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文章编号 :100028551 (2002) 0420252205
河南省植物诱变育种的研究概况
张建伟　杨保安　范家霖　陈云堂
(河南省科学院同位素研究所 ,河南 郑州　450052)
摘要 :本文简要回顾了河南省的植物诱变育种历史 ,概括了取得的主要成就 ,分析了
河南省诱变育种主要特点和存在的问题 ,提出了今后的发展方向和重点领域。
关键词 :河南 ;诱变育种
收稿日期 :1999211226
1 　历史回顾
河南省的植物诱变育种始于 60 年代初 ,到目前已有近 40 年的历史。整个发展历程可以
分为 3 个阶段 :11 基础研究阶段 (1978 年以前) :这一时期在中国农业科学院原子能利用研究
所的大力支持下 ,配备了以辐射诱变为主的科研、教学设施 ,培训和组建了一支科技队伍 ,开展
了一些辐射生物学效应研究 ,并于 1976 年育成了河南第 1 个突变品种“郑 6 辐”;21 应用研究
阶段 (1978～1990 年) :1978 年以后随着改变开放和科技政策的调整 ,诱变育种作为一项现代
育种新技术受到政府的重视和支持 ,得到快速发展 ,河南省的植物诱变育种也转向应用研究 ,
并很快育成了一批植物新品种和一批重要的种质资源 ,这一阶段为快速发展阶段 ;31 持续与
提高发展阶段 (1990 年至今) :90 年代后 ,诱变育种逐步受到河南省各育种单位的重视 ,进入了
持续稳定发展阶段 ,并与杂交技术、生物技术等不同育种方法相结合 ,形成了一套以辐射诱变
为核心的高效复合育种技术体系。但也出现了一些新问题 ,一是在加快科技体制改革进程中 ,
对河南省科学院系统实行“断奶”政策 ,而河南诱变育种牵头组织单位隶属该系统 ,致使全省诱
变育种失去过去统一组织、协作攻关的格局 ;二是科研经费支持由原来按技术行业划分改为按
产业划分 ,使诱变育种研究难以独立立项 ,只能从属于各个作物育种项目之中。
2 　取得的主要成就
211 　育成了一批植物新品种
据不完全统计 ,到 1999 年底 ,全省利用理化诱变育种和引进推广的省级审定品种共 49
个 ,涉及小麦、水稻、大豆等 8 种植物和 1 种食用菌。其中小麦、水稻、大豆分别为 16 个 ,3 个和
3 个 ,占总数的近 47 % ,占大田作物育成品种的 80 %。另外 ,菊花和月季分别为 14 个和 9 个 ,
占育成总数的 47 %。在育成的 25 个大田作物品种中 ,只有 5 个是处理纯合材料育成 ,7 个是
处理杂合材料直接育成 ,12 个通过突变体杂交利用后间接育成。其中豫麦 43 具有矮秆、高
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产、优质、理想株型、晚播早熟等优点 ,在河南棉麦双高配套小麦品种联合试验中居首位 ,在“三
一式”间作套种模式下 ,产量可达 6000～7500kgΠhm2 ,成为河南省间作套种型首选品种。
表 1 　河南省通过省级审定或鉴定的植物突变品种(截止 1999 年底)
植物种类
(育成品种数)
突变体直接利用
处理纯合材料 处理杂合材料 突变体间接利用
小麦
(16 个)
郑 6 辐、豫麦 4 号、
豫麦 12 号 豫原 1 号、豫麦 43
豫麦 17、19、22、24、30、32、35、
38、42、44、51 号。
水稻
(3 个) D2、红南
3 、荆糯 6 号 3
大豆
(3 个)
豫豆 4 号
豫豆 9 号 诱变 30
3
大麦
(1 个) 豫大麦 2 号
谷子
(1 个) 豫谷 3 号
甘薯
(1 个) 豫薯 5 号
月季
(9 个)
红雨、黄娇、彩叶明星、和平之光、白玉牡丹、
郑州春色、青春似火、春燕起飞、郑州大奖章
菊花
(14 个)
紫霞、霞光、春桃、金锈球、白云涌、雪映红、
金丝带、黄卷云、瑶池雪岸、昆首金狮、金光
