1 绪论 1
1.1 植物诱变育种的含义和任务 1
1.1.1 诱变育种的含义 1
1.1.2 诱变育种的任务 1
1.1.3 诱变育种的基本特点 2
1.2 植物诱变育种的发展 3
1.2.1 发展历程 3
1.2.2 主要成就 5
1.3 我国作物诱变育种的进展 8
1.3.1 四个发展时期 8
1.3.2 进展和成就 9
1.3.3 研究和学术交流网络的形成和发展 15
2 辐射生物学的物理学基础 19
2.1 辐射的种类 19
2.1.1 粒子辐射 19
2.1.2 电磁辐射 21
2.2 辐射与物质的相互作用 25
2.2.1 带电粒子与物质的相互作用 25
2.2.2 X、y射线与物质相互作用 29
2.2.3 中子与物质相互作用 32
2.2.4 紫外线、激光、微波与物质相互作用 33
2.3 电离辐射的剂量测量 36
2.3.1 辐射量 36
2.3.2 吸收剂量 37
2.3.3 剂量测量和计算 41
2.4 常用辐照装置 47
2.4.1 X射线装置 47
2.4.2 y源装置 49
2.4.3 中子源 51
2.4.4 微束和激光辐照装置 53
2.5 辐射剂量的保证 56
2.5.1 传能线密度（LET） 56
2.5.2 y辐射源的剂量场测定 58
2.5.3 中子源剂量场问题 59
2.5.4 β源辐照方法 60
2.5.5 两个提高突变率的物理方法 60
3 化学诱变剂的利用 63
3.1 化学诱变剂的种类及其性质 63
3.1.1 烷化剂 63
3.1.2 碱基类似物及有关化合物 63
3.1.3 叠氮化物 66
3.1.4 其它种类的化学诱变剂 66
3.2 化学诱变剂的生物学效应 67
3.2.1 化学诱变剂生物学效应的特点 67
3.2.2 化学诱变剂的作用机制 68
3.3 处理方法 70
3.3.1 处理材料和方法 70
3.3.2 剂量 70
3.3.3 影响诱变剂效率的因素 72
3.4 处理过程的实例 73
3.4.1 EMS处理禾谷类作物的种子 73
3.4.2 叠氮化物处理禾谷类作物的种子 73
4 辐射的生物学效应 75
4.1 电离辐射的一般生物学效应 75
4.1.1 电离辐射对生物体的作用过程 75
4.1.2 剂量效应曲线与靶学说 77
4.1.3 双元辐射作用理论 79
4.1.4 DNA双链断裂学说 81
4.1.5 生物体对射线能量的吸收过程 81
4.1.6 辐射生物学效应的化学过程 82
4.1.7 DNA的辐射损伤 85
4.2 电离辐射的细胞学效应 87
4.2.1 致死效应 87
4.2.2 辐射对细胞分裂的影响 89
4.2.3 辐射对细胞生活周期的影响 90
4.3 辐射对植物的效应 91
4.3.1 辐照种子的生物效应 91
4.3.2 辐照植株的生物效应 94
4.3.3 植物组织和细胞培养中的辐射效应 97
4.4 植物的辐射敏感性及其影响因子 100
4.4.1 植物的辐射敏感性 100
4.4.2 影响辐射敏感性的因子 103
4.4.3 射线种类和辐照方式对敏感性的影响 107
4.4.4 辐射的防护剂和敏化剂 110
4.5 诱变处理第一代可检测的生物学效应 111
4.5.1 植物的生长抑制与致死性 111
4.5.2 不育性 113
4.5.3 细胞学效应 113
4.5.4 嵌合体和突变扇形体 115
4.5.5 M1代损伤与M2代突变的相关 117
5 诱发突变的遗传学基础 120
5.1 基因突变的诱发与遗传 121
5.1.1 基因突变的发生 121
5.1.2 基因突变的特点与检出 123
5.1.3 基因的本质与作用 128
5.1.4 基因突变的主要类型 130
5.1.5 基因突变的遗传效应 131
5.1.6 基因突变发生的机理 132
5.2 DNA损伤修复与突变性状的形成 141
5.2.1 DNA损伤的主要类型 141
5.2.2 DNA损伤的修复机制 141
5.2.3 DNA损伤与修复的检测 145
5.2.4 DNA的修复与突变的形成 146
5.3 染色体变异的诱发与遗传 147
5.3.1 染色体畸变的类型 148
