第一篇：紫外線誘變育種綜述

紫外線誘變育種

摘要：紫外線誘變操作簡單、對實驗設備要求低，是目前被廣泛運用的一種物理誘變劑，人們利用紫外線誘變得到了大量的優秀菌種。本文論述了紫外線誘變的原理、操作流程、其適用范圍及研究進展。

關鍵詞：紫外線 誘變 育種 微生物

目前微生物發酵技術被廣泛的應用到許多生產行業，如生產啤酒、白酒、乳制品、酶制劑、抗生素等行業，同時微生物在解決人類的糧食能源、健康、資源和環境保護等問題中正顯露出越來越重要且不可替代的獨特作用[1]。但就目前被投入工業化使用的工業菌大多在生長周期、培養基、產率等方面不能滿足工業生產的需求。理想的工業菌種必須具備: 遺傳性狀穩定、純凈無污染、能產生許多繁殖單位、生長迅速、能于短時間內生產所要的產物、可以長期保存等特性。誘變是最早在抗生素上應用的一種育種技術, 它通過物理、化學、生物因素作用于抗生菌, 人為的使其遺傳物質發生變異, 從中選育高產菌株[2]。紫外線誘變屬于一種物理誘變劑，它是在微生物發酵技術育種中最早使用的一種誘變方法。紫外線誘變可以用于大量不同的菌種育種中，如芽孢桿菌、鏈霉菌、鐮刀菌等，通過紫外線對微生物進行誘變，得到了大量比較優秀的工業菌種。由于紫外線誘變育種簡便易行、對條件和設備要求較低并能較好地提高代謝產物的產量，故在微生物育種中仍廣泛應用［3］。本文對紫外線誘變的原理、操作流程、其適用范圍、研究進展進行了概述。

一、紫外線誘變的原理

紫外線屬于一種物理誘變劑，它能使被照射的物質的分子或原子中的內層電子提高能級。主要生化反應：1.DNA鏈和氫鍵的斷裂 2.DNA分子間（內）的交聯 3.嘧啶的水合作用 4.形成胸腺嘧啶二聚體 5.造成堿基對轉換 6.修復后造成差錯和缺失。

紫外線誘變處理的有效波長為200-300×10nm，最適為254nm(此為核酸的吸收高峰)。DNA和 RNA的嘌呤和嘧啶吸收紫外光后，DNA 分子形成嘧啶二聚體，即兩個相鄰的嘧啶共價連接，二聚體出現會減弱雙鍵間氫鍵的作用[4]，并引起雙鏈結構扭曲變形，阻礙堿基間的正常配對，從而有可能引起突變或死亡.另外二聚體的形成，會妨礙雙鏈的解開，因而影響DNA 的復制和轉錄.總之紫外輻射可以引起堿基轉換、顛換、移碼突變或缺失，即是所謂的誘變[5]，從而引起上述的生化反應。

二、紫外線誘變的操作流程

1、測定菌種的生長曲線

首先對需要進行誘變的實驗菌種進行純化，然后將菌種接到培養基中培養。在不同的時間取適量的培養液，用分光光度計檢測其中菌體濃度的OD值，通常是每兩個小時檢測一次[6]。根據不同時間的OD值繪制實驗菌種的生長曲線，找到其對數生長期。

2、對處于對數期的菌種進行誘變

將實驗菌種接到培養基中，根據其生長曲線培養到對數期的中期。然后離心分離得到菌體，用生理鹽水把菌體制成菌懸液，調節菌懸液使菌體濃度在108個/ml左右。各取5mL 菌懸液移入18 個無菌培養皿中，置于距30W 紫外燈30cm 處 的磁力攪拌器上照射1min，然后打開皿蓋并開啟磁力攪拌器，分別照射0s(對照用)、50s、60s、70s、80s、90s、100s、110s、120s(各做2 組)[7]。誘變完成后馬上蓋上蓋，并取出，用黑布包上。將所有需要誘變的培養皿都用黑布抱起來，然后放入4℃冰箱，靜置1.5h。然后取出培養皿，在暗光條件下，分別取經紫外線誘變的菌懸液0.1mL 涂布于18 個固體鑒別培養基上，倒置于37℃恒溫培養箱中避光培養36h[7]。待培養皿長出菌落后計數。每組以3 個平皿菌落數的平均值為該組的菌落數,以照射時間為橫坐標、存活率為縱坐標,繪制誘變效應曲線, 找出致死率分別為50 %、60 %、70 %、80 %、90 %時的誘變時間[6]。一般認為，進行紫外誘變時，致死率為70% 左右時突變效果最好［3］。

