小麦诱变育种的进展

唐河县种子技术服务站　赵立

小麦诱变育种的进展

唐河县种子技术服务站赵立

一、诱变育种的概念和分类

（一）化学诱变育种

化学诱变剂可应用于处理培养的体细胞、花药、小孢子、细胞、干燥种子和成熟花粉。用含有化学药剂的石蜡油直接处理成熟花粉是近年来兴起的一项诱变新技术，具有传统辐射诱变无法比拟的优点。

河南省在化学诱变方面开展了一些研究和实践。早在20世纪70年代，南阳农科所、偃城县科委等单位就开展了小麦化学诱变研究。近年来，河南农业大学、河南大学、河南省科学院同位素研究所等也开展了化学诱变研究，取得了一定的进展。

（二）辐射诱变育种

小麦成熟花粉辐照诱变机理，是小麦成熟花粉处于单倍性的较稳定状态，用适当的辐照剂量处理后，以发生位点突变为主，且各花粉粒发生突变的位点不尽相同。用这些具有新基因型的花粉授粉后，必然直接使后代发生种类繁多的变异，从而可使许多与产量结构有关、受微效多基因调控的数量性状（株高、熟期、穗形、粒形和千粒重）发生有益突变的新类型。

（三）低能离子束注入诱变育种

离子束注入诱变是将元素离子经高能加速器加速后辐照生物体，使质量、能量和电荷共同作用于生物体，从而诱发产生突变的一种诱变技术。离子束辐照产生的各类自由基的增加和积累，是引起变异的重要原因。河南省离子束生物工程重点实验室的成立，为开展离子束诱变育种研究提供了必要条件。

（四）航天诱变育种

航天诱变育种是将航天技术、生物技术和农作物育种技术相结合发展起来的一项崭新的育种技术。河南省科学院、河南省农科院等单位从1991年开始利用返回式卫星和高空气球搭载小麦种子进行太空诱变试验，先后选育出小麦新品种太空5号、太空6号、富麦2008。

二、小麦诱变育种进展

（一）诱变手段逐渐丰富

20世纪60年代初至20世纪80年代，河南省小麦诱变育种工作主要是利用Co-γ射线照射小麦风干种子，探索研究其生物学效应，并针对生产上一些品种的主要性状缺点进行辐照诱变改良。20世纪80年代中期，将化学诱变引入小麦育种，主要是利用甲基磺酸乙酯（EMS）和叠氮化钠（NaN3）进行诱变效果的观察和比较，并选出一批有利用价值的突变体。1991年河南省开始与航天诱变育种单位合作，利用返回式卫星和高空气球搭载小麦种子进行太空诱变试验，经过田间观察、选择等，选育出一批各具特色的丰产、优质抗病新品系。

（二）诱变品种的生产利用价值不断提高

诱变育种可有效解决传统的小麦杂交育种中难以解决的问题，在较短的周期内实现预期目标。

（三）创造了一批新特种质资源

1.矮秆品系：宛原50-2、豫同69、豫同194、豫同198等，其中宛原50-2成为新矮源，不仅矮秆早熟、抗病、优质，而且含有4对矮秆基因，其中1对位于4D染色体短臂上的Rht基因是突变产生的，属首次发现。

2.大粒种质资源：利用Co-γ射线辐照促进小麦与黑麦、冰草间远缘杂交，育成一批具有外缘遗传基因的巨大粒小麦；利用辐射诱变与杂交相结合育成了特大粒品系96079、96148等，这些品系不仅千粒重在50～87g，而且抗病、成熟期等性状也得到改进，是难得的大粒资源。

3.彩色小麦资源：河南省小麦育种专家周中普采用化学诱变、物理诱变、远缘杂交相结合的手段培育出了黑色、绿色等彩色小麦品种。中普系列彩色营养小麦，富含多种人体必需的营养元素，尤其是铁、硒、锌、碘、钙及赖氨酸等，并且蛋白质含量居小麦之首。

三、存在问题

目前，基于诱变新因素发掘的小麦诱变新技术研究尚处于探索应用阶段，有关诱变机理研究还十分薄弱，有必要深入诱变因素生物学效应的研究，从细胞学、生理生化和分子生物学等方面继续深入诱发突变的机理研究，对后代各变异类型的发生频率及其遗传规律进行分析 ，结合分子标记及其他生物标记技术 ，以提高选择的准确性和突变体的利用效率。

种质资源利用率不高，诱变可以产生一些通过常规杂交而无法获得的突变体，有些性状的突变体出现的重复性几率很低。由于在市场经济条件下的竞争机制，导致育种家对一些材料高度保密而不能共享，优异的种质资源得不到遗传学分析评价和充分利用。

四、发展对策与建议

结合河南省农业生产需求，广泛开展多种植物诱变育种研究。育种实践证明，诱发突变在稻麦类、大豆、玉米、花卉等植物品种改良中是十分有效的。因此，应当结合农业生产结构调整的要求，广泛开展水稻、小麦 、蔬菜等重要植物诱变育种。

要加强小麦复合高效诱变育种技术体系建设，诱变仅仅是一种手段，虽然能打破基因连锁，增加突变频率，但是目前在材料的处理和后代选择上具有一定的盲目性。小麦诱变育种应与杂交育种技术、农艺栽培技术、组织培养技术以及分子生物学技术等相结合，取长补短，采用复合的技术手段，加快小麦育种进程，提高育种效率。

要加强突变体的鉴定、评价和利用研究。河南省在小麦诱变育种中已经创造了大量的优异新种质，包括矮秆、大粒、大穗、分枝小麦等多种类型，针对这些突变资源分类进行遗传分析、鉴定、评价，促使突变种质尽快用于传统育种之中，才是诱发突变创造新种质的最终目的。