园艺植物育种学诱变育种.ppt

第十二章诱变育种mutationbreeding概念发展简史第一节诱变育种的意义和类别1.改良单基因控制的性状2.提高突变频率3.丰富原有的基因库4.改变植物的育性东方百合5.改变植物有性交配的亲和性6.缩短营养系品种的育种年限局限性二、诱变育种的成就早乔纳金金二十世纪梨三、诱变育种的类别1、物理诱变太空育种是利用太空环境的高真空、微重力、强辐射、交变磁场及其它因素的综合作用，致使植物体内染色体等遗传物质发生突变，从中选择优良的突变个体。大青杨太空育种主要是解决耐寒性和速生性的问题。前苏联曾做过类似的太空育种，其速生性提高30％。据了解，大青杨是生长在中国东北小兴安岭的一种杨树。这3000粒树种总重只有2克，被包装在3个试管中，2002年12月30日随神舟四号飞船升空，经过160多小时的太空遨游，于2003年1月5日返回地面。航天育种培育出高产太空椒.利用卫星搭载农作物种子，开展空间育种技术研究和探索，是发展现代农业的一项全新尝试。黑龙江省农业科学院园艺分院生物技术中心采用航空诱变育种途径培育而成的高产太空椒。2、化学诱变3.其它因素第二节辐射诱变一、辐射源和辐射剂量（二）辐射剂量1.辐射剂量和辐射剂量率：符号X；适用于X射线、γ射线单位：C/kg；剂量率：C/(kg·s)2.吸收剂量和吸收剂量率：符号D；适用于γ、β、中子等任何电离辐射；单位：Gy（戈瑞）；1Gy=1J/kg；剂量率：Gy/h、Gy/min、Gy/s3.粒子注量和注量率：1）Gy表示；2）注量：n/cm2；注量率：n/（cm2。s）4.放射性强度：Bq（贝可）单位时间内核衰变数目（一）辐射生物学作用的时相阶段（二）辐射对染色体和DNA的作用（三）植物对辐射损伤的修复（四）辐射敏感性（一）辐射生物学作用的时相阶段物理阶段：主要特征是辐射能量使生物体内各种分子发生电离（产生自由电子）和激发（把束缚电子激发到更高的能级）。物理-化学阶段：主要特征是通过电离的分子重排，并产生许多化学性质很活泼的自由基（具高能）。化学阶段：这一阶段是自由基的继发作用，自由基与生物大分子发生反应，引起分子结构的变化。生物学阶段：细胞内生物化学过程发生改变，从而导致各种细胞器的结构及其组成发生变化，包括染色体畸变和基因突变，产生遗传效应。（二）辐射对染色体和DNA的作用（三）植物对辐射损伤的修复（四）辐射敏感性三、辐射处理方法（二）适宜剂量及剂量率的选择临界剂量－－被照射材料的存活率为对照的40％的剂量值。LD50(半致死剂量)---辐照后存活率为对照的50％的剂量率。高剂量——造成大量死亡；选择几率降低；造成染色体损伤较大，导致有害突变比例大大增加。预备实验：不同剂量梯度，枝条辐射后插于瓶内，20℃3～4周，统计萌芽率。（三）辐射处理方法的选择第三节化学诱变一、常用化学诱变剂及其机理1.烷基磺酸盐和烷基硫酸盐类：如甲基磺酸乙酯（EMS），硫酸二乙酯（DES）。2.亚硝基烷基化合物：如亚硝基乙基脲（NEH），N-亚硝基-N-乙基脲烷（NEV）。3.次乙亚胺和环氧乙烷类：如乙烯亚胺（EI）。4.芥子气类：包括氮芥类和硫芥类。这类药剂以化学结构上与核酸碱基（A，G，C，T）相似的特点，可以在不妨碍DNA复制的情况下，作为组成DNA的成分而掺入到时DNA中去，由于它们在某些取代基上与正常碱基不同，造成碱基配对的差错，而引起突变。eg：5-溴尿嘧啶（BU），5-溴去氧尿核苷（BUDR），它们是胸腺嘧啶（T）的类似物，化学结构与胸腺嘧啶极度为近似，由于这个特点，5-BU，BUDR便能够冒名顶替，掺入到DNA链的某一个胸腺嘧啶的位置上，引起遗传密码复制的差错，而造成突变。（三）其他诱变剂b、此外，羟胺（NH2OH）、氮蒽、叠氮化钠（NaN3）等物质，均能引起染色体畸变和基因突变。尤其是叠氮化钠在一定条件下可获得较高的突变频率，且相当安全，无残毒。二、化学诱变方法（一）药剂配制（二）材料预处理（三）药剂处理（四）处理后的漂洗三、影响化学诱变效应的因素第四节理化诱变因素的复合处理1、不同诱变方法的特异性1）作用方式不同2）诱变效果不同3）诱变方向不同4）可操作性不同三、理化诱变因素的复合处理第五节诱变材料的分离与选择一、有性繁殖植物（一）种子处理3.M3的种植和选择：M3代仍是突变性状显现的世代，选择应继续进行。（1）株系性状优良而且表现一致，可按株系采种，下一代进入品比和多点试验，进行特性及产量鉴定。（2）如果M3株系中继续出现优良变异，应继续进行单株选择和采留种，直至获得稳定株系。一、有性繁殖植物（二）花粉处理二、无性繁殖植物（一）多年生木本诱变处理的枝条嫁接/扦插VM1转接/扦插VM2（三）突变体的分离与选择技术（三）突变体的分离与选择技术（三）突变体的分离与选择技术