輻射誘變應用于植物育種中的技術綜述

安欣 李楊軍

摘 ? 要：當前的輻射誘變育種實際上是利用現(xiàn)有的X射線、γ射線等手段對其進行誘導處理，促使植物發(fā)生遺傳性變異，并逐漸向有利的方向生長，獲得高品質植物的一種基因突變育種技術。通過輻射誘變育種，可以獲得具有優(yōu)良性狀的植物新品種，也可以豐富植物種質資源庫，基于這些優(yōu)點，該技術自問世以來一直保持快速發(fā)展，重大成果頻出，現(xiàn)已成為植物育種領域的一項重要手段。針對輻射誘變應用于植物育種的主要技術進行了梳理。

文章編號： 1005-2690（2019）02-0047-02 ? ? ? 中圖分類號： S335 ? ? ? 文獻標志碼： A

關鍵詞：輻射誘變;植物育種;技術分析

綜述我國進行輻射誘變育種開始于20世紀中期，并在70年代逐漸開始迅速發(fā)展。從70年代開始，我國進行了較大規(guī)模的植物輻射育種研究，育成了大批農作物新品種，并在農業(yè)生產中得到了大面積的推廣種植，靈活利用植物自身的品種突變，增強植物的成活率、產量、育成數(shù)量以及經濟效益，以滿足當前時代的需求。

1 ? 常用誘變劑種類

1.1 ? X射線

X射線又稱陰極射線、倫琴射線，是一種不帶電荷的中性射線，波長范圍0.01～0.001 nm，并具有較強的穿透力，對種子進行適當照射，促使種子發(fā)生基因突變，甚至引導染色體出現(xiàn)變異、結構重組或者染色體斷裂等情況。與此同時，其產生的誘變具有明顯的累積性，可以實現(xiàn)合理的誘變累積，加強對誘變的控制。

1.2 ? γ射線

實際上，γ射線屬于高能電磁波，并且其波長較短，范圍在0.001～0.000 1 nm之間，同樣具有較強的穿透力，并且射程較遠，可以進行廣泛的均勻照射，應用最為廣泛。輻射誘變育種獲得的新產品中約有50%是利用當前的γ射線照射產生的，其效率較高。在應用過程中，γ射線方法主要有兩種：一種是慢照射，另一種是急性照射。通常采用急性處理方式，利用固定的輻射源進行處理，以滿足實際的需求。

1.3 ? 激光

激光也是當前常用的手段，其自身與γ射線存在較大的相似之處，屬于電磁波的一種，但其特點不同，自身的波長也較長，呈現(xiàn)出能量低、方向好等特點。與此同時，電磁波在應用過程中還存在其他明顯的效應，如電磁場效應、熱效應以及壓力效應等，屬于當前新型的技術，在誘變育種中的應用正在逐步加大。

2 ? 常用誘變處理材料種子照射

通常情況下，種子照射常被應用在有性繁殖的植物中，靈活利用其運輸方便、處理及時以及簡單便捷的優(yōu)勢進行高效處理。因為種子中具有多細胞結果，經處理后容易產生嵌合體，可引起生長點細胞的突變。待處理的種子形態(tài)不限，可以為干種子、濕種子和萌動種子。其中，萌動種子的誘變效率最高，因為照射是在細胞分裂時期進行，更容易產生突變。

2.1 ? 花粉照射

現(xiàn)階段，花粉照射處理的方法有兩種：一種是針對花粉生命力強、壽命較長的植物，對其花粉進行合理的收集，并進行照射處理;或者直接對開花的枝條進行處理，然后進行授粉。另一種是直接照射植株上的花粉。對花粉進行處理的輻射劑量通常較低。有研究發(fā)現(xiàn)，照射花粉種子枝條后誘發(fā)的突變率為29%～43%。

2.2 ? 營養(yǎng)器官照射

實際上營養(yǎng)器官主要是指當前植物自身用于進行無性繁殖的部分器官，如幼芽、枝條、塊莖、球莖等。產生的突變在表現(xiàn)型上一經顯現(xiàn)，可用無性繁殖的方式加以繁殖即可推廣，比對花粉和種子處理結果的出現(xiàn)更早、更易于鑒定。

2.3 ? 植株照射

植株照射是指在植物生長過程中，對其某一發(fā)育階段或者整個生長期進行照射。例如對生根試管苗進行較大群體的輻射處理，還可以局部處理花序、花芽或者生長點。在進行局部照射時，應當用鉛板保護不需照射的部位。

2.4 ? 其他器官照射

其他器官照射主要是指植物的花藥、葉片、胚狀體、合子、愈傷組織、單倍體以及原生質體等器官，采取有效的方式進行照射，并降低嵌合體。合理對單倍體材料進行照射，能夠在細胞水平或個體水平上顯現(xiàn)出來，經加倍可獲得二倍體純系。

3 ? 常用的輻射處理方法

3.1 ? 外照射

現(xiàn)階段的外照射主要是指被照射的植株、種子等，其輻射主要來源于當前的X射線源、鈷源等，屬于某一外部輻射，該方法具有簡單便捷、處理高效等優(yōu)勢，被廣泛應用。外照射又可以細分為分次照射、連續(xù)照射、慢性照射以及急性照射，不同的方式存在不同的優(yōu)勢。

3.2 ? 內照射

內照射是當前較為先進的技術，其照射原理為從內部進行照射，將輻射源引入生物體內部，實現(xiàn)高效的處理。該方式屬于慢性照射類別，在輻射源進入到生物體內部后，會隨著自身的衰變不斷放射，對植物產生影響。但在實際應用過程中，其放射元素存在不均勻的情況，通常情況下聚集在生長點位置，并且聚集較多，同時其相關的放射性元素可能進入到遺傳物質中產生誘變。內照射的主要方法有浸泡法、注入法、施入法、合成法等。

4 ? 總結和展望

輻射誘變是當前常見的一種方式，屬于物理誘變，被廣泛應用在植物育種中。隨著該技術的日漸深入，對不同植物材料的最佳處理劑量、處理時期、不同誘變方法的組合使用等方面的研究也取得了很大進展。輻射誘變作為常規(guī)育種手段的重要補充，操作簡便、安全，可以有效緩解目前農林業(yè)存在的種植品種單一、物質資源匱乏的問題。

（收稿日期：2019-01-25）