（活潑的氧化劑）（活潑的氧化劑）h0o2ho20（過氧自由基）（過氧自由基）2oh0o22ho20（過氧自由基）（過氧自由基）u過氧自由基是長(zhǎng)壽命的氧化物質(zhì)，能夠轉(zhuǎn)移到生物大分子

4、表面，過氧自由基是長(zhǎng)壽命的氧化物質(zhì)，能夠轉(zhuǎn)移到生物大分子表面，使大分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的變化。使大分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的變化。1.3 1.3 生物化學(xué)作用階段生物化學(xué)作用階段u產(chǎn)生的產(chǎn)生的自由基自由基、過氧化氫過氧化氫和和過氧自由基過氧自由基均是強(qiáng)還原劑或強(qiáng)氧化劑，均是強(qiáng)還原劑或強(qiáng)氧化劑，化學(xué)性質(zhì)極為活潑，作用于化學(xué)性質(zhì)極為活潑，作用于dnadna、蛋白質(zhì)和酶等大分子物質(zhì)，改、蛋白質(zhì)和酶等大分子物質(zhì)，改變體內(nèi)正常的氧化還原反應(yīng)，使變體內(nèi)正常的氧化還原反應(yīng)，使生理生化代謝生理生化代謝發(fā)生變化，引起一發(fā)生變化，引起一系列的系列的生物學(xué)效應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)。1.4 1.4 生物學(xué)作用階段生物學(xué)作用階段當(dāng)遺傳物

5、質(zhì)本身受到輻射后，電離和分子重組的結(jié)果可能導(dǎo)致當(dāng)遺傳物質(zhì)本身受到輻射后，電離和分子重組的結(jié)果可能導(dǎo)致dna斷裂、交換、畸變，直接影響了斷裂、交換、畸變，直接影響了dna復(fù)制或堿基序列改變，復(fù)制或堿基序列改變，從而導(dǎo)致遺傳上的變異，人們往往稱這種效應(yīng)為從而導(dǎo)致遺傳上的變異，人們往往稱這種效應(yīng)為“直接效應(yīng)直接效應(yīng)”。u生物學(xué)效應(yīng)的表現(xiàn)比較緩慢，從細(xì)胞水平細(xì)胞水平、器官水平器官水平到植株水平植株水平可有多種多樣的表現(xiàn)，既有形態(tài)形態(tài)方面的變化、也有生長(zhǎng)發(fā)育生長(zhǎng)發(fā)育方面的變化。u生理?yè)p傷生理?yè)p傷問題。note:有時(shí)這種電離現(xiàn)象和離子對(duì)形成不是直接發(fā)生于有時(shí)這種電離現(xiàn)象和離子對(duì)形成不是直接發(fā)生于dna分子

6、上，而是與之相分子上，而是與之相鄰的分子或水分子，從而產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化或還原能力的基團(tuán)（如鄰的分子或水分子，從而產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化或還原能力的基團(tuán)（如ho、o、h2o2、h等）。這些基團(tuán)進(jìn)一步作用于遺傳物質(zhì)，引發(fā)等）。這些基團(tuán)進(jìn)一步作用于遺傳物質(zhì)，引發(fā)dna的各種異常，這種效應(yīng)叫的各種異常，這種效應(yīng)叫“間接效應(yīng)間接效應(yīng)”。2 2 電離輻射的遺傳效應(yīng)電離輻射的遺傳效應(yīng)u電離輻射造成遺傳物質(zhì)突變的方式有3種： 基因突變基因突變：包括位點(diǎn)突變和移碼突變 染色體畸變?nèi)旧w畸變：斷裂、缺失、重復(fù)、倒位、易位、橋和雙著絲點(diǎn)等等 染色體數(shù)量改變?nèi)旧w數(shù)量改變：多倍體、單倍體和非整倍體 u由于遺傳物質(zhì)的改變，最終導(dǎo)

