植物育种化学诱变

第四节化学诱变育种学习要点：化学诱变剂种类化学诱变的处理方法及其影响因素一、定义

利用化学物质诱导植物发生遗传变异叫化学诱变。利用通过化学诱变产生的变异体培育新品种的育种方法叫做化学诱变育种。化学诱变育种经济方便，某些化学诱变剂对某些植物的诱变作用具有专一性。化学诱变变的作用更多的是诱发基因发生点突变。二、化学诱变剂的种类1、烷化剂：烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、亚硝基烷基化合物、次乙亚胺和环氧乙烷类、芥子气类2、碱基类似物：渗入DNA中，引起错配和变异。胸腺嘧啶T类似物（5-溴尿嘧啶、5-溴去氧尿核苷）；腺嘌呤A类似物（2-氨基嘌呤）；尿嘧啶类似物（马来酰肼）3、叠氮化物例如叠氮化钠（NaN3），是一种具有诱变作用的无机盐，它可与正在复制中的DNA的碱基替换，引起基因的点突变，一般不引起染色体结构变异，是一种诱变率高且安全的诱变剂。4、抗生素例如放线菌素，它可以与DNA结合，从而抑制DNA转录。5、其他例如中草药、羟胺等。可以引起染色体畸变或断裂，可以作为化学诱变剂。三、化学诱变剂的处理方法

配成溶液，大部分为水溶性或，有的药剂在水中不溶解或溶解度很低，需先用其它溶液溶解后再稀释至需要的浓度。如硫酸二乙酯可先用少量70%酒精溶解后再加水稀释。化学诱变剂可处理完整植株、幼苗、种子、花粉、枝条、球茎、鳞茎、块根、块茎、幼胚等，也可应用于离体培养中的各种组织、器官或细胞。1、浸渍法将种子、枝条、块茎等浸入一定浓度的诱变剂溶液中，或将枝条基部插入溶液，通过吸收使药剂进入体内。2、涂抹或滴液法将药剂溶液涂抹或缓慢滴在植株、枝条或块茎等处理材料的生长点或芽眼上。3、注入法用注射器将药液注入材料内，或先将材料人工刻伤成切口，再用浸有诱变剂溶液的棉团包裹切口，使药液通过切口进入材料内部。4、熏蒸法在密封的容器内使诱变剂产生蒸汽，对花粉等材料进行熏蒸处理。5、施入法在培养基中加入低浓度诱变剂溶液，通过根部吸收进入植物体。四、影响化学诱变效果的因素1、前处理用种子、休眠枝、鳞茎等，在诱变处理前，预先用清水浸泡，提高细胞膜的透性。2、后处理使药剂中止处理，最常用的方法是用流水冲洗。一般约需冲洗10-30分钟（最好在±2℃低温下）。另外，为了更好的中止药物的“后效应”，也可根据药剂的化学特性应用一些化学“清除剂”，例如甘氨酸可解除氮芥的作用。3、诱变剂量（1）处理浓度存活率和育性。药剂浓度较高时，应缩短处理时间。（2）处理时间处理时间长短应保证药剂充分作用于处理材料。低浓度长时间处理能得到更高的突变率。有的诱变剂不很稳定，易分解，在进行长时间处理时，应在诱变剂分解1/4时更换一次药液，以保持浓度的相对稳定性。（3）处理温度药剂溶液的温度对药剂的水解速度影响很大。低温下药剂的水解速度减慢，对细胞的有效作用却减弱。高温条件下，药剂对材料的作用加强，但药剂容易分解变性。变低温：先低温（0-10℃）后高温（40℃）。（4）诱变剂溶液的pH值使用一定pH的磷酸缓冲液，可显著提高诱变剂在溶液中的稳定性，浓度不应超过0.1mol/L。第五节理化诱变的特异性及复合处理学习要点：不同诱变方法的特异性一、不同诱变方法的特异性类型辐射诱变化学诱变穿透能力较强差作用机理依靠射线的高能量诱变剂与遗传物质发生反应诱变效果造成染色体断裂随机分布诱变作用有一定专一性，能诱发更多基因点突变诱变成本需专门设施或装置，成本高使用方便，成本低廉二、理化诱变因素的复合处理

在应用射线、中子、激光等处理之后，再用化学诱变剂处理，由于射线改变了生物膜的完整性和渗透性，从而有助于对化学诱变剂的吸收。物理和化学因素的复合处理，能发挥各自的特异性并起到相互配合的作用。目前许多试验证明适宜的理化诱变剂及其剂量组合，具有明显的累加效应或超累加效应（协和效应）第六节诱变材料的培育与选择学习要点：诱变材料的培育选择一、有性繁殖植物1、诱变一代（M1）的培育受诱变处理的植株或由诱变材料发育成的第一代植株叫诱变一代，例如处理种子、枝条长成的植株。

M1是一个混杂的群体，其中有非遗传的生理损伤类型、非变异类型、显性的变异类型、隐性的变异类型。即使是显性变异，往往也是嵌合体。

M1是一个不便比较，不便选择的世代，除少数优良的显性突变进行选择外，一般不淘汰植株。主要任务是通过自花授粉使突变基因纯化，然后单株采收种子。2、诱变二代（M2）的选育

M1收获的种子长成的植株叫M2。

M2一般不继续表现出生理损伤，隐性突变也因基因纯合可以表现出来，嵌合体也不复存在。M2能充分表现出可遗传变异，分离类型丰富，是选择优良变异的关键时期。

M2应与参照对照品种进行单株选择，M2的入选株应单株采种，进入下一轮比较鉴定。在入选株较少的情况下，可以未入选的M2株上遗留一些种子进入下一轮选择。3、M3及以后世代的选择

将M2入选单株的后代分株或株系种植，进行M3株系选择。如果M3已稳定，则可进行品系比较，筛选优良品系。如果M3中仍有分离类型出现，则需继续进行株选，直到选出稳定一致的株系供品系比较试验。二、无性繁殖植物变异后代的选择

无性繁殖植物材料，诱变处理后的变异性状通常在M1就能表现出来，可直接从M1选择优良变异类型。也利用M2的性状分离选择可以选出更多的变异材料。选出的符合育种目标的优良变异材料经进一步比较鉴定后，即可无性繁殖。嵌合体、突变体的分离技术：1、修剪利用反复摘心、修剪，控制顶端优势，促使基部所