《核辐射应用技术》PPT课件.ppt

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1、第6章．辐射应用技术中国农业大学齐孟文诱变育种概念利用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，根据育种目标要求，对突变体进行选择和鉴定，直接或间接地培育成生产上有利用价值的新品种的育种途径。成就新品种及应用据FAO／IAEA突变品种数据库最新统计，到2009年9月底，有60多个国家在170多种植物上育成并通过商业注册的植物突变品种总数已达3088个，其中突变体直接利用品种1984个，占突变品种总数的64．2％。我国已累计在45种植物上培育出802个植物突变品种，占国际同期育成植物突变品种总量的1／4强、国内同期各种方法培育成新品种总数的8．6％，种植面积

2、约占全国推广良种种植面积的10％，最大年种植面积达到900万hm2。新种质及利用与诱发突变品的直接利用相比，诱变创生的种质资源的利用价值则更大。利用诱变手段几乎可以实现对植物所有重要性状的改良，如生育期、株型结构、抗耐逆境、籽粒与营养品质和产量潜力等。辐射突变种质资源在品种培育和功能基因组等基础研究中发挥着重要作用。突变体基因资源不仅对定位和克隆未知基因具重要意义，对研究已知相关基因的结构与功能也有重要价值。特点提高突变率,扩大变异谱自然突变频率低,辐射可增大突变频率1000倍左右，诱发全新类型，迅速丰富基因库，扩大选择范围。适于改良品种的个别单一性状对亲

3、本辐射诱导点突变，可改变某一缺馅，提高其综合性状,如作物的抗逆性诱变。育种程序简单,年限短打破不良基因连锁,促进有利基因重组克服远缘杂交不亲和性通过照射花粉，可克服不亲合性，提高结实率，使远缘杂交成功。其他独特用途如促进孤雌生殖；诱发染色体结构变异创造不育性或无籽果实；诱发体细胞突变，创造果树及无性繁殖植物的新品种等。诱变的方向和性质难以控制在一个突变体中，很难出现多个理想性状的变异。类型诱变常用的辐射类型电离辐射非电离辐射微粒辐射电磁辐射紫外线不带电粒子带电粒子射线射线中子质子粒子粒子其他最新技术激光辐照诱变辐照源为2000-10000A°激光。

4、离子注入诱变：辐照源为加速器产生的各类粒子束流。空间诱变育种通过返回式卫星或高空气球(30-40km)搭载，利用空间的特殊环境进行诱变的途径。航天葫芦航椒1号航茄2号机理在分子水平上，诱变机理研究主要围绕DNA损伤、修复及其与突变形成的关系进行的。辐射可使A-T，C-G之间的氢键断裂；DNA链中糖与磷酸基之间发生断裂;DNA上相邻胸腺嘧啶之间形成二聚体；DNA链的断裂和交联。DNA损伤后，若发生错误修复，并在复制过程将其保留，则形成突变。染色体畸变指染色体数目的增减或结构的改变。因此，染色体畸变可分为数目畸变和结构畸变两大类。数目畸变1）单体性　二倍体细胞

5、的某同源染色体只有一个而不是两个的现象，即2n-1。2）缺体性　二倍体生物的体细胞缺失了某一对同源染色体的现象，即2n-2。3）三体性　二倍体细胞的某同源染色体为三个的现象，即2n+1。4）多体性　二倍体细胞的某同源染色体的数目在三个以上的现象。结构畸变在射线作用下，染色体断裂的频率增加，断裂后的染色体重新连接，产生四种结构变异染色体缺失丢失了带有基因的片段。重复染色体个别节段的增加。倒位染色体的某一节段发生断裂后，倒转180°又重新连结起来。易位非同源染色体之间交换片段。基因突变分子机制:基因相当于染色体上的一点，称为位点(1ocus)。　　一个位点还

6、可以分成许多基本单位，称为座位(site)。　　一个座位一般指一个核苷酸对，其中一个碱基发生改变可能产生一个突变。　　所以，突变就是基因内不同座位的改变。　　一个基因内不同座位的改变形成许多等位基因复等位基因。突变类型转换同型间T→C碱基替换取代突变颠换异型间A→C碱基倒位基因突变碱基缺失ATCGAT→ATGAT移码突变碱基插入ATCGAT→ATCGGAT外照射指被照射植物材料置于外部辐射源接受照射的方法。这种方法简便，在诱变育种中比较常用。钴室钴圃方法3．诱变机理：　　⑴.自发突变：　　　①由宇宙射线或环境中的其它天然诱变因素引起；　　　②由

7、于正常细胞中酶出“差错”在内部形成能起诱变　　　　作用的代谢产物改变DNA分子的结构。　　　③重组本身不对等交换，也能产生可遗传变异。　　　　果蝇：16A区段16A重复棒眼根据照射时间的长短，分为急性照射和慢性照射。急性照射指采用较高的剂量率进行短时间处理。慢性照射是在长时间内进行低剂量率的缓慢照射。材料在慢照射时较急照射时的损伤轻,形态畸变少,且诱变效果稳定。照射材料包括：种子、球茎、块茎、鳞茎、花粉、植株等。内照射将放射性核素引入植物体内，在体内进行照射。其具有剂量低、持续时间长、多数植物可在生育阶段进行处理等优点，但操作和管理较麻烦，目前已很小

8、应用。程序□处理材料的选择□剂量和剂量率的选择□诱变处理和的栽培选