7、致生物的性狀發(fā)生變異，并可通過無(wú)性繁殖或有性繁殖遺傳下去。3 3 紫外線的誘變機(jī)理紫外線的誘變機(jī)理udnadna對(duì)紫外線的吸收，在對(duì)紫外線的吸收，在260 nm260 nm處有一個(gè)峰（最大量的吸收），處有一個(gè)峰（最大量的吸收），由于能量的作用，引起嘧啶的損傷和變化如下：由于能量的作用，引起嘧啶的損傷和變化如下： 形成形成t=tt=t二聚體，也可形成二聚體，也可形成c=tc=t或或c=cc=c二聚體，導(dǎo)致二聚體，導(dǎo)致dnadna分子結(jié)構(gòu)局分子結(jié)構(gòu)局部變形，嚴(yán)重干擾復(fù)制和轉(zhuǎn)錄部變形，嚴(yán)重干擾復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。 cucu（脫氨作用），導(dǎo)致堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換（脫氨作用），導(dǎo)致堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換。 胞嘧啶形成光產(chǎn)物，導(dǎo)致

8、胞嘧啶形成光產(chǎn)物，導(dǎo)致c-gc-g間的氫健斷裂間的氫健斷裂。4 dna4 dna損傷與基因突變的關(guān)系損傷與基因突變的關(guān)系u現(xiàn)有研究表明，輻射導(dǎo)致的dna的損傷及嘧啶二聚體，大部分并不能引起生物體的突變。這是因?yàn)?，生物體內(nèi)存在著復(fù)雜的內(nèi)存在著復(fù)雜的dnadna修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng)（自我保護(hù)的機(jī)制自我保護(hù)的機(jī)制），可以將絕大多數(shù)的損傷和二聚體修復(fù)，因此，只有那些修復(fù)系統(tǒng)無(wú)法修復(fù)的損傷，才能最終發(fā)展為真正的突變。u因此，如何抑制修復(fù)系統(tǒng)對(duì)損傷的修復(fù)，對(duì)于提高變異率有著重要的意義。已知的修復(fù)抑制物質(zhì)有咖啡堿咖啡堿、edtaedta和氯霉素氯霉素等，在輻射育種中應(yīng)提倡使用。 第五節(jié)第五節(jié) 誘變方法誘變方法1

9、 1 輻射誘變方法輻射誘變方法1.1 1.1 外照射外照射輻射源在被處理材料外部的照射稱為外照射（輻射源在被處理材料外部的照射稱為外照射（externalirradiation）。此種照射方法常需要有射線發(fā)生的專門裝置（如）。此種照射方法常需要有射線發(fā)生的專門裝置（如x光機(jī)、原子光機(jī)、原子能反應(yīng)堆、電子加速器、紫外燈、鈷照射源等），并需專門的處理場(chǎng)所和保能反應(yīng)堆、電子加速器、紫外燈、鈷照射源等），并需專門的處理場(chǎng)所和保護(hù)設(shè)施。護(hù)設(shè)施。u 放射性元素不進(jìn)入體內(nèi)，利用其射線照射器官或植株，優(yōu)點(diǎn)是操作方便，可以處理大放射性元素不進(jìn)入體內(nèi)，利用其射線照射器官或植株，優(yōu)點(diǎn)是操作方便，可以處理大量的材料，

10、一般無(wú)放射性污染和散射的問題，比較安全。量的材料，一般無(wú)放射性污染和散射的問題，比較安全。 照射種子照射種子：干種子、濕種子、萌動(dòng)種子。照射花粉照射花粉：離體花粉；植株上的花粉?！敬朔N處理方法的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)】【此種處理方法的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)】u照射花粉的最大好處是不形成嵌合體，后代的選擇較簡(jiǎn)單。u花粉照射結(jié)合花粉培養(yǎng)（單倍體育種）工作，可望迅速獲得高度純合的突變體。u遠(yuǎn)緣雜交時(shí)，照射花粉可利于改善交配親和性、獲得遠(yuǎn)緣雜種。照射子房照射子房：u直接作用于卵細(xì)胞，容易引發(fā)遺傳變異（卵細(xì)胞比花粉更敏感）。u優(yōu)點(diǎn)：不形成嵌合體，可改善交配親和性，可誘發(fā)孤雌生殖等。 照射營(yíng)養(yǎng)器官照射營(yíng)養(yǎng)器官u大多數(shù)園藝植物適合用此

