诱变育种.ppt

7.1 诱变育种的概念和特点 7.1.1 诱变育种的概念,诱变育种（induced mutation breeding） 是指用物理或化学因素诱发染色体畸变、基因突变、组跑质突变等改良作物品种。 诱变育种特别适宜改良作物的某些单一性状,例如变高秆为矮秆,提早成熟期,提高抗病性和蛋白质含量等。,第七章 诱变育种,除了诱发和鉴定筛选有利用价值的突变体外，作物诱变育种的其他方法程序基本上与常规育种相同。诱变育种技术包括诱变因素的利用、供诱变育种材抖的选择、诱变剂量的大小、 M1及 M2 群体大小、突变体的筛选等环节。,7.1.2 诱变育种的特点,（1）突变频率高,变异谱广 （2）可有效的改良作物的个别单一性状 （3）能打破性状间的紧密连锁,促进基因重组 (4) 后代性状稳定快,可以缩短育种年限 (5) 诱变育种的不足之处是突变的方向和性质目前无法控制,有益突变的频率低,7.2.1 物理诱变剂的种类,用来诱发植物产生遗传变异的物质叫诱变剂（mutagen ）。在自然条件下产生的的突变称为自然突变，利用诱变剂诱发的突变称为人工突变。 诱变剂通常分为物理诱变剂和化学诱变剂两大类 , 物理诱变剂主要是各种射线（如 X 射线、射线、射线、中子、紫外线等）、微波、激光等。育种工作者常用的是X 射线、射线、射线、中子。,7.2 物理诱变剂及其处理方法,7.2.2 诱变处理的剂量单位,吸收剂量（D） 定义为在受照射物体某一点上单位质量中吸收的能量。单位为戈瑞（Gy） 辐射剂量 (X ) 定义为 X 或射线在标准条件下单位质量的干燥空气中所产生的电荷。单位是库仑 / 公斤 C/kg 剂量率有吸收剂量率 (D )和照射剂量率 (X)之分。吸收剂量率是指单位时间内受照射物体所吸收的剂量,单位有戈/小时、分和秒。照射剂量率是指单位时间内所测干燥空气受照射的剂量 , 单位是库伦/千克秒等 放射性强度 指放射性同位素单位时间内的核衰变次数,现国际制专用单位为贝可 (Bg), 原单位为居里（Ci ）,7.2.3 作物对辐射的敏感性,作物对辐射的敏感性是指生物体、组织、细胞或细胞内含物在一定剂量的射线照射下，在形态和机能上发生相应变化的大小。 目前常用来测定辐照敏感性的指标有：生长受抑制的程度。常以苗高降低到对照的一半所需的剂量，即半致矮剂量（D50）表示；植株成活率。辐照后能达到开花结实完成生命周期植株的百分数 , 以植株存活一半的剂量,即半致死剂量 (LD50) 表示；植株不育程度。一般以花粉败育或结实率的高低和不育株所占百分率表示；幼苗根尖和幼芽细胞分裂时染色体畸变率，常用微核细胞率作指标；以细胞分裂期间细胞核体积、染色体体积作指标。,作物对辐射的敏感性的大小顺序是： 不同科、属、种和品种的辐射敏感性不同。 作物的不同器官、组织以及发育时间和生理状况，其敏感性也不同。 处理前后的环境条件影响诱变效果：）种子含水量是影响诱变效果的主要因素之一；）辐射处理时的外界条件（如氧气、温度、光照）以及处理后的贮存时间条件对诱变效应均有影响； ）照射后种子贮存时间的长短会影响种子的生活力，所以一般都在处理后尽早播种； ）在照射处理时所应用的照射剂量因作物种类、处理材料（种子、植株或花粉）均有所不同。,7.2.4 诱变处理的材料,诱变处理的材料通常选用本地区大面积推广应用的适应性和综合性状良好, 而某些性状需要改良的品种。但是为了同时改良多种性状则以杂交后代为材料的效果好 , 用诱变因素处理杂种, 不仅可以提高突变频率, 扩大其后代的变异幅度, 而且能够打破不利的基因连锁, 促进基因重组。 诱变处理的对象一般为种子, 但突变率较低,为了提高诱变频率还可处理萌动的种子、幼苗、孕穗期植株、雌雄配子、合子等。其中以处理配子和合子的效果较好, 特别是配子处理最有采用价值。,7.2.5 物理诱变处理的方法,物理诱变处理的方法分外照射和内照射两种。 外照射指种子等所受的辐射来自外部的辐射源。 内照射是利用放射性同位素32P、35S 、14C 的化合物, 配成溶液浸渍种子或使作物吸收, 或注射茎部。,7.2.6 诱变处理的剂量,各种诱变处理以采用中等到低的剂量为好。对于多倍体的小麦应该避免采用高剂量的诱变，以使处理后代中有更多的单一位点突变体, 各种诱变因素的适宜诱变剂量如表7-2、表7-3,7.3.1 化学诱变剂的类别,烷化剂 指具有烷化功能的化合物 叠氮化物 是一种动植物的呼吸抑制剂，它可使复制中的DNA碱基发生替换，是目前诱变率高而安全的一种诱变剂。 碱基类似物 是与DNA碱基的化学结构相类似的一种物质，切能与DNA结合，又不妨碍DNA的复制。,7.3 化学诱变剂及其处理方法,化学诱变剂的特点有： 诱发突变率较高，而染色体畸变较少。 对处理材料损伤轻，有的化学诱变剂只限于DNA的某些特定部位。 大部分有效的化学诱变剂较物理诱变剂的生物损伤大，容易引起生活力和可育性下降。,7.3.2 化学诱变剂处理方法,处理种子时：浸泡种子冲洗种子播种 处理小麦花粉,可采用在开花前将穗头剪下, 投入诱变剂溶液中 , 使其吸收一定量的诱变剂 , 待其开花时收集花粉,供授粉用。 化学诱变的效应与其浓度、温度、处理的持续时间有关。通常用低温度、低浓度、长时间处理, 药物对细胞的伤害轻,可以提高存活率和突变率,且低温可以使药物保持稳定性。,7.4 诱变处理后代选育,M1 经诱变处理后的种子长成的植株或直接处理的植株等称诱变一代，用M1 表示。M1可按处理剂量分别播种 ( 密播 )。精心培育和管理以提高存活率。M1 代的变异除了可遗传的基因突变和染色体畸变外,主要为生理损伤,因此一般不加选择。单株或单穗收获。,M2 按照M1代收获种子的方式 ( 单株、单穗 )以及处理材料和剂量的不同顺序种成株行或穗行。M2代是诱变处理后分离最大、变异类型最多的一个世代,为使突变体得到充分表现, 应有一定的行距和株距，并要求地力均匀、精细管理。M2代应具有较大的群体。M2代是选择的关键世代, 这一世代即可出现大突变 ( 如早熟性、矮杆性),又可出现微突变（如产量、品质等）。但以对大突变的选择为主,大突变表现明显,可在单株水平上察觉。对大突变在M2代要进行严格的单株选择。小突变一般在单株水平上不易识别,因此M2代不特别选择,只注意选留那些与原品种性状差异小,长势旺的单株或群体,以后世代