誘變育種最全課件

第八章誘變育種第八章誘變育種11、誘變育種的概念人為利用物理和化學(xué)等因素誘發(fā)作物產(chǎn)生遺傳變異，在短時間內(nèi)獲得有利用價值的突變體，根據(jù)育種目標(biāo)要求，對突變體進行選擇和鑒定，直接或間接地培育成生產(chǎn)上有利用價值新品種的育種途徑。一、誘變育種的概念、特點和類別一、誘變育種的概念、特點和類別2誘變育種的成就日本誘變成功超級矮稈早熟水稻品種“黎明”。法國則誘變成功少粉行道樹優(yōu)良品種“無粉法國梧桐”。澳大利亞則育成不含多種異黃酮配糖體的三葉草品種，使食草類牲畜的繁殖率大大提高。誘變育種的成就3根據(jù)FAO/IAEA聯(lián)合處（1995）和我國（1995）年的不完全統(tǒng)計，已有51個國家在162種植物上育成推廣了1932個品種，其中觀賞植物45種，品種482個，果木20種，品種48個，蔬菜20多個種。根據(jù)FAO/IAEA聯(lián)合處（1995）和我國（1995）年的4我國的主要業(yè)績：1957年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院成立了我國第一個原子能農(nóng)業(yè)利用研究室.20世紀(jì)60年代中期開始在水稻、小麥、大豆等主要作物上利用輻射誘變育成了新品種，在生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。20世紀(jì)70年代后期，植物輻射誘變育種開始應(yīng)用于蔬菜、糖料、瓜果、飼料、藥用和觀賞植物育種。我國38種植物上育成推廣了459個突變品種，其中在月季、菊花、葉子花、荷花、大麗花、美人蕉等物種上育成并通過鑒定了66個商業(yè)化品種，其中主要為菊花22個，月季35個。9個品種獲國家發(fā)明獎，包括：水稻原豐早、棉花魯棉1號、大豆鐵豐18和黑農(nóng)26等我國的主要業(yè)績：53、誘變育種的特點3.1誘變育種誘變效果受到一系列內(nèi)外因素制約，難于實現(xiàn)定向突變。3.2誘變結(jié)果一般局限于個別基因的表型改變。不同材料之間效果差異巨大。一般選取生產(chǎn)上已經(jīng)推廣的高世代優(yōu)良品系作為誘變材料。3、誘變育種的特點63.3誘變條件下突變頻率大幅度增加，但有利突變的幾率低。3.4同源平行變異規(guī)律對指導(dǎo)制定突變體育種目標(biāo)具有重要的意義。3.5誘變育種是無性繁殖園藝植物重要的育種手段。

3.3誘變條件下突變頻率大幅度增加，但有利突變的幾率低。74誘變育種的意義和作用4.1增加變異率，擴大變異譜人工誘變可使突變頻率增加1,000倍左右。變異譜同時也有了很大的差異，豐富作物的“基因庫”，從而擴大了選擇范圍，并提高了選擇效果。4誘變育種的意義和作用84.2最適于進行“品種修繕”

人工誘變有產(chǎn)生某種“點突變”的特點，它可以只改變品種的某一缺點，而不致?lián)p害或改變該品種的其他優(yōu)良性狀。4.2最適于進行“品種修繕”94.3縮短育種年限園藝植物中的多年生營養(yǎng)系品種，可通過直接處理營養(yǎng)器官，獲得突變體后直接固定進行繁殖推廣。該方法較常見的營養(yǎng)系雜交育種可大大縮短育種年限。4.3縮短育種年限104.4克服遠緣雜交不親和性及改變植物的授粉、受精習(xí)性。電離射線照射花粉可以克服某些遠緣雜交的不親和性；使異花授粉植物的自交不親和變?yōu)樽越挥H和；可使正?？捎闹参镎T變成雄性不育系。4.4克服遠緣雜交不親和性及改變植物的授粉、受精習(xí)性。115.誘變育種的類別5.1物理誘變：利用輻射，誘發(fā)基因突變和染色體變異。5.2化學(xué)誘變：應(yīng)用有關(guān)化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)基因和染色體變異。5.誘變育種的類別12二物理誘變（輻射誘變）二物理誘變（輻射誘變）13誘變育種的輻射種類能量較低的電磁輻射（非電離輻射）電離輻射電磁輻射粒子輻射X射線γ射線帶電粒子不帶電粒子α射線（穿透性弱）β射線（穿透性弱）質(zhì)子中子常見輻射源：誘變育種能量較低電離輻射電磁輻射粒子輻射X射線γ射線帶電粒子141物理誘變的種類1.1紫外線輻射源是紫外光燈，能量和穿透力低，能成功地用于處理花粉粒。以低壓石英水銀燈發(fā)出的紫外線照射效果較好。雖然紫外線穿透力較弱，但易被核酸吸收，能產(chǎn)生較強變異效果。1.2X射線輻射源是X光機。X射線又稱陰極射線，分為硬X射線(波長較短)和軟X射線。育種多用硬X射線。1物理誘變的種類151.3γ射線是一種比X射線波長更短的電離輻射線,輻射源是60Co和137Cs及核反應(yīng)堆。γ射線也是一種不帶電荷的中性射線。應(yīng)用于植物育種的γ射線裝置有γ照射室和γ圃場及鈷人工氣候照射室。各種照射場地均應(yīng)設(shè)置防護墻。1.3γ射線16浙江農(nóng)科院的60Coγ射線種植房

慢照射種植房急照射的照射室結(jié)構(gòu)與種植房相似浙江農(nóng)科院的60Coγ射線種植房慢照射種植房17四川農(nóng)科院的鈷圃全貌（慢照射）四川農(nóng)科院的鈷圃全貌（慢照射）181.4β射線是一束電子流，每個粒子就是一個帶負電荷的電子的射線束，由32P或35S等放射性同位素直接發(fā)生的。透過植物組織能力弱，但電離密度大。通常配成溶液對處理器官或部位進行處理。當(dāng)同位素溶液進入組織和細胞后作為內(nèi)照射而產(chǎn)生誘變作用。1.4β射線191.5中子輻射源為核反應(yīng)堆、加速器或中子發(fā)生器。根據(jù)中子能量大小分為超快中子、快中子、中能中子、慢中子、熱中子。能量從21MeV(百萬電子伏）以上到小于1eV。中子的誘變能力比較強，育種上應(yīng)用較多的是熱中子和快中子。對多數(shù)作物來說，包括蘋果，中子是比X或γ射線射線更有效的誘變劑。1.5中子201.6激光激光的頻率和生物體內(nèi)某種物質(zhì)分子振動頻率相等，產(chǎn)生共振，能量的積累，引起分子內(nèi)化學(xué)鍵斷裂。當(dāng)這一分子與其它分子相互作用時，就會產(chǎn)生新的化學(xué)鍵，從而使化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，引起生物體性狀的變異。利用激光進行誘變育種研究，處理材料可以是植物的干種子或剝?nèi)シN皮的裸胚、幼苗、根尖，也可以是未成熟的花器官、花粉及離體花藥等1.6激光21

