首页分享植物诱变育种的历史与现状.docx

植物诱变育种的历史与现状.docx

来源：花匠小妙招时间：2025-06-29 07:40

植物诱变育种的历史与现状 1 植物诱变的应用在自然条件下，植物本身的自发突变是由于外部环境的变化和遗传结构的不稳定性。然而，这种突变的频率很低，不同植物种类和基因的差异也存在。一般来说,单个植株发生突变的频率介于千分之一至万分之一之间,单个基因则介于十万分之一至百万分之一之间,因而物种表现为相对的稳定和一致。自然界中大量存在的遗传差异是物种内变异长期积累的结果。但是,从20世纪以来,人类逐渐掌握了各种创造植物突变的手段,从而大大丰富了物种的遗传变异范畴,为植物遗传学研究和作物育种奠定了坚实的物质基础。利用具有辐射能的各种射线或化学诱变剂诱发植物的基因突变或染色体结构变异、倍性变异,可使突变频率提高千倍以上,从而使人们定向地创造和筛选变异成为可能。诱变还能增加突变类型,扩大突变范围,能出现自发突变所没有出现的新类型。最早发现诱变作用的是Muller(1927)用X射线照射果蝇实验,随后X射线被广泛应用于动植物和微生物的诱变。随着核技术及其应用研究的不断发展,许多有效的诱变源如γ射线、快中子和慢中子等被大量应用于诱变处理。 Ochlkers(1943)用脲烷处理月见草等植物能够诱发染色体畸变标志着化学诱变的开始。化学诱变剂是一些分子结构不太稳定的化合物,如EMS(甲基黄酸乙酯)、Na N3(叠氮化钠)等烷化剂的诱变效果非常好。大量实践证明,植物诱变技术在创造新种质、新材料,以及解决育种中某些特殊问题,培育植物新品种等方面具有独特的作用。 20世纪20年代到40年代,在先后肯定了X射线和化学药剂的一定诱变作用后,诱变育种工作逐步开展起来。据Maluszynski(1995)等报道,全世界已有50多个国家利用诱变技术在154种植物上育成了1737个品种。我国诱变育种起步于50年代后期,经过40年的发展,诱变育成的品种数量和种植面积均居世界首位。据不完全统计,至1994年底,我国已在40多种植物上育成了430多个优良突变品种,种植面积达900万公顷以上,创造了巨大的社会效益和经济效益。航天育种起步于20世纪60年代,目前世界上只有中国、俄罗斯和美国3个国家成功地进行了卫星搭载航天育种,我国进行了较全面的研究和应用,航天育种研究已达到世界先进水平。1987年我国开始将农作物种子搭载卫星上天。在此后的10多次航天搭载育种中,共搭载了包括粮食作物、经济作物、蔬菜、花卉、微生物菌株等800多个品种,经全国23个省市109个科研和生产单位的农业专家和技术人员的试验选育,取得了可喜成果,培育出了一批高产、优质的粮食、蔬菜新品系,也从中获得了一些对产量有突破性影响的罕见突变株。经过地面选育试种,使农作物产量提高8%~20%,水稻蛋白质含量提高8%~12%,青椒的维生素C含量提高15%~20%,农作物抗旱、抗涝、抗病能力明显增强,目前已有水稻、小麦、油菜、青椒、黄瓜、番茄、大葱、西瓜等作物在试种、示范和推广。 2 植物育种方法和特点 2.1 辐射处理在植物育种中的应用作物辐射诱变育种是指人为地利用物理诱变源,诱发作物产生突变,通过突变体的选择和鉴定,直接或间接地育成可供生产利用的新品种。目前,在电离辐射诱变育种中应用的射线主要有:γ射线、β射线、X射线、中子、紫外线、激光。其中,应用最多的是γ射线和X射线。辐射处理的方法分为外照射和内照射,我国主要采用外照射法。根据照射时间的长短又分为急性照射和慢性照射。一般采用照射干种子,由于内照射需要一定的设备和防护措施,且放射性同位素被吸收的剂量不易测定,效果不完全一致,在育种上应用较少。电离辐射可以使原子的内层电子激活释放,使原子呈离子化而可与其它原子或分子结合造成共价键断裂,形成染色体结构的变异。常见的变异主要是易位、倒位和缺失。通过电离辐射较易产生早熟、矮秆、抗病、株型和育性的突变,在植物育种中应结合育种目标充分利用。与其它育种方法相比,辐射诱变育种具有以下特点。 2.1.1 辐射诱变的特性遗传变异是生物进化和人类选育新品种的基础,辐射诱变是创造遗传变异的主要手段。辐射诱变的突变率是自然突变率的几倍到几千倍。而且辐射诱变产生的突变体,有许多是自然界本来没有的新性状,因此可以极大地丰富种质资源,供植物遗传育种直接或间接利用。 2.1.2 杂交育种市场机制由于基因的紧密连锁,有些不良性状总是与一些有利性状相伴随,难以用常规的杂交育种方法淘汰不良性状。辐射诱发突变的原因之一,就是打破基因连锁,促进重组,为育种者提供良好的选择机会。 2.1.3 品种或某品种改良辐射诱变往往只产生个别位点的基因突变,因此它可使品种在基本保持原有遗传背景的前提下,改良其某个或某些性状,使品种的丰产性、稳产性、适应性或品质获得明显改善。 2.1.4 辐射诱变的育种方法人工诱发的大突变大多为隐性突变,且多属简单遗