植物化学诱变技术在育种中的运用及其进展__化学诱变技术及诱变效率

讲述化学右边在植物化学方面的应用

第24卷第7期　　2005年7月　　　　　　　　　　　　种　子(Seed)　　　　　　　　　　　　　Vol.24No.7　Jul.　

2005

植物化学诱变技术在育种中的运用及其进展

Ⅰ.化学诱变技术及诱变效率

董颖苹　连勇　何庆才　徐涵

(1.贵州省农业科学院　贵阳　550006;　2.中国农业科学院蔬菜花卉所　北京　100081;

3.法国图卢滋生物技术研究所　法国图卢滋)

摘要:综述了对植物化学诱变技术、突变体筛选技术、分子检测技术及其理论基础近年来的进展,并进行了较系统的阐述。化学诱变获得成功的关键是高效的诱变技术结合高效的突变体筛选技术,同时,帮助早期隐性突变发现的分子检测技术,作为辅助手段也是有利的。本文着重介绍了当代化学诱变技术、发生突变的机理、突变谱和诱变效率,并选择性地介绍了几种公认有效的突变剂的作用机理。

关键词　化学诱变　诱变效率　突变体筛选　分子检测

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低关键在于转基因效率和基因的表达效率的高低;化学诱变则通过化学试剂造成生物DNA的损伤和错误修复,产生突变体。这些突变以点突变为主,并且因试剂不同具有某些相对高频而且较为稳定的突变谱。由于这一技术还具有易操作、剂量易控制、对基因组损伤小、突变率高等特点,因而近年来成为运用最为广泛的诱变技术。,,突变体筛选技术和随,,在育种。

1　概述

变异是生物进化的基础推动力(,

,替的重要演变方式,用尽可能变异的加速,正是诱导变异的研究目的。诱变育种对于栽培品种的改良有着很大的贡献,而在生物的生理机制研究中,诱变技术也功不可没,许多代谢途径的发现都是建立在若干突变体的基础上的。随着分子水平的深入研究,与诱变相关的基因umuD、C和dinB的克隆,以及其他突变机理的进一步明晰,诱变育种的工作变得更为有序和可操纵。

诱变育种技术发展至今形成了3种技术:辐射诱变、定点诱变和化学诱变。辐射方式在早期是主要的方式,使用各种射线以造成染色体水平的畸变,如倒位、缺失等等形成突变。特点是对染色体伤害较大,因此致死突变较多。尽管如此,由于早期是诱变技术的主流,从事诱变及其后代品种筛选工作的人员众多,也获取了大量的用于生产的稳定突变体后代;定点诱变是在分子水平进行操作,通过人为设计单个碱基的顺序,产生变异的新性状,以造成突变。定点突变效率高

2　化学诱变技术、突变机理及诱变效率

2.1　诱变材料

诱变材料不同,将使诱变效率和筛选难度不同。有效的诱变,一方面必须保证诱变剂能有效渗入,另一方面诱变后的植物必须能进一步生长、发育,最终产生新的个体。因此,诱变者常采用生长点或能快速繁殖的器官,以获得较高频率,并从中筛选可遗传的突变。此外,由于嵌合体这种特殊形式的存在常常会给发现和筛选突变体增加难度。一些研究者采用单细胞培养或原生质培养的方式以获得纯的突变体,减少嵌合体的出现。而从染色体的倍性方面考虑诱变材料,从文献上看,目前的观点与早期不同。下文将从繁殖方式和染色体倍数两方面对诱变材料进行综述:2.1.1　按繁殖方式区分

将植物区分为种子繁殖植物、无性繁殖植物和试管繁殖植物,对不同繁殖类型的植物采用不同的诱变部位。根据这种区分,植物可供进行诱变的部位包括:种子繁殖植物的诱变材料主要是种子,也有花药、花粉、花粉母细胞和极少量的子房细胞等配子体;无性繁殖植物材料非常广泛,包括块茎、休眠芽、根状茎、嫁接枝条、茎;试管繁殖植物可为:茎尖、叶柄、叶片、嫩叶、胚珠、愈伤组织、悬浮培养体细胞、原生质体。

值得一提的是,无性繁殖植物在诱变历史上就已

收稿日期:2005204212。

基金项目:贵州省科学技术基金黔基合计字(2002)3045号资助项目。作者简介:董颖苹(1975～),女,助理研究员;主要从事马铃薯生物技术

诱变育种研究工作。

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