11、種方法，照射材料為成年態(tài)的無(wú)性繁殖大多數(shù)園藝植物適合用此種方法，照射材料為成年態(tài)的無(wú)性繁殖材料，如塊莖、快根、球莖、枝條、芽、嫁接苗等，其優(yōu)點(diǎn)是突材料，如塊莖、快根、球莖、枝條、芽、嫁接苗等，其優(yōu)點(diǎn)是突變率高、結(jié)果早、見效快，缺點(diǎn)是極易形成嵌合體。變率高、結(jié)果早、見效快，缺點(diǎn)是極易形成嵌合體。照射植株照射植株：當(dāng)植株生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段后，移栽到設(shè)有照射裝當(dāng)植株生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段后，移栽到設(shè)有照射裝置的場(chǎng)所（如鈷植物園）進(jìn)行處理，一般采用盆栽較為方便。置的場(chǎng)所（如鈷植物園）進(jìn)行處理，一般采用盆栽較為方便。照射其它組織及器官照射其它組織及器官：葉片、胚狀體、愈傷組織、花藥、離葉片、胚狀體、愈傷組織

12、、花藥、離體培養(yǎng)材料等。體培養(yǎng)材料等。1.2內(nèi)照射內(nèi)照射 將放射性同位素引入植物體內(nèi)進(jìn)行照射處理，叫內(nèi)照射（將放射性同位素引入植物體內(nèi)進(jìn)行照射處理，叫內(nèi)照射（internal irradiation）主要有）主要有32p、35s、45ca等放射等放射射線和射線和65zn、60co等放射等放射射射線。這種照射方法的優(yōu)點(diǎn)是不需建造成本很高的設(shè)施；線。這種照射方法的優(yōu)點(diǎn)是不需建造成本很高的設(shè)施； 但不足是需要防護(hù)條件，易造成環(huán)境污染，處理劑量不易掌握，受一但不足是需要防護(hù)條件，易造成環(huán)境污染，處理劑量不易掌握，受一定限制定限制。內(nèi)照射的方法有：內(nèi)照射的方法有：1) 浸種法浸種法 將放射性同位素配制成

13、一定放射強(qiáng)度的溶液進(jìn)行浸種處理，使試劑將放射性同位素配制成一定放射強(qiáng)度的溶液進(jìn)行浸種處理，使試劑浸入種子內(nèi)部。一般劑量范圍是浸入種子內(nèi)部。一般劑量范圍是3.71093.71011q/每粒種子。每粒種子。2) 2) 施入法施入法（土施或水施）（土施或水施） 將放射同位素的化合物以無(wú)機(jī)肥（如將放射同位素的化合物以無(wú)機(jī)肥（如3232p p、3535s s、4545caca的化合物的化合物磷酸二氫鉀、硫酸銨、硝酸鈣等），通過作物根部施肥引入植株體磷酸二氫鉀、硫酸銨、硝酸鈣等），通過作物根部施肥引入植株體內(nèi)進(jìn)行處理或?qū)?nèi)進(jìn)行處理或?qū)?414c c的化合物的化合物1414coco2 2進(jìn)行光合部位的施喂，