5.3.2 染色体畸变形成的机理 153
5.3.3 染色体畸变的利用 158
5.4 核外突变与遗传 162
5.4.1 核外突变的特点 163
5.4.2 植物雄性不育的诱发与利用 165
5.5 数量性状的突变与遗传 169
5.5.1 微效基因的主要特点 169
5.5.2 微突变的检出与选择 170
6 水稻、小麦与大麦的突变诱发与突变体选育 174
6.1 水稻、小麦与大麦的生物学特性 174
6.1.1 稻、麦的一般生物学特性 174
6.1.2 稻、麦的形态发生与生长发育 174
6.2 水稻与麦类作物的突变嵌合体 177
6.2.1 突变嵌合体概念 177
6.2.2 M1穗内部的突变嵌合体 178
6.2.3 M2穗系之间的突变嵌合体 179
6.2.4 M1穗一次枝梗和小穗的突变嵌合体 180
6.3 水稻与麦类作物生长锥的发生结构 182
6.3.1 顶芽生长锥的原套原体结构 182
6.3.2 稻麦种子胚的发生结构 183
6.3.3 靶子细胞数与突变株率、突变穗率以及突变分离频率的关系 184
6.3.4 突变嵌合体类型与嵌合体的消除方法 186
6.4 稻麦不同生长发育阶段的诱变效应 187
6.4.1 种子的诱变处理与诱变效应 187
6.4.2 幼苗期诱变处理及诱变效应 189
6.4.3 幼穗形成期诱变处理及诱变效应 191
6.4.4 胚发生期的诱变处理及诱变效应 193
6.5 原材料和诱变对象的种类 195
6.5.1 诱变育种目标的制订与原材料的种类 195
6.5.2 诱变对象的种类及其诱变处理 198
6.6 稻麦诱变第一代（M1）的表现与处理 200
6.6.1 M1代的生理损伤 200
6.6.2 M1代的管理 203
6.7 M2代群体规模 205
6.7.1 影响M2代群体规模的因素 205
6.7.2 M1混收法的M2群体规模 205
6.7.3 M1穗收法的M2群体规模 207
6.7.4 M1一穗一粒法和少粒法的M2群体规模 209
6.8 M2、M3代及以后各代的种植、选育与处置 210
6.8.1 M2代的种植与选育 210
6.8.2 M3及以后各代的处置 212
6.9 突变体的鉴别与遗传鉴定 216
6.9.1 突变体的鉴别 216
6.9.2 突变体的评价 218
7 玉米、高粱、谷子突变的诱发与选育 223
7.1 玉米突变的诱发与选育 223
7.1.1 玉米的生物学特性与突变诱发 223
7.1.2 诱变原材料的选择 228
7.1.3 诱变处理方法 230
7.1.4 M1代生物学效应及选择方法 232
7.1.5 突变性状的鉴定与筛选 235
7.1.6 突变系的选育与利用 241
7.2 高粱突变的诱发与选育 244
7.2.1 高粱的生物学特性与诱发突变的特点 244
7.2.2 诱变原材料的选择和处理方法 249
7.2.3 诱变后代的选育 251
7.3 谷子突变的诱发与选育 253
7.3.1 谷子诱发突变的特点 253
7.3.2 谷子诱变处理方法和后代的选育 256
8 大豆、花生、油菜突变的诱发与选育 263
8.1 大豆突变的诱发与选育 263
8.1.1 生物学特性 263
8.1.2 形态结构与生长发育 264
8.1.3 突变性状的诱发与遗传 266
8.1.4 诱变原材料的选择 269
8.1.5 诱变因素剂量处理方法 271
8.1.6 诱变后代的处置与选育 272
8.2 花生突变的诱发与选育 276
8.2.1 生物学特性 276
8.2.2 突变性状的诱发 280
8.2.3 诱变原材料的选择 281
8.2.4 诱变因素、剂量和处理方法 281
8.2.5 诱变后代的处置与选育 282
8.2.6 优异突变体的育种利用 283
8.3 油菜突变的诱发与遗传 284
8.3.1 生物学特性 284
8.3.2 突变性状的诱发与遗传 286
8.3.3 诱变原材料的选择 288
8.3.4 辐射敏感性与诱变剂量 289
8.3.5 诱变后代的处置和选育 289
9 棉花、麻类作物突变的诱发与选育 294
9.1 棉花突变的诱发与选育 294
