張東輝　楊青春　耿臻　張保亮　舒文濤　李金花　李瓊　常世豪

[摘要]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的科學(xué)技術(shù)手段運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，運用科學(xué)技術(shù)手段能夠改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，改良農(nóng)作物的品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，推動整個農(nóng)業(yè)不斷向前發(fā)展。本文主要針對誘變育種技術(shù)在大豆育種中的應(yīng)用進(jìn)行探究，簡單分析誘變育種技術(shù)在大豆育種中的運用，了解科學(xué)技術(shù)手段在農(nóng)業(yè)作物中應(yīng)用的意義，以便更好地發(fā)揮科學(xué)技術(shù)的作用，以期更好地運用科學(xué)技術(shù)推動農(nóng)業(yè)發(fā)展，為人們提供高質(zhì)量的農(nóng)作物，改善人們的生活水平，提高人們的生活質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]大豆;育種;誘變育種技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202006

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，自古以來農(nóng)業(yè)在中國的發(fā)展中就占據(jù)著重要的位置。農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是人們衣食生活的源泉，是人們生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展推動著社會的發(fā)展，推動著人類的進(jìn)步。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種科學(xué)技術(shù)手段運用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，例如誘變育種技術(shù)廣泛運用于大豆育種中，成功改善了大豆種植的現(xiàn)狀，提高了大豆的產(chǎn)量，推動了大豆產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

1 誘變育種技術(shù)

誘變育種技術(shù)是指在人為作用下，利用各種物理、化學(xué)等因素，在一定條件下誘導(dǎo)生物體發(fā)生變異，從變異的作物中選擇最佳的單個植物進(jìn)而培育出新品種的技術(shù)方法，是繼雜交育種技術(shù)手段之后的又一項新型育種技術(shù)。

中國是個人口大國，雖然幅員遼闊但是種植面積卻是有限的，如何利用有限的國土資源養(yǎng)育13億人口，是當(dāng)下人們思考的問題也是影響國家發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，要不斷對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)行創(chuàng)新，不斷改進(jìn)農(nóng)作物自身的品質(zhì)，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，將科學(xué)技術(shù)廣泛運用于農(nóng)業(yè)，以便更好地推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，提高糧食產(chǎn)量，提高人們的生活條件。當(dāng)下，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種科技手段廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)的發(fā)展過程中，如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，廣泛地應(yīng)用科技手段對農(nóng)作物進(jìn)行改良。如今，誘變育種技術(shù)廣泛地應(yīng)用在大豆育種的過程中，不但方法簡單、育種時間短而且效果突出，也被運用于改良大豆品種、培育新型大豆上，成為大豆育種的重要技術(shù)手段[1]。

2 物理誘變育種技術(shù)

物理誘變育種技術(shù)是誘變育種技術(shù)的重要方式之一，應(yīng)用較多的主要有輻射誘變，通過運用一些物理因素如α射線、β射線、γ射線、Χ射線、紫外線輻射等促使農(nóng)作物產(chǎn)生變異，引發(fā)農(nóng)作物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，誘變新的可遺傳植被，然后從新型的變異植被中選擇最佳品種，進(jìn)行培育種植，改善整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。

2.1 物理電離輻射誘變技術(shù)

電離輻射主要由X射線、β射線、γ射線等通過各種電離輻射與原子、分子發(fā)生碰撞時產(chǎn)生的能量作用于原子產(chǎn)生次生電子，進(jìn)而發(fā)生作用，改變植物內(nèi)部DNA結(jié)構(gòu)，使植被染色體發(fā)生變異，引發(fā)植物基因發(fā)生突變。比較常見的植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)變異有缺失、倒位和變異。由于電離輻射誘變技術(shù)操作要求較高，在操作過程中還有一定的危險，所以通常多應(yīng)用于不能使用化學(xué)誘變劑的植物誘變培育過程中[2]。

2.2 激光誘變育種技術(shù)

激光誘變育種技術(shù)于20世紀(jì)70年代在中國實行。在運用激光技術(shù)進(jìn)行油菜種子的誘變育種研究后，激光技術(shù)手段成為重要的物理誘變育種技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于新品種的誘變培育過程中。通過它產(chǎn)生的光、電、壓力及電磁效應(yīng)綜合作用于農(nóng)作物品種培育的過程中，致使農(nóng)作物的DNA發(fā)生突變，引發(fā)農(nóng)作物品種的變異。例如運用激光誘變育種技術(shù)培育的安激二號，不但產(chǎn)量高、適應(yīng)性強，大豆的蛋白質(zhì)和脂肪含量也相對較高，已經(jīng)在全國各地被廣泛推廣[3]。

3 化學(xué)誘變育種技術(shù)

