诱变技术在小麦育种中的应用

李华杰

摘 要：随着我国经济的不断发展，科技革新也在不断进行着，各行业之间日趋激烈的竞争也使诱变技术面临更为严峻的挑战。基于此，本文分析了在小麦育种使用诱变技术的必要性，提出离子束注入技术、航空诱变技术、生物诱变技术以及加强理论研究等具体应用，希望促进小麦产量、质量的提升和诱变技术的推广。

关键词：诱变技术;小麦育种;基因突变

小麦是我国居民食用的主要粮食作物之一，近年来我国人口不断攀升，耕地面积持续减少，这使得培育出更加高产的小麦品种愈发迫在眉睫。植物诱变技术是利用物理和化学的现代化信息技术手段，短时间内使植物发生基因突变，并培育出新品种，将诱变技术引进到小麦育种中会促进小麦产量的大大提升。

一、在小麦育种中使用诱变技术的必要性

我国的诱变育种技术发展至今已经有七十多年的历史了，其中在水稻和小麦上的作用尤为突出显著，因此进一步发展小麦的诱变育种技术也是十分有必要的。诱变技术是运用多样化的理化因素，诱发基因突变，从而引发遗传变异。接下来会得到突变体，进而在突变体的基础上运用直接或者间接的方法培育新品种。在小麦育种中使用诱变技术有很高的应用价值，第一是可以显著提高小麦的产量。由于培育出了小麦的新品种，一个和过去相比明显的优势就是可以提高产量，而且随着技术的不断完善，小麦产量的增长幅度也会随之增加。第二是提升小麦的质量。通过诱变技术的应用，培育出的小麦质量明显提升，并且特点更为突出，可以应用到各种不同的领域中去。例如专门制作点心饼干的小麦品种在湿面筋含量、粗蛋白含量等方面都要远远高于其他品种。第三是大幅度提升了综合抗性水平。运用诱变技术培育出来的小麦品种，具备着极强的抗倒性和抗病虫害的能力，进而全面提升了小麦品种的整体质量和抵抗力，促进竞争力的提升。

二、小麦育种中诱变技术的具体应用

（一）离子束注入技术

离子束技术是诱变育种技术应用在小麦育种中的一种较为常见的技术手段。具体的应用过程是利用诱变技术，使生物体之间产生作用，进而造成峰值的出现。在产生的峰值范围之内，所注入的离子束会和生物体之间产生相互作用，这种作用是局部的且不易修复的。注入了离子束之后会导致染色体的易位、倒位、重复以及缺失等情况的发生，甚至是DNA分子的取代与断裂，最终促使基因突变的形成。在离子束注入的方法中，测量敏感性的重要指标通常为植株存活1/2或半致死的LD50劑量。如果从之前的研究成果中分析能够得出，靶标材料对离子束诱变边际效应效果产生了影响。离子束诱变育种的相关工作在不停开展，相关技术也在不断发展优化，极大地促进了小麦育种技术的进一步提升。

（二）航空诱变技术

航空诱变育种技术是通过特殊的空间环境对农作物种子产生作用，进而发生有益变异。这种空间环境是通过使用高空气球或者返回式的卫星等所形成的。通过宇宙射线、微重力、近地磁场以及高能粒子等难以通过人工模拟的空间条件促使小麦品种发生诱变，从而引起植物细胞内功能和结构产生改变。从很多检测结果中能够得知，航空诱变技术具备很大的优势，主要有变异频率大、变异稳定性高以及大多数性状可以遗传以及部分变异通过其他变异方法无法做到的特点。因此航空诱变育种技术成为新种质生成以及新基因源的重要路径。实验得出，航空诱变通常是在SP4代就会变得稳定，与其他的常规育种方法相比，提高了两个世代，大幅度缩短育种时间，加快小麦育种改革进程，提升了育种效率。蒋云等对航空诱变对小麦性状所产生的影响进行研究，研究了实践八号所搭载的小麦品种，并分成3份，分别标号为SP1、SP4和SP5。SP1负责检验小麦农艺性状改变程度，SP4与SP5检验其ISSR分子标记多态性。实验结果表明，SP1在农业性状方面有着明显的变化，突变系对于空间环境诱变更加敏感，二者之间的遗传相似系数保持在0.8226～0.8777，而野生型DNA的改变量相对较低。由此可以得出，航空诱变能够引起小麦分子的变异，并且为小麦空间育种提供更多的可能。

（三）生物诱变技术

生物诱变技术是指插入目的外源基因以及转座子的位置或者因为所用剂量的不同从而促使生物产生不同的突变效果。接下来对其进行离体培养，使之产生无性系变异，最后得到对生产有帮助的突变体。现阶段在生物诱变育种领域中占据重大地位的是转基因技术，同时也在生物诱变育种领域做出了巨大的贡献。随着研究的不断深入，也相继有很多新成果产生。例如SinghbHan在禾谷草当中提取出了Ac家族转座子，可以插在小麦染色体同样的部位，这对小麦育种的研究有很大的应用价值。

（四）加强理论研究

使用诱变技术，能够引起小麦的显著性状的改变，最大限度的激发小麦遗传中的高产潜力，从而达到了实现超高产小麦的目标。诱变技术虽然展现出了其巨大的优势以及广泛的应用前景，但由于应用时间不长，它仍存在着突变方向难以控制、随机性强、突变频率低等问题。面对这些问题，必须进一步加强研究力度，在理论上对小麦诱变育种技术进行进一步的补充与完善。在具体试验中，可以将细胞工程作为一个重要的研究方向和可用技术手段加深研究，同时将传统杂交育种以及当代生物技术等技术方法同小麦育种结合起来。不同的诱变因素拥有不同的诱变特征，只有进行综合化运用，围绕各种诱变因素展开，才能提升突变效率，发挥不同因素特异性的作用。进而获得更加理想的诱变成效，发现更多的可能性，进一步促进小麦诱变育种的发展。

三、结束语

随着小麦育种工作的积极推进，有越来越多的新型技术手段被进入进来。但是新阶段小麦育种工作还存在很多欠缺，需要更多的技术和材料提供支持。诱变技术已经通过实验凸显出了其在小麦育种方面的独特优势，但还需进一步的研究与改进，以促进小麦品种上的改良以及产量的提升。

参考文献：

[1]蒋云，张洁，郭元林，等.空间环境诱导小麦变异及ISSR多态性研究[J].核农学报，2017，31（09）：1665-1671.

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