四射、重阳芍药、紫云托月、西施含笑
金针菇
(1 个) 辐金 1 号
合计 (49 个) 7 个 30 个 12 个
　　3 为引进推广的突变品种
表 2 　河南省利用突变体杂交育成的小麦品种
育成品种 组　　合 所用突变体 育成单位及审定时间
豫麦 17 偃大 7406Π7526 7526 内乡县农科所 1990
豫麦 19 7526Π豫麦 2 号 7526 尉氏县农作所 1991
豫麦 22 7526Π7104R021225 7526 漯河市农科所 1992
豫麦 35 (绵阳 84227Π82C6)ΠΠ豫麦 17 7526 内乡县农科所 1995
豫麦 51 8425BΠ豫麦 17 7526 周口地区农科所 1998
豫麦 24 7602Π豫麦 2 号 洛阳 7602 濮阳市农科所 1993
豫麦 30 豫麦 2 号Π7602 ⋯ 商丘地区农科所 1994
豫麦 32 812442Π7602 ⋯ 河南职业技术师院 1994
豫麦 38 7602Π7110 ⋯ 洛阳农科院 1995
豫麦 42 豫麦 2 号Π7602 ⋯ 商丘地区农科所 1996
豫麦 44 郑州 761Π7602 ⋯ 林州市农科所 1997
212 　创造了一批珍贵的植物新种质
创造新种质是人工诱变育种的最大优势。多年来 ,河南省诱变育种工作者以辐照为中心
的复合育种方法开展种质资源的创造研究 ,在小麦、大麦、谷子、玉米、花生等作物上取得可喜
成果 ,尤其在小麦方面创造的种质数量多、价值大 ,产生了较大影响。现将河南省通过诱变育
种创造的小麦新种质概括如下 :
11 育成了南阳 7526、28288、18236、18237、豫同 407、855、89212、193、186、9301、0191、98224、982
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25、MC19、豫原 3 号、9 号等 15 个综合性状良好的小麦新品系 ,参加或通过省级区试或通过地
市级审定 ,在生产中得到局部利用。如豫同 407 具有矮秆、抗病、耐旱、丰产等优点 ,在省内外
种植近 6167 万 hm2 。南阳 7526 不仅抗病、早熟、高产 ,在全省种植 10167 万 hm2 万亩以上 ,被省
内育种单位作为骨干亲本利用又育成豫麦 17、19、22、35 等小麦品种 ,为小麦杂交育种做出了
重大贡献。
21 育成了宛原 5022 ,豫同 93269、930081、86279 矮变等矮秆品系 ,其中宛原 5022 为矮秆、早
熟、抗病突变 ,经中国科学院遗传所和中国农科院品资所鉴定 ,确定 5022 和两个圆柱矮系矮秆
基因分别位于 4D 和 2B、4A 上 ,均系世界首次发现 ,并把 5022 矮化新基因正式定名为 RHT
(WAN) 。
31 创造了一批珍贵的超大穗小麦突变系 ,包括豫同 89212 大穗突变系、95p8922、小冰麦21、
小冰麦22 等普通小麦超大穗品系和豫原 2 号、分枝 2 号、豫同 942149 等分枝小麦突变品系 ,其
穗粒数 80～800 粒不等。分枝小麦在矮化 ,抗性及早熟育种等方面取得较大进展 ,如豫原 2 号
分枝小麦 ,株高为 65cm ,抗锈病和白粉病 ,千粒重 35～40g ,成熟期为 6 月 5 日～8 日 ,已接近生
产品种 ,而豫同 94～149 分枝小麦抗病好、早熟、优质 ,在杂交育种中很有利用价值。
41 创造了一批特大粒小麦种质资源 ,河南省南召县皇路店农场与河南省科学院同位素研
究所合作 ,利用60 Coγ辐照促进小麦与黑麦、冰草间远缘杂交 ,育成了一批具有外源遗传基因的
巨大粒小麦 (多源矮 1、2、3、4 号等) ,利用辐射诱变与杂交相结合育成了特大粒品系 96079、
96120、96147、96148、豫原 3 号等。这些品系不仅千粒重高达 50～87g ,而且抗病、早熟等性状也
得到改进 ,是一类难得的大粒资源。