1.7離子束注入誘變育種能量為幾十至幾百keV的核能離子通過發(fā)生器注入生物體內(nèi)，在其到達終位前，將同靶材料中的分子、原子發(fā)生一系列的碰撞。通過碰撞、級聯(lián)和反沖碰撞，導(dǎo)致靶原子移位，留下斷鏈或缺陷。目前，離子注入植物品種改良已涉及幾乎所有主要的糧食和經(jīng)濟作物。

1.7離子束注入誘變育種22河南省離子束誘變育種基地4兆伏靜電加速器河南省離子束誘變育種基地4兆伏靜電加速器23離子束誘變在小麥上的應(yīng)用離子束誘變在小麥上的應(yīng)用24

1.8空間誘變育種空間環(huán)境的顯著特點是高真空、微重力和強輻射。我國自1987年以來7次利用返回式衛(wèi)星搭載植物種子，從中獲得了大量的變異類型，涉及到主要糧食及蔬菜作物，并已培育出一些新的突變類型和具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的新品系。1.8空間誘變育種25誘變育種最全課件26福建省農(nóng)科院謝華安院長等通過航天誘變育的Ⅱ優(yōu)航中稻航天南瓜育種福建省農(nóng)科院謝華安院長等通過航天誘變育的Ⅱ優(yōu)航中稻航天南瓜育272、輻射處理的劑量單位和劑量率2.1放射性強度放射性物質(zhì)單位時間內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù)目表示。早期放射性強度以毫居里（mCi）或微居里（μCi）表示，分別相當(dāng)于10-3Ci和10-8Ci。新的照射單位為貝克雷爾（Bq，Beequare），即1Bq/sec≈2.7×10-11Ci。適用于植物體內(nèi)輻射強度的度量（內(nèi)照射）。2、輻射處理的劑量單位和劑量率282.2輻射劑量

指受照射的物質(zhì)每單位質(zhì)量所吸收的能量，即物質(zhì)所吸收的能量/物質(zhì)的質(zhì)量。照射的劑量單位有：照射劑量：早期是倫琴（R），新的照射劑量單位為1庫倫（Coulomb）/kg，1R=2.58×10-4C/kg。照射量率：單位時間內(nèi)的照射量吸收劑量:人類或其他生物體每千克吸收射線輻射能量的數(shù)值

以拉特（Rad）表示，即組織倫琴。新的吸收劑量單位為戈瑞（Gray），1GY=1焦耳

J/千克或100Rad。吸收劑量率：單位時間內(nèi)的吸收劑量粒子注量：中子流量以單位平方厘米的中子數(shù)（n/cm2）表示。

2.2輻射劑量293劑量和劑量率的處理在照射處理時，處理材料在單位時間內(nèi)所受到的劑量過大，可以顯著影響幼苗成活率和生長速度。種子和枝條：半致死劑量（臨界劑量）處理果樹接穗：存活率6成-7成劑量處理，減少盲枝率。組織、器官敏感度不同：根部>枝條>種子；花粉，胚珠>體細胞；綠枝>休眠枝；幼齡植株>老齡植株。3劑量和劑量率的處理304輻射誘變機理4.1物理作用階段生物有機體內(nèi)各種分子發(fā)生電離和激發(fā)，屬于物理學(xué)的反應(yīng)范疇。如出現(xiàn)“光電效應(yīng)”和“康普頓一吳有訓(xùn)效應(yīng)”。4.2物理化學(xué)階段電離效應(yīng)差生的分子重排，形成“離子對”及“自由基”。4.3生物化學(xué)階段自由基攻擊生物大分子DNA，發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)。4.4生物學(xué)階段DNA斷裂、交換、畸變，直接影響了DNA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“直接效應(yīng)”。4輻射誘變機理31染色體在射線作用下，斷裂的頻率增加，斷裂后的染色體重新連接，產(chǎn)生四種染色體結(jié)構(gòu)變異：缺失染色體丟失了帶有基因的片段；重復(fù)染色體個別節(jié)段的增加；倒位正常染色體上的某一節(jié)段發(fā)生斷裂后，倒轉(zhuǎn)180°又重新連結(jié)起來；易位非同源染色體之間交換片段的結(jié)構(gòu)變異。非整倍體引起染色體數(shù)量變異，產(chǎn)生非整倍體。5、輻射對遺傳物質(zhì)的作用-對染色體的作用

染色體在射線作用下，斷裂的頻率增加，斷裂后的染色體重新連接，326、輻射對遺傳物質(zhì)的作用-對DNA的作用

輻射可使A-T，C-G之間的氫鍵斷裂；在1或2個DNA鏈中，糖與磷酸基之間發(fā)生斷裂;同一DNA上相鄰胸腺嘧啶之間形成二聚體；DNA鏈的斷裂和交聯(lián)。6、輻射對遺傳物質(zhì)的作用-對DNA的作用輻射可使A-T，C337植物的輻射敏感性7.1測定輻射敏感性的指標(biāo)植物對輻射的敏感性是指植物體對電離輻射作用的敏感程度。用以衡量敏感性的指標(biāo)，因植物種類、照射方法及研究目的不同而不同。最常用的指標(biāo)有：出苗率、存活率、生長受抑制程度、結(jié)實率、細胞狀態(tài)、染色體畸變率等。7植物的輻射敏感性347.2植物輻射的敏感性差異不同植物輻射敏感性不同豆科植物最敏感，禾本科次之，而十字花科植物則最不敏感。十字花科作物不敏感，主要是種子內(nèi)含有對輻射有屏障作用的丙烯芥子油造成的。不同科、屬、種間敏感性的差異主要來自遺傳物質(zhì)的不同和生理生化特性的差異。通常是染色體大的，DNA含量高的植物輻射敏感性高。7.2植物輻射的敏感性差異35不同品種類型的敏感性差異這種差異比科、屬、種間差異要小。作物的耐輻射（不敏感）程度依次為：雜交種>常規(guī)品種>自交系。不同品種類型的敏感性差異36同種作物的不同發(fā)育期對輻射敏感性的差異休眠種子和枝條不敏感，而萌動種子和發(fā)育中的枝條則敏感。分化成的細胞不敏感，而正在分生中的細胞則敏感。在種子發(fā)育過程中，乳熟期最敏感，蠟熟期次之，完熟期則不敏感同種作物的不同發(fā)育期對輻射敏感性的差異37不同組織和器官敏感性有差異如洋蔥正在生長的根最敏感，休眠鱗莖次之，干種子胚最差，這種差別與植物體內(nèi)的含水量有較大關(guān)系。不同組織和器官敏感性有差異38誘變育種最全課件39誘變育種最全課件40誘變育種最全課件418輻射誘變的方法8.1外照射指放射性元素不進入植物體內(nèi)，而是利用其射線（X射線、射線、中子）照射植物整個器官。這種方法簡便，在誘變育種中比較常用。