化學(xué)誘變育種技術(shù)主要是利用化學(xué)手段，使用化學(xué)劑對植物進(jìn)行處理，引起植被內(nèi)部結(jié)構(gòu)、染色體發(fā)生變異，從而導(dǎo)致整個植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起基因突變?；瘜W(xué)誘變育種技術(shù)主要是對植物種子進(jìn)行化學(xué)處理以致其發(fā)生變化，或是對農(nóng)作物枝干進(jìn)行相應(yīng)的處理致使其植被內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變異。采用化學(xué)劑對植物進(jìn)行育種誘變，其效率比物理電離射線高得多，因此越來越引起人們的重視。比較常見的化學(xué)誘變主要有甲基磺酸乙酯、核酸堿基類似物、抗生素等。例如，在大豆育種中采用甲基磺酸乙酯（EMS）即人工化學(xué)誘變技術(shù)，是化學(xué)烷化劑中最常用的一種誘變技術(shù)，植物誘變率高，能夠有效提高植物的自然突變率，且操作簡單、變異性強、后代遺傳較穩(wěn)定，是當(dāng)下人們廣泛采用的一種化學(xué)誘變育種技術(shù)。EMS是最常見的化學(xué)誘變劑，它是當(dāng)前對植物影響最小、誘發(fā)率最高的化學(xué)誘變試劑之一，主要是對大豆內(nèi)部DNA發(fā)生直接影響，以便其DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其內(nèi)部基因發(fā)生變化，對植物內(nèi)部的蛋白質(zhì)合成產(chǎn)生一定的影響，從而改變植物的性質(zhì)，引發(fā)植物的基因突變，使植物發(fā)生變異。雖然甲基磺酸乙酯具有眾多優(yōu)點且廣泛地應(yīng)用于大豆育種中，但是由于其具有強烈的致癌性和揮發(fā)性，所以在植物培育過程中一定要做好防護(hù)工作，減少傷害的產(chǎn)生[4]。

在進(jìn)行化學(xué)誘變育種時可采用浸漬法、涂抹法、滴液法等方法對植物進(jìn)行處理。如采用涂抹法對植被進(jìn)行處理，將化學(xué)劑涂抹于植被幼苗或者植部頂端，對涂抹好的部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼谏w，避免蒸發(fā)，以便植被更好地產(chǎn)生變異。有研究者采用EMS誘變技術(shù)對大豆進(jìn)行種子誘變培育，如對“南農(nóng)86-4”大豆種子的誘變培育，以改良大豆品種，提高大豆的產(chǎn)量，提高大豆的脂肪和蛋白質(zhì)含量。河南省農(nóng)科院采用化學(xué)誘變育種技術(shù)培育了新型質(zhì)優(yōu)、高產(chǎn)、抗病蟲害的科新3號大豆品種，有效地提高了河南地區(qū)大豆種植的產(chǎn)量。近年來，國際上還興起了通過運用含有化學(xué)試劑的石蠟油處理花粉的新型技術(shù)手段，提高了誘變率。隨著社會的不斷發(fā)展，各國間的交流更加密切，科學(xué)家已經(jīng)開始嘗試將這項新型技術(shù)手段運用于我國的大豆育種過程中，以便更好地培育新型大豆品種[5]。

4 空間誘變育種技術(shù)

空間誘變育種技術(shù)是一項航天技術(shù)與農(nóng)業(yè)誘變育種技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)手段，主要是通過對太空環(huán)境進(jìn)行有效利用，將大豆種子或植物運送至太空環(huán)境中，使大豆育種充分置于太空環(huán)境中，讓太空的高能粒子輻射充分作用于大豆的生長、發(fā)育過程中，對大豆植被內(nèi)部的DNA結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，使植物內(nèi)部的染色體發(fā)生變化，促進(jìn)植物產(chǎn)生變異。利用實驗室無法提供的太空環(huán)境對大豆進(jìn)行誘變，是一項科學(xué)技術(shù)含量較高的大豆誘變育種技術(shù)手段，它有效地縮短了大豆育種的時間，提高了大豆育種誘變的效率[6]。例如，1994年黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院利用衛(wèi)星往返手段對大豆品種“寶誘17”進(jìn)行誘變育種培育工作，并對帶回的大豆種子開展全面系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)選種培育工作，培育出新型大豆品種“航天1號”，由于“航天1號”品種高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性較廣，具有良好的抗病蟲害的特點，因此作為一種新型的大豆品種，得到了廣泛的推廣種植。由于空間誘變育種技術(shù)效率高、時間短、效果好，有效地提高了育種培育工作的工作效率，已經(jīng)成為農(nóng)作物誘變育種的重要手段之一[7-8]。

5 結(jié) 論

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段已經(jīng)廣泛地運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不斷運用誘發(fā)育種技術(shù)開展大豆育種工作，是今后大豆育種培育的一個大方向?？偠灾?，應(yīng)積極應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段對大豆育種進(jìn)行創(chuàng)新性研究，不斷培育新品種，提高大豆的性能，提高其種植產(chǎn)量，運用科學(xué)技術(shù)手段改善大豆種植條件，促進(jìn)我國大豆種植持續(xù)健康發(fā)展。

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