然后再選擇實驗菌種的對數生長期培養物，制成菌懸液，分別取菌懸液5 mL 置于5 個培養皿中。在如下條件下進行誘變：紫外燈照射距離30 cm。照射時間分別為致死率50 %、60 %、70 %、80 %、90 %的時間[6]。然后對誘變過的5個梯度的菌液進行篩選，用合適的篩選方法篩選得到滿意的菌種。

三、紫外線誘變的適用范圍

紫外線適用于多種微生物的誘變，包括芽孢桿菌、酵母菌、放線菌等。近幾年人們利用紫外線對大量的不同種微生物進行了誘變，并且取得了令人滿意的成果。嚴可以[8]等對灰色鏈霉菌進行了紫外線誘變，得到了高產阿維菌素的菌株。肖湘政[9]等以膠質芽孢桿菌HM8841 作為出發菌株,通過紫外線誘變和突變菌株性能測定,選育出3 株適合生產發酵的優良菌種。與出發菌株相比,突變株具有縮短發酵周期,提高發酵水平,增強芽孢抗逆性能等特點。陳立梅

[10]

等用紫外線誘變方法，以土霉素產生菌龜裂鏈霉菌Lf-2為出發菌株經過紫外線誘變后，篩選的菌株于出發菌株相比發酵效價提高了17.4%，發酵指數提高了23.9%。所以紫外線誘

變基本上適應與目前已我們所掌握的所有微生物。

四、紫外線誘變的研究進展及未來的展望

紫外線誘變技術作為最早被人們使用的一種誘變育種技術，發展到現在，人們基本上已經掌握了它的誘變原理，同時也形成了一套比較完整、規范的實驗流程。人們只要根據自己實驗的需要，對紫外線的照射時間和照射距離做出適當的調整，就可以進行紫外線誘變。

但是由于紫外線誘變被大量使用，也造成了現在多數菌種對紫外線產生了誘變劑疲勞效應。某一菌株長期使用誘變劑之后,除產生誘變劑疲勞效應外, 還會引起菌種生長周期延長、孢子量減少、代謝減慢等, 這對發酵工藝的控制不利, 在實際生產中多采用幾種誘變劑復合處理、交叉使用的方法進行菌株誘變。這是由于不同誘變方法對同一菌株的誘變效果不同, 如誘變劑A 能加快菌株孢子量生長速度, 誘變劑B 能提高菌株產活性物質產量, 誘變劑C能縮短菌株發酵周期。因此, 根據誘變劑對菌種的誘變機制選擇幾種誘變劑進行交替誘變, 效果可能會比使用單一誘變劑更好[2]。

目前人們對紫外線的復合誘變運用還不是很了解，在大多數實驗中學者都是通過經驗來選取其他誘變劑來和紫外線進行復合誘變，沒有形成選擇其他誘變劑與紫外線共同進行復合誘變的具體實驗理論體系或方法。應該選擇哪些誘變劑和紫外線進行復合誘變、其他誘變劑和紫外線的相對劑量應該是多少，將是以后人們研究紫外線誘變運用的重點之一。

參考文獻：

[1]季宇彬,朱興杰,徐農儒,李文蘭.微生物誘變育種方法的研究進展

[2]李戈, 曾會才.誘變在產抗生素微生物育種中的應用進展.洛陽師范學院學報,2002,第2期

[3]周德慶.微生物學教程［M］.北京: 高等教育出版社，2002: 212.[4]Madigan , M.T(美)Martinko J.M(美), Parker , J.(美).微生物生物學[M].北京: 科學出版社, 2001 :390.[5]曹友聲, 劉仲敏.現代工業微生物學[M].長沙: 湖南科學技術出版社,1998.[6]陳 香,蔣立建,韓 剛,韓 沖.紫外線誘變提高細菌產纖維素酶活力的研究.化學與生物工程2008 ,Vol.25 No.2.[7] 游玟娟.紫外線誘變選育酸性α－淀粉酶高產菌株.安徽農學通報，Anhui Agri.Sci.Bull.2010，16(11).[8]嚴可以, 弓愛君, 孫翠霞, 邱麗娜.阿維菌素生產工藝研究進展.現代化工，第26卷增刊，2006.7.[9]肖湘政1 , 張志紅2 , 秦艷梅1.膠質芽孢桿菌HM8841 紫外線誘變育種研究.微生物學雜志,2006.1,第26卷第1 期.[10]陳立梅1.2，汪旭1.2，李啟云1，楊石嶂1，楊信東2.鏈霉菌誘變育種方法綜述.吉林農業科學,2006,31(2):62-封三.內蒙古大學本科生學年論文