8輻射誘變的方法42種子照射可采用干種子、濕種子或萌動的種子進行照射。照射種子操作簡單，體積小，處理數(shù)量多，并易于貯存和運輸

種子照射43花粉照射花粉照射的最大優(yōu)點是很少產(chǎn)生嵌合體，經(jīng)輻射的花粉一旦產(chǎn)生突變，與卵細胞結(jié)合所產(chǎn)生的植株即是異質(zhì)結(jié)合體。照射前使花粉水合或照射未成熟的花粉，能增加誘變劑的效率。

花粉照射44營養(yǎng)器官照射此法多用于無性繁殖的植物作為播種、扦插、嫁接材料的處理。如蔬菜作物中的馬鈴薯塊莖、洋蔥鱗莖、山藥塊根；果樹作物的嫁接接穗、觀賞作物的地下球等。營養(yǎng)器官照射45子房照射照射子房也具有不易產(chǎn)生嵌合體的優(yōu)點，輻射處理子房不僅有可能誘發(fā)卵細胞突變而且可能影響受精作用，誘發(fā)孤雌生殖。對自花授粉植物應(yīng)先去雄，輻射后用正?；ǚ凼诜?。

子房照射46尤其是疊氮化物在一定條件下可獲得較高的突變頻率，而且相當(dāng)安全，無殘毒。20世紀(jì)60年代中期開始在水稻、小麥、大豆等主要作物上利用輻射誘變育成了新品種，在生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。20世紀(jì)70年代后期，植物輻射誘變育種開始應(yīng)用于蔬菜、糖料、瓜果、飼料、藥用和觀賞植物育種。先在低溫（0-10℃）下把種子浸泡在誘變劑中足夠的時間，使誘變劑進入胚細胞中，然后把處理的種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液內(nèi)，在40℃下進行處理以提高誘變劑在種子內(nèi)的反應(yīng)速度。對一些組織致密，有鱗片和茸毛包裹、高度蠟質(zhì)化、角質(zhì)化的器官效果不理想。藥劑在水中不溶解，如硫酸二乙酯溶于70%的酒精，可先用少量酒精溶解后再加水配成所需濃度。在化學(xué)誘變劑處理前，將干種子預(yù)先用水浸泡，可以提高其對誘變的敏感性。將種子、枝條、塊莖等浸入一定濃度的誘變劑溶液中，或?qū)⒅l基部插入溶液，通過吸收使藥劑進入體內(nèi)。對M1植株并應(yīng)實行隔離，使其自花授粉，以免有利突變因雜交而混雜。浙江農(nóng)科院的60Coγ射線種植房在1或2個DNA鏈中，糖與磷酸基之間發(fā)生斷裂;先在低溫（0-10℃）下把種子浸泡在誘變劑中足夠的時間，使誘變劑進入胚細胞中，然后把處理的種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液內(nèi)，在40℃下進行處理以提高誘變劑在種子內(nèi)的反應(yīng)速度。適用于植物體內(nèi)輻射強度的度量（內(nèi)照射）。在種子發(fā)育過程中，乳熟期最敏感，蠟熟期次之，完熟期則不敏感如果以半致死劑量為準(zhǔn)，則處理5000粒種子，可得到2500存活（M1）株。十字花科作物不敏感，主要是種子內(nèi)含有對輻射有屏障作用的丙烯芥子油造成的。一般選取生產(chǎn)上已經(jīng)推廣的高世代優(yōu)良品系作為誘變材料。花粉照射的最大優(yōu)點是很少產(chǎn)生嵌合體，經(jīng)輻射的花粉一旦產(chǎn)生突變，與卵細胞結(jié)合所產(chǎn)生的植株即是異質(zhì)結(jié)合體。法國則誘變成功少粉行道樹優(yōu)良品種“無粉法國梧桐”。20世紀(jì)70年代后期，植物輻射誘變育種開始應(yīng)用于蔬菜、糖料、瓜果、飼料、藥用和觀賞植物育種。因此，選用適宜pH的磷酸緩沖液是確保誘變效果的重要條件。電離效應(yīng)差生的分子重排，形成“離子對”及“自由基”。對一些組織致密，有鱗片和茸毛包裹、高度蠟質(zhì)化、角質(zhì)化的器官效果不理想。2化學(xué)誘變：應(yīng)用有關(guān)化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)基因和染色體變異。人工誘變有產(chǎn)生某種“點突變”的特點，它可以只改變品種的某一缺點，而不致?lián)p害或改變該品種的其他優(yōu)良性狀。早期放射性強度以毫居里（mCi）或微居里（μCi）表示，分別相當(dāng)于10-3Ci和10-8Ci。5影響化學(xué)誘變效應(yīng)的因素其它器官照射由于離體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，采用愈傷組織、單細胞、原生質(zhì)體以及單倍體等材料進行輻射處理，可以避免或減少嵌合體的形成，已日益受到重視。

尤其是疊氮化物在一定條件下可獲得較高的突變頻率，而且相當(dāng)安全478.2內(nèi)照射將輻射源引入到試材內(nèi)部的照射叫內(nèi)照射。這種照射方法的優(yōu)點是不需建造成本很高的設(shè)施，但不足是需要防護條件，易造成環(huán)境污染，處理劑量不易掌握，受一定限制。

8.2內(nèi)照射48浸泡法

將放射性同位素32P、35S等配成一定比例濃度的溶液，浸泡種子或枝芽，使放射性物質(zhì)滲入組織內(nèi)部進行照射。

浸泡法49注射或涂抹法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（如生長點、腋芽、花蕾、芽眼等處）。注射或涂抹法50施肥法將放射同位素的化合物以無機肥（如32P、35S、45Ca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內(nèi)進行處理。注射法用微量注射器將適宜濃度的試劑溶液注入處理部位進行誘變，多用于花蕾、芽、塊莖、鱗莖等試材的處理。

