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绪言 1

第一章 诱变育种的遗传基础 7

一、基因和核酸 7

(一)两种核酸及其分子结构 9

(二)DNA的复制 15

二、遗传密码与蛋白质合成 17

三、诱发突变的种类 23

(一)染色体畸变 23

1．缺失 25

2．重复 26

3．倒位 27

4．易位 28

(二)基因突变 29

1．基因突变的类别 29

2．基因突变的原因 31

3．基因突变的频率和时期 32

4．基因突变的特点和性状表现 33

一、核辐射育种的简史和进展 38

(一)核辐射诱变历史的简述 38

第二章 核辐射诱变育种 38

(二)提高突变率和定向诱变的可能性 41

(三)应用核技术提高谷物的蛋白质和作物的抗病性 43

(四)突变体的间接利用 47

二、农业上常用的核辐射诱变源 55

(一)γ射线的物理特征 57

1．放射性核素钻-60和铯-137 57

2．γ射线与物质的相互作用 58

3．γ射线的强度和剂量 60

(二)γ射线的照射设备和方法 63

1．照射室 64

2．照射圃 65

3．瞄准式照射装置 66

(三)中子的物理特征 66

1．中子的特性 66

2．中子与物质的相互作用 68

3．中子的强度和剂量 70

(四)中子射线的照射设备和方法 71

1．同位素中子源 71

2．加速器中子源 72

1．β射线的特性 74

(五)β射线的物理特征 74

3．反应堆中子源 74

2．β射线与物质的相互作用 77

3．β射线的强度和剂量 79

(六)β射线的照射设备和方法 79

1．外部照射法 79

2．内部照射法 79

三、与核辐射育种有关的放射生物学原理 83

(一)击中、靶和细胞内的间接作用 85

1．击中和靶 85

2．细胞内的间接作用 88

(二)核辐射在DNA上引起的分子损伤 91

1．碱基结构的破坏 91

2．DNA上化学键的破坏 94

3．碱基的脱落与插入 97

(三)辐射生物学现象 97

1．农作物的辐射敏感性 97

2．作物经辐射处理后的嵌合现象 101

3．辐射引起的代谢紊乱 105

(四)突变体形成的生物学过程 108

1．选择诱变源 110

四、影响突变的因素和条件 110

(一)诱变源和诱变剂量(照射量) 110

2．诱变剂量(或照射量) 114

3．综合利用诱变源 124

(二)急、慢性照射和重复照射 128

1．急、慢性照射与照射量率 128

2．重复照射 130

(三)处理材料和环境条件 131

1．处理材料与诱发突变的关系 131

2．影响突变的环境条件 138

五、农作物辐射育种的程序和选择方法 148

(一)以种子、植株为处理材料的肓种程序和选择方法 149

1．突变世代的划分 149

2．原始材料的选择和世代群体数量的估计 150

3．M1代的种植 154

4．M2代的种植和选择法 156

5．对M3代及以后各代的种植和选择 158

(二)以无性繁殖作物为处理材料的育种程序和选择方法 159

1．诱变材料及其处理 161

2．无性繁殖作物辐射诱变的选择方法 164

3．无性繁殖作物的辐射育种程序 168

第三章 紫外线和激光诱变育种 171

一、光及其生物效应 172

(一)光学的一些基本知识 172

(二)激光的特性 173

1．自发辐射发光和受激辐射发光 173

2．激光的特性 175

(三)光的生物学作用 177

二、紫外线诱变育种 178

(一)植物细胞对紫外线的吸收 178

1．蛋白质和核酸对紫外线的吸收 179

2．染色体对紫外线的吸收 180

(二)紫外线诱变的作用机制 181

1．紫外线照射和电离辐射对机体作用的差异 181

2．紫外线诱发的染色体畸变 182

3．紫外线照射引起的DNA的变化 183

(三)DNA损伤的修复 185

1．光复活作用 186

2．切除修复 188

3．重组修复 190

4．链断裂和交联的修复 191

5．修复的遗传效应 192

(四)诱变的有效波长和照射剂量 193

1．波长范围 193

2．光源 194

3．适宜剂量 195

(五)紫外线诱变的处理对象和方法 196

1．照射花粉 196

2．照射种子 199

3．照射顶端分生组织 201

4．照射花柱，克服自交不亲和性 201

5．照射组织培养的细胞 202

6．紫外线与其他理化因素配合进行复合处理提高诱变效率 203

三、激光诱变育种 205

(一)激光的生物效应 206

1．光效应 206

2．热效应 207

3．压力效应 208

4．电磁场效应 208

(二)育种上应用的激光器种类和性能 211

1．激光器的类型 211

1．有效波长和适宜照射剂量 212

2．农业上常用的几种激光器的输出性能 212

(三)激光诱变的方法 212

2．处理对象和方法 213

(四)激光诱变的特点及后代选择要点 217

第四章 化学诱变育种 219

一、化学诱变育种简史 219

二、化学诱变剂的种类 219

(一)碱基类似物诱变剂 221

(二)直接改变DNA结构的诱变剂 221

(三)诱发移码突变的诱变剂 224

三、化学诱变剂的诱变效应 225

(一)碱基类似物及其衍生物 225

1．5-溴尿嘧啶 227

2．2-氨基嘌呤(AP) 229

(二)烷化剂 231

1．分类 232

2．烷化剂作用的方式及分子机制 232

3．烷化剂作用的遗传效应 235

1．作用于DNA复制系统 237

2．抑制蛋白质的生物合成 237

(三)抗菌素 237

(四)其他种类的化学诱变剂 239

1．亚硝酸 239

2．叠氮化钠 239

3．羟胺及其衍生物 242

4．吖啶 242

四、化学诱变过程与DNA损伤的修复 246

五、化学诱变方法及其影响因素 247

(一)处理材料和方法 247

(二)影响化学诱变效应的作用因素 248

1．化学诱变剂的理化特性 249

2．处理材料的遗传特性 251

3．处理的剂量 251

4．其他因素 256

六、在化学诱变育种中提高诱变效率的途径 264

(一)诱变因素的综合处理 264

(二)诱变剂的筛选 265

(三)利用细胞敏感期 266

(四)与杂交育种相结合 266

附录 268