紫外線誘變育種

學 生： 杜 超

專

業： 生物技術

年

級： 2009級

學號：00911094 指導教師：苑林

第二篇：誘變育種發展

在人為的條件下,利用物理,化學等因素,誘發生物產生突變,從中選擇,培育成動植物和微生物的新品種.誘變育種是指用物理、化學因素誘導植物的遺傳特性發生變異，再從變異群體中選擇符合人們某種要求的單株，進而培育成新的品種或種質的育種方法。它是繼選擇育種和雜交育種之后發展起來的一項現代育種技術。

誘發突變的物理因素主要指某些射線，如Y射線、X射線、B射線和中子流等；化學誘變劑主要指某些烷化劑，堿基類似物，抗生素等化學藥物。物理誘變方法應用于植物始干1928年。L.J·斯德勒首先證實了X射線對玉米和大麥有誘變效應。1930年和1924年H.尼爾遜·愛爾和D.托倫納分別用輻射誘變技術獲得了有實用價值的大麥突變體和煙草突變體。化學誘變劑在植物上的應用一般認為始于1943年，當時F·約克斯用馬來糖(脲烷)誘發了月見草、百合和風鈴草的染色體畸變。這些早期工作為確立誘變育種的地位奠定了基礎。

通過近幾十年的研究人們對誘變原理的認識也逐步加深。我們知道，常規助雜交育種基本上是染色體的重新組合，這種技術一般并不引起染色體發生變異，更難以觸及到基因。而輻射的作用則不同，它們有的是與細胞中的原子、分子發生沖撞、造成電離或激發；有的則是以能量形式產生光電吸收或光電效應；還有的能引起細胞內的一系列理化過程。這些都會對細胞產生不同程度的傷害。對染色體的數目、結構等都會產生影響，使有的染色體斷裂了；有的丟失了一段，有的斷裂后在“自我修復”的過程中頭尾接倒了或是“張冠李戴”分別造成染色體的倒位和易位。當然射線也可作用在染色體核苷酸分子的堿塞上，從而使基因（遺傳密碼)發生突變。至于化學誘變，有的藥劑是用其烷基置換其它分子中的 氫原子，也有的本身是核苷酸堿基的類似物，它可以“魚目混珠”，造成DNA復制中的錯誤。無疑這些都會使植物的基因發生突變。理、化因索的誘導作用；使得植物細胞的突變率比平時高出千百倍，有些變異是其它手段難以得到的。當然，所產生的變異絕大多數不能遺傳，所以，輻射后的早代一般不急 于選擇。

但是，可遺傳的好性狀一經獲得便可育成品種或種質資源。據世界原子能機構1985年統計，當時世界各國通過誘變已育成500多個品種，還有大量有價值的種質資源o 我國的 誘變育種同樣成績斐然，在過去的幾十年中，經誘變育成的 品種數一直占到同期育成品種總數的10％左右。如水稻品種 原豐早，小麥品種山農輻63，還有玉米的魯原單4號、大豆的鐵豐

18、棉花的魯棉I號等都是通過誘變育成的。當然與其它技術一樣，誘變育種也有自身的弱點：一是誘變產生的有益突變體頻率低；二是還難以有效地控制變異 的方向和性質；另外，誘發并鑒定出數量性狀的微突變比較困難。因此，誘變育種應該與其它技術相結合，同時謀求技術上的自我完善。

誘變育種技術的發發展

微生物誘變育種是以人工誘變手段誘發微生物基因突變，改變遺傳結構和功能，通過篩選，從各種各樣的變異體中篩選出產量高、性狀優良的突變株，并且找到發揮這一突變株的最佳培養基和培養條件，使其在最適合的環境條件下合成高品質、高產量的有效產物。

