诱变育种的特点优秀PPT.ppt

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1、诱变育种诱变育种一、诱变育种的概念和特点一、诱变育种的概念和特点 诱变育种的概念诱变育种的概念 诱诱变变育育种种（induced mutation breeding）是是利利用用理理化化因因素素诱诱发发变变异异，再再通通过过选选择择而而培培育育新新品品种种的的育育种种方法。方法。诱诱变变育育种种特特殊殊适适宜宜改改良良作作物物的的某某些些单单一一性性状状,例例如如变变高高秆秆为为矮矮秆秆,提提早早成熟期成熟期,提高抗病性和蛋白质含量等。提高抗病性和蛋白质含量等。除了诱发和鉴定筛选有利用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的

2、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种相同。诱变育种技术包括诱变因素的利用、供诱变育种的材抖因素的利用、供诱变育种的材抖的选择、诱变剂量的大小、的选择、诱变剂量的大小、M1及及 M2 群体大小、突变体的筛选群体大小、突变体的筛选等环节。等环节。诱变育种的特点：诱变育种的特点：（1 1）突变频率高）突变频率高,变异谱广。变异谱广。（2 2）改改良良作作物物的的个个别别单单一一性性状状比比较较有有效，同时改良多特性状较困难。效，同时改良多特性状较困难。（3 3）能能打打破破性性状状间间的的紧紧密密连连锁锁,促促进进基基因重组。因重组。(4)(4)后代性状稳定快后代性状稳定快,育种

3、年限短。育种年限短。(5)(5)诱诱变变育育种种的的不不足足之之处处是是突突变变的的方方向向和和性性质质目目前前无无法法限限制制,有有益益突突变变的的频频率低。率低。二、物理诱变剂及其处理方法二、物理诱变剂及其处理方法 （一）物理诱变剂的种类物理诱变剂的种类 用用来来诱诱发发植植物物产产生生遗遗传传变变异异的的物物质质叫叫诱诱变变剂剂（mutagen mutagen）。在在自自然然条条件件下下产产生生的的突突变变称称为为自自然然突突变变，利利用用诱诱变变剂剂诱诱发发的的突突变变称称为为人工突变。人工突变。诱变剂通常分为物理诱变剂和化学诱变诱变剂通常分为物理诱变剂和化学诱变剂两大类剂两大类,物理

4、诱变剂主要是各种射线（如物理诱变剂主要是各种射线（如 X X 射线、射线、射线、射线、射线、中子、紫外线等）射线、中子、紫外线等）、微波、激光等（表、微波、激光等（表7-17-1）。育种工作者常用）。育种工作者常用的是的是X X 射线、射线、射线、射线、射线、中子。射线、中子。（二）物理诱变剂处理方法（二）物理诱变剂处理方法1、诱变处理的材料：、诱变处理的材料：a种子种子 b绿色植株绿色植株 c花粉花粉 d子房子房 e合子和胚细胞合子和胚细胞 f养分器养分器官官 h离体培育中的细胞和组织。离体培育中的细胞和组织。2、处理的方法：、处理的方法：a、外照射、外照射b、内照射（浸泡法、注入法、施入、

5、内照射（浸泡法、注入法、施入法、合成法）法、合成法）（三）诱变处理的剂量（三）诱变处理的剂量 1 1、作物对辐射的敏感性、作物对辐射的敏感性 作物对辐射的敏感性是指生物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确体、组织、细胞或细胞内含物在确定剂量的射线照射下，在形态和机定剂量的射线照射下，在形态和机能上发生相应变更的大小。目前常能上发生相应变更的大小。目前常用来测定辐照敏感性的指标有：用来测定辐照敏感性的指标有：生长受抑制的程度；生长受抑制的程度；植株成植株成活率；活率；植株不育程度；植株不育程度；幼苗根幼苗根尖和幼芽细胞分裂时染色体畸变率，尖和幼芽细胞分裂时染色体畸变率，常用微

6、核细胞率作指标；常用微核细胞率作指标；以细胞以细胞分裂期间细胞核体积、染色体体积分裂期间细胞核体积、染色体体积作指标。作指标。A A、不同作物和品种对辐射敏感性差异、不同作物和品种对辐射敏感性差异很大。很大。大豆、豌豆、蚕豆等豆科作物大豆、豌豆、蚕豆等豆科作物以及玉米和黑麦对辐射最敏感；水稻、以及玉米和黑麦对辐射最敏感；水稻、大麦、小麦等禾本科及棉花次之；油大麦、小麦等禾本科及棉花次之；油菜等十字花科作物和红麻、亚麻、烟菜等十字花科作物和红麻、亚麻、烟草最顿感草最顿感,粳稻较籼稻品种敏感。粳稻较籼稻品种敏感。B B、作物的器官、组织以及发育时间、作物的器官、组织以及发育时间和生理状况不同，其敏

7、感性也不同。和生理状况不同，其敏感性也不同。分生组织较其他组织敏感，细分生组织较其他组织敏感，细胞核较细胞质敏感，性细胞较体细胞核较细胞质敏感，性细胞较体细胞敏感，卵细胞较花粉敏感，幼苗胞敏感，卵细胞较花粉敏感，幼苗较成株敏感，分蘖前期特殊敏感，较成株敏感，分蘖前期特殊敏感，其次是减数分裂和抽穗期，未成熟其次是减数分裂和抽穗期，未成熟种子较成熟的敏感；萌动种子较休种子较成熟的敏感；萌动种子较休眠种子敏感等眠种子敏感等C C、处理前后的环境条件也影响、处理前后的环境条件也影响诱变效果。诱变效果。种子含水量是影响诱变种子含水量是影响诱变效果的主要因素之一。水稻效果的主要因素之一。水稻种子含水量高于