14、通過光合作進(jìn)行光合部位的施喂，通過光合作用引入植株體內(nèi)，達(dá)到誘變的目的。用引入植株體內(nèi)，達(dá)到誘變的目的。3) 涂抹法涂抹法 將放射性同位素溶于粘性劑中（如羊毛脂、凡將放射性同位素溶于粘性劑中（如羊毛脂、凡士林、瓊脂等），取適量涂抹于處理部位（如生長(zhǎng)士林、瓊脂等），取適量涂抹于處理部位（如生長(zhǎng)點(diǎn)、腋芽、花蕾、芽眼等處）點(diǎn)、腋芽、花蕾、芽眼等處） 4) 4) 注射法注射法 用微量注射器將適宜濃度的試劑溶用微量注射器將適宜濃度的試劑溶液注入處理部位進(jìn)行誘變，多用于花蕾、液注入處理部位進(jìn)行誘變，多用于花蕾、芽、塊莖、鱗莖等試材的處理。芽、塊莖、鱗莖等試材的處理。1.3 1.3 間接照射間接照射u 利用

15、輻射存在間接誘變的原理，對(duì)試材的培養(yǎng)環(huán)境（如培養(yǎng)基、培養(yǎng)利用輻射存在間接誘變的原理，對(duì)試材的培養(yǎng)環(huán)境（如培養(yǎng)基、培養(yǎng)液）進(jìn)行輻射，使培養(yǎng)基或培養(yǎng)液中的水分子發(fā)生電離，產(chǎn)生強(qiáng)活性液）進(jìn)行輻射，使培養(yǎng)基或培養(yǎng)液中的水分子發(fā)生電離，產(chǎn)生強(qiáng)活性基因（基因（ho、o、h2o2、h等），再將試材引入進(jìn)行培養(yǎng)。此法在微生等），再將試材引入進(jìn)行培養(yǎng)。此法在微生物誘變育種中應(yīng)用效果更佳。物誘變育種中應(yīng)用效果更佳。u 照射介質(zhì)而非材料本身，如純水、培養(yǎng)液、培養(yǎng)基等。照射介質(zhì)而非材料本身，如純水、培養(yǎng)液、培養(yǎng)基等。1.4 1.4 快照射（急性照射）與慢照射快照射（急性照射）與慢照射u 依照射的劑量率劃分，短時(shí)間，高

16、劑量（快照射）或長(zhǎng)時(shí)間，低劑量依照射的劑量率劃分，短時(shí)間，高劑量（快照射）或長(zhǎng)時(shí)間，低劑量（慢照射）進(jìn)行照射。（慢照射）進(jìn)行照射。u 適用于代謝活性不同的材料。適用于代謝活性不同的材料。2 2 輻射誘變中劑量和劑量率的確定輻射誘變中劑量和劑量率的確定u適宜劑量適宜劑量：能夠最有效地誘發(fā)育種者所希望的變異類型的劑能夠最有效地誘發(fā)育種者所希望的變異類型的劑量（即達(dá)到量（即達(dá)到“活、變、優(yōu)活、變、優(yōu)”效果的劑量），受多種因素的影響。效果的劑量），受多種因素的影響。u一般而言，隨著輻射劑量的提高，變異率增加，但死亡率也隨之一般而言，隨著輻射劑量的提高，變異率增加，但死亡率也隨之提高，超過一定的劑量則導(dǎo)

17、致處理材料全部死亡，該劑量稱為提高，超過一定的劑量則導(dǎo)致處理材料全部死亡，該劑量稱為“致死劑量（致死劑量（ldld100100）”。u若某一劑量可導(dǎo)致處理材料的若某一劑量可導(dǎo)致處理材料的50死亡，該劑量就稱為死亡，該劑量就稱為“半致死半致死劑量（劑量（ld50）”，相應(yīng)地，相應(yīng)地，ld40稱為稱為“臨界劑量臨界劑量”。u實(shí)踐工作中多以臨界劑量作為劑量選擇的標(biāo)準(zhǔn)，并以其實(shí)踐工作中多以臨界劑量作為劑量選擇的標(biāo)準(zhǔn)，并以其為中心設(shè)置多個(gè)處理。為中心設(shè)置多個(gè)處理。u除劑量的作用外，誘變效果還與劑量率密切相關(guān)，可用除劑量的作用外，誘變效果還與劑量率密切相關(guān)，可用幾幾百倫琴幾幾百倫琴/分鐘，多用分鐘，多用2