誘變的主要目的是菌株盡量低死亡率的前提條件下盡量增加變異度，以期獲得更多的變異菌株。針對這方面，遺傳育種工作者根據理化學科和空間科學的發展，并且結合多年經典誘變育種的知識

經驗，對其做了有益的補充。

菌種選育常用的誘變劑有：輻射源（x-、γ-射線、及紫外線等）、化學因子（5-氯尿嘧啶、亞硝酸、NTG等）、以及生物誘變劑（噬菌體、質粒等）。

生產菌株長期接受這些誘變劑處理，易造成產生菌生活力下降、代謝緩慢等缺點，同時也會導致產生菌對誘變劑的鈍化現象。因而新的誘變因子的不斷發現和應用，使得誘變技術得以不斷的發展。

1）

低能離子束的應用：

離子注入表面改性技術是在20世紀80年代中期在國外興起的。它首先是應用于動、植物品種的改良。在20世紀90年代中前期，這一高新技術逐漸應用于微生物的菌種選育。

誘變機理：低能離子注入育種機理較為復雜，目前尚在探索階段，中國科學院等離子物理研究所余增亮等[1]首先把這些作用機理總結為能量沉積、動量傳遞、離子注入和電荷交換。優點：操作方便，成效顯著，其生物學效應相當于理化誘變相結合的復合誘變效應，可以在低損傷的條件下達到高突變的效果。增加了誘變育種的突變源，特別為那些鈍化菌株提供了新的誘變途徑。

應用實例：用離子注入法處理生產VC的2-酮基-L-古龍酸高產菌系，糖酸轉化率提高了15%—20%。用此法誘變利福霉素產生菌得到對自身有高抗性的突變株，使其產量和效價均有顯著的提高。

2）

輻射技術在誘變上的新應用：（新輻射的選用）

選用新的輻射源比如：微波、激光、等離子體是近年來應用于微生物選

育的新技術之一。

微波是一種低能電磁輻射，它的生物學效應分為熱效應和非熱效應，通過采用分散低溫干燥法，消除對誘變作用有負效應的熱效應影響，選擇適當的劑量、時間和樣品的預處理，可達到引起微生物突變的效果。

激光是一種量子流，激光輻射通過產生光、熱、壓力、和電磁效應等綜 合作用，直接或間接作用于微生物，從而引起DNA和RNA的改變。

等離子體育種技術是用N+、H+、Ar+等離子在特定的靶室中，以脈沖連續或間斷輻射微生物體，使能量在微生物分子上沉積能量，從而達到遺傳育種的目的。

這些方法的優點在于：為誘變育種引進了新的突變源，并且和現代物理學進展結合緊密，得到了電子計算機輔助，在劑量和時間上能做到精確性和可調控性。

應用實例：用激光和微波二者結合的方法得到一變異株HL-11，去甲基金霉素效價提高了65%。利用CO2激光對釀酒酵母菌進行輻射處理，經篩選得到乙醇產量增加了5%-10%的菌株5株。應用等離子體輻射技術于抗腫瘤抗生素柔紅霉素產生菌——天蘭淡紅鏈霉菌經搖瓶篩選后，獲得1株高產柔紅霉素突變株137，在產生罐上應用，其柔紅霉素效價較親株高了25.8%。

3)利用空間差異進行誘變育種

空間育種技術是隨著航空技術的發展而逐步發展成的一種新的誘變育種技術。目前應用較少，但隨著我國航空事業的進一步發展，這項技術必然會有更大的發展空間。

其機理在于：利用外太空特有的重力狀態、氣壓狀態、離子輻射等因素對微生物遺傳物質造成變異。優點在于：得到在地球上無法得到的一些變異菌株，大大的擴增微生物的變異范疇。

應用實例：利用返回式科學衛星搭載雙歧桿菌，對搭載后的菌株進行了復壯和分離，從中篩選出一株空間變異菌株Space BbNC-8。經一系列生物學試驗證明，它具有生長速度快，對高溫、過氧化氫、乙醇耐受性明顯提高，無耐藥性質粒，對動物無毒副作用等良好生產性狀。

4)原生質體的誘變育種

以上新方法均限于誘變的外部因素上，但要想達到良好的誘變效果，我們知道菌株本身的一些生理生化特征也處于十分重要的地位。為了提高誘變效率，育種工作者在誘變育種的方法上做了不少改進。其中將菌株制備成原生質體以增加對誘變劑的敏感不視為一條良策。

