诱变育种:诱变育种的优点与缺点是什么？

1.诱变育种的优点与缺点是什么？

诱变育种的优点：它能够在更短的时间内提高突变率并获得更优异的突变类型。突变育种的缺点：难以掌握诱导突变的方向，突变体难以集中多种理想性状。您可以扩大变异后代群并增加选择的机会。诱变育种是指用物理、化学因素诱导动植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株/个体，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。对于诱变材料，优选使用具有综合性状和仅有少数缺点的品种，由于材料的遗传背景不同以及对诱变因子的反应，因此诱变材料应适当多样化。由于不同科、属、种和不同植物品种的辐射敏感性不同。对诱变因子的反应强度和速度也不同。

2.何谓诱变育种？

人为地利用物理、化学等因素诱导生物发生遗传性的变异，依据育种目标选择培育新品种的方法叫诱变育种。又可分为物理诱变和化学诱变两种。物理诱变是利用超声波、高温、激光、各种射线等物理因素诱导生物发生变异的方法，其中应用最广的是辐射育种。一、辐射育种辐射育种是用放射线对植物种子、幼苗、花粉或营养体进行照射，辐射育种的射线，按其性质可分电磁波辐射和粒子辐射两大类。前者常用的有X射线、γ射线和无线电微波等；带电的有α、β射线，以中子射线的诱变率最高，γ射线和X射线更低。目前最常用的还是γ射线。辐射之所以能引起变异，是因为生物体受到电离辐射，其体内的分子或原子也直接或间接地发生电离和激发，有些射线如中子等还能和一些元素产生核反应，或者由于放射性元素的衰变而产生新的元素加入到有机体内改变了原有分子的组成。（一）药用植物辐射育种的发展概况自从1895年伦琴发现X射线，1896年贝克勒尔发现天然放射性物质以后，生物工作者开始用电离辐射对微生物、昆虫和药用植物进行研究。1921年Blakesles首先用射线照射曼陀罗（Datura stramonium L.）的种子，70年代以后Michalski用20kR剂量的γ射线照射毛花洋地黄（Digitalis lanata Ehrh.），获得了毛花样地黄有效成分含量高的品系。Parimoo用X射线处理罗芙木（Rauwolfia serpentina Benth.）的种子，Deril等用γ射线照射一叶萩（Securinega ramiflora Muell.-Arg.）的种子，Getsadze用10—11kR的γ射线照射香罗勒（Ocimum gratissimum L.）的种子得到的突变体，目前全国几乎每个省、市、自治区都安装了60Co-γ射线源，有的还安装了137CS源、中子源和γ圃，为辐射育种提供了物质基础，用60Co-γ射线照射，四川省中药研究所用CO2激光照射薏苡种子，其它药用植物如人参、元胡等的辐射育种工作已经开始。（二）辐射的剂量单位和照射剂量1.辐射的剂量单位居里（Ci）是表示放射性物质的放射强度单位，1Ci表示放射性同位素每秒钟有3.7×1010次核衰变。克镭当量是放射物放出的γ射线强度一定重量的镭放出γ射线强度之比所得的放射强度单位。伦琴（R）是只用于X射线和γ射线的照射单位，在1g空气中能产生83Gy的射线能量即为1R。拉特（rad）是任何辐射都适用的单位。它表示被照射物吸收剂量的单位。任何1g被照射的物质吸收照射能100Gy时的剂量称为1rad。积分流量即单位平方厘米的中子数（中子数/cm2）。正常情况为三小叶，照射后多变为一小叶、二小叶、长尾叶或很不规则的三小叶，有变异的植株占出苗株数的79%以上（表8—3）。高于10000R不出苗，低于500R叶片的变异率很低。表8—3 人参种子用60Co-γ射线照射试验（三）辐射育种的基本方法1.辐射材料的选择辐射育种是在常规育种的基础上发展起来的新技术，因此对材料的要求应该高些。辐射育种最适于改变一、二个不良性状，只有选用综合性状优良、需要克服的缺点明确的材料，2.辐射的处理方法（1）外照射用X射线、γ射线和中子照射植物的种子、花粉、子房及营养器官。（2）内照射其方法有多种。①将82P、35S等放射性同位素配成适当比强的溶液浸泡种子或营养器官。②将放射性同位素施放于土壤中，③将放射性同位素溶液注射到植物的有关部位。④供给植物带14C的CO2，将14C同位素同化到代谢产物中去。⑤将放射性同位素通过一定方式贴在植物的花芽或生长点上，使之产生芽变。采用上述方法需要一定的防护设备，严防放射性物质的污染。处理过的材料不能食用或饲用。3.辐射后代的选育辐射育种的选择方法和杂交育种大致相同，但由于辐射后代遗传特性和杂种后代不完全一样，因此后代的处理方法也有区别。（1）辐射一代的处理辐射后代一般用M表示，由于M1代的性状多呈隐性不能表现出来，但供M2代选择的个体一般情况下不能少于1000株。（2）M2代的选择M2代是分离最大的一个世代，能遗传的变异大多在M2代表现出来，因此M2代应大量选择单株，（3）M3代的选育M3代仍有分离，在优良系统中可继续选单株，（4）M4代以后性状基本稳定，以后的选育程序同常规育种。（5）辐射营养器官的选育无性繁殖的药用植物，其遗传基础大多是异质结合的，辐射变异一经发生M1代就表现出来，以后继续无性繁殖不会发生分离。