【教材延伸】必修2~67诱变在育种上的应用有哪些方面?什么是航天诱变育种?

来源:仪征中学 时间:2024-06-15
 

【注】本资源源于《教师教学用书》的背景资料,从中选取典型内容,从而形成对教材强有力的补充,建议教师备课时要有充分的理解。

诱变育种是指利用物理、化学等因素诱导植物的遗传物质发生变异,再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株,进而培育成新品种或种质的育种方法。诱变在育种上的应用主要包括以下几方面:

(1)提高突变频率,扩大突变谱,即诱导可产生自然界少有的或应用一般常规方法难以获得的新性状、新类型,以丰富种质资源;

(2)打破性状连锁、促进遗传基因的重新组合;

(3)可以有效地改良作物品种的某些个别性状;

(4)促进作物远缘杂交的成功。

诱变育种主要用于植物和微生物,诱变育种是杂交育种的有力补充,同时又是其他育种方法难以替代的一种手段。诱变育种的方法分为物理诱变方法和化学诱变方法等。

物理诱变方法主要是辐射。辐射处理的方法分外辐射和内辐射。外辐射是指有机体受到的辐射来自外部的某一辐照源。可根据育种目标、研究内容、要求和条件等,用辐照源照射植物的植株、种子、花粉、子房、合子、单倍体、组织培养物等。内辐射是指将放射源引入植物体内的照射方法。常用的方法有浸泡法、注射法等。对植物进行辐射处理时,一定要考虑具体作物的辐射敏感性和处理时的诱变剂量。

化学诱变方法主要通过化学诱变剂来实现。化学诱变剂的种类很多,但在育种上的应用较少。化学诱变剂的处理对象主要是种子和植株,有时也有花粉、花药、合子及组织培养物。为了提高诱变效果,需要确定合适的剂量,以及了解影响诱变效果的因素。许多化学诱变剂都是致癌剂,所以使用化学诱变剂的过程中一定要注意防护,防止接触皮肤和吸入体内。

诱变育种存在的主要问题是有益突变的频率较低、变异的方向和性质难以控制等。基因组编辑技术应用于育种能克服这些缺点。已有科学家利用基因组编辑技术改造基因,获得了满足人类需求的农作物品种。例如,通过基因组编辑技术培育出品质好、产量高的番茄,不易吸收有害重金属的水稻,抗虫作物品种等。

航天诱变育种

利用卫星、飞船等返回式航天器,将植物种子、组织、器官或生命个体送到宇宙空间,在太空高能离子辐射、微重力、高真空、交变磁场等因素的诱导下,使植物材料发生基因突变,再经过地面繁殖、栽培、鉴定试验,筛选出能够稳定遗传的优质、高产、抗逆性强的新品种,称为航天诱变育种。

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1987年8月,伴随着我国第9颗返回式科学试验卫星的成功发射,首批水稻和青椒等作物种子被送上太空,我国开始了作物航天诱变育种的探索。迄今为止,我国利用返回式卫星、神舟飞船和高空气球先后进行了数十次作物种子等生物材料的空间搭载试验。航天诱变育种技术应用的范围越来越广,涉及粮食、油料作物、蔬菜、中药材、花卉等。

历经多年研究,取得了可喜的成果,育成了高产、优质、多抗的水稻、小麦等作物新品种和新品系,从中获得了一些对产量有突破性影响的罕见突变体。目前,世界各国利用正在建设中的国际空间站进行太空植物试验研究,其最终目的在于使宇宙飞船最终成为“会飞的农场”。

 
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