施肥法51三化學(xué)誘變?nèi)瘜W(xué)誘變521化學(xué)誘變劑種類

1.1烷化劑這類試劑的共同特點是攜帶一至多個活躍的烷基，通過“烷化作用”的方式將DNA或RNA分子結(jié)構(gòu)中的H原子置換，從而導(dǎo)致“復(fù)制”或“轉(zhuǎn)錄”過程中“遺傳密碼”的改變，進而發(fā)生變異。1化學(xué)誘變劑種類53誘變育種最全課件541.2核酸堿基類似物這一類化學(xué)物質(zhì)具有與DNA堿基類似的結(jié)構(gòu)，它們可以在不妨礙DNA復(fù)制的情況下，作為組成DNA的成分滲入到DNA分子中去，使DNA復(fù)制時發(fā)生偶然的配對上的錯誤，從而引起有機體的變異。常用的有5-溴尿嘧啶（BU）、5-溴去氧尿核苷（BUdR）、2-氨基嘌呤（AP）、馬來酰肼（MH）等。1.2核酸堿基類似物555-溴尿嘧啶

胸腺嘧啶

2-氨基嘌呤腺嘌呤5-溴尿嘧啶胸腺嘧啶2-氨基嘌呤腺嘌呤561.3抗生素如鏈霉黑素、絲裂霉素C和重氮絲氨酸等?？股仡惖闹饕T變機理是抗生素對DNA核酸酶的破壞作用，影響了DNA合成及分解的有序性，進而造成染色體斷裂。1.3抗生素571.4生物堿常見的有秋水仙堿、石蒜堿、喜樹堿、長春堿等。生物堿誘變作用主要通過影響細胞有絲分裂過程，阻止紡錘絲和赤道板形成，使細胞分裂中期異常停止，抑制rRNA合成及導(dǎo)致染色體畸變等。1.4生物堿581.5其它誘變劑羥胺（NH2OH）、氮蒽、疊氮化鈉（NaN3）等物質(zhì)，均能引起染色體畸變和基因突變。尤其是疊氮化物在一定條件下可獲得較高的突變頻率，而且相當(dāng)安全，無殘毒。

1.5其它誘變劑59誘變育種最全課件602化學(xué)誘變劑的誘變特點2.1能誘發(fā)更多的基因點突變2.2誘變有一定專一性：某些試劑只能在某種作物、某個生長發(fā)育時期、某些DNA片段，甚至某種堿基位點上才起誘變作用。2化學(xué)誘變劑的誘變特點612.3使用方便，成本較低。2.4誘變劑只有滲透到植物組織內(nèi)部才能起作用。對一些組織致密，有鱗片和茸毛包裹、高度蠟質(zhì)化、角質(zhì)化的器官效果不理想。2.3使用方便，成本較低。623.化學(xué)誘變的方法3.1藥劑的配制藥劑在水中不溶解，如硫酸二乙酯溶于70%的酒精，可先用少量酒精溶解后再加水配成所需濃度。適宜pH：許多試劑的水溶液極不穩(wěn)定，易產(chǎn)生水解生成酸性或堿性物質(zhì)而變性。因此，選用適宜pH的磷酸緩沖液是確保誘變效果的重要條件。3.化學(xué)誘變的方法633.3試材預(yù)處理在化學(xué)誘變劑處理前，將干種子預(yù)先用水浸泡，可以提高其對誘變的敏感性。試驗證明，浸泡能提高細胞膜透性，加速誘變劑的吸收，同時使細胞代謝活躍起來，并促進DNA的合成，這個現(xiàn)象稱為水合作用。

3.3試材預(yù)處理643.3藥劑處理方法浸漬法將種子、枝條、塊莖等浸入一定濃度的誘變劑溶液中，或?qū)⒅l基部插入溶液，通過吸收使藥劑進入體內(nèi)。3.3藥劑處理方法65涂抹或滴液法將藥劑溶液涂抹或緩慢滴在植株、枝條或塊莖等處理材料的生長點或芽眼上。注入法用注射器將藥液注入材料內(nèi)，或先將材料人工刻傷成切口，再用浸有誘變劑溶液的棉團包裹切口，使藥液通過切口進入材料內(nèi)部。涂抹或滴液法66熏蒸法在密封的容器內(nèi)使誘變劑產(chǎn)生蒸汽，對花粉等材料進行熏蒸處理。施入法在培養(yǎng)基中加入低濃度誘變劑溶液，通過根部吸收進入植物體。熏蒸法674藥劑處理后的漂洗經(jīng)藥劑處理后的材料必須用清水進行反復(fù)沖洗，使藥劑殘留量盡可能地降低以終止藥劑處理作用。常用的清除劑有硫代硫酸鈉等。4藥劑處理后的漂洗68

5影響化學(xué)誘變效應(yīng)的因素5.1濃度和處理時間考慮低溫低濃度長時間處理，被處理植株成活率高，突變頻率高?？紤]藥劑水解半衰期（如烷化劑），中途添加新溶液進行補充。5影響化學(xué)誘變效應(yīng)的因素695.2處理溫度先在低溫（0-10℃）下把種子浸泡在誘變劑中足夠的時間，使誘變劑進入胚細胞中，然后把處理的種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液內(nèi)，在40℃下進行處理以提高誘變劑在種子內(nèi)的反應(yīng)速度。5.2處理溫度705.3溶液pH及緩沖液的作用由于部分誘變劑在不同的pH條件下發(fā)生不同水解反應(yīng)而在處理效果上出現(xiàn)差異。因此，考慮適度的溶液酸堿度平衡（磷酸緩沖液）是非常必要的。5.4使用安全問題誘變劑都有程度不同的毒性，有的是潛在的致癌劑。因此在處理時應(yīng)該避免與皮膚接觸或吸入它的氣體，一般多在具有通風(fēng)密閉的專用操作平臺并戴乳膠手套進行。5.3溶液pH及緩沖液的作用71四突變體的鑒定、培育和選擇1、有性繁殖植物1.1處理群體大小的確定一般是根據(jù)突變率和M2群體大小來確定處理試材群體大小。像蔬菜等小粒作物，群體應(yīng)在10000株以上。要求M2獲得特定的有益性狀突變體，其頻率是很低的，可能只有萬分之一。如果以半致死劑量為準(zhǔn)，則處理5000粒種子，可得到2500存活（M1）株。如果每株產(chǎn)生20粒種子，則第二代（M2）有5萬株可加以選擇。四突變體的鑒定、培育和選擇1、有性繁殖植物721.2誘變處理后代的選擇M1的種植和選擇以種子為試材的誘變處理為例，將誘變處理的種子，按不同的劑量分別播種稱為M1，不必進行選擇淘汰，全部留種。對M1植株并應(yīng)實行隔離，使其自花授粉，以免有利突變因雜交而混雜。1.2誘變處理后代的選擇73誘變育種最全課件74

