作物育种学总论第7章第七章诱变育种

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1、2022-4-7共35页1第七章第七章 诱变育种诱变育种Induced Mutation Breeding诱变育种及其特点诱变育种及其特点理化诱变剂的处理方法理化诱变剂的处理方法化学诱变剂种类及其诱变机理化学诱变剂种类及其诱变机理诱变后代处理方法诱变后代处理方法本章重难知识点本章重难知识点2022-4-7共35页2 一、概念：一、概念： 诱变育种诱变育种-利用利用物理物理或或化学化学因素因素诱发诱发植物发生植物发生可遗传的变异可遗传的变异，然后根据育种目，然后根据育种目标进行选择，标进行选择，进进而育成新品种或获得新的而育成新品种或获得新的遗传资源遗传资源的育种方法的育种方法。第一节、诱变育种

2、发展简史第一节、诱变育种发展简史2022-4-7共35页3二、物理诱变发展简史：二、物理诱变发展简史：1.1.1927年：年：Muller. X射线射线诱发果蝇产生大量变异；诱发果蝇产生大量变异；2. 1928年年: Stadler报道报道X射射线和镭对玉米和大麦有诱变线和镭对玉米和大麦有诱变效应效应;3. 1930年：利用辐射得到了有实用价值的硬年：利用辐射得到了有实用价值的硬秆、密穗大麦突变体。秆、密穗大麦突变体。4. 2022-4-7共35页4 5. 19421942年：年：FreisiebenFreisieben和和LeinLein首先应用首先应用诱变方法改良大麦白粉病，并提出育种程诱

3、变方法改良大麦白粉病，并提出育种程序，但由于战争影响，研究未继续开展序，但由于战争影响，研究未继续开展 6. 19421942年前后：年前后： Nilson-Ehle Nilson-Ehle 和和GustafssonGustafsson系统研究了物理诱变育种的最系统研究了物理诱变育种的最佳条件佳条件 7. 19581958年和年和19601960年：年： Nilson-Ehle Nilson-Ehle 和和GustafssonGustafsson用用X X射线处理大麦射线处理大麦BounsBouns，育成，育成了早熟品种了早熟品种PalasPalas和和MariMari2022-4-7共35页

4、58. 9. 2022-4-7共35页619431943年：年：OehlkersOehlkers用乌来糖诱发月见用乌来糖诱发月见草、百合及凤玲草染色体畸变；草、百合及凤玲草染色体畸变；19431943年：年：AuerbachAuerbach，RobsonRobson发现第一发现第一个诱变剂个诱变剂- -芥子气；芥子气；三、化学诱变发展简史：三、化学诱变发展简史：2022-4-7共35页7四、诱变育种成就四、诱变育种成就2022-4-7共35页8诱变诱变农作物农作物观赏作物观赏作物共计共计射线射线7290162X X射线射线45111156热中子热中子15722快中子快中子7411化学诱变剂化学

5、诱变剂19221复合处理复合处理8614间接利用间接利用1059114不明不明9918共计共计2802385182022-4-7共35页9 始于始于19601960年，到年，到19891989年为年为止，止，2929个不同作物育成个不同作物育成325325个推广品种，总推广面积个推广品种，总推广面积1.41.4亿亩，其中小麦品种山亿亩，其中小麦品种山农辐农辐6363，曾达到，曾达到13001300万亩；万亩；鲁棉鲁棉1 1号达号达30003000万亩以上。万亩以上。2022-4-7共35页102022-4-7共35页11 诱变育种中常用的辐射种类诱变育种中常用的辐射种类 电离辐射电离辐射 能量

6、较低的电磁辐射能量较低的电磁辐射 粒子辐射粒子辐射 电磁辐射电磁辐射 紫外线紫外线 不带电粒子不带电粒子 带电粒子带电粒子 射线射线 X X射线射线 中子中子 质子质子 射线射线 射线射线2022-4-7共35页12 种子、植株、花粉粒、种子、植株、花粉粒、子房、配子、合子、胚子房、配子、合子、胚胎、无性繁殖器官，胎、无性繁殖器官，其其中种子最为常用中种子最为常用 2022-4-7共35页13 A A 剂量率剂量率( (dose rate):dose rate): 单位时间内所吸收的剂量。单位时间内所吸收的剂量。2022-4-7共35页142022-4-7共35页152022-4-7共35页1

