《刘录祥--诱发突变与小麦改良(扬州)100330》由会员分享，可在线阅读，更多相关《刘录祥--诱发突变与小麦改良(扬州)100330（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、诱发突变与小麦改良诱发突变与小麦改良 第六届全国小麦遗传育种学术研讨会2010-3-30.扬州第六届全国小麦遗传育种学术研讨会2010-3-30.扬州 刘录祥刘录祥 中国农业科学院作物科学研究所中国农业科学院作物科学研究所 国家农作物航天诱变技术改良中心国家农作物航天诱变技术改良中心 SBRC 国际植物诱变技术研究的回顾国际植物诱变技术研究的回顾 我国植物诱变技术育种的成绩我国植物诱变技术育种的成绩 空间环境诱变技术研究现状空间环境诱变技术研究现状 小麦诱变技术研究与应用小麦诱变技术研究与应用 诱发突变技术研究的前景诱发突变技术研究的前景 报告内容报告内容 SBRC 半矮秆突变基因的利用 小麦
2、： 半矮秆突变基因的利用 小麦： Rht1, Rht2 水稻：水稻： sd-1 第一次第一次“绿色革命绿色革命” Nature, 1999, 400: 256-261 【突变基因资源的育种有效利【突变基因资源的育种有效利 用】用】 自然变异 + 人工诱变自然变异 + 人工诱变 SBRC 国际植物诱发突变技术研究回顾国际植物诱发突变技术研究回顾 1928年，美国科学家年，美国科学家L.J. Stadler首次报道了首次报道了X射线对大麦 具有诱变效应，成为现代植物诱发突变研究的奠基者。 射线对大麦 具有诱变效应，成为现代植物诱发突变研究的奠基者。 1934年，年，D.Tollener利用利用X射
3、线辐照烟草育成了花色及烟叶 品质得到明显改进的第一个农作物突变品种 射线辐照烟草育成了花色及烟叶 品质得到明显改进的第一个农作物突变品种Chlorina F1。 1948年，印度科学家利用年，印度科学家利用X射线诱变培育出抗旱的棉花突 变品种 射线诱变培育出抗旱的棉花突 变品种M.A.9，核辐射诱变技术开始被植物遗传育种学家 重视和应用。 ，核辐射诱变技术开始被植物遗传育种学家 重视和应用。 SBRC 国际植物诱发突变技术研究回顾国际植物诱发突变技术研究回顾 1964年，联合国粮农组织和国际原子能机构成立核技术粮农 应用联合司（ 年，联合国粮农组织和国际原子能机构成立核技术粮农 应用联合司（J
4、oint FAO/IAEA Division ），植物核辐射诱变 育种技术开始在世界范围内得到应用。 ），植物核辐射诱变 育种技术开始在世界范围内得到应用。 1969-2008年间，年间，IAEA先后组织召开了先后组织召开了8次国际植物诱发突变 技术大会，促进了国际植物核辐射诱变技术的合作交流与发 展。核辐射诱变技术在植物突变品种培育和新资源创制等领 域得到广泛应用。 次国际植物诱发突变 技术大会，促进了国际植物核辐射诱变技术的合作交流与发 展。核辐射诱变技术在植物突变品种培育和新资源创制等领 域得到广泛应用。 SBRC 人工诱发突变技术途径人工诱发突变技术途径 化学因素化学因素 烷化剂：甲基
5、磺酸乙酯（EMS）等 叠氮化合物：叠氮化钠（NaN3）等 碱基类似物：溴尿嘧啶(5-BU)等 物理因素物理因素 X射线、射线、中子、激光、电子束、离子束 生物因素生物因素 转座子插入突变、跳跃基因 空间因素空间因素 空间辐射、微重力、弱地磁 Induced mutation a short course for high level management Induced mutation a short course for high level management Mo Mo Radiation (mutagenic treatment) M1 M1M2 M2 AA bb CC Aa bb
6、 CC mutation (after mutagenic treatment) AA bb CC Aa bb CC aa bb CC (self-fertilization) (segregating population) 1 :2:1 mutant (000) (000)(10,000- 00,000) SBRC Chimerism of M1plants Parent cultivar seeds (multicellular embryo meristem, leaf etc.) Mutagenic treatment Radiation Chemical mutagenesis I
7、nsertional mutagenesis Mo M1 (embryo) (M1plant, chimera) (meiosis) M2seeds (embryo) Segregating M2population (Selection on single plant basis) M3 SBRC MUTANT VARIETIESMUTANT VARIETIESMUTANT VARIETIESMUTANT VARIETIESMUTANT VARIETIESMUTANT VARIETIES Cereals 45%Cereals 45% Flowers 18%Flowers 18% Legume
8、s 8%Legumes 8% Oil crops 7%Oil crops 7% Others 22%Others 22% Total Number : 3088Total Number : 3088Total Number : 3088Total Number : 3088 Plant Species : 170Plant Species : 170Plant Species : 170Plant Species : 170 (Sept 2009)(Sept 2009) Sources: FAO/IAEA Mutant Varieties DatabaseSources: FAO/IAEA M