M2的種植和選擇根據(jù)M1代的收獲方式相應(yīng)種植成M2代。由于誘變所得的M1常為“嵌合體”，故對M1最好能分穗或分果實分別采收種子，然后每穗（果）分別播種成一個小區(qū)稱為“穗系區(qū)”。由此可見，M2的工作量是輻射育種中最大的一代，為了獲得有利突變，通常M2要有幾萬個植株，每一M1個體的后代（M2）種植20～50株。M2的種植和選擇75及以后各世代的種植和選擇將M2中各變異株分株采種，分別播種一個小區(qū)，稱為株系區(qū)，以進一步分離和選擇，一般在M3就可確定是否真正發(fā)生了突變，且該突變能否遺傳。在M3中鑒定淘汰不良的“株系”，在優(yōu)良的“株系”中再選出最優(yōu)良的單株。將優(yōu)良M3株系中的優(yōu)良單株分株播種成為M4，在其中進一步選擇優(yōu)良的“株系”，優(yōu)良株系升級比較，進行品系比較試驗、生產(chǎn)示范試驗和區(qū)域試驗。及以后各世代的種植和選擇76誘變育種最全課件77誘變育種最全課件782以營養(yǎng)器官（接穗、插條、薯塊等）為試材的種植與選擇處理2.1分離繁殖法根據(jù)實踐經(jīng)驗，果樹休眠芽基部葉原基的葉腋分生組織中細胞很少，輻射處理通?？僧a(chǎn)生較寬的突變扇形體。其初生枝基部腋芽，通過重復(fù)分離繁殖，可以使突變扇形體繼續(xù)生長擴大，這樣有可能將同質(zhì)突變體從嵌合狀態(tài)分離出來。

2以營養(yǎng)器官（接穗、插條、薯塊等）為試材的種植與選擇處理792.2修剪法在分離繁殖的同時結(jié)合進行短截修剪，特別是頂端生長占優(yōu)勢的植物，修剪可以促進基部隱芽萌發(fā)或產(chǎn)生不定芽，有利于內(nèi)部變異體組織暴露出來。2.2修剪法802.3組織培養(yǎng)法誘變處理的材料如果采用組織培養(yǎng)技術(shù)，可以大大提高變異率，而且有可能避免或減少嵌合體干擾，更加徹底地暴露內(nèi)部的變異體組織，提高誘變效果。2.3組織培養(yǎng)法813突變體的鑒定3.1形態(tài)鑒定目測或借助簡單工具進行發(fā)芽率、植株高矮等調(diào)查，記載。3.2細胞學(xué)鑒定用植株的初生根系鑒定染色體的結(jié)構(gòu)變異。3突變體的鑒定82誘變育種最全課件83第八章誘變育種第八章誘變育種841、誘變育種的概念人為利用物理和化學(xué)等因素誘發(fā)作物產(chǎn)生遺傳變異，在短時間內(nèi)獲得有利用價值的突變體，根據(jù)育種目標(biāo)要求，對突變體進行選擇和鑒定，直接或間接地培育成生產(chǎn)上有利用價值新品種的育種途徑。一、誘變育種的概念、特點和類別一、誘變育種的概念、特點和類別85誘變育種的成就日本誘變成功超級矮稈早熟水稻品種“黎明”。法國則誘變成功少粉行道樹優(yōu)良品種“無粉法國梧桐”。澳大利亞則育成不含多種異黃酮配糖體的三葉草品種，使食草類牲畜的繁殖率大大提高。誘變育種的成就86根據(jù)FAO/IAEA聯(lián)合處（1995）和我國（1995）年的不完全統(tǒng)計，已有51個國家在162種植物上育成推廣了1932個品種，其中觀賞植物45種，品種482個，果木20種，品種48個，蔬菜20多個種。根據(jù)FAO/IAEA聯(lián)合處（1995）和我國（1995）年的87我國的主要業(yè)績：1957年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院成立了我國第一個原子能農(nóng)業(yè)利用研究室.20世紀(jì)60年代中期開始在水稻、小麥、大豆等主要作物上利用輻射誘變育成了新品種，在生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。20世紀(jì)70年代后期，植物輻射誘變育種開始應(yīng)用于蔬菜、糖料、瓜果、飼料、藥用和觀賞植物育種。我國38種植物上育成推廣了459個突變品種，其中在月季、菊花、葉子花、荷花、大麗花、美人蕉等物種上育成并通過鑒定了66個商業(yè)化品種，其中主要為菊花22個，月季35個。9個品種獲國家發(fā)明獎，包括：水稻原豐早、棉花魯棉1號、大豆鐵豐18和黑農(nóng)26等我國的主要業(yè)績：883、誘變育種的特點3.1誘變育種誘變效果受到一系列內(nèi)外因素制約，難于實現(xiàn)定向突變。3.2誘變結(jié)果一般局限于個別基因的表型改變。不同材料之間效果差異巨大。一般選取生產(chǎn)上已經(jīng)推廣的高世代優(yōu)良品系作為誘變材料。3、誘變育種的特點893.3誘變條件下突變頻率大幅度增加，但有利突變的幾率低。3.4同源平行變異規(guī)律對指導(dǎo)制定突變體育種目標(biāo)具有重要的意義。3.5誘變育種是無性繁殖園藝植物重要的育種手段。

3.3誘變條件下突變頻率大幅度增加，但有利突變的幾率低。904誘變育種的意義和作用4.1增加變異率，擴大變異譜人工誘變可使突變頻率增加1,000倍左右。變異譜同時也有了很大的差異，豐富作物的“基因庫”，從而擴大了選擇范圍，并提高了選擇效果。4誘變育種的意義和作用914.2最適于進行“品種修繕”

