突变体在农作物改良中的应用

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1、突变体在农作物改良中的应用摘要从六十年代以来，利用诱发突变直接培育成农作物新品种已在国内外取得较快的发展。人工诱变已成为育种学家创造新的种质资源的重要途径，有效地促进了农作物新品种选育工作的发展。作物遗传改良离不开突变体的创造，本论文主要介绍筛选、诱导及在农作中的应用等。关键词突变体育种诱导21世纪是我国面临挑战的时期，人口增多，耕地减少；干旱严重；水灾频繁；环境污染；病虫害严重等等一系列的问题都需要我们一起解决。然而最基本的是如何生产出高效优质的产品来满足大家的需求，只有通过改变植物的遗传特性，才能让其生产出高效、优质的产品。本论文就是介绍用突变体来改良作物的遗传特性。

2、改良作物的遗传特性，以培育高产优质品种的技术，又称作物品种改良。它以遗传学为理论基础，并综合应用植物生态、植物生理、生物化学、植物病理和生物统计等多种学科知识。作物的改良方法可以利用植物的遗传转化、原生质体融合与体细胞杂交、体细胞无性系变异。突变体就属于体细胞无性系变异。1.突变体材料的选择[1]1.1选择的要求在分离突变体时，植物细胞材料的选择是非常重要的。首先应该用优良的、仅少许性状需要改进的基因型；其次，应该避免采用不能再生或难以再生的材料；最后，选用染色体数稳定的细胞系。在许多情况下所用材料的倍性水平也是研究者考虑的一个方面。从理论上讲，单倍体材料是较理想的，它不

3、仅对筛选隐性突变体有利，而且，对显性突变体的选择也具有意义；另外，单倍性材料还能通过加倍形成纯合二倍体，但其遗传不稳定也影响了它的使用。1.2材料的种类目前用于分离突变体的细胞材料有：愈伤组织培养物、细胞培养物、原生质体培养物等[2]。1.2.1愈伤组织是分离突变体的最简单的细胞材料，但也具有许多不利因素，如培养物相对生长速率较慢，由于处于表面的少部分细胞材料能够直接接触到培养基中的选择压力，从而使大部分细胞可能逃避选择压力的作用；已死的或将死的组织块中的个别抗性细胞，可能由于周围生理生化障碍，限制了它分裂产生新细胞团的能力。因此，用愈伤组织培养物进行筛选并不是一种适宜的

4、细胞材科。但从育种实践角度看，采用最初的新鲜愈伤组织，比培养周期较长的细胞培养物和原生质体培养物，也有其独持的优势，那就是由于培养周期短，可减少染色体遗传不稳定性以及发生遗传变异的频率。1.2.2细胞培养物在离体选择中也是十分有用的，这是因为它由少数细胞集合而成，而且在液体培养中常以单个细胞存在，因此，可以部分或基本弥补愈伤组织材料的不足。从理论上讲，原生质体培养物是用于筛选的最理想的细胞材料，其优点是，它们为严格的微生物体系，每个原生质体可以为植板，形成一个可供选择的克隆，而这些原生质体中产生的克隆是非嵌合的，它克服了愈伤组织和细胞培养物的不利因素，但对于需要大量细胞的

5、选择性状，原生质体可能不适宜。另外，对于大多数物种来说，原生质体分离和培养技术尚不完善，不能普遍采用，因此，愈伤组织是目前普通采用的分离突变体的细胞材料。2.突变体材料的诱变处理[3]作物遗传改良离不开突变体的创造，创造突变体的方法包括自发突变的筛选、物理诱变、化学诱变、插入突变和基因剔除等。90年代以来发展起来的通过抑制特定基因表达产生突变体的方法为突变体创造提供了新的途径。近年来，转录后基因沉默(PTGS)或RNA干扰(RNAi)技术[4]研究取得了突破性进展，使利用基因沉默技术创造突变体成为可能。2.1常用的物理诱变剂主要有紫外线，射线，激光，离子束等。紫外线的作用

6、是使DNA分子形成嘧啶二聚体，从而有可能引起基因突变或死亡。同时还可以引起碱基转换、颠换、移码突变或缺失等。γ-射线属于电离辐射，是电磁波。一般具有很高的能量，能产生电离作用，因而能直接或间接地改变DNA结构，引起染色体畸变、发生染色体断裂、形成染色体结构的缺失、易位和倒位等。激光是一种与自然光不同的辐射光，它具有能量高度集中、颜色单一、方向性好、定向性强等特性。激光通过光效应、热效应和电磁效应的综合作用，能使生物的染色体断裂或形成片断，甚至易位和基因重组。微波辐射属于一种低能电磁辐射，对生物体具有热效应和非热效应，用于多个领域的诱变育种：如农作物育种、禽兽育种和工业微生

7、物育种，并取得了一定成果。离子束使生物体产生死亡、自由基间接损伤、染色体重复、易位、倒位或使DNA分子断裂、碱基缺失等多种生物学效应。因此,离子注入诱变可得到较高的突变率，且突变谱广、死亡率低、正突变率高、性状稳定。2.2化学诱变化学诱变能引起物质发生突变，常见的化学突变剂有烷化剂、碱基类似物、羟胺、吖啶色素等。烷化剂是诱发突变的最重要的一类诱变剂，带有一个或多个活泼的烷基。作用重点是核酸，导致DNA断裂、缺失或修补。2.3插入突变插入突变是由于核苷酸或一段外源性核酸插入到基因中而引起的基因突变。插入可以是自发的(如染色体交换