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(shè)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(yōu)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(guān)鍵詞：紫外線 誘變 育種 微生物

目前微生物發(fā)酵技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到許多生產(chǎn)行業(yè)，如生產(chǎn)啤酒、白酒、乳制品、酶制劑、抗生素等行業(yè)，同時微生物在解決人類的糧食能源、健康、資源和環(huán)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(yè)化使用的工業(yè)菌大多在生長周期、培養(yǎng)基、產(chǎn)率等方面不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。理想的工業(yè)菌種必須具備: 遺傳性狀穩(wěn)定、純凈無污染、能產(chǎn)生許多繁殖單位、生長迅速、能于短時間內(nèi)生產(chǎn)所要的產(chǎn)物、可以長期保存等特性。誘變是最早在抗生素上應(yīng)用的一種育種技術(shù), 它通過物理、化學(xué)、生物因素作用于抗生菌, 人為的使其遺傳物質(zhì)發(fā)生變異, 從中選育高產(chǎn)菌株[2]。紫外線誘變屬于一種物理誘變劑，它是在微生物發(fā)酵技術(shù)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(yōu)秀的工業(yè)菌種。由于紫外線誘變育種簡便易行、對條件和設(shè)備要求較低并能較好地提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，故在微生物育種中仍廣泛應(yīng)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(zhì)的分子或原子中的內(nèi)層電子提高能級。主要生化反應(yīng)：1.DNA鏈和氫鍵的斷裂 2.DNA分子間（內(nèi)）的交聯(lián) 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(zhuǎn)換 6.修復(fù)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(xiàn)會減弱雙鍵間氫鍵的作用[4]，并引起雙鏈結(jié)構(gòu)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(fù)制和轉(zhuǎn)錄.總之紫外輻射可以引起堿基轉(zhuǎn)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(yīng)。

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(yǎng)基中培養(yǎng)。在不同的時間取適量的培養(yǎng)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(jù)不同時間的OD值繪制實驗菌種的生長曲線，找到其對數(shù)生長期。

2、對處于對數(shù)期的菌種進行誘變

將實驗菌種接到培養(yǎng)基中，根據(jù)其生長曲線培養(yǎng)到對數(shù)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(diào)節(jié)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)皿，在暗光條件下，分別取經(jīng)紫外線誘變的菌懸液0.1mL 涂布于18 個固體鑒別培養(yǎng)基上，倒置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)36h[7]。待培養(yǎng)皿長出菌落后計數(shù)。每組以3 個平皿菌落數(shù)的平均值為該組的菌落數(shù),以照射時間為橫坐標(biāo)、存活率為縱坐標(biāo),繪制誘變效應(yīng)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(rèn)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(shù)生長期培養(yǎng)物，制成菌懸液，分別取菌懸液5 mL 置于5 個培養(yǎng)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(yán)可以[8]等對灰色鏈霉菌進行了紫外線誘變，得到了高產(chǎn)阿維菌素的菌株。肖湘政[9]等以膠質(zhì)芽孢桿菌HM8841 作為出發(fā)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(chǎn)發(fā)酵的優(yōu)良菌種。與出發(fā)菌株相比,突變株具有縮短發(fā)酵周期,提高發(fā)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(chǎn)生菌龜裂鏈霉菌Lf-2為出發(fā)菌株經(jīng)過紫外線誘變后，篩選的菌株于出發(fā)菌株相比發(fā)酵效價提高了17.4%，發(fā)酵指數(shù)提高了23.9%。所以紫外線誘

