诱变育种的成就及特点

几十年来，辐射诱变育种已经对农业生产作出了巨大的贡献，主要表现在两个方面。
 
(一)育成大量植物新品种
 
据1995年的不完全统计，全世界在158种植物上辐射育成和推广了1 932个品种;我国利用辐射育成的品种达459个，占世界总数的1/4。可见，辐射诱变育种的植物种类已相当广泛，几乎遍及所有有经济价值和观赏价值的植物。一些诱变品种已成为当地的主要推广品种，如原苏联的小麦诱变品种新西伯利亚67的种植面积达300万hm2。意大利在20世纪70年代育成的硬粒小麦品种Greso等，约占全国硬粒小麦面积的1/3。
 
我国诱变育成的作物品种数量居世界各国之首，种植面积也不断扩大。诱变品种的种植面积1985年以来基本稳定在900万hm2左右，其中有6个品种的种植面积均在70万hm2以上，20个品种在20万～70万hm2之间，31个品种在7万～20万hm2之间。有9个辐射诱变品种获国家发明奖，它们是棉花鲁棉1号，水稻原丰早，大豆铁丰18和黑农26，小麦山农辐63和川辐麦1号，玉米自交系原武02，桑树激7681，以及早熟沙打旺等。鲁棉1号年最大种植面积曾高达200万hm2以上，是我国自己育成的棉花品种中种植面积最大的品种之一。它的特点是早熟、结铃性好、高产、适应性强。水稻原丰早具有早熟、适应性广等特点，由于它比亲本早熟45d，因而在解决我国南方水稻多熟制栽培中发挥了重要作用，最大年种植面积超过110万hm2。原浙江农业大学育成的水稻新品种浙辐802具有早熟、抗病性强、适应性广、增产潜力大等特点，累计种植面积已达550万hm2，是我国目前除杂交水稻外种植面积最大的一个水稻品种。小麦突变品种山农辐63的最大年种植面积也曾达120万hm2，是我国辐射诱变育成的小麦品种中推广面积最大的一个品种。大豆突变品种铁丰18的种植面积约34万hm2，占大豆主产区之一的辽宁省大豆种植面积的70%。由此可见，辐射诱变育种在农业增产中做出了重要贡献。
 
(二)提供大量优异的种质资源
 
辐射诱变可使作物产生很多变异，这些变异就是新的种质资源，可供育种利用。近年来，我国收集了24种植物的突变遗传资源1700余份，并对其进行了鉴定、编制名录及育种价值的研究。其中性状优异被广泛利用的遗传资源34份，如水稻原丰早、辐709、辐竹二，小麦辐66、原冬96、辐矮1号，玉米原武02、原辐17等。20世纪90年代以来利用突变遗传资源作杂交亲本已育成50多个优良品种(或杂交种)，累计种植面积在700万hm2以上。例如水稻辐709被用作杂交亲本，育成了9个秀水系列新品种，得到了大面积推广。用小麦辐66作亲本，育成鲁麦5号、鲁麦8号、鲁麦11等优良品种。利用高配合力的高梁恢复系晋辐1号不但育成了晋杂1号、辽杂1号等杂交种，而且还育成一批衍生的恢复系，它们约占全国可利用恢复系的1/4，成为我国高粱恢复系的主干体系。
 
将辐射诱变产生的优良突变体作为亲本用于选育杂交品种是诱变育种的另一用途。突变体间接利用育成品种的比重在1966—1983年间占突变品种的16，9%，而在1984—1991年间占41.7%。
 
二、诱变育种的特点
 
(一)提高突变率，扩大突变谱
 
一般诱变率在0.1%左右，但利用多种诱变因素可使突变率提高到3%，比自然突变高出100倍以上，甚至达1000倍。人工诱发的变异范围较大，往往超出一般的变异范围，甚至是自然界尚未出现或很难出现的新基因源。例如通过诱发处理可以产生不同类型的矮秆水稻种质。
 
(二)改良单一性状比较有效，同时改良多个性状较困难
 
一般点突变都是使某一个基因发生改变，所以可以改良推广品种的个别缺点，但同时改良多个性状较困难。实践证明，诱变育种可以有效地改良品种的早熟、矮秆、抗病和优质等单一性状。例如浙江省农业科学院用γ射线处理晚熟水稻品种二九矮7号，获得了比原品种早熟15d的辐育1号新品种，而其他性状与原品种相仿。鲁棉1号是由(中棉所2号X1195)P4选育的一个优异品系经γ射线处理后获得的中早熟品种，其生育期较原品系明显缩短，表现早熟、结铃性好、高产、适应性广。
 
通过诱变育种要想得到同时改良多个性状的难度很大。例如对抗病品种的选育，期望从诱变处理感病品种的后代中，选得明显的高抗二种以上病害类型还有一定的困难。此外，诱变育种所产生的突变体大部分是不理想的，有时选到的理想突变体还很可能带有不理想的附带效应(如其他突变性状、易位和不育等)。由于突变体在M2群体中始终是少数，除了如生育期、株高、抗性等易发现的性状外，其他性状必须依靠精确、快速的筛选技术。诱变育种对二倍体的白花授粉作物较为有利，如果是多倍体或无性繁殖作物则收效较少。
 
(三)性状稳定快，育种年限短
 
诱发的变异大多是一个主基因的改变，因此稳定较快，一般经3—4代即可基本稳定，有利于较短时间育成新品种。如山东农业大学于1974年用γ射线处理蚰包/欧柔F4的一个株系，经4代选育，于1978年育成山农辐63小麦品种，1980—1983年累计种植120万hm2。
 
(四)诱发突变的方向和性质尚难掌握
 
杂交育种只要充分了解双亲的性状遗传，就能大致估计杂交后代群体中可能出现重组的类型，但诱变育种很难预见变异的类型及突变频率。虽然早熟性、矮秆、抗病、优质等性状的突变频率较高，但其他有益的变异很少，必须扩大诱变后代群体，以增加选择机会，这样就比较花费人力和物力。