人工誘變有產(chǎn)生某種“點突變”的特點，它可以只改變品種的某一缺點，而不致?lián)p害或改變該品種的其他優(yōu)良性狀。4.2最適于進行“品種修繕”924.3縮短育種年限園藝植物中的多年生營養(yǎng)系品種，可通過直接處理營養(yǎng)器官，獲得突變體后直接固定進行繁殖推廣。該方法較常見的營養(yǎng)系雜交育種可大大縮短育種年限。4.3縮短育種年限934.4克服遠緣雜交不親和性及改變植物的授粉、受精習(xí)性。電離射線照射花粉可以克服某些遠緣雜交的不親和性；使異花授粉植物的自交不親和變?yōu)樽越挥H和；可使正?？捎闹参镎T變成雄性不育系。4.4克服遠緣雜交不親和性及改變植物的授粉、受精習(xí)性。945.誘變育種的類別5.1物理誘變：利用輻射，誘發(fā)基因突變和染色體變異。5.2化學(xué)誘變：應(yīng)用有關(guān)化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)基因和染色體變異。5.誘變育種的類別95二物理誘變（輻射誘變）二物理誘變（輻射誘變）96誘變育種的輻射種類能量較低的電磁輻射（非電離輻射）電離輻射電磁輻射粒子輻射X射線γ射線帶電粒子不帶電粒子α射線（穿透性弱）β射線（穿透性弱）質(zhì)子中子常見輻射源：誘變育種能量較低電離輻射電磁輻射粒子輻射X射線γ射線帶電粒子971物理誘變的種類1.1紫外線輻射源是紫外光燈，能量和穿透力低，能成功地用于處理花粉粒。以低壓石英水銀燈發(fā)出的紫外線照射效果較好。雖然紫外線穿透力較弱，但易被核酸吸收，能產(chǎn)生較強變異效果。1.2X射線輻射源是X光機。X射線又稱陰極射線，分為硬X射線(波長較短)和軟X射線。育種多用硬X射線。1物理誘變的種類981.3γ射線是一種比X射線波長更短的電離輻射線,輻射源是60Co和137Cs及核反應(yīng)堆。γ射線也是一種不帶電荷的中性射線。應(yīng)用于植物育種的γ射線裝置有γ照射室和γ圃場及鈷人工氣候照射室。各種照射場地均應(yīng)設(shè)置防護墻。1.3γ射線99浙江農(nóng)科院的60Coγ射線種植房

慢照射種植房急照射的照射室結(jié)構(gòu)與種植房相似浙江農(nóng)科院的60Coγ射線種植房慢照射種植房100四川農(nóng)科院的鈷圃全貌（慢照射）四川農(nóng)科院的鈷圃全貌（慢照射）1011.4β射線是一束電子流，每個粒子就是一個帶負電荷的電子的射線束，由32P或35S等放射性同位素直接發(fā)生的。透過植物組織能力弱，但電離密度大。通常配成溶液對處理器官或部位進行處理。當(dāng)同位素溶液進入組織和細胞后作為內(nèi)照射而產(chǎn)生誘變作用。1.4β射線1021.5中子輻射源為核反應(yīng)堆、加速器或中子發(fā)生器。根據(jù)中子能量大小分為超快中子、快中子、中能中子、慢中子、熱中子。能量從21MeV(百萬電子伏）以上到小于1eV。中子的誘變能力比較強，育種上應(yīng)用較多的是熱中子和快中子。對多數(shù)作物來說，包括蘋果，中子是比X或γ射線射線更有效的誘變劑。1.5中子1031.6激光激光的頻率和生物體內(nèi)某種物質(zhì)分子振動頻率相等，產(chǎn)生共振，能量的積累，引起分子內(nèi)化學(xué)鍵斷裂。當(dāng)這一分子與其它分子相互作用時，就會產(chǎn)生新的化學(xué)鍵，從而使化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，引起生物體性狀的變異。利用激光進行誘變育種研究，處理材料可以是植物的干種子或剝?nèi)シN皮的裸胚、幼苗、根尖，也可以是未成熟的花器官、花粉及離體花藥等1.6激光104

1.7離子束注入誘變育種能量為幾十至幾百keV的核能離子通過發(fā)生器注入生物體內(nèi)，在其到達終位前，將同靶材料中的分子、原子發(fā)生一系列的碰撞。通過碰撞、級聯(lián)和反沖碰撞，導(dǎo)致靶原子移位，留下斷鏈或缺陷。目前，離子注入植物品種改良已涉及幾乎所有主要的糧食和經(jīng)濟作物。

1.7離子束注入誘變育種105河南省離子束誘變育種基地4兆伏靜電加速器河南省離子束誘變育種基地4兆伏靜電加速器106離子束誘變在小麥上的應(yīng)用離子束誘變在小麥上的應(yīng)用107

1.8空間誘變育種空間環(huán)境的顯著特點是高真空、微重力和強輻射。我國自1987年以來7次利用返回式衛(wèi)星搭載植物種子，從中獲得了大量的變異類型，涉及到主要糧食及蔬菜作物，并已培育出一些新的突變類型和具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的新品系。1.8空間誘變育種108誘變育種最全課件109福建省農(nóng)科院謝華安院長等通過航天誘變育的Ⅱ優(yōu)航中稻航天南瓜育種福建省農(nóng)科院謝華安院長等通過航天誘變育的Ⅱ優(yōu)航中稻航天南瓜育1102、輻射處理的劑量單位和劑量率2.1放射性強度放射性物質(zhì)單位時間內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù)目表示。早期放射性強度以毫居里（mCi）或微居里（μCi）表示，分別相當(dāng)于10-3Ci和10-8Ci。新的照射單位為貝克雷爾（Bq，Beequare），即1Bq/sec≈2.7×10-11Ci。適用于植物體內(nèi)輻射強度的度量（內(nèi)照射）。2、輻射處理的劑量單位和劑量率1112.2輻射劑量

指受照射的物質(zhì)每單位質(zhì)量所吸收的能量，即物質(zhì)所吸收的能量/物質(zhì)的質(zhì)量。照射的劑量單位有：照射劑量：早期是倫琴（R），新的照射劑量單位為1庫倫（Coulomb）/kg，1R=2.58×10-4C/kg。照射量率：單位時間內(nèi)的照射量吸收劑量:人類或其他生物體每千克吸收射線輻射能量的數(shù)值