變基本上適應(yīng)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(shù)作為最早被人們使用的一種誘變育種技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在，人們基本上已經(jīng)掌握了它的誘變原理，同時也形成了一套比較完整、規(guī)范的實驗流程。人們只要根據(jù)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(dāng)?shù)恼{(diào)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(xiàn)在多數(shù)菌種對紫外線產(chǎn)生了誘變劑疲勞效應(yīng)。某一菌株長期使用誘變劑之后,除產(chǎn)生誘變劑疲勞效應(yīng)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(fā)酵工藝的控制不利, 在實際生產(chǎn)中多采用幾種誘變劑復(fù)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(chǎn)活性物質(zhì)產(chǎn)量, 誘變劑C能縮短菌株發(fā)酵周期。因此, 根據(jù)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(fù)合誘變運用還不是很了解，在大多數(shù)實驗中學(xué)者都是通過經(jīng)驗來選取其他誘變劑來和紫外線進行復(fù)合誘變，沒有形成選擇其他誘變劑與紫外線共同進行復(fù)合誘變的具體實驗理論體系或方法。應(yīng)該選擇哪些誘變劑和紫外線進行復(fù)合誘變、其他誘變劑和紫外線的相對劑量應(yīng)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(nóng)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(chǎn)抗生素微生物育種中的應(yīng)用進展.洛陽師范學(xué)院學(xué)報,2002,第2期

[3]周德慶.微生物學(xué)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(xué)[M].北京: 科學(xué)出版社, 2001 :390.[5]曹友聲, 劉仲敏.現(xiàn)代工業(yè)微生物學(xué)[M].長沙: 湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1998.[6]陳 香,蔣立建,韓 剛,韓 沖.紫外線誘變提高細菌產(chǎn)纖維素酶活力的研究.化學(xué)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(chǎn)菌株.安徽農(nóng)學(xué)通報，Anhui Agri.Sci.Bull.2010，16(11).[8]嚴(yán)可以, 弓愛君, 孫翠霞, 邱麗娜.阿維菌素生產(chǎn)工藝研究進展.現(xiàn)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(zhì)芽孢桿菌HM8841 紫外線誘變育種研究.微生物學(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué),2006,31(2):62-封三.內(nèi)蒙古大學(xué)本科生學(xué)年論文

紫外線誘變育種

學(xué) 生： 杜 超

專

業(yè)： 生物技術(shù)

年

級： 2009級

學(xué)號：00911094 指導(dǎo)教師：苑林

第二篇：誘變育種發(fā)展

在人為的條件下,利用物理,化學(xué)等因素,誘發(fā)生物產(chǎn)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(xué)因素誘導(dǎo)植物的遺傳特性發(fā)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(zhì)的育種方法。它是繼選擇育種和雜交育種之后發(fā)展起來的一項現(xiàn)代育種技術(shù)。

誘發(fā)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(xué)誘變劑主要指某些烷化劑，堿基類似物，抗生素等化學(xué)藥物。物理誘變方法應(yīng)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(yīng)。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(shù)獲得了有實用價值的大麥突變體和煙草突變體。化學(xué)誘變劑在植物上的應(yīng)用一般認(rèn)為始于1943年，當(dāng)時F·約克斯用馬來糖(脲烷)誘發(fā)了月見草、百合和風(fēng)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(chǔ)。

通過近幾十年的研究人們對誘變原理的認(rèn)識也逐步加深。我們知道，常規(guī)助雜交育種基本上是染色體的重新組合，這種技術(shù)一般并不引起染色體發(fā)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(fā)生沖撞、造成電離或激發(fā)；有的則是以能量形式產(chǎn)生光電吸收或光電效應(yīng)；還有的能引起細胞內(nèi)的一系列理化過程。這些都會對細胞產(chǎn)生不同程度的傷害。對染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)等都會產(chǎn)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(fù)”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(dāng)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(fā)生突變。至于化學(xué)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(fù)制中的錯誤。無疑這些都會使植物的基因發(fā)生突變。理、化因索的誘導(dǎo)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(dāng)然，所產(chǎn)生的變異絕大多數(shù)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(jīng)獲得便可育成品種或種質(zhì)資源。據(jù)世界原子能機構(gòu)1985年統(tǒng)計，當(dāng)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(zhì)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(jīng)誘變育成的 品種數(shù)一直占到同期育成品種總數(shù)的10％左右。如水稻品種 原豐早，小麥品種山農(nóng)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(dāng)然與其它技術(shù)一樣，誘變育種也有自身的弱點：一是誘變產(chǎn)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(zhì)；另外，誘發(fā)并鑒定出數(shù)量性狀的微突變比較困難。因此，誘變育種應(yīng)該與其它技術(shù)相結(jié)合，同時謀求技術(shù)上的自我完善。