機理：去除細胞壁的保護作用，使其對外部誘變劑更加敏感，從而增加變異機率。

應用實例：對頭孢鏈霉菌進行原生質體的制備，用紫外及激光進行原生質體誘變，HPLC檢測突變株的生產能力。經激光誘變后得到兩株高產菌株，分別比出發菌株產量高22.2%及23.0%。對麥角菌菌絲進行原生質體誘變育種，篩選出麥角隱亭高產菌株。

第三篇：雜交育種和誘變育種習題

1、雜交育種是指（）。

2、雜交育種所依據的主要遺傳學原理是（）。

3、農業生產上，雜交育種是（），提高（）的常規方法。

4、雜交育種的方法也可用于（）、（）的育種。

5、雜交育種只能利用已有（）按需選擇，不能（）,雜交后代會出現（）現象，育種進程緩慢，過程復雜。

6、誘變育種是指（）。

7、采用誘變育種方法可以（），在較短時間內獲得更多的（）。

8、雜交育種的優點是（），不足是（）。

9、雜交育種取得的成就例如（）和（）。

10、誘變育種在微生物方面也發揮重要重要，（）的選育就是一個典

型例子

11、誘變育種的優點（）,其局限性是（），要克服其局限性可以采取（）的方法。

12、用于誘變育種的物理誘變因素有（）（）（）（）等。

13、兩個純種小麥雜交，一為高桿（D）抗病（T），另一為矮稈感病，這兩對性狀獨立遺傳，要培育矮稈抗病新品種，方法如下：

高桿抗病 X 矮稈感病→①→F1→②→F2→③→穩定遺傳的矮稈抗病新品種

(1)這種育種方法叫（）育種，過程①叫（），過程②叫（）。（2）過程③的處理方法是（）。

（3）F1的基因型是（），表現型是（），符合育種要求的基因型

是（）。

第四篇：雜交育種與誘變育種講稿

《雜交育種與誘變育種》

上課！今天由我來給大家講這堂課。同學們把書本翻到98頁，今天我們來學習第六章第一節：雜交育種與誘變育種（板書）。首先來看這樣一組圖片，如果你是一個育種專家的話，當你遇到這樣兩個品種的玉米時，你會怎么辦？品種A，籽粒多但是不抗病，B，雖然籽粒少，但是他抗病。（怎么過渡?）假設你只有這兩個品種，你會怎么做。。。生：雜交。對，我們肯定是想得到一個能綜合這兩個品種優良性狀的新個體，也就是這樣一種玉米，它即抗病又多子。關鍵是怎么才能得到它呢？我們用遺傳圖解來表示這個過程吧。自然狀態下的AB品種都是純合子。我們假設籽粒多用A表示籽粒少用a表示，那么A,B在這個性狀上的基因型分別是什么，(MM同學你來回答)，很好坐下。抗病用B表示，不抗病用b表示，那么AB的基因型？大家一起說。A品種AAbb

B品種aaBB。好我們再來看看想得到的品種它的性狀是？多抗，基因型呢A-B-。如果我們只考慮性狀的話，是不是只需要這樣的基因型就可以了》？那么現在只有A B，我們要如何得到這個新品種呢》？對雜交，雜交之后F1的基因型剛好就是我們想要的。來我們看看F1代它具備什么特點？ MM同學？性狀上有什么特點:具備了雙親的優良性狀。它的后代呢》？會發生性狀分離！那假如你是這個育種專家，你會不會拿這樣的種子賣給農民？這樣的種子后代會有那么多的個體都不是多子抗病的，那人家要是真種出一些又少子又不看病的玉米來，人家就會來找你算賬！

所以得到了F1之后，我們育種工作還沒完成，還要繼續找出即有雙親優良性狀，又能穩定遺傳的個體。這里穩定遺傳的個體應該是什么基因型？AABB

我們現在得到F1之后怎么才能得到AABB呢？連續自交。以前遇到過類似的練習題，說現在我們有Aa這樣的品種，我們想得到的是AA,連續自交N代Aa的比例是多少？（1/2）n，AA呢，我們這里因為想要的是AA,所以每一代我們可以通過性狀淘汰掉不合要求的也就是aa。那同學們現在來計算，自交兩代，每一代淘汰aa之后，AA占的比例是多少? 算出F1 F2代AA比例分別是多少，一會兒我找人回答。（走到學生座位去看，計算的怎么樣）

