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第六章 诱变育种 induced mutation breeding

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。

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第六章 诱变育种 induced mutation breeding

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. 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：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。

  3. 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。

  4. 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；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。 Back

  5. 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？ Back

  6. 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。 Back

  7. 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

  8. 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 。

  9. 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。

  10. 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 Back

  11. 辐射诱变的方法 • 照射方法： • 外照射 • 内照射 Back

  12. 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。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

  13. 浙江农科院的60Coγ射线种植房

  14. 四川农科院的钴圃全貌

  15. 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。 Back

  16. 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: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） Back

  17. 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 Back

  18. 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。 1.种子 2.完整植株 优点是很少产生嵌合体 有时可诱发孤雌生殖 3.花粉 4.子房 5.合子 一旦获得好的突变体,就可直接繁殖利用。 6.营养器官 7.组织培养物 Back

  19. 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

  20. 幼龄植株>老龄植株；未成熟种子>成熟种子；萌动芽>休眠芽幼龄植株>老龄植株；未成熟种子>成熟种子；萌动芽>休眠芽 作物对辐射敏感性的差异 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 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； Back

  21. 诱变处理后的选育 无性繁殖园艺作物后代选择 • 存在嵌合体； 筛选出优良的变异枝条，无性繁殖形成新的品系。

  22. 诱变处理后的选育 有性繁殖园艺作物后代选择 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

  23. M1不选择的原因： ① M1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。

  24. 诱变处理后的选育 2. M2是选择的关键世代。 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。 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。 Back

  25. 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 返回

  26. 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 返回

  27. 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。

  28. 三、化学诱变的方法 • 药剂的配制和处理方法 • 安全问题 返回

  29. 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。 返回

  30. 药剂处理： • 浸渍法： • 涂抹或滴液法： • 注入法： • 熏蒸法： • 施入法： 返回

  31. 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。 返回

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