213 　诱变育种技术研究取得进展
11 在诱变处理方法方面 ,广泛开展了γ射线、X 射线、中子、微波、激光、离子束、卫星搭
载、DES、NaN3 、秋水仙碱等多种诱变因子及其复合处理的效果研究。大量育种实践证明 ,γ射
线最为方便实用 ,效果好。另外 ,对极低温环境、铅砖防护、辐射敏化剂在照射过程中的应用进
行了有益探索。在处理材料上 ,对干种子、花粉、活体植株、离体培养物、插条等不同材料处理
效果进行了研究 ,证明干种子处理方便实用 ,开花期活体植株和离体花粉处理效果好 ,而离体
组织诱变处理可实现定向选择目标 ,在抗逆性育种及无性植物育种中具有极大的应用前景。
21 探索出一条以理化诱变为核心、不同育种方法相结合的复合育种技术体系 ,充分发挥
人工诱变的创新优势。具体模式包括以下几种 :
(1)“理化诱变 + 杂交选育”复合育种技术 :包括杂合材料的诱变处理、杂交亲体的诱变处
理及突变体杂交利用 3 种类型 ,是河南省 80 年代以来诱变育种的主要模式 ,成效最突出的豫
麦 43 和南阳 7626 ,都是通过这种方法育成的[1 ,2 ] 。
(2)“理化诱变 + 离体培养”复合育种技术 :诱发突变与离体培养相结合可以提高诱变效
果 ,加快育种进程 ,开展定向筛选等 ,是诱变育种发展方向之一。河南省科学院同位素研究所
于“八五”期间以菊花为材料探索了辐射与组织培养复合育种技术 ,并在很短的时间内育成了
14 个菊花新品种[4 ] ,体现了离体诱变育种在无性植物育种中的极大优越性。河南省农业科学
院与豫西农专合作 ,利用小麦离体诱变育成了抗雪霉叶枯病小麦突变新品系 ,为河南省离体诱
变育种在有性植物育种中应用开了个好头。
(3)“理化诱变 + 远缘杂交”复合育种技术 :利用理化诱变促使植物外源遗传物质转移已有
大量成功的报道[3 ] 。在小麦与黑麦、冰草及籼粳稻亚种间杂交中发现 ,60 Coγ辐射处理可以提
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高远缘杂交结实率 ,促使异源基因转移 ,河南省选育的巨大粒小麦多源矮系列突变系为小麦与
冰草间的远缘杂交后代 ;此外 ,还发现了γ射线可以克服籼粳稻杂交后代疯狂分离的现象 ,这
对野生植物利用和新种质的制造具有重要意义。
(4)“理化诱变 + 杂种优势利用”复合育种技术 :据资料报道 ,人工诱变在杂种优势利用中
的主要作用是创造新三系 ,改良老三系 ,包括标记基因系统和无融合生殖系统。河南省在这一
领域中研究较为薄弱 ,但郑州邙山区利用60 Coγ射线处理水稻强优势杂交组合“中杂 2 号”干
种子 ,经后代选育育成“花粳固优 1 号”高产、优质、抗病、早熟新品种 ,成功地“固定”了原中杂
2 号的杂种优势 ,解决了沿黄稻区稻麦两熟制中多年来未能解决的品种疑难问题。
3 　特点和问题
通过对河南省植物诱变育种历史回顾和成就概述可以看出以下特点和问题 :
11 在植物优异新种质制造方面成效显著 ,突出了诱变育种的创新作用 ,但对突变种质遗
传评价和利用研究不足。如河南省创造的巨大粒小麦和超大穗分枝小麦均属珍贵资源 ,但对
其系统的遗传学分析评价及其利用研究都没能开展 ,显然对这些资源的进一步利用十分不利。
21 河南省植物诱变育种已形成以理化诱变为核心、不同育种方法相结合的复合育种技术
体系。人工诱变在该体系中主要作用是创造新种质和增加变异率。如在河南省育成的众多审
定品种中 (有性植物) ,只有郑 6 辐、豫麦 4 号、豫麦 12 号等 5 个品种为直接突变品种 ,其余均
来自诱变与杂交复合育种途径。
31 不同作物诱变育种发展极不平衡 ,仅少数几种植物成就突出。河南省是全国农业大
省 ,小麦、玉米、棉花、水稻、大豆 5 大作物均有较大面积。另外 ,甘薯、谷子、花生、油菜、大麦以
及一些瓜菜、林果、花卉也有相当规模。然而我省诱变育种育成品种只涉及在 8 种植物和 1 种