（找兩個學生回答，其中叫一個成績好點的—）自交第一代，基因型及比例是多少》？ 1:2:1 通過性狀我們淘汰掉aa之后，比例變為 1/3 2/3 其中1/3AA 自交之后比例還是三分之一。2/3 Aa自交后又會發生性狀分離，比例還是1；2；1.有些同學在這里就把aa淘汰掉了，然后在這里AA跟Aa的比例就變成了三分之一三分之二，大家思考一到底下能不能在這里淘汰aa？？？？？？？

（這里是難點，要留半分鐘的時間讓學生回味。）

因為我們這里要以F1代整個作為一個群體，所以必須要算出aa在F1代中所占的比例后，再去掉F1代中的aa，剩下的才是F1代的AA和Aa。如果是在這里就去掉aa，大家想一想，得到的aa是不是F代中的aa真實的比例呢？不是，你的四分之一的aa只是Aa中的比例，而Aa本身還有比例三分之二，所以你們說到底應該是先算后去掉還是先去掉aa呢？（這一段是漏講的內容）

所以這里淘汰掉aa之后，AA Aa的比例分別是五分之三五分之二。我們來看，通過剛才的計算是不是進一步驗證了連續自交可以提高純合子的比例？所以當我們只有雜合子的時候，想要純合子應該采用什么方法？（連續自交）回到剛才這里我們現在有F1代，雜合子AaBb，我們想要的是純合子，那你們說該怎么辦。它的性狀是什么？抗病而且多子。我們再來寫出F2代的基因型和比例。9 3 3 1.我們想要的是這個九份的個體。而這九份可以分成兩大類，一類是雜合子，一類是純合子AABB。雜合子自交還是會出現性狀分離，那純合子會不會？不會。再思考一個問題，我們淘汰的時候是通過性狀還是通過基因型淘汰的？我們到田里去拔掉不合要求的植株能看出基因型來嗎?所以我們是通過性狀來淘汰的。那再想想我們可以從性狀上區分出這兩類（都是符合要求的性狀）嗎？不能所以我們要繼續自交，不斷淘汰掉其他性狀的個體，大概到了第六代純合子的比例就超過了百分之九十多，這時候就可以拿去育種了，就算有個別的劣質種子也是符合規定的，農民也不會來找你算賬的。那我們剛剛介紹的這種育種方法就叫做雜交育種。我們來看看書本上給我們歸納的雜交育種的概念：雜交育種是將（停頓半秒）兩種或兩種以上（重讀）的品種的優良性狀通過（半秒）交配（重讀）集中在一起，注意這里的關鍵詞是哪個？交配！再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。

我們構建這個概念來歸納剛剛我們討論的這個過程，用到的有哪些操作。雜交，自交，選優。大家想想，雜交育種是屬于哪種變異類型？基因重組。所以它的原理就是基因重組！那我們看看這種方法有什么優點沒有？你們看看它涉及到的操作，雜交自交選優，這些操作農民自己做得來不？都是一些簡單的操作，他們自己都能完成。所以這個方法的一個優點就是常規。板書）另一個優點跟它的用途關系更大，集優！就是集中多個品種的優良性狀，這也是雜交育種的目的。缺點：你們看看這個過程，雜交自交，至少要五六代，等培育出新品種來，小學都畢業了！。育種周期長。

我們看看它的運用。這個是中國黃牛，這個是荷斯坦牛，當他們相遇的時候回出現什么情況？中國荷斯坦牛誕生了。特點……這個例子大家要記住，有的題目中會直接問你中國荷斯坦牛是通過哪種方法得到的。