誘變育種技術(shù)的發(fā)發(fā)展

微生物誘變育種是以人工誘變手段誘發(fā)微生物基因突變，改變遺傳結(jié)構(gòu)和功能，通過篩選，從各種各樣的變異體中篩選出產(chǎn)量高、性狀優(yōu)良的突變株，并且找到發(fā)揮這一突變株的最佳培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，使其在最適合的環(huán)境條件下合成高品質(zhì)、高產(chǎn)量的有效產(chǎn)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(jù)理化學(xué)科和空間科學(xué)的發(fā)展，并且結(jié)合多年經(jīng)典誘變育種的知識

經(jīng)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(xué)因子（5-氯尿嘧啶、亞硝酸、NTG等）、以及生物誘變劑（噬菌體、質(zhì)粒等）。

生產(chǎn)菌株長期接受這些誘變劑處理，易造成產(chǎn)生菌生活力下降、代謝緩慢等缺點，同時也會導(dǎo)致產(chǎn)生菌對誘變劑的鈍化現(xiàn)象。因而新的誘變因子的不斷發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，使得誘變技術(shù)得以不斷的發(fā)展。

1）

低能離子束的應(yīng)用：

離子注入表面改性技術(shù)是在20世紀(jì)80年代中期在國外興起的。它首先是應(yīng)用于動、植物品種的改良。在20世紀(jì)90年代中前期，這一高新技術(shù)逐漸應(yīng)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(fù)雜，目前尚在探索階段，中國科學(xué)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(jié)為能量沉積、動量傳遞、離子注入和電荷交換。優(yōu)點：操作方便，成效顯著，其生物學(xué)效應(yīng)相當(dāng)于理化誘變相結(jié)合的復(fù)合誘變效應(yīng)，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(yīng)用實例：用離子注入法處理生產(chǎn)VC的2-酮基-L-古龍酸高產(chǎn)菌系，糖酸轉(zhuǎn)化率提高了15%—20%。用此法誘變利福霉素產(chǎn)生菌得到對自身有高抗性的突變株，使其產(chǎn)量和效價均有顯著的提高。

2）

輻射技術(shù)在誘變上的新應(yīng)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(yīng)用于微生物選

育的新技術(shù)之一。

微波是一種低能電磁輻射，它的生物學(xué)效應(yīng)分為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，通過采用分散低溫干燥法，消除對誘變作用有負效應(yīng)的熱效應(yīng)影響，選擇適當(dāng)?shù)膭┝俊r間和樣品的預(yù)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(chǎn)生光、熱、壓力、和電磁效應(yīng)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(shù)是用N+、H+、Ar+等離子在特定的靶室中，以脈沖連續(xù)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(yōu)點在于：為誘變育種引進了新的突變源，并且和現(xiàn)代物理學(xué)進展結(jié)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(diào)控性。

應(yīng)用實例：用激光和微波二者結(jié)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(jīng)篩選得到乙醇產(chǎn)量增加了5%-10%的菌株5株。應(yīng)用等離子體輻射技術(shù)于抗腫瘤抗生素柔紅霉素產(chǎn)生菌——天蘭淡紅鏈霉菌經(jīng)搖瓶篩選后，獲得1株高產(chǎn)柔紅霉素突變株137，在產(chǎn)生罐上應(yīng)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(shù)是隨著航空技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展成的一種新的誘變育種技術(shù)。目前應(yīng)用較少，但隨著我國航空事業(yè)的進一步發(fā)展，這項技術(shù)必然會有更大的發(fā)展空間。

