辐射诱变应用于植物育种中的技术综述

安欣 李杨军

摘   要：当前的辐射诱变育种实际上是利用现有的X射线、γ射线等手段对其进行诱导处理，促使植物发生遗传性变异，并逐渐向有利的方向生长，获得高品质植物的一种基因突变育种技术。通过辐射诱变育种，可以获得具有优良性状的植物新品种，也可以丰富植物种质资源库，基于这些优点，该技术自问世以来一直保持快速发展，重大成果频出，现已成为植物育种领域的一项重要手段。针对辐射诱变应用于植物育种的主要技术进行了梳理。

文章编号： 1005-2690（2019）02-0047-02       中图分类号： S335       文献标志码： A

关键词：辐射诱变;植物育种;技术分析

综述我国进行辐射诱变育种开始于20世纪中期，并在70年代逐渐开始迅速发展。从70年代开始，我国进行了较大规模的植物辐射育种研究，育成了大批农作物新品种，并在农业生产中得到了大面积的推广种植，灵活利用植物自身的品种突变，增强植物的成活率、产量、育成数量以及经济效益，以满足当前时代的需求。

1   常用诱变剂种类

1.1   X射线

X射线又称阴极射线、伦琴射线，是一种不带电荷的中性射线，波长范围0.01～0.001 nm，并具有较强的穿透力，对种子进行适当照射，促使种子发生基因突变，甚至引导染色體出现变异、结构重组或者染色体断裂等情况。与此同时，其产生的诱变具有明显的累积性，可以实现合理的诱变累积，加强对诱变的控制。

1.2   γ射线

实际上，γ射线属于高能电磁波，并且其波长较短，范围在0.001～0.000 1 nm之间，同样具有较强的穿透力，并且射程较远，可以进行广泛的均匀照射，应用最为广泛。辐射诱变育种获得的新产品中约有50%是利用当前的γ射线照射产生的，其效率较高。在应用过程中，γ射线方法主要有两种：一种是慢照射，另一种是急性照射。通常采用急性处理方式，利用固定的辐射源进行处理，以满足实际的需求。

1.3   激光

激光也是当前常用的手段，其自身与γ射线存在较大的相似之处，属于电磁波的一种，但其特点不同，自身的波长也较长，呈现出能量低、方向好等特点。与此同时，电磁波在应用过程中还存在其他明显的效应，如电磁场效应、热效应以及压力效应等，属于当前新型的技术，在诱变育种中的应用正在逐步加大。

2   常用诱变处理材料种子照射

通常情况下，种子照射常被应用在有性繁殖的植物中，灵活利用其运输方便、处理及时以及简单便捷的优势进行高效处理。因为种子中具有多细胞结果，经处理后容易产生嵌合体，可引起生长点细胞的突变。待处理的种子形态不限，可以为干种子、湿种子和萌动种子。其中，萌动种子的诱变效率最高，因为照射是在细胞分裂时期进行，更容易产生突变。

2.1   花粉照射

现阶段，花粉照射处理的方法有两种：一种是针对花粉生命力强、寿命较长的植物，对其花粉进行合理的收集，并进行照射处理;或者直接对开花的枝条进行处理，然后进行授粉。另一种是直接照射植株上的花粉。对花粉进行处理的辐射剂量通常较低。有研究发现，照射花粉种子枝条后诱发的突变率为29%～43%。

2.2   营养器官照射

实际上营养器官主要是指当前植物自身用于进行无性繁殖的部分器官，如幼芽、枝条、块茎、球茎等。产生的突变在表现型上一经显现，可用无性繁殖的方式加以繁殖即可推广，比对花粉和种子处理结果的出现更早、更易于鉴定。

2.3   植株照射

植株照射是指在植物生长过程中，对其某一发育阶段或者整个生长期进行照射。例如对生根试管苗进行较大群体的辐射处理，还可以局部处理花序、花芽或者生长点。在进行局部照射时，应当用铅板保护不需照射的部位。

2.4   其他器官照射

其他器官照射主要是指植物的花药、叶片、胚状体、合子、愈伤组织、单倍体以及原生质体等器官，采取有效的方式进行照射，并降低嵌合体。合理对单倍体材料进行照射，能够在细胞水平或个体水平上显现出来，经加倍可获得二倍体纯系。

3   常用的辐射处理方法

3.1   外照射

现阶段的外照射主要是指被照射的植株、种子等，其辐射主要来源于当前的X射线源、钴源等，属于某一外部辐射，该方法具有简单便捷、处理高效等优势，被广泛应用。外照射又可以细分为分次照射、连续照射、慢性照射以及急性照射，不同的方式存在不同的优势。

3.2   内照射

内照射是当前较为先进的技术，其照射原理为从内部进行照射，将辐射源引入生物体内部，实现高效的处理。该方式属于慢性照射类别，在辐射源进入到生物体内部后，会随着自身的衰变不断放射，对植物产生影响。但在实际应用过程中，其放射元素存在不均匀的情况，通常情况下聚集在生长点位置，并且聚集较多，同时其相关的放射性元素可能进入到遗传物质中产生诱变。内照射的主要方法有浸泡法、注入法、施入法、合成法等。

4   总结和展望

辐射诱变是当前常见的一种方式，属于物理诱变，被广泛应用在植物育种中。随着该技术的日渐深入，对不同植物材料的最佳处理剂量、处理时期、不同诱变方法的组合使用等方面的研究也取得了很大进展。辐射诱变作为常规育种手段的重要补充，操作简便、安全，可以有效缓解目前农林业存在的种植品种单一、物质资源匮乏的问题。

（收稿日期：2019-01-25）