我們再來看看這幅圖片，大家有印象把?這是太空椒，大家知道是通過什么方法得到的嗎？帶到太空去遨游。那為啥要帶上太空呢？下面就到100頁，就是我們下面要介紹的另一種育種方法，誘變育種。看黑體字部分，利用物理因素，哪些是物理因素？（學生答：如……）那化學因素呢（如……）對把這幾種因素也就是方法畫下來，經常考。使生物發生基因突變。那么所以這個方法應用的是什么原理？基因突變！它的特點，我們來分析超級南瓜的培育過程一起總結出誘變育種的特點。可以結合基因突變的特點來考慮。假設我們楊利偉帶了10000粒種子上太空，遨游時太空會有各種輻射各種射線，那么這些刺激可能會引起種子發生什么變異？基因突變那么是不是這一萬顆種子都會發生呢？這是我們基因突變的哪一個特點？低頻假設一萬顆種子有三十顆發生了突變，那我們把種子帶回地球種下去，是不是解出來的都是超級南瓜呢》？假設控制南瓜大小性狀的基因是A，突變成a1的時候是接超級南瓜，那有沒有可能突變成a2 a3 a4》？小南瓜，超級小南瓜，完全就不接南瓜，這是基因突變哪個特點？而我們要的是哪一種？

只是這么有限的個體當中的一種！所以你們看，本身基因突變的頻率就極其低，而突變又是不定向，所以好不容易突變出來的幾個說不定都是不需要的性狀。所以這種缺點：有利變異少。

因為有這么多的限制，想突變頻率低，而且不定向，那么我們是不是首先就要準備很多的實驗材料才有可能得到我們想要的個體》？缺點2：需要大量實驗材料。

優點又是哪些？本身自然條件下突變率極其低，通過誘變是不是能提高突變頻率？優點1：提高突變率。要注意的是這里的提高是不是說明突變率就一下子非常高？不是，只是相當于原來講突變率提高了很多。（書上：100000----100000000個細胞才會有一個突變）比如一開始十萬個細胞才有一個會發生突變，我們用物理方法化學方法處理之后，十萬個細胞能有二三十個會突變，突變率是不是提高了幾十倍？但是突變率其實還是很低。所以大家要理解這里提高突變率的含義，不是指突變率高哈。我們再來想另外一個問題，沒有誘變之前，我們本來有沒有超級南瓜？所以他是新創造出來的性狀，為什么會出現新性狀呢？出現新的基因，大幅度改良我們的性狀。

第五篇：誘變育種的研究發展

誘變育種的研究發展

一、摘要

隨著社會的發展，人們對商品及生活品質的要求不斷提高，根據不同植物種型和環保等問題在育種方面采用新技術，培育出適應人們追求完美和綠化環保的優質品種。該文是在植物誘變育種的研究進展進行綜述，并對植物誘變育種發展趨勢進行展望。關鍵字：誘變育種；原理；方法；應用；研究進展

誘變育種即利用物理、化學等因素誘導作物發生可遺傳的變異，從中選擇有用的個體直接或間接育成新品種。它是繼作物純系育種和雜交育種之后發展起來的一項育種技術，具有下列特點：①突變頻率比自然突變高幾百倍至幾千倍，且變異譜廣泛；②由誘變引起的染色體斷裂與重接，可打破優良性狀與不良性狀間的連鎖；③能比較有效地改良個別性狀,如早熟、矮稈、抗病、優質等;④誘發的變異較易穩定。1927年美國H.J.馬勒發現 X射線能引起果蠅發生可遺傳的變異。1928年美國L.J.斯塔特勒證實X射線對玉米和大麥有誘變效應。此后,瑞典H.尼爾松－埃赫勒和A.古斯塔夫森在1930年利用輻射得到了有實用價值的大麥突變體；D.托倫納在1934年利用 X射線育成了優質的煙草品種“赫洛里納”。1942年，C.奧爾巴克發現芥子氣能導致類似 X射線所產生的各種突變，1948年A.古斯塔夫森用芥子氣誘發大麥產生突變體。50年代以后，誘變育種方法得到改進，成效更為顯著，如美國用X 射線和中子引變，育成了用雜交方法未獲成功的抗枯萎病的胡椒薄荷品種Todd's Mitcham等。70年代以來，誘變因素從早期的 X射線發展到γ射線、中子、多種化學誘變劑和生理活性物質，誘變方法從單一處理發展到復合處理，同時，誘變育種與雜交育種、組織培養等密切結合，大大提高了誘變育種的實際意義。