18、0200倫琴倫琴/分鐘（約合分鐘（約合0.52.0gy）。）。3 3 園藝植物輻射育種的常用劑量園藝植物輻射育種的常用劑量 見教材154157。4 4 化學(xué)誘變的方法化學(xué)誘變的方法4.1 4.1 藥劑配制藥劑配制u根據(jù)藥劑的理化性質(zhì)，確定適宜的溶劑種類（水、根據(jù)藥劑的理化性質(zhì)，確定適宜的溶劑種類（水、70酒精或其酒精或其它），參看教材它），參看教材p147。u烷基磺酸酯烷基磺酸酯和和烷基硫酸酯烷基硫酸酯類在水中不穩(wěn)定，容易水解失效，應(yīng)稀類在水中不穩(wěn)定，容易水解失效，應(yīng)稀釋并保存于一定酸堿度（釋并保存于一定酸堿度（ph）的磷酸鹽緩沖液中（）的磷酸鹽緩沖液中（0.01m）（）（p157）。）。u同

19、樣，同樣，亞硝酸亞硝酸也不穩(wěn)定，需用也不穩(wěn)定，需用ph=4.5的醋酸鹽緩沖液配制。的醋酸鹽緩沖液配制。u氮芥氮芥是以氮芥鹽和碳酸氫鈉為原料，分別溶于水后進(jìn)行混合，發(fā)是以氮芥鹽和碳酸氫鈉為原料，分別溶于水后進(jìn)行混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出芥子氣。生化學(xué)反應(yīng)放出芥子氣。4.2 4.2 處理方法處理方法1 1）浸漬法）浸漬法 種子、枝條、塊莖浸入誘變劑溶液，或枝條基部插入種子、枝條、塊莖浸入誘變劑溶液，或枝條基部插入溶液。溶液。2 2）涂抹或滴液法）涂抹或滴液法 藥劑溶液涂抹或緩慢滴在植株、枝條或塊莖的藥劑溶液涂抹或緩慢滴在植株、枝條或塊莖的生長(zhǎng)點(diǎn)或芽眼上。生長(zhǎng)點(diǎn)或芽眼上。3 3）注入法）注入法 用注射器

20、向植物材料中注入溶液，或?qū)⒉牧先斯た虃米⑸淦飨蛑参锊牧现凶⑷肴芤?，或?qū)⒉牧先斯た虃?，用浸過誘變劑的棉團(tuán)包裹切口。用浸過誘變劑的棉團(tuán)包裹切口。4 4）熏蒸法）熏蒸法 密封容器內(nèi)使誘變劑產(chǎn)生蒸汽，對(duì)花粉等進(jìn)行熏蒸。密封容器內(nèi)使誘變劑產(chǎn)生蒸汽，對(duì)花粉等進(jìn)行熏蒸。5 5）施入法）施入法 培養(yǎng)基中加入低濃度誘變劑溶液。培養(yǎng)基中加入低濃度誘變劑溶液。 4.3 4.3 需要注意的問題需要注意的問題1 1）防污染毒害）防污染毒害u致癌（烷化劑），腐蝕（氮芥、乙烯亞胺），易燃或爆炸（亞硝致癌（烷化劑），腐蝕（氮芥、乙烯亞胺），易燃或爆炸（亞硝基甲基脲），揮發(fā)（液體藥劑類、熏蒸法）等，操作須小心謹(jǐn)慎?；谆?/p>