以拉特（Rad）表示，即組織倫琴。新的吸收劑量單位為戈瑞（Gray），1GY=1焦耳

J/千克或100Rad。吸收劑量率：單位時間內(nèi)的吸收劑量粒子注量：中子流量以單位平方厘米的中子數(shù)（n/cm2）表示。

2.2輻射劑量1123劑量和劑量率的處理在照射處理時，處理材料在單位時間內(nèi)所受到的劑量過大，可以顯著影響幼苗成活率和生長速度。種子和枝條：半致死劑量（臨界劑量）處理果樹接穗：存活率6成-7成劑量處理，減少盲枝率。組織、器官敏感度不同：根部>枝條>種子；花粉，胚珠>體細胞；綠枝>休眠枝；幼齡植株>老齡植株。3劑量和劑量率的處理1134輻射誘變機理4.1物理作用階段生物有機體內(nèi)各種分子發(fā)生電離和激發(fā)，屬于物理學(xué)的反應(yīng)范疇。如出現(xiàn)“光電效應(yīng)”和“康普頓一吳有訓(xùn)效應(yīng)”。4.2物理化學(xué)階段電離效應(yīng)差生的分子重排，形成“離子對”及“自由基”。4.3生物化學(xué)階段自由基攻擊生物大分子DNA，發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)。4.4生物學(xué)階段DNA斷裂、交換、畸變，直接影響了DNA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“直接效應(yīng)”。4輻射誘變機理114染色體在射線作用下，斷裂的頻率增加，斷裂后的染色體重新連接，產(chǎn)生四種染色體結(jié)構(gòu)變異：缺失染色體丟失了帶有基因的片段；重復(fù)染色體個別節(jié)段的增加；倒位正常染色體上的某一節(jié)段發(fā)生斷裂后，倒轉(zhuǎn)180°又重新連結(jié)起來；易位非同源染色體之間交換片段的結(jié)構(gòu)變異。非整倍體引起染色體數(shù)量變異，產(chǎn)生非整倍體。5、輻射對遺傳物質(zhì)的作用-對染色體的作用

染色體在射線作用下，斷裂的頻率增加，斷裂后的染色體重新連接，1156、輻射對遺傳物質(zhì)的作用-對DNA的作用

輻射可使A-T，C-G之間的氫鍵斷裂；在1或2個DNA鏈中，糖與磷酸基之間發(fā)生斷裂;同一DNA上相鄰胸腺嘧啶之間形成二聚體；DNA鏈的斷裂和交聯(lián)。6、輻射對遺傳物質(zhì)的作用-對DNA的作用輻射可使A-T，C1167植物的輻射敏感性7.1測定輻射敏感性的指標(biāo)植物對輻射的敏感性是指植物體對電離輻射作用的敏感程度。用以衡量敏感性的指標(biāo)，因植物種類、照射方法及研究目的不同而不同。最常用的指標(biāo)有：出苗率、存活率、生長受抑制程度、結(jié)實率、細胞狀態(tài)、染色體畸變率等。7植物的輻射敏感性1177.2植物輻射的敏感性差異不同植物輻射敏感性不同豆科植物最敏感，禾本科次之，而十字花科植物則最不敏感。十字花科作物不敏感，主要是種子內(nèi)含有對輻射有屏障作用的丙烯芥子油造成的。不同科、屬、種間敏感性的差異主要來自遺傳物質(zhì)的不同和生理生化特性的差異。通常是染色體大的，DNA含量高的植物輻射敏感性高。7.2植物輻射的敏感性差異118不同品種類型的敏感性差異這種差異比科、屬、種間差異要小。作物的耐輻射（不敏感）程度依次為：雜交種>常規(guī)品種>自交系。不同品種類型的敏感性差異119同種作物的不同發(fā)育期對輻射敏感性的差異休眠種子和枝條不敏感，而萌動種子和發(fā)育中的枝條則敏感。分化成的細胞不敏感，而正在分生中的細胞則敏感。在種子發(fā)育過程中，乳熟期最敏感，蠟熟期次之，完熟期則不敏感同種作物的不同發(fā)育期對輻射敏感性的差異120不同組織和器官敏感性有差異如洋蔥正在生長的根最敏感，休眠鱗莖次之，干種子胚最差，這種差別與植物體內(nèi)的含水量有較大關(guān)系。不同組織和器官敏感性有差異121誘變育種最全課件122誘變育種最全課件123誘變育種最全課件1248輻射誘變的方法8.1外照射指放射性元素不進入植物體內(nèi)，而是利用其射線（X射線、射線、中子）照射植物整個器官。這種方法簡便，在誘變育種中比較常用。

8輻射誘變的方法125種子照射可采用干種子、濕種子或萌動的種子進行照射。照射種子操作簡單，體積小，處理數(shù)量多，并易于貯存和運輸

種子照射126花粉照射花粉照射的最大優(yōu)點是很少產(chǎn)生嵌合體，經(jīng)輻射的花粉一旦產(chǎn)生突變，與卵細胞結(jié)合所產(chǎn)生的植株即是異質(zhì)結(jié)合體。照射前使花粉水合或照射未成熟的花粉，能增加誘變劑的效率。

花粉照射127營養(yǎng)器官照射此法多用于無性繁殖的植物作為播種、扦插、嫁接材料的處理。如蔬菜作物中的馬鈴薯塊莖、洋蔥鱗莖、山藥塊根；果樹作物的嫁接接穗、觀賞作物的地下球等。營養(yǎng)器官照射128子房照射照射子房也具有不易產(chǎn)生嵌合體的優(yōu)點，輻射處理子房不僅有可能誘發(fā)卵細胞突變而且可能影響受精作用，誘發(fā)孤雌生殖。對自花授粉植物應(yīng)先去雄，輻射后用正?；ǚ凼诜邸?/p>