7、62022-4-7共35页17 1 1）外照射：外照射：受照射的植物体所接受的受照射的植物体所接受的辐射来自植物体外部的辐射源。辐射来自植物体外部的辐射源。X X射线、射线、 射线、射线、中子源等。中子源等。 2 2）内照射：内照射：将照射源引入被照有机体将照射源引入被照有机体内进行辐射。内进行辐射。3232P P、3535S S、131131I I、1414C C、3 3H H、NaNa2 2H H3232POPO4 4。一般采用注射法、浸泡法。一般采用注射法、浸泡法 2022-4-7共35页182022-4-7共35页193 3）代谢紊乱）代谢紊乱2022-4-7共35页20 1 1）辐射

8、对染色体的作用：）辐射对染色体的作用： 增加染色体断裂的频率，产生缺失、增加染色体断裂的频率，产生缺失、重复、倒位、易位等染色体结构变异重复、倒位、易位等染色体结构变异 2 2）电离发生对）电离发生对DNADNA的作用：的作用： 经射线处理后的经射线处理后的DNADNA分子，核酸碱基分子，核酸碱基发生化学变化发生化学变化2022-4-7共35页21一一 化学诱变剂的种类及其诱变作用：化学诱变剂的种类及其诱变作用：具有烷化功能的化合物，带有一个或多具有烷化功能的化合物，带有一个或多个活性烷基（个活性烷基（CH3，C2H5），可置换碱），可置换碱基中的氢原子。基中的氢原子。2022-4-7共35页

9、222022-4-7共35页232022-4-7共35页24四、化学诱变剂处理方四、化学诱变剂处理方法法 2022-4-7共35页251 1 处理材料处理材料1) 1) 具个别缺点具个别缺点, ,但综合性状良好的品种但综合性状良好的品种2) 2) 杂种、杂交后代杂种、杂交后代3) 3) 单倍体或多倍体单倍体或多倍体2 2 处理部位处理部位 种子；绿色植株；花粉种子；绿色植株；花粉; 子房子房; 合子；合子；营养器官；培养细胞或组织营养器官；培养细胞或组织2022-4-7共35页262022-4-7共35页27l诱变一代（诱变一代（M M1 1）：经过诱变处理的种子或）：经过诱变处理的种子或营养

10、器官所长成的植株或直接处理的植株营养器官所长成的植株或直接处理的植株l适当密植，减少分蘖，多获得适当密植，减少分蘖，多获得M M1 1的主穗的主穗lM M1 1代一般不进行选择与淘汰代一般不进行选择与淘汰lM M1 1代分株或分穗收获脱粒代分株或分穗收获脱粒2022-4-7共35页28l种植方法：穗行法或株行法；混合种植法种植方法：穗行法或株行法；混合种植法l播种方式：单粒点播、稀条播或稀撒播播种方式：单粒点播、稀条播或稀撒播l选择方法：选择方法：定向选择：即按原育种目标制订的突变类型进行选定向选择：即按原育种目标制订的突变类型进行选择。如早熟、矮秆等。择。如早熟、矮秆等。不定向选择：即凡有育

11、种意义的，与原始亲本类型不定向选择：即凡有育种意义的，与原始亲本类型不同的突变性状都予以选择。不同的突变性状都予以选择。l收获方法：对突变株分单株收获，单株脱粒收获方法：对突变株分单株收获，单株脱粒2022-4-7共35页292022-4-7共35页30三、诱变育种的特点三、诱变育种的特点1 1、提高突变频率，扩大变异谱，、提高突变频率，扩大变异谱，创造新类型创造新类型 诱变后的突变频诱变后的突变频率可比自然界的率可比自然界的突变频率提高突变频率提高100100倍以上，甚倍以上，甚至至10001000倍以上。倍以上。无毒素的香豌豆无毒素的香豌豆 诱变突变体诱变突变体2 2、能有效地改变品种的某

12、些单一性状，、能有效地改变品种的某些单一性状，而保持其他优良性状不变。而保持其他优良性状不变。 3 3、简单易行、简单易行, ,诱变后代分离少，稳诱变后代分离少，稳定较快，育种年限短定较快，育种年限短 4 4 诱变的方向无法有效控制，有利突变诱变的方向无法有效控制，有利突变率不高。率不高。2022-4-7共35页36与杂交育种相结合：与杂交育种相结合：将突变性状转到另一将突变性状转到另一品种，突变体之间杂交可创造更优异品种品种，突变体之间杂交可创造更优异品种 与组织培养结合：与组织培养结合：诱变处理植物组织和细诱变处理植物组织和细胞离体培养过程可发现变异胞离体培养过程可发现变异与远缘杂交结合：与远缘杂交结合：通过花粉处理，可克服通过花粉处理，可克服不亲和、提高结实，使远缘杂交获得成功不亲和、提高结实，使远缘杂交获得成功 DNADNA分子标记与突变体的筛选和鉴定分子标记与突变体的筛选和鉴定