21、），揮發(fā)（液體藥劑類、熏蒸法）等，操作須小心謹(jǐn)慎。u二氫可的松：乙基磺酸甲烷過敏癥。二氫可的松：乙基磺酸甲烷過敏癥。所以操作過程中要小心，避免藥劑接觸皮膚、誤入口內(nèi)或熏蒸所以操作過程中要小心，避免藥劑接觸皮膚、誤入口內(nèi)或熏蒸的氣體進(jìn)入呼吸道。最后妥善處理殘液，以避免污染環(huán)境。的氣體進(jìn)入呼吸道。最后妥善處理殘液，以避免污染環(huán)境。2 2）后處理）后處理u當(dāng)達(dá)到預(yù)定的處理時(shí)間后，需用一定的藥劑或措施進(jìn)行當(dāng)達(dá)到預(yù)定的處理時(shí)間后，需用一定的藥劑或措施進(jìn)行“后處后處理理”，以解除（終止）殘留藥物的作用（如果繼續(xù)作用或再烷化，以解除（終止）殘留藥物的作用（如果繼續(xù)作用或再烷化作用，會(huì)加劇生理?yè)p傷，降低突變率

22、）。作用，會(huì)加劇生理?yè)p傷，降低突變率）。u最簡(jiǎn)單的后處理就是用流水沖洗。處理后的材料，用清水反復(fù)最簡(jiǎn)單的后處理就是用流水沖洗。處理后的材料，用清水反復(fù)沖洗，以降低殘留，避免生理?yè)p傷。一般沖洗沖洗，以降低殘留，避免生理?yè)p傷。一般沖洗10-30min或更長(zhǎng)時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。漂洗后的材料立即播種或嫁接。間。漂洗后的材料立即播種或嫁接。u 有條件的話應(yīng)采用專門的有條件的話應(yīng)采用專門的“化學(xué)清除劑化學(xué)清除劑”來終止誘變劑的作用。來終止誘變劑的作用。3) 3) 處理劑量和時(shí)間處理劑量和時(shí)間u 相當(dāng)復(fù)雜，不易掌握。高濃度處理，生理?yè)p傷大；低溫、低濃度、長(zhǎng)相當(dāng)復(fù)雜，不易掌握。高濃度處理，生理?yè)p傷大；低溫、低濃度、

23、長(zhǎng)時(shí)間處理，時(shí)間處理，m1存活率高，突變率也高。存活率高，突變率也高。u 一般而言，突變率與劑量的曲線關(guān)系具有指數(shù)特征，誘變劑的抑制作一般而言，突變率與劑量的曲線關(guān)系具有指數(shù)特征，誘變劑的抑制作用與劑量則成線性關(guān)系（正比例）。由于植株的生長(zhǎng)情況易于觀測(cè)，用與劑量則成線性關(guān)系（正比例）。由于植株的生長(zhǎng)情況易于觀測(cè)，可以根據(jù)該指標(biāo)確定適宜的劑量，例如，禾谷類作物上，使種子幼苗可以根據(jù)該指標(biāo)確定適宜的劑量，例如，禾谷類作物上，使種子幼苗生長(zhǎng)下降生長(zhǎng)下降5060（ems為為20）的處理劑量，被認(rèn)為是最佳處理劑）的處理劑量，被認(rèn)為是最佳處理劑量。園藝植物上也可通過量。園藝植物上也可通過“幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)幼苗

24、生長(zhǎng)試驗(yàn)”來確定適宜劑量。來確定適宜劑量。u時(shí)間方面，應(yīng)使處理材料充分浸透為宜，另外，考慮到一些誘變劑時(shí)間方面，應(yīng)使處理材料充分浸透為宜，另外，考慮到一些誘變劑容易水解失效（即具有水解半衰期），應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)完成處理容易水解失效（即具有水解半衰期），應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)完成處理或更換新藥液。或更換新藥液。對(duì)種皮滲透性差的種子，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)處理時(shí)間。對(duì)種皮滲透性差的種子，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)處理時(shí)間。4 4）處理的溫度）處理的溫度u溫度影響誘變劑的水解速度。低溫有利于保持化學(xué)物質(zhì)的穩(wěn)定性。溫度影響誘變劑的水解速度。低溫有利于保持化學(xué)物質(zhì)的穩(wěn)定性。增高溫度，可促進(jìn)誘變劑在材料內(nèi)的反應(yīng)速度和作用能力。增高溫度，可