其機理在于：利用外太空特有的重力狀態(tài)、氣壓狀態(tài)、離子輻射等因素對微生物遺傳物質(zhì)造成變異。優(yōu)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(yīng)用實例：利用返回式科學(xué)衛(wèi)星搭載雙歧桿菌，對搭載后的菌株進行了復(fù)壯和分離，從中篩選出一株空間變異菌株Space BbNC-8。經(jīng)一系列生物學(xué)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(zhì)粒，對動物無毒副作用等良好生產(chǎn)性狀。

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

第三篇：雜交育種和誘變育種習(xí)題

1、雜交育種是指（）。

2、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是（）。

3、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，雜交育種是（），提高（）的常規(guī)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(xiàn)（）現(xiàn)象，育種進程緩慢，過程復(fù)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(nèi)獲得更多的（）。

8、雜交育種的優(yōu)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(fā)揮重要重要，（）的選育就是一個典

型例子

11、誘變育種的優(yōu)點（）,其局限性是（），要克服其局限性可以采?。ǎ┑姆椒?。

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?。═），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(wěn)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(xiàn)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(xué)們把書本翻到98頁，今天我們來學(xué)習(xí)第六章第一節(jié)：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(dāng)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(shè)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(yōu)良性狀的新個體，也就是這樣一種玉米，它即抗病又多子。關(guān)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(tài)下的AB品種都是純合子。我們假設(shè)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(xué)你來回答)，很好坐下?？共∮肂表示，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(xiàn)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(xué)？性狀上有什么特點:具備了雙親的優(yōu)良性狀。它的后代呢》？會發(fā)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(nóng)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(xù)找出即有雙親優(yōu)良性狀，又能穩(wěn)定遺傳的個體。這里穩(wěn)定遺傳的個體應(yīng)該是什么基因型？AABB

我們現(xiàn)在得到F1之后怎么才能得到AABB呢？連續(xù)自交。以前遇到過類似的練習(xí)題，說現(xiàn)在我們有Aa這樣的品種，我們想得到的是AA,連續(xù)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(xué)們現(xiàn)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(xué)生座位去看，計算的怎么樣）

（找兩個學(xué)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?yōu)?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(fā)生性狀分離，比例還是1；2；1.有些同學(xué)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(xué)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(yīng)該是先算后去掉還是先去掉aa呢？（這一段是漏講的內(nèi)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(xù)自交可以提高純合子的比例？所以當(dāng)我們只有雜合子的時候，想要純合子應(yīng)該采用什么方法？（連續(xù)自交）回到剛才這里我們現(xiàn)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(xiàn)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(qū)分出這兩類（都是符合要求的性狀）嗎？不能所以我們要繼續(xù)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(zhì)種子也是符合規(guī)定的，農(nóng)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(yōu)良性狀通過（半秒）交配（重讀）集中在一起，注意這里的關(guān)鍵詞是哪個？交配！再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。

我們構(gòu)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(yōu)。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(yōu)點沒有？你們看看它涉及到的操作，雜交自交選優(yōu)，這些操作農(nóng)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(yōu)點就是常規(guī)。板書）另一個優(yōu)點跟它的用途關(guān)系更大，集優(yōu)！就是集中多個品種的優(yōu)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(xué)都畢業(yè)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(dāng)他們相遇的時候回出現(xiàn)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?？春隗w字部分，利用物理因素，哪些是物理因素？（學(xué)生答：如……）那化學(xué)因素呢（如……）對把這幾種因素也就是方法畫下來，經(jīng)?？?。使生物發(fā)生基因突變。那么所以這個方法應(yīng)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(jié)出誘變育種的特點?？梢越Y(jié)合基因突變的特點來考慮。假設(shè)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(fā)生什么變異？基因突變那么是不是這一萬顆種子都會發(fā)生呢？這是我們基因突變的哪一個特點？低頻假設(shè)一萬顆種子有三十顆發(fā)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(shè)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(dāng)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(zhǔn)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(yōu)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(yōu)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(dāng)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(fā)生突變，我們用物理方法化學(xué)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(chuàng)造出來的性狀，為什么會出現(xiàn)新性狀呢？出現(xiàn)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(fā)展

