唐河縣種子技術(shù)服務(wù)站　趙立

小麥誘變育種的進展

唐河縣種子技術(shù)服務(wù)站趙立

一、誘變育種的概念和分類

（一）化學(xué)誘變育種

化學(xué)誘變劑可應(yīng)用于處理培養(yǎng)的體細(xì)胞、花藥、小孢子、細(xì)胞、干燥種子和成熟花粉。用含有化學(xué)藥劑的石蠟油直接處理成熟花粉是近年來興起的一項誘變新技術(shù)，具有傳統(tǒng)輻射誘變無法比擬的優(yōu)點。

河南省在化學(xué)誘變方面開展了一些研究和實踐。早在20世紀(jì)70年代，南陽農(nóng)科所、偃城縣科委等單位就開展了小麥化學(xué)誘變研究。近年來，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南大學(xué)、河南省科學(xué)院同位素研究所等也開展了化學(xué)誘變研究，取得了一定的進展。

（二）輻射誘變育種

小麥成熟花粉輻照誘變機理，是小麥成熟花粉處于單倍性的較穩(wěn)定狀態(tài)，用適當(dāng)?shù)妮椪談┝刻幚砗?，以發(fā)生位點突變?yōu)橹鳎腋骰ǚ哿０l(fā)生突變的位點不盡相同。用這些具有新基因型的花粉授粉后，必然直接使后代發(fā)生種類繁多的變異，從而可使許多與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)有關(guān)、受微效多基因調(diào)控的數(shù)量性狀（株高、熟期、穗形、粒形和千粒重）發(fā)生有益突變的新類型。

（三）低能離子束注入誘變育種

離子束注入誘變是將元素離子經(jīng)高能加速器加速后輻照生物體，使質(zhì)量、能量和電荷共同作用于生物體，從而誘發(fā)產(chǎn)生突變的一種誘變技術(shù)。離子束輻照產(chǎn)生的各類自由基的增加和積累，是引起變異的重要原因。河南省離子束生物工程重點實驗室的成立，為開展離子束誘變育種研究提供了必要條件。

（四）航天誘變育種

航天誘變育種是將航天技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)作物育種技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來的一項嶄新的育種技術(shù)。河南省科學(xué)院、河南省農(nóng)科院等單位從1991年開始利用返回式衛(wèi)星和高空氣球搭載小麥種子進行太空誘變試驗，先后選育出小麥新品種太空5號、太空6號、富麥2008。

二、小麥誘變育種進展

（一）誘變手段逐漸豐富

20世紀(jì)60年代初至20世紀(jì)80年代，河南省小麥誘變育種工作主要是利用Co-γ射線照射小麥風(fēng)干種子，探索研究其生物學(xué)效應(yīng)，并針對生產(chǎn)上一些品種的主要性狀缺點進行輻照誘變改良。20世紀(jì)80年代中期，將化學(xué)誘變引入小麥育種，主要是利用甲基磺酸乙酯（EMS）和疊氮化鈉（NaN3）進行誘變效果的觀察和比較，并選出一批有利用價值的突變體。1991年河南省開始與航天誘變育種單位合作，利用返回式衛(wèi)星和高空氣球搭載小麥種子進行太空誘變試驗，經(jīng)過田間觀察、選擇等，選育出一批各具特色的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)抗病新品系。

（二）誘變品種的生產(chǎn)利用價值不斷提高

誘變育種可有效解決傳統(tǒng)的小麥雜交育種中難以解決的問題，在較短的周期內(nèi)實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

（三）創(chuàng)造了一批新特種質(zhì)資源

1.矮稈品系：宛原50-2、豫同69、豫同194、豫同198等，其中宛原50-2成為新矮源，不僅矮稈早熟、抗病、優(yōu)質(zhì)，而且含有4對矮稈基因，其中1對位于4D染色體短臂上的Rht基因是突變產(chǎn)生的，屬首次發(fā)現(xiàn)。

2.大粒種質(zhì)資源：利用Co-γ射線輻照促進小麥與黑麥、冰草間遠(yuǎn)緣雜交，育成一批具有外緣遺傳基因的巨大粒小麥；利用輻射誘變與雜交相結(jié)合育成了特大粒品系96079、96148等，這些品系不僅千粒重在50～87g，而且抗病、成熟期等性狀也得到改進，是難得的大粒資源。

3.彩色小麥資源：河南省小麥育種專家周中普采用化學(xué)誘變、物理誘變、遠(yuǎn)緣雜交相結(jié)合的手段培育出了黑色、綠色等彩色小麥品種。中普系列彩色營養(yǎng)小麥，富含多種人體必需的營養(yǎng)元素，尤其是鐵、硒、鋅、碘、鈣及賴氨酸等，并且蛋白質(zhì)含量居小麥之首。

三、存在問題

目前，基于誘變新因素發(fā)掘的小麥誘變新技術(shù)研究尚處于探索應(yīng)用階段，有關(guān)誘變機理研究還十分薄弱，有必要深入誘變因素生物學(xué)效應(yīng)的研究，從細(xì)胞學(xué)、生理生化和分子生物學(xué)等方面繼續(xù)深入誘發(fā)突變的機理研究，對后代各變異類型的發(fā)生頻率及其遺傳規(guī)律進行分析 ，結(jié)合分子標(biāo)記及其他生物標(biāo)記技術(shù) ，以提高選擇的準(zhǔn)確性和突變體的利用效率。

種質(zhì)資源利用率不高，誘變可以產(chǎn)生一些通過常規(guī)雜交而無法獲得的突變體，有些性狀的突變體出現(xiàn)的重復(fù)性幾率很低。由于在市場經(jīng)濟條件下的競爭機制，導(dǎo)致育種家對一些材料高度保密而不能共享，優(yōu)異的種質(zhì)資源得不到遺傳學(xué)分析評價和充分利用。

四、發(fā)展對策與建議

結(jié)合河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，廣泛開展多種植物誘變育種研究。育種實踐證明，誘發(fā)突變在稻麥類、大豆、玉米、花卉等植物品種改良中是十分有效的。因此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，廣泛開展水稻、小麥 、蔬菜等重要植物誘變育種。

要加強小麥復(fù)合高效誘變育種技術(shù)體系建設(shè)，誘變僅僅是一種手段，雖然能打破基因連鎖，增加突變頻率，但是目前在材料的處理和后代選擇上具有一定的盲目性。小麥誘變育種應(yīng)與雜交育種技術(shù)、農(nóng)藝栽培技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)以及分子生物學(xué)技術(shù)等相結(jié)合，取長補短，采用復(fù)合的技術(shù)手段，加快小麥育種進程，提高育種效率。

要加強突變體的鑒定、評價和利用研究。河南省在小麥誘變育種中已經(jīng)創(chuàng)造了大量的優(yōu)異新種質(zhì)，包括矮稈、大粒、大穗、分枝小麥等多種類型，針對這些突變資源分類進行遺傳分析、鑒定、評價，促使突變種質(zhì)盡快用于傳統(tǒng)育種之中，才是誘發(fā)突變創(chuàng)造新種質(zhì)的最終目的。