25、促進(jìn)誘變劑在材料內(nèi)的反應(yīng)速度和作用能力。u適宜處理方式：低溫（適宜處理方式：低溫（0-10）下，在誘變劑中將種子浸泡足夠長(zhǎng)）下，在誘變劑中將種子浸泡足夠長(zhǎng)時(shí)間，使誘變劑進(jìn)入胚細(xì)胞中，然后將種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液時(shí)間，使誘變劑進(jìn)入胚細(xì)胞中，然后將種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液內(nèi)，在內(nèi)，在40下處理，加快誘變反應(yīng)速度。下處理，加快誘變反應(yīng)速度。 5 5）處理液的）處理液的phph值及緩沖液的應(yīng)用值及緩沖液的應(yīng)用u一定的酸堿度對(duì)保持誘變劑的穩(wěn)定性十分重要（一定的酸堿度對(duì)保持誘變劑的穩(wěn)定性十分重要（7.0，8.0，9.0）（p157）。）。u一些誘變劑水解后產(chǎn)生強(qiáng)酸，會(huì)加劇材料的生理?yè)p傷（應(yīng)避免）。一些誘

26、變劑水解后產(chǎn)生強(qiáng)酸，會(huì)加劇材料的生理?yè)p傷（應(yīng)避免）。u不同酸堿度下，個(gè)別誘變劑的誘變機(jī)理會(huì)改變，如亞硝基甲基脲。不同酸堿度下，個(gè)別誘變劑的誘變機(jī)理會(huì)改變，如亞硝基甲基脲。uph值還影響材料的生理狀態(tài)（敏感程度，恢復(fù)難易），影響成值還影響材料的生理狀態(tài)（敏感程度，恢復(fù)難易），影響成功率。功率。u因此，誘變劑需用一定因此，誘變劑需用一定ph值的緩沖液（磷酸緩沖液）配制。值的緩沖液（磷酸緩沖液）配制。與輻射誘變相比，化學(xué)誘變有以下特點(diǎn)：與輻射誘變相比，化學(xué)誘變有以下特點(diǎn)：1) 使用經(jīng)濟(jì)方便使用經(jīng)濟(jì)方便2) 有一定專一性有一定專一性不同藥劑對(duì)不同植物、組織或細(xì)胞、染色體節(jié)段、基因的誘變有一定專一性。不

27、同藥劑對(duì)不同植物、組織或細(xì)胞、染色體節(jié)段、基因的誘變有一定專一性。3) 與輻射誘變的突變譜很不相同與輻射誘變的突變譜很不相同4) 誘變機(jī)制與輻射育種不同誘變機(jī)制與輻射育種不同輻射誘變輻射誘變 誘變因高能射線造成，染色體結(jié)構(gòu)變異廣泛。誘變因高能射線造成，染色體結(jié)構(gòu)變異廣泛。化學(xué)誘變化學(xué)誘變 化學(xué)藥劑與遺傳物質(zhì)發(fā)生生化反應(yīng)，結(jié)果多是基因的點(diǎn)突變?；瘜W(xué)藥劑與遺傳物質(zhì)發(fā)生生化反應(yīng)，結(jié)果多是基因的點(diǎn)突變。輻射誘變?nèi)旧w或輻射誘變?nèi)旧w或dna是在輻射時(shí)發(fā)生的?；瘜W(xué)誘變劑作用則是在較晚時(shí)是在輻射時(shí)發(fā)生的?；瘜W(xué)誘變劑作用則是在較晚時(shí)發(fā)生，即發(fā)生，即遲發(fā)突變遲發(fā)突變。第六節(jié)第六節(jié) 誘變材料的選擇、突變體的鑒定

