大豆育种中诱变育种技术的应用

张东辉　杨青春　耿臻　张保亮　舒文涛　李金花　李琼　常世豪

[摘要]随着科学技术的迅猛发展，越来越多的科学技术手段运用于农业生产中，运用科学技术手段能够改善农业生产环境，改良农作物的品种，提高农作物的产量，推动整个农业不断向前发展。本文主要针对诱变育种技术在大豆育种中的应用进行探究，简单分析诱变育种技术在大豆育种中的运用，了解科学技术手段在农业作物中应用的意义，以便更好地发挥科学技术的作用，以期更好地运用科学技术推动农业发展，为人们提供高质量的农作物，改善人们的生活水平，提高人们的生活质量。

[关键词]大豆;育种;诱变育种技术;应用

中图分类号：S565.1 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202006

我国是一个农业大国，自古以来农业在中国的发展中就占据着重要的位置。农业是国民经济的基础，是人们衣食生活的源泉，是人们生存发展的物质基础，农业的发展推动着社会的发展，推动着人类的进步。随着科学技术的进步，各种科学技术手段运用到农业生产过程中，例如诱变育种技术广泛运用于大豆育种中，成功改善了大豆种植的现状，提高了大豆的产量，推动了大豆产业的良性发展。

1 诱变育种技术

诱变育种技术是指在人为作用下，利用各种物理、化学等因素，在一定条件下诱导生物体发生变异，从变异的作物中选择最佳的单个植物进而培育出新品种的技术方法，是继杂交育种技术手段之后的又一项新型育种技术。

中国是个人口大国，虽然幅员辽阔但是种植面积却是有限的，如何利用有限的国土资源养育13亿人口，是当下人们思考的问题也是影响国家发展的关键因素。因此，要不断对农业生产发展进行创新，不断改进农作物自身的品质，改善农业生产环境，将科学技术广泛运用于农业，以便更好地推动农业生产的发展，提高粮食产量，提高人们的生活条件。当下，随着科学技术的进步，各种科技手段广泛地应用于各行各业的发展过程中，如在农业生产发展中，广泛地应用科技手段对农作物进行改良。如今，诱变育种技术广泛地应用在大豆育种的过程中，不但方法简单、育种时间短而且效果突出，也被运用于改良大豆品种、培育新型大豆上，成为大豆育种的重要技术手段[1]。

2 物理诱变育种技术

物理诱变育种技术是诱变育种技术的重要方式之一，应用较多的主要有辐射诱变，通过运用一些物理因素如α射线、β射线、γ射线、Χ射线、紫外线辐射等促使农作物产生变异，引发农作物的内部结构发生变化，诱变新的可遗传植被，然后从新型的变异植被中选择最佳品种，进行培育种植，改善整个农业生产结构。

2.1 物理电离辐射诱变技术

电离辐射主要由X射线、β射线、γ射线等通过各种电离辐射与原子、分子发生碰撞时产生的能量作用于原子产生次生电子，进而发生作用，改变植物内部DNA结构，使植被染色体发生变异，引发植物基因发生突变。比较常见的植物内部结构变异有缺失、倒位和变异。由于电离辐射诱变技术操作要求较高，在操作过程中还有一定的危险，所以通常多应用于不能使用化学诱变剂的植物诱变培育过程中[2]。

2.2 激光诱变育种技术

激光诱变育种技术于20世纪70年代在中国实行。在运用激光技术进行油菜种子的诱变育种研究后，激光技术手段成为重要的物理诱变育种技术，被广泛应用于新品种的诱变培育过程中。通过它产生的光、电、压力及电磁效应综合作用于农作物品种培育的过程中，致使农作物的DNA发生突变，引发农作物品种的变异。例如运用激光诱变育种技术培育的安激二号，不但产量高、适应性强，大豆的蛋白质和脂肪含量也相对较高，已经在全国各地被广泛推广[3]。

