紫外线及离子束诱变育种技术概述

1. 物理诱变

物理诱变主要采用高能辐射引起DNA损伤或染色体变异，从而引起突变。常用的物理因素有紫外线、 X射线、 γ射线、同位素⁶⁰C _O、超声波、激光等。一般辐射的作用是，使原子外层的电子脱离原子核的吸引而产生电离，可能对DNA分子中的某种键能产生影响，从而引起结构的变化。

（1）紫外诱变育种 紫外线是一种非电离辐射诱变剂，其最主要的诱变对象是单细胞、单核个体。通过对特定的菌丝原生质体的紫外诱变，可获得稳定性较好、生物量较高的品种。紫外线与其他物理诱变因素相比，具有无需特殊设备、成本低廉、对人体的损害作用易于控制、诱变效果好等优点，所以紫外线诱变是最常用的物理诱变方法之一。

（2）电离辐射诱变育种 电离辐射诱变育种主要是利用电离辐射诱发食用菌基因突变和染色体畸变，常用的电离辐射有中子射线、 X射线、 α射线、 β射线。电离辐射育种技术可以克服远缘杂交不亲和性，缩短育种年限，易于获得有价值的突变品种。

（3）离子束诱变育种 离子束诱变育种是将能量为几十至几百的核能离子通过发生器注入生物体内，在其到达终位前，将同靶材料中的分子、原子发生一系列的碰撞。通过碰撞、级联和反冲碰撞，导致靶原子移位，留下断链或缺陷。最终导致生物体遗传物质发生永久改变。离子束诱变育种与传统的诱变技术相比具有损伤轻、突变率高、突变谱宽、遗传稳定等特点。目前，离子束诱变育种技术已涉及几乎所有主要的粮食和经济作物。

（4）激光诱变育种 激光诱变育种是利用激光作用于生物体时产生的压力、热效应、电磁效应及其综合效应引起生物大分子的变化，进而导致遗传变异。其中热效应引起酶失活、蛋白质变性，导致生物的生理、遗传变异；压力效应使组织变形、破裂，引起生理和遗传变异；电磁场效应是由产生的自由基导致DNA损伤，引起突变；光效应则是通过一定波长的光子被吸收、跃迁到一定的能级，引起生物分子的变异。激光诱变育种作为现代遗传育种技术，由于其具有正变率高、遗传稳定性好的特点，而被应用于食用菌育种研究中。目前应用激光诱变育种技术已经获得了具有良好遗传稳定性的香菇菌株。

（5）空间诱变育种 空间诱变育种是利用返回式卫星和宇宙飞船搭载将食用菌带到太空，在太空特殊的环境（空间宇宙射线、微重力、高真空、弱磁场等因素）作用下引起染色体畸变，进而导致生物体遗传变异，经地面种植选育出正向突变的菌种。温鲁等利用航天搭载技术培育出的蛹虫草新品种，相较于传统菌株，大幅度提高了蛹虫草活性成分含量。(www.zuozong.com)

2. 化学诱变

化学诱变育种技术是利用化学诱变剂直接作用于DNA分子，根据化学性质和作用方式，主要有：

（1）烷化剂 这类试剂的共同特点是携带一至多个活跃的烷基，通过 “烷化作用”的方式将DNA或RNA分子结构中的H原子置换，从而导致 “复制”或“转录”过程中 “遗传密码”发生改变，进而导致遗传物质变异。常用烷化剂有甲基磺酸乙酯、次乙亚胺、硫酸二乙酯、亚硝基乙基脲。

（2）核酸碱基类似物 这一类化学物质具有与DNA碱基类似的结构，它们可以在不妨碍DNA复制的情况下，作为组成DNA的成分渗入到DNA分子中去，使DNA复制时发生偶然配对上的错误，从而引起有机体的变异。常用的核酸碱基类似物有5-溴尿嘧啶（BU）、5-溴去氧尿核苷（BUdR）、2-氨基嘌呤（AP）、马来酰肼（MH）等。

（3）生物碱 生物碱诱变作用主要通过影响细胞有丝分裂过程，阻止纺锤丝和赤道板形成，使细胞分裂中期异常停止，抑制rRNA合成及导致染色体畸变等。常见的生物碱诱变剂有秋水仙碱、石蒜碱、喜树碱、长春碱等。

（4）其他诱变剂 羟胺（NH₂OH）、氮蒽、叠氮化钠（NaN₃）等物质，均能引起染色体畸变和基因突变。尤其是叠氮化物在一定条件下可获得较高的突变频率，而且相当安全，无残毒。