誘變育種的研究發(fā)展

一、摘要

隨著社會的發(fā)展，人們對商品及生活品質(zhì)的要求不斷提高，根據(jù)不同植物種型和環(huán)保等問題在育種方面采用新技術(shù)，培育出適應(yīng)人們追求完美和綠化環(huán)保的優(yōu)質(zhì)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(fā)展趨勢進行展望。關(guān)鍵字：誘變育種；原理；方法；應(yīng)用；研究進展

誘變育種即利用物理、化學(xué)等因素誘導(dǎo)作物發(fā)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(fā)展起來的一項育種技術(shù)，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(yōu)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(yōu)質(zhì)等;④誘發(fā)的變異較易穩(wěn)定。1927年美國H.J.馬勒發(fā)現(xiàn) X射線能引起果蠅發(fā)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(yīng)。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(yōu)質(zhì)的煙草品種“赫洛里納”。1942年，C.奧爾巴克發(fā)現(xiàn)芥子氣能導(dǎo)致類似 X射線所產(chǎn)生的各種突變，1948年A.古斯塔夫森用芥子氣誘發(fā)大麥產(chǎn)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(fā)展到γ射線、中子、多種化學(xué)誘變劑和生理活性物質(zhì)，誘變方法從單一處理發(fā)展到復(fù)合處理，同時，誘變育種與雜交育種、組織培養(yǎng)等密切結(jié)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(fā)基因突變，產(chǎn)生新性狀，創(chuàng)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(yīng)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(fā)變異。當(dāng)通過輻射將能量傳遞到生物體內(nèi)時，生物體內(nèi)各種分子便產(chǎn)生電離和激發(fā)，接著產(chǎn)生許多化學(xué)性質(zhì)十分活躍的自由原子或自由基團。它們繼續(xù)相互反應(yīng)，并與其周圍物質(zhì)特別是大分子核酸和蛋白質(zhì)反應(yīng)，引起分子結(jié)構(gòu)的改變。由此又影響到細胞內(nèi)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異即染色體突變,而DNA分子結(jié)構(gòu)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(jīng)過細胞世代將變異了的遺傳物質(zhì)傳至性細胞或無性繁殖器官，即可產(chǎn)生生物體的遺傳變異。

誘變處理的材料宜選用綜合性狀優(yōu)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(yīng)不同，出現(xiàn)有益突變的難易各異，因此進行誘變處理的材料要適當(dāng)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(yīng)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(shù)性、發(fā)育階段、生理狀態(tài)和不同的器官組織等有關(guān)。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(jù)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(chǔ)上，選擇適宜的誘變劑量是誘變育種取得成效的關(guān)鍵（表 1）。適宜誘變劑量是指能夠最有效地誘發(fā)作物產(chǎn)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(nèi)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(zhì)(如32P、35S等)引入植物體內(nèi)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(xué)誘變方法

化學(xué)誘變除能引起基因突變外，還具有和輻射相類似的生物學(xué)效應(yīng)，如引起染色體斷裂等，常用于處理遲發(fā)突變，并對某特定的基因或核酸有選擇性作用?；瘜W(xué)誘變劑主要有:①烷化劑。這類物質(zhì)含有1個或多個活躍的烷基，能轉(zhuǎn)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(fù)制發(fā)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(xué)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(yīng)用的化學(xué)誘變劑濃度要適當(dāng)。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?；瘜W(xué)誘變劑大都是潛在的致癌物質(zhì)，使用時必須謹(jǐn)慎。

四、誘變育種的應(yīng)用