食用菌 ,而在小麦、菊花、月季上分别育成 16、14 和 9 个品种 ,占育成品种总数 (49 个) 的 4Π5。
河南小麦诱变育种在新种质创造、育成品种数量和研究水平上已达到国内先进水平。
41 基础研究比较薄弱。从整体上看 ,河南植物诱变育种研究重点是创造新种质、培育新
品种 ,而基础研究方面还很薄弱。究其原因一方面是研究条件差 ,经费少 ,很多单位目前仍使
用 70 年代的陈旧设备 ,难以满足现代研究的要求 ;另一方面是地方科技体制改革导向所决定
的。在新体制下 ,无论管理层和研究所都要求在短时间内出品种、出效益、出成果 ,而基础研究
短期内难以达此目的 ,因此而被淡化 ,但是 ,从可持续发展战略地位去分析 ,基础研究不可忽
视 ,特别是诱变育种基础研究多数为应用基础研究 ,对我省植物育种具有重要实践意义。
4 　前景展望
纵观历史 ,展望未来 ,依据河南省农业特点 ,今后植物诱变育种应继续发挥其创新优势 ,并
与现代育种新技术相互结合 ,广泛深入地开展研究 ,在以下几个方面具有更大的意义和较好的
发展前景。
11 结合我省农业生产需求 ,广泛开展多种植物诱变育种研究。到目前为止 ,国内外利用
诱发突变育成品种达 2014 个 ,涉及大田作物及花卉等多种植物。到 1997 年我国已在近 40 种
植物上育成 513 个突变品种。育种实践证明 ,诱发突变在稻麦类、大豆、玉米、花卉等植物品种
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改良中是十分有效的。因此 ,除继续开展小麦、菊花等优势植物的诱变育种外 ,应当结合农业
生产结构调整的要求 ,广泛开展水稻、旱稻、大麦、花卉、蔬菜等重要植物诱变育种 ,增强河南省
诱变育种研究活力。
21 适应市场经济发展的要求及时调整诱变育种目标 ,进一步发挥诱变育种创新优势 :种
植业中急需优质高效型新品种 ,如优质小麦、优质旱稻、专用玉米、优质专用大豆等品种。但由
于长期的品种间杂交 ,使种质利用日渐枯竭 ,而将优质与高产、抗病结合为一体更是传统育种
中一大难题。诱变育种今后应积极利用人工诱变创新新类型和打破性状连锁的作用 ,开展以
优质专用为主要目标兼顾高产、超高产、抗病的育种研究 ,并加强商业性状诱变育种研究。
31 继续深入开展以诱变为核心 ,与现代育种技术相结合的复合育种技术应用研究 :包括
与生物技术、航天技术、杂交育种、远缘杂交育种、杂优利用等多种方法间的相互结合 ,其中最
有实用价值和前景的领域为植物离体诱变育种和单倍体诱变育种。
离体诱变育种是诱发突变与生物技术相结合的育种方法 ,它与传统诱变育种相比具有处
理基数大、可定向筛选、能克服气候限制开展工厂化育种等优点 ,在植物抗性育种和优质育种
中具有特别重大的意义。另外 ,将该项技术用于无性繁殖植物育种将大大提高育种效率 ,缩短
育种周期 ,其前景十分诱人。我国在小麦抗赤霉病、根腐病 ,水稻抗稻瘟病离体诱变育种上已
取得成功[5 ] ,河南省在小麦抗雪霉叶枯病及菊花离体诱变育种上取得成功 ,今后应扩大离体诱
变育种应用范围和研究深度。
单倍体诱变育种由于诱变处理对象是单倍体 ,因而可以提高隐性突变性状显现几率 ,克服
突变嵌合现象 ,加速突变性状稳定等 ,因此是一种高效诱变育种技术。在具体应用中可以处理
杂交亲本花粉 ,照射开花期活体植株、照射花培中接种花药、单倍体愈伤组织、单倍体植株等多
种形式。我国在小麦、水稻上开展单倍体诱变育种研究已有不少成功的例子 ,但是利用离体单
倍体细胞无性系进行诱变育种研究还不多。
41 加强突变体的鉴定、评价和利用研究 :河南省在小麦诱变育种中已经创造了大量的优
异新种质 ,包括矮秆、大粒、大穗、分枝小麦等多种类型 ,针对这些突变资源分类进行遗传分析、
鉴定、评价 ,促使突变种质尽快用于传统育种之中 ,才是诱发突变创造新种质的最终目的。
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