28、和育種程序誘變材料的選擇、突變體的鑒定和育種程序1 1 原始材料的選擇原始材料的選擇 根據(jù)育種目標(biāo)選擇根據(jù)育種目標(biāo)選擇 材料的綜合性狀優(yōu)良材料的綜合性狀優(yōu)良 避免采用單一化的材料避免采用單一化的材料采用不同的品種或類型，處理足夠量的材料。 選擇敏感性強(qiáng)的材料選擇敏感性強(qiáng)的材料基因型（雜種與純種，新品種與農(nóng)家品種），器官組織（營(yíng)養(yǎng)器官與生殖器官），生理狀態(tài)（休眠與否，幼嫩或老熟） 選用單倍體、原生質(zhì)體作誘變材料選用單倍體、原生質(zhì)體作誘變材料。各自優(yōu)點(diǎn)。2 2 突變世代的劃分突變世代的劃分2.1 2.1 對(duì)于種子繁殖的情況對(duì)于種子繁殖的情況 以有性繁殖的次數(shù)作為突變世代數(shù)。 用于誘變的種子稱為m0

29、，由誘變種子長(zhǎng)出的植株（當(dāng)代植株）稱為m1（突變一代），由m1植株的種子長(zhǎng)出的植株（突變二代）稱為m2，m2入選突變體繁殖的后代為m3，如此類推。 2.2 2.2 對(duì)于無(wú)性繁殖的情況對(duì)于無(wú)性繁殖的情況 以營(yíng)養(yǎng)繁殖的次數(shù)作為突變世代數(shù)。以營(yíng)養(yǎng)繁殖的次數(shù)作為突變世代數(shù)。 用于誘變的材料（如接穗）稱為用于誘變的材料（如接穗）稱為vm0（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱v0，即親本世代），即親本世代），由由v0繁殖（無(wú)性繁殖）長(zhǎng)出的植株稱為繁殖（無(wú)性繁殖）長(zhǎng)出的植株稱為vm1（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱v1，即突變一，即突變一代），由代），由v1繁殖長(zhǎng)出的植株稱為繁殖長(zhǎng)出的植株稱為vm2（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱v2，即突變二代），即突變二代），如此類

30、推。如此類推。3 3 分離世代群體數(shù)量的估計(jì)分離世代群體數(shù)量的估計(jì) 可以用公式計(jì)算，但從實(shí)用的觀點(diǎn)看，很少能正確地預(yù)測(cè)突變率。可以用公式計(jì)算，但從實(shí)用的觀點(diǎn)看，很少能正確地預(yù)測(cè)突變率。 適用適用經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)：自花授粉作物中，為獲得一個(gè)多基因控制的數(shù)量性狀：自花授粉作物中，為獲得一個(gè)多基因控制的數(shù)量性狀突變體，需要突變體，需要m2個(gè)體數(shù)為個(gè)體數(shù)為1000-5000株；獲得一個(gè)帶有幾個(gè)隱性株；獲得一個(gè)帶有幾個(gè)隱性基因控制的復(fù)雜性狀的突變體，需要的基因控制的復(fù)雜性狀的突變體，需要的m2為為50萬(wàn)株左右；獲得萬(wàn)株左右；獲得一個(gè)單隱性基因控制的性狀突變體，一個(gè)單隱性基因控制的性狀突變體，m2為為10-50萬(wàn)株；獲得一個(gè)萬(wàn)株；獲得一個(gè)單顯性基因控制的性狀突變體，單顯性基因控制的性狀突變體，m2要多達(dá)要多達(dá)150萬(wàn)株。萬(wàn)株。4 4 突變體的鑒定和選擇（選擇重于誘變）突變體的鑒定和選擇（選擇重于誘變） 生理?yè)p傷及形態(tài)學(xué)鑒定u發(fā)芽率，成活率，枝、葉形態(tài)，植株生長(zhǎng)勢(shì)（高度，粗度），經(jīng)濟(jì)性狀等。u一定要設(shè)置對(duì)照。 細(xì)胞學(xué)鑒定u減數(shù)分裂（花粉母細(xì)胞）、有絲分離（根尖或幼芽）過程是否正常。 遺傳性鑒定u通過雜交、回交等研究，了解突變性狀的性質(zhì)。 分子生物學(xué)鑒定分子生物學(xué)鑒定u同工酶udna分子標(biāo)記 生理