二、誘變育種的原理

用人工誘發基因突變，產生新性狀，創造新品種和新類型。

三、誘變育種的方法

（一）物理誘變劑及方法

應用較多的是輻射誘變，即用α射線、β射線、γ射線、Χ射線、中子和其他粒子、紫外輻射以及微波輻射等物理因素誘發變異。當通過輻射將能量傳遞到生物體內時，生物體內各種分子便產生電離和激發，接著產生許多化學性質十分活躍的自由原子或自由基團。它們繼續相互反應，并與其周圍物質特別是大分子核酸和蛋白質反應，引起分子結構的改變。由此又影響到細胞內的一些生化過程，如 DNA合成的中止、各種酶活性的改變等，使各部分結構進一步深刻變化，其中尤其重要的是染色體損傷。由于染色體斷裂和重接而產生的染色體結構和數目的變異即染色體突變,而DNA分子結構中堿基的變化則造成基因突變。那些帶有染色體突變或基因突變的細胞，經過細胞世代將變異了的遺傳物質傳至性細胞或無性繁殖器官，即可產生生物體的遺傳變異。

誘變處理的材料宜選用綜合性狀優良而只有個別缺點的品種、品系或雜種。由于材料的遺傳背景和對誘變因素的反應不同，出現有益突變的難易各異，因此進行誘變處理的材料要適當多樣化。由于不同科、屬、種及不同品種植物的輻射敏感性不同，其對誘變因素反應的強弱和快慢也各異。如十字花科白菜的敏感性小于禾本科的水稻、大麥，而水稻、大麥的敏感性又小于豆科的大豆。另外，輻射敏感性的大小還同植物的倍數性、發育階段、生理狀態和不同的器官組織等有關。如二倍體植物大于多倍體植物，大粒種子大于小粒種子，幼齡植株大于老齡植株，萌動種子大于休眠種子，性細胞大于體細胞等。根據誘變因素的特點和作物對誘變因素敏感性的大小，在正確選用處理材料的基礎上，選擇適宜的誘變劑量是誘變育種取得成效的關鍵（表 1）。適宜誘變劑量是指能夠最有效地誘發作物產生有益突變的劑量,一般用半致死劑量(LD50)表示。不同誘變因素采用不同的劑量單位。Χ、γ射線線吸收劑量以拉德(rad)或戈瑞(GY)為單位,照射劑量以倫琴（R）為單位,中子用注量表示。同時要注意單位時間的照射劑量（劑量率、注量率）以及處理的時間和條件。

輻照方法分外照射和內照射兩種，前者指被照射的植物接受來自外部的γ射線源、Χ射線源或中子源等輻射源輻照,這種方法簡便安全,可進行大量處理。后者指將放射性物質(如32P、35S等)引入植物體內進行輻照，此法容易造成污染，需要防護條件，而且被吸收的劑量也難以精確測定。干種子因便于大量處理和便于運輸、貯藏，用于輻照最為簡便。

（二）化學誘變方法

化學誘變除能引起基因突變外，還具有和輻射相類似的生物學效應，如引起染色體斷裂等，常用于處理遲發突變，并對某特定的基因或核酸有選擇性作用。化學誘變劑主要有:①烷化劑。這類物質含有1個或多個活躍的烷基，能轉移到電子密度較高的分子中去，置換其他分子中的氫原子而使堿基改變。常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)、乙烯亞胺(EI)、亞硝基乙基脲烷(NEU)、亞硝基甲基脲烷(NMU)、硫酸二乙酯(DES)等。②核酸堿基類似物。為一類與DNA堿基相類似的化合物。滲入DNA后,可使DNA復制發生配對上的錯誤。常用的有5-溴尿嘧啶(BU)、5-溴去氧尿核苷(BudR)等。③抗生素。如重氮絲氨酸、絲裂毒素C等，具有破壞DNA和核酸的能力，從而可造成染色體斷裂。

化學誘變主要用于處理種子，其次為處理植株。種子處理時，先在水中浸泡一定時間，或以干種子直接浸在一定濃度的誘變劑溶液中處理一定時間，水洗后立即播種，或先將種子干燥、貯藏，以后播種。植株處理時，簡單的方法是在莖稈上切一淺口，用脫脂棉把誘變劑溶液引入植物體，也可對需要處理的器官進行注射或涂抹。應用的化學誘變劑濃度要適當。處理時間以使受處理的器官、組織完成水合作用和能被誘變劑所浸透為度。化學誘變劑大都是潛在的致癌物質，使用時必須謹慎。

四、誘變育種的應用