子房照射129尤其是疊氮化物在一定條件下可獲得較高的突變頻率，而且相當(dāng)安全，無殘毒。20世紀(jì)60年代中期開始在水稻、小麥、大豆等主要作物上利用輻射誘變育成了新品種，在生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。20世紀(jì)70年代后期，植物輻射誘變育種開始應(yīng)用于蔬菜、糖料、瓜果、飼料、藥用和觀賞植物育種。先在低溫（0-10℃）下把種子浸泡在誘變劑中足夠的時間，使誘變劑進入胚細胞中，然后把處理的種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液內(nèi)，在40℃下進行處理以提高誘變劑在種子內(nèi)的反應(yīng)速度。對一些組織致密，有鱗片和茸毛包裹、高度蠟質(zhì)化、角質(zhì)化的器官效果不理想。藥劑在水中不溶解，如硫酸二乙酯溶于70%的酒精，可先用少量酒精溶解后再加水配成所需濃度。在化學(xué)誘變劑處理前，將干種子預(yù)先用水浸泡，可以提高其對誘變的敏感性。將種子、枝條、塊莖等浸入一定濃度的誘變劑溶液中，或?qū)⒅l基部插入溶液，通過吸收使藥劑進入體內(nèi)。對M1植株并應(yīng)實行隔離，使其自花授粉，以免有利突變因雜交而混雜。浙江農(nóng)科院的60Coγ射線種植房在1或2個DNA鏈中，糖與磷酸基之間發(fā)生斷裂;先在低溫（0-10℃）下把種子浸泡在誘變劑中足夠的時間，使誘變劑進入胚細胞中，然后把處理的種子轉(zhuǎn)移到新鮮誘變劑溶液內(nèi)，在40℃下進行處理以提高誘變劑在種子內(nèi)的反應(yīng)速度。適用于植物體內(nèi)輻射強度的度量（內(nèi)照射）。在種子發(fā)育過程中，乳熟期最敏感，蠟熟期次之，完熟期則不敏感如果以半致死劑量為準(zhǔn)，則處理5000粒種子，可得到2500存活（M1）株。十字花科作物不敏感，主要是種子內(nèi)含有對輻射有屏障作用的丙烯芥子油造成的。一般選取生產(chǎn)上已經(jīng)推廣的高世代優(yōu)良品系作為誘變材料?；ǚ壅丈涞淖畲髢?yōu)點是很少產(chǎn)生嵌合體，經(jīng)輻射的花粉一旦產(chǎn)生突變，與卵細胞結(jié)合所產(chǎn)生的植株即是異質(zhì)結(jié)合體。法國則誘變成功少粉行道樹優(yōu)良品種“無粉法國梧桐”。20世紀(jì)70年代后期，植物輻射誘變育種開始應(yīng)用于蔬菜、糖料、瓜果、飼料、藥用和觀賞植物育種。因此，選用適宜pH的磷酸緩沖液是確保誘變效果的重要條件。電離效應(yīng)差生的分子重排，形成“離子對”及“自由基”。對一些組織致密，有鱗片和茸毛包裹、高度蠟質(zhì)化、角質(zhì)化的器官效果不理想。2化學(xué)誘變：應(yīng)用有關(guān)化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)基因和染色體變異。人工誘變有產(chǎn)生某種“點突變”的特點，它可以只改變品種的某一缺點，而不致?lián)p害或改變該品種的其他優(yōu)良性狀。早期放射性強度以毫居里（mCi）或微居里（μCi）表示，分別相當(dāng)于10-3Ci和10-8Ci。5影響化學(xué)誘變效應(yīng)的因素其它器官照射由于離體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，采用愈傷組織、單細胞、原生質(zhì)體以及單倍體等材料進行輻射處理，可以避免或減少嵌合體的形成，已日益受到重視。

尤其是疊氮化物在一定條件下可獲得較高的突變頻率，而且相當(dāng)安全1308.2內(nèi)照射將輻射源引入到試材內(nèi)部的照射叫內(nèi)照射。這種照射方法的優(yōu)點是不需建造成本很高的設(shè)施，但不足是需要防護條件，易造成環(huán)境污染，處理劑量不易掌握，受一定限制。

8.2內(nèi)照射131浸泡法

將放射性同位素32P、35S等配成一定比例濃度的溶液，浸泡種子或枝芽，使放射性物質(zhì)滲入組織內(nèi)部進行照射。

浸泡法132注射或涂抹法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（如生長點、腋芽、花蕾、芽眼等處）。注射或涂抹法133施肥法將放射同位素的化合物以無機肥（如32P、35S、45Ca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內(nèi)進行處理。注射法用微量注射器將適宜濃度的試劑溶液注入處理部位進行誘變，多用于花蕾、芽、塊莖、鱗莖等試材的處理。

施肥法134三化學(xué)誘變?nèi)瘜W(xué)誘變1351化學(xué)誘變劑種類

1.1烷化劑這類試劑的共同特點是攜帶一至多個活躍的烷基，通過“烷化作用”的方式將DNA或RNA分子結(jié)構(gòu)中的H原子置換，從而導(dǎo)致“復(fù)制”或“轉(zhuǎn)錄”過程中“遺傳密碼”的改變，進而發(fā)生變異。1化學(xué)誘變劑種類136誘變育種最全課件1371.2核酸堿基類似物這一類化學(xué)物質(zhì)具有與DNA堿基類似的結(jié)構(gòu)，它們可以在不妨礙DNA復(fù)制的情況下，作為組成DNA的成分滲入到DNA分子中去，使DNA復(fù)制時發(fā)生偶然的配對上的錯誤，從而引起有機體的變異。常用的有5-溴尿嘧啶（BU）、5-溴去氧尿核苷（BUdR）、2-氨基嘌呤（AP）、馬來酰肼（MH）等。1.2核酸堿基類似物1385-溴尿嘧啶

胸腺嘧啶

2-氨基嘌呤腺嘌呤5-溴尿嘧啶胸腺嘧啶2-氨基嘌呤腺嘌呤1391.3抗生素如鏈霉黑素、絲裂霉素C和重氮絲氨酸等?？股仡惖闹饕T變機理是抗生素對DNA核酸酶的破壞作用，影響了DNA合成及分解的有序性，進而造成染色體斷裂。1.3抗生素1401.4生物堿常見的有秋水仙堿、石蒜堿、喜樹堿、長春堿等。生物堿誘變作用主要通過影響細胞有絲分裂過程，阻止紡錘絲和赤道板形成，使細胞分裂中期異常停止，抑制rRNA合成及導(dǎo)致染色體畸變等。1.4生物堿1411.5其它誘變劑羥胺（NH2OH）、氮蒽、疊氮化鈉（NaN3）等物質(zhì)，均能引起染色體畸變和基因突變。尤其是疊氮化物在一定條件下可獲得較高的突變頻率，而且相當(dāng)安全，無殘毒。

1.5其它誘變劑142誘變育種最全課件1432化學(xué)誘變劑的誘變特點2.1能誘發(fā)更多的基因點突變2.2誘變有一定專一性：某些試劑只能在某種作物、某個生長發(fā)育時期、某些DNA片段，甚至某種堿基位點上才起誘變作用。2化學(xué)誘變劑的誘變特點1442.3使用方便，成本較低。2.4誘變劑只有滲透到植物組織內(nèi)部才能起作用。對一些組織致密，有鱗片和茸毛包裹、高度蠟質(zhì)化、角質(zhì)化的器官效果不理想。2.3使用方便，成本較低。1453.化學(xué)誘變的方法3.1藥劑的配制藥劑在水中不溶解，如硫酸二乙酯溶于70%的酒精，可先用少量酒精溶解后再加水配成所需濃度。適宜pH：許多試劑的水溶液極不穩(wěn)定，易產(chǎn)生水解生成酸性或堿性物質(zhì)而變性。因此，選用適宜pH的磷酸緩沖液是確保誘變效果的重要條件。3.化學(xué)誘變的方法1463.3試材預(yù)處理在化學(xué)誘變劑處理前，將干種子預(yù)先用水浸泡，可以提高其對誘變的敏感性。試驗證明，浸泡能提高細胞膜透性，加速誘變劑的吸收，同時使細胞代謝活躍起來，并促進DNA的合成，這個現(xiàn)象稱為水合作用。

3.3試材預(yù)處理1473.3藥劑處理方法浸漬法將種