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化学诱变育种

利用化学药剂,诱发果树遗传物质发生变异,从中选择培育新品种的方法。这种化学药剂称为化学诱变剂。化学诱变剂种类及其作用化学诱变剂的种类繁多,其中主要的有烷化剂、碱基类似物、抗生素和中草药等。烷化剂在诱变育种中的应用最为广泛,这一类物质带有一个或多个活泼的烷基,其诱变作用是通过烷基置换其它分子的氢原子,即烷化作用。

利用化学药剂,诱发果树遗传物质发生变异,从中选择培育新品种的方法。这种化学药剂称为化学诱变剂。

化学诱变剂种类及其作用

化学诱变剂的种类繁多,其中主要的有烷化剂、碱基类似物、抗生素和中草药等。烷化剂在诱变育种中的应用最为广泛,这一类物质带有一个或多个活泼的烷基,其诱变作用是通过烷基置换其它分子的氢原子,即烷化作用。碱基类似物是一些与DNA碱基相类似的化合物,偶然被渗入到DNA分子中,导制DNA复制时发生配对上的错误。此外,还有些化合物如N-甲基化羟基嘌呤等,使染色体产生断裂。抗生素也具有破坏DNA及核酸的能力,而造成染色体断裂。中草药如长春花碱能阻止细胞纺锤体的形成,使分裂中期停止,抑制核糖体DNA的产生。

化学诱变剂对染色体的损伤较小,引起的染色体断裂局限于某些部位,多数出现在异染色质位置上。某些化学诱变剂能产生大量的可见突变,如用乙烯亚胺和环氧乙烷处理,比辐射诱变出现有价值的突变多,因此有“超诱变剂”之称。但化学诱变剂的效应比较迟缓,诱发的断裂保持较长的潜伏期,染色体的断片较多,而不同染色体间重组较少。但有的认为化学诱变效果不如电离辐射,尤其对植物的营养体部分,诱变作用不明显。其原因可能是化学诱变剂不易渗入分生组织,或者药剂处理的细胞发育期不适,未能达到预期效果。但随着化学诱变处理在植物组织和细胞培养中的应用,其诱变效果将会大大提高。

诱变处理的方法

通常用诱变剂浸泡种子或枝芽,使诱变剂吸入组织内部产生诱变作用。在浸泡前要使大部分细胞进入水合阶段,这时对烷化剂的处理最敏感,其染色体的畸变率最高。药剂处理一般宜在低温下进行。药液pH值大小会影响诱变效果,如烷基磺酸水解后产生强酸,显著提高生理损伤,因此要使用缓冲液。用生长素溶液浸泡材料可以提高化学诱变剂的效应。处理时加入二甲亚矾或增大2~5个大气压,可提高诱变剂的穿透作用。

诱变剂使用的剂量和处理的持续时间,与处理的温度关系密切。一些烷化剂对苹果接穗、桃和甜樱桃的发芽种子,最适浓度为0.5%左右,处理时间24小时;香蕉小苗,最适浓度为0.01~1%,处理时间0.5~3小时。药剂处理后的材料必须用清水漂洗,使诱变剂残留量降低到不显著的水平,并立即种植为宜,以免继续增加损伤。

突变体的培育和选择

在诱变育种中如何发现突变体,使扇形突变体(见嵌合体)扩大并得到表现是诱变育种的关键。通常采用分离繁殖法、修剪法或组织培养法,促进内部变异体组织的暴露。突变体后代的选择,根据多年生果树的特点,一般着重M1代的选择,并进行后代鉴定和系统比较试验。