第六章 诱变育种 induced mutation breeding
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第六章 诱变育种 induced mutation breeding. 诱变育种的 概念 、 特点 、和 类 别 辐射育种 化学诱变育种. 诱变育种: 是人为的利用物理和化学等因素诱发作物产生遗传变异,根据育种目标要求,对突变体进行选择和鉴定,培育成新品种的育种途径。. 诱变育种的成就. 1927 年, Muller 在第三次国际遗传学大会论述 X- 射线诱发果蝇产生大量变异,提出诱发突变改良植物; 1934 年, Tollenear 利用 X 射线育成了第一个烟草突变品种 Chlorina ,并在生产上得到了推广。 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第六章 诱变育种induced mutation breeding
诱变育种的概念、特点、和类别辐射育种化学诱变育种
诱变育种:是人为的利用物理和化学等因
素诱发作物产生遗传变异,根据育种目标要求,对突变体进行选择和鉴定,培育成新品种的育种途径。
诱变育种的成就
1927 年, Muller 在第三次国际遗传学大会论述 X- 射线诱发果蝇产生大量变异,提出诱发突变改良植物;
1934 年, Tollenear 利用 X 射线育成了第一个烟草突变品种 Chlorina ,并在生产上得到了推广。
根据 FAO/IAEA 联合处( 1995 )的不完全统计,已有 51 个国家在 162 种植物上育成推广了 1932 个品种,其中观赏植物 45 种,品种 482 个,果木 20 种,品种 48 个,蔬菜 20 多个种。
1957 年,中国农业科学院成立了我国第一个原子能农业利用研究室;
随后各省也相继成立有关研究机构; 20 世纪 60 年代中期开始在水稻、小麦、大豆等主要作
物上利用辐射诱变育成了新品种,在生产上得到了应用。 20 世纪 70 年代后期,植物辐射诱变育种开始应用于蔬
菜、糖料、瓜果、饲料、药用和观赏植物育种。 我国诱变育种 40 多年来取得了很大的成就,据 1995 年
不完全统计,已在 38 种植物上育成推广了 459 个突变品种。我国观赏植物诱变育种,在月季、菊花、叶子花、荷花、大丽花、美人蕉等物种上育成并通过鉴定了 66个商业化品种,其中主要为菊花 22 个,月季 35 个。
诱变育种的特点
* 提高突变率,扩大“变异谱”、创造新类型;* 适于改良品种的某些单一性状;* 育种程序简单,年限短;* 打破性状连锁 , 促进基因重新组合 , 提高重组率 ;* 常与其它育种方法结合使用;* 可改变作物育性。
诱导点突变
与杂交育种相结合与远缘杂交相结合与离体培养相结合
诱变育种的缺陷?
诱变育种的类别
★物理诱变:利用辐射等物理诱变因素。
★化学诱变:应用化学诱变剂 (mutagen)诱发植物产生遗传变异。
第一节 辐射育种
诱变源的种类及特性 辐射诱变的方法 辐射育种程序
诱变源的种类及特性X 射线:辐射源是 X光机。 X射线又称阴极射线,分为软 Χ射线和硬 Χ射线 ,诱变育种一般用硬 Χ射线
γ 射线:辐射源是 60Co 和 137Cs 及核反应堆。 γ射线是一种是一种高能电磁波 ,穿透力强 ,目前常用的照射装置有 :钴室 ,钴圃 ,钴人工气候辐照室 。
β射线:辐射源为 32P 和 35S 。 β射线能量较 Χ、 γ射线低,不宜作外照射的射线源 。
诱变源的种类及特性*中子:辐射源为核反应堆 ,加速器或中子发生器。
*电子束 电子直线加速器产生的高能电子流,具有在 M1代生物损伤小, M2代诱变效率高、突变谱较宽等特点。。
*紫外线 : 辐射源是紫外光灯,能量和穿透力低,多用于处理花粉粒。
诱变育种其它技术诱变育种其它技术
激光辐照诱变育种:在辐射诱变中主要利用波长为 2000~10000 A° 的激光