但是无性繁殖的器官如果发生了变异，生长发育不如正常细胞，为了给变异细胞创造生长发育的良好条件，可采用多次剪顶芽、剪侧枝的办法，促使变异茎部多长侧枝，二、化学诱变育种（一）发展概况某些化学药剂有诱导遗传变异的作用，1936年萨哈洛夫（Sacharov）等人都发现化学物质能提高动植物的突变率，但在植物中一般认为利用化学物质诱发突变的工作应从约克斯（Oehlkers）1943年用乌来糖（Urethane脲烷）诱发月见草、百合及风铃草染色体畸变的工作开始。药用植物上的化学诱变育种在70年代才发展起来。Kaul等用0.025%和0.05%的次乙亚胺处理颠茄种子所得的突变体植株高，生物碱含量提高47.3—72.7%。Kohgpatehko用0.05%的亚硝基乙基脲（NEU）处理欧茜草（Rubia tinctorum L.）的种子获得了根中蒽醌衍生物的含量比对照组增加0.38%的品系。Arinshtein用亚硝基甲基脲（NMU）在欧丹参（Salvia sclarea L.）上诱发出早开花、迟开花、单位叶面积油腺多、抗病强等各类突变体。还获得了适于机械化收获的重衣草及高产精油的蔷薇突变体。植株的处理可将劈开一半的茎插入含有诱变溶液的管子内使它慢慢吸收，或者用棉团把诱变剂溶液引入植物体内，还可注射或涂抹在植物器官内外。当归的同源四倍体就是选用储存越冬中等大小的栽子，然后浸于0.01%富民农溶液中浸泡72小时诱导而成。药剂浓度和浸泡时间对不同药剂及不同处理对象来说是不同的，花粉的处理可在密闭系统内，把花粉铺成单层用诱变剂蒸汽进行熏蒸。使用化学诱变剂一定要小心谨慎，三、多倍体育种多倍体育种是诱变育种中使细胞染色体加倍以后，再经选择培育而成为新品种的方法。自从1937年有人首先利用秋水仙素处理曼陀罗一举获85%的四倍体以来，药用植物的多倍体育种得到了蓬勃的发展。多倍体育种具有广阔的前景，目前已获得牛膝和当归的多倍体。（一）多倍体的概念各种生物的染色体数目是相对稳定的，任何植物的细胞染色体数与该物种的染色体基数（X）呈倍数性关系。一般植物体细胞的染色体数目为染色体基数的2倍，染色体数目为基数的3倍或3倍以上的称为；配子细胞的染色体因减数分裂而减半”因此体细胞染色体数目是配子细胞染色体数目的2倍。通常用X表示物种的染色体基数，n表示配子细胞的染色体数。2n表示体细胞的染色体数，例如曼陀罗的染色体n=x=12。当归的染色体n=x=11，染色体多倍化的现象广泛存在于植物界，被子植物中有一半以上是多倍体。目前栽培的经济作物大多数为多倍体，例如分布在北美的委陵菜属中就存在这种以种的形式发生的多倍化系列。区域委陵菜（Potentilla finifima 2n=2x=14）是二倍体，宾洲委陵菜（P.pensylvanica 2n=4x=28）为四倍体，二回羽状委陵菜（P.bripinnatifida 2n=8x=56）为八倍体；我国药用元胡的染色体也存在多倍化系列。全叶延胡（Corydalis repens Mandl.et Muchld.）、齿办延胡索（C.turtschaninovii Bess.）为二倍体，延胡索（C.yanhusuo W.T.Wang）夏天无〔C.decumbens（Thunb）Pers.〕为四倍体，圆齿办延胡索（C.remota var.rotundiloba Maxim.）为六倍体，根据染色体组的来源和性质分为同源多倍体和异源多倍体两大类。1.同源多倍体染色体组的来源相同，并超过二个染色体组以上的多倍体称为同源多倍体。正常二倍体细胞的染色体加倍以后就成为同源四倍体，同源四倍体和正常的二倍体杂交则可产生同源三倍体。三倍体植物因减数分裂时染色体混乱。2.异源多倍体染色体组来源不同，并超过二个染色体组以上的多倍体称为异源多倍体。异源多倍体一般是由不同种属间杂交所产生的杂种再通过染色体加倍而成，多倍体和二倍体植物相比。一般具有较大的细胞和营养器官，生物合成能力较高，但并不是染色体增加的倍数越高越好，一般认为三倍体和四倍体有最大的优势。经济作物甜菜和无籽西瓜是三倍体应用的典型例子。Trease等认为在罂粟的各倍性水平中，三倍体含吗啡因的量最高。Jankulov报道毛曼陀罗的三倍体杂种平均生物碱的得率超过二倍体的4倍，（三）人工诱导多倍体的方法和原则1.常用药品及使用方法目前应用最普遍、效果好的多倍体诱变剂是0.05—0.2%的秋水仙素水溶液，秋水仙易溶于水，少量药液进入眼睛会导致失明，秋水仙素诱变的作用在于阻止细胞分裂中期纺锤丝的形成，染色体不能分配到两个细胞中而形成多倍体。使用时可称取纯的药粉1g，摇动容器促使溶解，趁热将已溶解的药液倒入1000ml蒸馏水中，不断搅拌即得0.1%富民隆原液，然后稀释到需要的浓度使用。处理方法一般采用浸渍法，也可用点滴、注射、涂抹、喷雾等方法。2.人工诱变多倍体的原则（1）诱变材料同一类植物，染色体少的比染色体多的种类容易产生多倍体，而且所产生的多倍体在形态和生理上容易表现出优势。宜选择染色体数较少的种类作诱变材料。（2）处理时间处理时间长短要根据不同药用植物种类及所处状态而定。处于休眠状态的种子或种栽处理时间宜长。