8、种子含水量高于17%17%或低于或低于10%10%时较敏感，含水量在时较敏感，含水量在11%-11%-14%14%之间的一般不敏感。之间的一般不敏感。诱变效果与剂量是成比诱变效果与剂量是成比例的，剂量过高会杀死大例的，剂量过高会杀死大量细胞或生物体，或产生量细胞或生物体，或产生较多的染色体畸变；过低较多的染色体畸变；过低则产生突变体太少。则产生突变体太少。2 2、剂量单位、剂量单位吸吸取取剂剂量量（D D）定定义义为为在在受受照照射射物物体体某某一一点点上上单单位位质质量量中中吸吸取取的的能能量量。吸吸取取剂剂量量的的国国际际专专用用单单位位为为戈戈瑞瑞（GrayGray）辐辐射射剂剂量量 (

9、X(X)定定义义为为 X X 或或射射线线在在标标准准条条件件下下单单位位质质量量的的干干燥燥空空气气中中所所产产生生的的电电荷荷（同同一一符符号号的的）。辐辐射射剂剂量量的的国国际际专专用用单单位位是是库库仑仑 /公斤（公斤（C/kg C/kg）剂剂量量率率 有有吸吸取取剂剂量量率率 (D(D)和和照照射射剂剂量量率率 (X)(X)之之分分。吸吸取取剂剂量量率率是是指指单单位位时时间间内内受受照照射射物物体体所所吸吸取取的的剂剂量量,单单位位有有戈戈/小小时时、戈戈/分分和和戈戈/秒秒。照照射射剂剂量量率率是是指指单单位位时时间间内内所所测测干干燥燥空空气气受受照照射射的的剂剂量量 ,单位是

10、库伦单位是库伦/千克千克秒等秒等 放放射射性性强强度度 指指放放射射性性同同位位素素单单位位时时间间内内的的核核衰衰变变次次数数,现现国国际际制制专专用用单单位位为为贝贝可可(Bg),(Bg),原单位为居里（原单位为居里（Ci Ci）积积分分通通量量 又又称称中中子子流流量量,指指每每平平方方厘厘米的中子数米的中子数(中子数中子数/厘米厘米2)2)三、化学诱变剂及其处理方法三、化学诱变剂及其处理方法 1、化学诱变剂的类别：、化学诱变剂的类别：烷化剂烷化剂 指具有烷化功能的化合物指具有烷化功能的化合物叠氮化物叠氮化物 是一种动植物的呼吸抑制剂，是一种动植物的呼吸抑制剂，它可使复制中的它可使复制中

11、的DNA碱基发生替换，碱基发生替换，是目前诱变率高而平安的一种诱变剂。是目前诱变率高而平安的一种诱变剂。碱基类似物碱基类似物 是与是与DNA碱基的化学结碱基的化学结构相类似的一种物质，切能与构相类似的一种物质，切能与DNA结结合，又不阻碍合，又不阻碍DNA的复制。的复制。2、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，简洁引起生活力和可育性下降。化学诱变剂处理方法化学诱变剂处理方法 处处理理种种子子时时：浸浸泡泡种种子子 处处理理的的种种子子 冲洗种子冲洗种子 播种播种 处处理

12、理小小麦麦花花粉粉,可可接接受受在在开开花花前前将将穗穗头头剪剪下下,投投入入诱诱变变剂剂溶溶液液中中,使使其其吸吸取取确确定定量量的的诱诱变变剂剂,待待其其开开花花时时收收集集花粉花粉,供授粉用。供授粉用。浸浸泡泡法法、滴滴液液法法、注注射射涂涂抹抹法法、熏熏蒸法。蒸法。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,药物对细胞的损害轻,可以提高存活率和突变率,且低温可以使药物保持稳定性。诱变处理后代选育诱变处理后代选育 M1 M1 经诱变处理后的种子经诱变处理后的种子长成的植株或干脆处理的植株等称长成的植株或干脆处理的植株等称诱变一代，用诱变一代，用M1

13、 M1 表示。表示。M1M1可按处可按处理剂量分别播种理剂量分别播种(密播密播)。细心。细心培育和管理以提高存活率。培育和管理以提高存活率。M1 M1 代代的变异除了可遗传的基因突变和染的变异除了可遗传的基因突变和染色体畸变外色体畸变外,主要为生理损伤主要为生理损伤,因此因此一般不加选择。单株或单穗收获。一般不加选择。单株或单穗收获。M2 依据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依次种成株行或穗行。M2代是诱变处理后分别最大、变异类型最多的一个世代,为使突变体得到充分表现,应有确定的行距和株距，并要求地力匀整、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代不特殊选择,只留意选留那些与原品种性状差异小,长势旺的单株或群体,以后世代再确定取舍。M3以及以后世代 M3 仍按材料、处理剂量等依次排列种植株行。M3代分别以微突变为主,是选择微突变的关键世代。M3的选择转向以群体选择为主,凡表现稳定突变系可混收留种,而仍有分别的系统则可选留单株,下代接着选择和鉴定。M3以后的选育方法以及试验程序与杂交育种相同。