小麥誘變育種的進展

唐河縣種子技術服務站　趙立

小麥誘變育種的進展

唐河縣種子技術服務站趙立

一、誘變育種的概念和分類

（一）化學誘變育種

化學誘變劑可應用于處理培養的體細胞、花藥、小孢子、細胞、干燥種子和成熟花粉。用含有化學藥劑的石蠟油直接處理成熟花粉是近年來興起的一項誘變新技術，具有傳統輻射誘變無法比擬的優點。

河南省在化學誘變方面開展了一些研究和實踐。早在20世紀70年代，南陽農科所、偃城縣科委等單位就開展了小麥化學誘變研究。近年來，河南農業大學、河南大學、河南省科學院同位素研究所等也開展了化學誘變研究，取得了一定的進展。

（二）輻射誘變育種

小麥成熟花粉輻照誘變機理，是小麥成熟花粉處于單倍性的較穩定狀態，用適當的輻照劑量處理后，以發生位點突變為主，且各花粉粒發生突變的位點不盡相同。用這些具有新基因型的花粉授粉后，必然直接使后代發生種類繁多的變異，從而可使許多與產量結構有關、受微效多基因調控的數量性狀（株高、熟期、穗形、粒形和千粒重）發生有益突變的新類型。

（三）低能離子束注入誘變育種

離子束注入誘變是將元素離子經高能加速器加速后輻照生物體，使質量、能量和電荷共同作用于生物體，從而誘發產生突變的一種誘變技術。離子束輻照產生的各類自由基的增加和積累，是引起變異的重要原因。河南省離子束生物工程重點實驗室的成立，為開展離子束誘變育種研究提供了必要條件。

（四）航天誘變育種

航天誘變育種是將航天技術、生物技術和農作物育種技術相結合發展起來的一項嶄新的育種技術。河南省科學院、河南省農科院等單位從1991年開始利用返回式衛星和高空氣球搭載小麥種子進行太空誘變試驗，先后選育出小麥新品種太空5號、太空6號、富麥2008。

二、小麥誘變育種進展

（一）誘變手段逐漸豐富

20世紀60年代初至20世紀80年代，河南省小麥誘變育種工作主要是利用Co-γ射線照射小麥風干種子，探索研究其生物學效應，并針對生產上一些品種的主要性狀缺點進行輻照誘變改良。20世紀80年代中期，將化學誘變引入小麥育種，主要是利用甲基磺酸乙酯（EMS）和疊氮化鈉（NaN3）進行誘變效果的觀察和比較，并選出一批有利用價值的突變體。1991年河南省開始與航天誘變育種單位合作，利用返回式衛星和高空氣球搭載小麥種子進行太空誘變試驗，經過田間觀察、選擇等，選育出一批各具特色的豐產、優質抗病新品系。

（二）誘變品種的生產利用價值不斷提高

誘變育種可有效解決傳統的小麥雜交育種中難以解決的問題，在較短的周期內實現預期目標。

（三）創造了一批新特種質資源

1.矮稈品系：宛原50-2、豫同69、豫同194、豫同198等，其中宛原50-2成為新矮源，不僅矮稈早熟、抗病、優質，而且含有4對矮稈基因，其中1對位于4D染色體短臂上的Rht基因是突變產生的，屬首次發現。

2.大粒種質資源：利用Co-γ射線輻照促進小麥與黑麥、冰草間遠緣雜交，育成一批具有外緣遺傳基因的巨大粒小麥；利用輻射誘變與雜交相結合育成了特大粒品系96079、96148等，這些品系不僅千粒重在50～87g，而且抗病、成熟期等性狀也得到改進，是難得的大粒資源。

3.彩色小麥資源：河南省小麥育種專家周中普采用化學誘變、物理誘變、遠緣雜交相結合的手段培育出了黑色、綠色等彩色小麥品種。中普系列彩色營養小麥，富含多種人體必需的營養元素，尤其是鐵、硒、鋅、碘、鈣及賴氨酸等，并且蛋白質含量居小麥之首。

三、存在問題

目前，基于誘變新因素發掘的小麥誘變新技術研究尚處于探索應用階段，有關誘變機理研究還十分薄弱，有必要深入誘變因素生物學效應的研究，從細胞學、生理生化和分子生物學等方面繼續深入誘發突變的機理研究，對后代各變異類型的發生頻率及其遺傳規律進行分析 ，結合分子標記及其他生物標記技術 ，以提高選擇的準確性和突變體的利用效率。

種質資源利用率不高，誘變可以產生一些通過常規雜交而無法獲得的突變體，有些性狀的突變體出現的重復性幾率很低。由于在市場經濟條件下的競爭機制，導致育種家對一些材料高度保密而不能共享，優異的種質資源得不到遺傳學分析評價和充分利用。

四、發展對策與建議

結合河南省農業生產需求，廣泛開展多種植物誘變育種研究。育種實踐證明，誘發突變在稻麥類、大豆、玉米、花卉等植物品種改良中是十分有效的。因此，應當結合農業生產結構調整的要求，廣泛開展水稻、小麥 、蔬菜等重要植物誘變育種。

要加強小麥復合高效誘變育種技術體系建設，誘變僅僅是一種手段，雖然能打破基因連鎖，增加突變頻率，但是目前在材料的處理和后代選擇上具有一定的盲目性。小麥誘變育種應與雜交育種技術、農藝栽培技術、組織培養技術以及分子生物學技術等相結合，取長補短，采用復合的技術手段，加快小麥育種進程，提高育種效率。

要加強突變體的鑒定、評價和利用研究。河南省在小麥誘變育種中已經創造了大量的優異新種質，包括矮稈、大粒、大穗、分枝小麥等多種類型，針對這些突變資源分類進行遺傳分析、鑒定、評價，促使突變種質盡快用于傳統育種之中，才是誘發突變創造新種質的最終目的。