9、utant Varieties Database Crop Improvement by Mutation Techniques Wheat: 272Wheat: 272Wheat: 272Wheat: 272 SBRC CROSS - 1104 TOTAL - 3088 accessions (Sept 2009) TOTAL - 3088 accessions (Sept 2009) FAO/IAEA Mutant Varieties Database FAO/IAEA Mutant Varieties Database DIRECT - 198464.2% SBRC MUTANT VAR
10、IETIES MUTANT VARIETIES TOTAL - 3088 accessions (Sept 2009) TOTAL - 3088 accessions (Sept 2009) FAO/IAEA Mutant Varieties Database FAO/IAEA Mutant Varieties Database Continent Number of released mutant cultivars % of total Asia &Pacific 1877 60.8 Europe 899 29.1 North American 202 6.5 Africa 62 2.0
11、Latin American 48 1.6 SBRC 泰国泰国优质香稻优质香稻突变品种RD6和RD15 的种植面积占全国水稻总面积的 26，每年为农民增加的总利润超过16.9亿美元。 突变品种RD6和RD15 的种植面积占全国水稻总面积的 26，每年为农民增加的总利润超过16.9亿美元。 澳大利亚诱变育成的澳大利亚诱变育成的水稻品种水稻品种Amaroo，产量潜力达每公顷13.3吨， 当前的种植面积仍然占到全国水稻总面积的6070。 Amaroo，产量潜力达每公顷13.3吨， 当前的种植面积仍然占到全国水稻总面积的6070。 意大利意大利硬粒小麦硬粒小麦突变品种Creso的年种子销量曾占全国总量
12、的53， 每年为农民增加的经济收益超过1.8亿美元。 突变品种Creso的年种子销量曾占全国总量的53， 每年为农民增加的经济收益超过1.8亿美元。 越南越南大豆大豆突变品种DT84、DT90、DT95和M103等，目前的种植面积占 全国大豆总面积的45 ； 突变品种DT84、DT90、DT95和M103等，目前的种植面积占 全国大豆总面积的45 ；水稻水稻突变品种出口创汇效益1：800。突变品种出口创汇效益1：800。 印度14个TAG系列印度14个TAG系列花生花生突变品种，年种子销售占全印度花生良种总量 的45%，年累积种植面积297万公顷 突变品种，年种子销售占全印度花生良种总量 的4
13、5%，年累积种植面积297万公顷 。 突变品种的社会贡献突变品种的社会贡献国际范例国际范例 SBRC ? ?1956 - 1960s Facility establishment and research initiation ? ?1970s - 1980s Rapid development ? ?1990s - now Steady development 我国植物诱变技术研究：三个发展阶段我国植物诱变技术研究：三个发展阶段 SBRC 我国植物诱变技术研究：三大网络体系我国植物诱变技术研究：三大网络体系 ? ?Research network 28 provinces , 140 res
14、earch institutions/ labs ? ?Academic network CSNAS and its 21 branch societies ? ?International cooperation network IAEA、RCA、FNCA and Bilateral Cooperation SBRC 年种植面积3000万亩，增产粮棉油10-15亿公斤，增加效益20亿元年种植面积3000万亩，增产粮棉油10-15亿公斤，增加效益20亿元 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1966 1971 1976 1981 1986 1991 19
15、96 2001 2006 2009 802 我国植物诱变技术育种的主要成绩我国植物诱变技术育种的主要成绩 SBRC Induced Useful Gene Resources eui（elongated uppermost internode）gene Greenable albino leaf color mutant gene wx(waxy, glutinous) gene ge（giant embryo）gene lpa (Low phytic acid) gene SBRC An Approach for target mutant (salt tolerance) producti
16、on based on Doubled Haploid technique and in vitro screening in wheat(IAEA/RAS5045, CRP12987) Explants: anthers or young spikes Callus induction and differentiation under salt-stressed condition Regenerated plantlets Radiation treatment with proper dose(1-1.5Gy) Seed propagation for 1-2 generations without salt-stress Selection and identification for multi-generations in natural salinized soil Stable and inh