3.什么是诱变育种？

诱变育种的优点是能够提高突变率，诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。

4.诱变育种的优点与缺点

诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。

5.杂交育种与诱变育种的区别

诱变育种：诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法 原理：辐射诱变，激光、化学物质诱变，太空（辐射、失重）诱发变异→选择育成新品种 优点：能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。有利变异少，诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。太空椒、太空番茄、辐照花卉，杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种（或不同种）生物个体进行杂交：获得所需要的表现型类型的育种方法。

6.杂交育种与诱变育种的区别

一、操作不同杂交育种：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，诱变育种是利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新品种。二、原理不同杂交育种：杂交育种的原理是基因重组。通过基因重组产生新的基因型，诱变育种：诱变育种的原理是基因突变。三、优点不同杂交育种：杂交育种的优点是可以将两个或多个优良性状集中在一起。诱变育种：诱变育种的优点是可以在较短时间内获得更多的优良性状。扩展资料诱变育种的诱变剂种类：1、物理诱变剂主要为各种射线，2、化学诱变剂的种类较多，它们作用于微生物细胞后，即引起物质的原发损伤和细胞代谢方式的改变，诱变剂的选择主要是根据已经成功的经验，诱变作用不但决定于诱变剂。

7.诱变育种概念

诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，从中挑选少数符合育种目的的突变株，当前发酵工业和其他生产单位所使用的高产菌株，几乎都是通过诱变育种而大大提高了生产性能的菌株。诱变育种除能提高产量外，还可达到改善产品质量、扩大品种和简化生产工艺等目的。诱变育种具有方法简单、快速和收效显著等特点，故仍是目前被广泛使用的主要育种方法之一。各种性状的突变都可以在没有人为因素的条件下自发地进行，在人工的物理化学诱变因素作用下，菌株的突变率得以大大提高，具有利性状的突变株被筛选到的可能性大大增强。这些物化诱变因素又称为诱变剂。