花卉化学诱变育种及其应用

摘自：互联网

摘要：通过综述化学诱变育种发展历程、诱变剂种类、诱变机理、育种特点及应用等五方面的内容，阐述了国内外花卉化学诱变育种五方面的应用概况，指出了花卉化学诱变育种存在五方面的问题，同时展望了七方面的利用优势
　　关键词：花卉；化学诱变育种；诱变剂；应用
　　花卉化学诱变育种是人工利用化学诱变剂诱发花卉产生遗传变异，再通过多世代对突变体进行选择和鉴定，培育成具有较高观赏价值的花卉新品种的技术，通过此技术运用可达到培育新品种的目的。
　　1化学诱变育种简述
　　1.1化学诱变育种的发展历程
　　化学诱变育种始于20世纪初。1943年Ochlkers用脲烷处理月见草以后，化学药剂的诱变作用得到了肯定。Gustafsson等于1948年用芥子气处理大麦获得突变体，开创了化学诱变在农作物育种上应用的先河。50年代的研究较为广泛并逐渐取得成果，此后农作物化学诱变育种在世界各国得以推广。到1990年为止，利用化学诱变育种育成的新品种（系）有106个，约占诱变育成品种（系）的70%，以禾谷类居多，其中大麦15个，水稻12个，小麦9个，玉米7个[1]。
　　我国化学诱变育种起步于20世纪50年代后期，经过40年发展取得了令世人瞩目的成就，诱变育成的品种数量和种植面积居世界首位。据不完全统计，至1994年底，我国已在40多种植物上育成了430多个优良突变品种，年种植面积900万hm2以上，增产粮棉、油50亿公斤，创造了巨大的社会效益和经济效益[2]。
　　1.2化学诱变剂种类
　　化学诱变剂早年常用芥子气，到现在新的诱变剂不断被发现和应用，约300多种，有特殊诱变效果的30余种，主要有下列几类[3]：
　　1.2.1烷化剂类：如甲基磺酸乙脂（EMS）、乙基磺酸乙脂（EES）、甲基磺酸甲脂（MMS）、丙基磺酸丙脂（PPS）、甲基磺酸丙脂（PMS）等。
　　1.2.2核酸碱基类似物：5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-溴去氧尿嘧啶核苷（5-BUdR），8-氮鸟嘌呤、咖啡碱、马来酰肼等。
　　1.2.3吖啶类（嵌入剂）：吖啶橙、二氨基吖啶、人工合成ICR化合物。
　　1.2.4无机类化合物：H2O2、LiCl、亚硝酸、MnCl2、CuSO4等。
　　1.2.5简单有机类化合物：抗生素、丝裂霉素、重氮丝氨酸、中性红、甲醛、乳酸等。
　　1.2.6异种DNA：嘌呤及其衍生物等。
　　1.2.7生物碱：石蒜碱、秋水仙碱、喜树碱、长春花碱等。
　　1.3化学诱变机理
　　1.3.1碱基与突变
　　DNA结构中有4种碱基，即腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶，一般腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。如碱基系列中一个碱基被另一个碱基对所代替，叫做碱基替换，以嘌呤替代嘌呤或嘧啶替代嘧啶的替换过程称替换。如嘌呤替代嘧啶或嘧啶替代嘌呤称颠换。碱基替换过程中只改变替换碱基的那个密码子，也就是说每一次碱基替换只改变一个密码子，不会涉及到其它密码子。如在碱基系列中插入一个新的碱基或在碱基系列中丢失一个碱基，造成后面的整个DAN上的密码子都被改变称移码突变[3]。
　　一般来说，单个植株发生突变的频率介于千分之一至万分之一之间。单个基因则介于十万分之一至百万分之一之间，然而人工诱变可使自然突变提高千倍以上，从而使人们定向地创造和筛选变异成为可能[2]。
　　1.3.2碱基类似物的诱变机制
　　碱基类似物是一些非标准的核酸碱基，它们的分子结构与天然碱基非常相似，它可在DAN复制中替代天然碱基，引起配对错误，从而由一种碱基对替换另一种碱基对。如2—氨基嘌呤（2AP），它主要置换腺嘌呤，从而引起A-T到G-C的转换。
　　1.3.3化学物质诱变机制
　　一些烷化基、亚硝酸盐及羟胺都能改变核酸中的核苷酸的化学结构，导致碱基的替换。
　　1.3.3.1亚硝酸具有氧化脱氨的作用,它能使腺嘌呤脱去氨基成为次黄嘌呤。次黄嘌呤不能与胸腺嘧啶配对，却能与胞嘧啶配对，这样受亚硝酸处理的DNA分子中就具有次黄嘌呤，经过DNA复制，使原来的A-T对转换成G-C对。
　　1.3.3.2烷化基能使DNA分子中的碱基烷基化，导致配对时出现误差，产生碱基替换。如甲基磺酸乙脂(EMS)主要与鸟嘌呤作用，嘌呤环的N-7上接上烷基，造成G-C向A-T的转换或T-A向C-G的颠换。
　　1.3.3.3羟胺（HA）：是一种还原剂，作用胞嘧啶上，使它的氨基变成醇基，不再与鸟嘌呤配对，因此在DNA复制时，能将G-C对转换成A-T对。