空间诱变育种:返回式卫星或高空气球 (30~40km ) 搭载植物种子 . 空间环境的特点
高真空、微重力和强辐射
辐射诱变的方法
照射方法: 外照射 内照射
外照射 : 指被照射的种子、球茎、块茎、鳞茎、花粉、植株等所受的辐射来自外部的某一辐射源。
钴室
浙江农科院的 60Coγ 射线种植房
四川农科院的钴圃全貌
根据外照射时间的长短,分为急性照射和慢性照射。
急性照射指采用较高的剂量率进行短时间处理。 慢性照射是在长时间内进行低剂量率的缓慢照射。慢照射比急照射对材料的损伤轻 , 形态畸变少 , 且诱变效果稳
定。
内照射 : 将放射性元素引入植物体内,由它放射出的射线在体内进行照射。目前在育种上应用较少
内照射优点 : 剂量低、持续时间长、多数植物可在生育阶段进行处理等。
方式 : 浸种法 涂抹法 注射法 施入法(饲喂法)
辐射育种的程序
处理材料 ( 部位 ) 的选择 适宜剂量和剂量率的选择 诱变处理后代的选育
处理材料的选择可处理干种子 ,湿种子 ,萌动种子 ,应用较多的是处理干种子。
优点是很少产生嵌合体
一旦获得好的突变体 ,就可直接繁殖利用。
有时可诱发孤雌生殖
1. 种子2. 完整植株3. 花粉4. 子房5. 合子6. 营养器官7. 组织培养物
适宜剂量和剂量率的选择
概念◎ 致死剂量:◎ 半致死剂量:◎ 临界剂量:
剂量的选择原则:◎ 活:后代要有一定的成活植株◎ 变:在一定的成活植株中,有较大的变异效应
影响选择的依据
①不同科、属、种、品种敏感性不同
②不同倍数植物敏感性不同
③不同器官、组织、细胞、成分敏感性不同
④不同发育时期、不同生理状态辐照敏感性不同 幼龄植株 > 老龄植株;未成熟种子 > 成熟种子;萌动芽 > 休眠芽
豆科 > 禾本科 > 十字花科
二倍体 > 多倍体
植株 > 种子;根 > 叶;分生组织 > 其它组织性细胞 > 体细胞;卵细胞 > 花粉细胞;
作物对辐射敏感性的差异
存在嵌合体;
诱变处理后的选育无性繁殖园艺作物后代选择
筛选出优良的变异枝条,无性繁殖形成新的品系。
1. 诱变一代 (M1) 的工作M1 的定义 经过诱变处理的种子或营养器官所长成
的植株或直接处理的植株。
M1 不选择
诱变处理后的选育有性繁殖园艺作物后代选择
M1 不选择的原因: ①M1 存在着生物学损伤,植株生长较差。
② 突变往往发生在个别细胞中,植株是由变异和不变异的细胞组成的嵌合体。
③ 突变多是隐性突变,形态上不易显露出来。
M1 植株隔离自交,使突变基因纯合。单株、单果、或按处理采收种子。
2. M2 是选择的关键世代。
诱变处理后的选育
按 M1 的采种方式种植, M2 代是突变性状显现的时代;
根据育种目标多采用单株选择法。
3. M3 及以后世代的种植与选择( 1 )种植:入选突变株种成株系( 2 )选择:稳定的株系可混收 分离的株系继续选株。
第二节 化学诱变育种
化学诱变的特点 化学诱变源的种类、 化学诱变的方法
一、化学诱变的特点
使用经济方便 有一定的专一性有些化学诱变只限于的特定部位发生变异
二、化学诱变剂的种类
烷化剂(甲基磺酸乙酯( EMS ) ,硫酸二乙酯( DES ) , 甲基磺酸甲酯( MMS ) ,异丙基甲烷磺酸酯( iPMS ) ,芥子气类。)
核酸碱基类似物( 5- 溴尿嘧啶( BU)、 5- 溴去氧尿核苷( BUdR ) )
叠氮化物 嵌入剂 丫啶橙 ,二氨基丫啶无机化合物 H2O2, 亚硝酸等
生物碱 石蒜碱 ,秋水仙碱 , 长春花碱等。
三、化学诱变的方法
药剂的配制和处理方法安全问题
药剂的配制和处理方法
药剂配制:诱变处理时通常先将药剂配成一定浓度的溶液。
药剂处理药剂处理后的漂洗:处理后要用流水冲洗植物材料 10至 30 分钟,防止残存诱变剂对处理材料的损伤。
药剂处理:
浸渍法: 涂抹或滴液法: 注入法:熏蒸法: 施入法:
安全问题
诱变剂都有程度不同的毒性,有的是潜在的致癌剂,因此在处理时避免与皮肤接触或吸入它的气体,一般多在具有通风管密闭条件的超净台上戴乳胶手套进行操作。