3 化学诱变育种技术

化学诱变育种技术主要是利用化学手段，使用化学剂对植物进行处理，引起植被内部结构、染色体发生变异，从而导致整个植物内部结构发生变化，引起基因突变。化学诱变育种技术主要是对植物种子进行化学处理以致其发生变化，或是对农作物枝干进行相应的处理致使其植被内部结构发生变异。采用化学剂对植物进行育种诱变，其效率比物理电离射线高得多，因此越来越引起人们的重视。比较常见的化学诱变主要有甲基磺酸乙酯、核酸碱基类似物、抗生素等。例如，在大豆育种中采用甲基磺酸乙酯（EMS）即人工化学诱变技术，是化学烷化剂中最常用的一种诱变技术，植物诱变率高，能够有效提高植物的自然突变率，且操作简单、变异性强、后代遗传较稳定，是当下人们广泛采用的一种化学诱变育种技术。EMS是最常见的化学诱变剂，它是当前对植物影响最小、诱发率最高的化学诱变试剂之一，主要是对大豆内部DNA发生直接影响，以便其DNA结构发生变化，使其内部基因发生变化，对植物内部的蛋白质合成产生一定的影响，从而改变植物的性质，引发植物的基因突变，使植物发生变异。虽然甲基磺酸乙酯具有众多优点且广泛地应用于大豆育种中，但是由于其具有强烈的致癌性和挥发性，所以在植物培育过程中一定要做好防护工作，减少伤害的产生[4]。

在进行化学诱变育种时可采用浸渍法、涂抹法、滴液法等方法对植物进行处理。如采用涂抹法对植被进行处理，将化学剂涂抹于植被幼苗或者植部顶端，对涂抹好的部位进行适当的遮盖，避免蒸发，以便植被更好地产生变异。有研究者采用EMS诱变技术对大豆进行种子诱变培育，如对“南农86-4”大豆种子的诱变培育，以改良大豆品种，提高大豆的产量，提高大豆的脂肪和蛋白质含量。河南省农科院采用化学诱变育种技术培育了新型质优、高产、抗病虫害的科新3号大豆品种，有效地提高了河南地区大豆种植的产量。近年来，国际上还兴起了通过运用含有化学试剂的石蠟油处理花粉的新型技术手段，提高了诱变率。随着社会的不断发展，各国间的交流更加密切，科学家已经开始尝试将这项新型技术手段运用于我国的大豆育种过程中，以便更好地培育新型大豆品种[5]。

4 空间诱变育种技术

空间诱变育种技术是一项航天技术与农业诱变育种技术相结合的技术手段，主要是通过对太空环境进行有效利用，将大豆种子或植物运送至太空环境中，使大豆育种充分置于太空环境中，让太空的高能粒子辐射充分作用于大豆的生长、发育过程中，对大豆植被内部的DNA结构产生一定的影响，使植物内部的染色体发生变化，促进植物产生变异。利用实验室无法提供的太空环境对大豆进行诱变，是一项科学技术含量较高的大豆诱变育种技术手段，它有效地缩短了大豆育种的时间，提高了大豆育种诱变的效率[6]。例如，1994年黑龙江省农业科学院利用卫星往返手段对大豆品种“宝诱17”进行诱变育种培育工作，并对带回的大豆种子开展全面系统的优质选种培育工作，培育出新型大豆品种“航天1号”，由于“航天1号”品种高产、质优、适应性较广，具有良好的抗病虫害的特点，因此作为一种新型的大豆品种，得到了广泛的推广种植。由于空间诱变育种技术效率高、时间短、效果好，有效地提高了育种培育工作的工作效率，已经成为农作物诱变育种的重要手段之一[7-8]。

5 结 论

先进的科学技术手段已经广泛地运用于农业生产中，不断运用诱发育种技术开展大豆育种工作，是今后大豆育种培育的一个大方向。总而言之，应积极应用科学技术手段对大豆育种进行创新性研究，不断培育新品种，提高大豆的性能，提高其种植产量，运用科学技术手段改善大豆种植条件，促进我国大豆种植持续健康发展。

参考文献

[1]李于.诱变育种技术在大豆育种中的应用[J].中国种业，

2015（12）：24-25.

[2]郑伟，朱凤丽，郭泰，等.空间诱变创新大豆种质的研究进展[J].中国种业，2015（6）：16-18.

[3]赵曦，王广金，李铁，等.大豆空间诱变突变体的RAPD分析[J].核农学报，2014，28（5）：772-776.

[4]吴亦楠，邢新会，张翀，等.ARTP生物育种技术与装备研发及其产业化发展[J].生物产业技术，2017（1）：37-45.

[5]孙恺，孙健，舒小丽，等.高异黄酮大豆突变体的筛选及其特性初步研究[J].核农学报，2016，30（11）：2088-2095.

[6]黄益安，邓小娟，万海波，等.大豆华夏3号突变体库构建及SSR分子标记[J].中国油料作物学报，2016，38（2）：159-166.

[7]苏伯鸿，李忠峰，邱丽娟.一个大豆理想株型突变体it1的表型和生理鉴定[J].植物遗传资源学报，2016，17（3）：523-528.

[8]刘钊，赵宏，戚化学，等.大豆栽培技术与病害的防治措施研究[J].粮食科技与经济，2020，45（2）：98-100+114.