9.1.1 棉属的分类 294
9.1.2 棉花的形态发生与生长发育 295
9.1.3 原材料的选择 296
9.1.4 处理部位与处理方法 299
9.1.5 棉花诱变M1代的处理与种植方法 301
9.1.6 M2代的种植与选育 302
9.1.7 M3代及以后世代的种植与选育 303
9.1.8 突变体的鉴别与遗传鉴定筛选 303
9.2 麻类作物突变的诱发与选育 303
9.2.1 麻类作物的一般形态及特性 303
9.2.2 原材料的选择 305
9.2.3 处理部位与处理方法 307
9.2.4 麻类作物诱变M1代的处理与种植方法 308
9.2.5 M2代的种植与选育 309
9.2.6 M3代与以后世代的种植与选育 309
10 无性繁殖植物突变的诱发与选育（一）诱变特点及方法 310
10.1 生物学特性和诱变特点 310
10.1.1 突变的特殊优点及繁殖方式 310
10.1.2 突变的组织和产生的部位 312
10.1.3 遗传学特点 319
10.2 辐射效应和诱发的突变类型 323
10.2.1 辐射损伤表现 323
10.2.2 诱发的突变类型 326
10.3 诱变的方法和技术 331
10.3.1 诱变材料的选择 331
10.3.2 辐射敏感性与诱变剂量 334
10.3.3 辐射诱变处理的方法 336
10.3.4 化学诱变剂处理的方法 337
10.4 分离显现体细胞突变的方法 340
10.4.1 不定芽技术 340
10.4.2 修剪、嫁接及连续扦插 342
10.4.3 应用离体培养技术 345
11 无性繁殖植物突变的诱发与选育（二）突变系的选育 349
11.1 多年生木本植物突变体的选育程序 349
11.1.1 试材的准备和辐照剂量的预试 349
11.1.2 辐照群体规模的估算与试验设置 350
11.1.3 营养世代的划分和VM1的处置 352
11.1.4 VM2至VM4的选择与鉴定 354
11.1.5 选育程序与例证 358
11.2 一年生及多年生草本植物突变体的选育程序 361
11.2.1 观赏植物的选育程序与例证 362
11.2.2 块根、块茎等经济作物的选育程序与例证 363
12 重要特定突变性状的诱发与选育 369
12.1 产量潜力 369
12.1.1 高产突变育种的选择方法 369
12.1.2 选择高产突变的途径 370
12.1.3 高产育种中对有益突变体的间接利用 371
12.2 早熟性突变 373
12.2.1 早熟突变的诱发和筛选 374
12.2.2 早熟突变体的遗传特性及出穗生理 375
12.3 矮秆抗倒伏 376
12.3.1 突变体筛选 377
12.3.2 突变体与矮秆基因、赤霉素和过氧化物酶间的关系 377
12.4 抗病虫害育种 378
12.4.1 抗病性的本质 380
12.4.2 诱发抗病突变的途径与方法 382
12.4.3 抗病突变体的鉴定与筛选 384
12.4.4 抗虫性的鉴定筛选 387
12.5 优质育种 390
12.5.1 蛋白质和必需氨基酸 390
12.5.2 淀粉 395
12.5.3 油脂和脂肪酸组成 396
12.5.4 有害物质的去除 397
12.6 抗盐、抗寒及抗旱育种 398
12.6.1 抗盐育种 398
12.6.2 抗寒性育种 400
12.6.3 抗旱性育种 402
12.7 雄性不育、抗裂荚育种及其它 403
12.7.1 雄性不育的利用 403
12.7.2 抗裂荚育种 405
12.7.3 其它有益突变体 406
13 提高辐射诱变育种效率 410
13.1 植物的辐射敏感性与诱变效率 410
13.1.1 辐射敏感性归类 411
13.1.2 辐射敏感性与诱变效率的关系 412
13.1.3 单细胞系统材料的辐射敏感性 412
13.1.4 离体培养物的辐射敏感性 413
13.2 选用适宜的诱变原材料 414
13.2.1 杂合基因型 414
13.2.2 单细胞系统材料 418
13.2.3 活体和离体组织 419
13.3 改进处理方法开拓新诱变源 420
13.3.1 选用适宜的诱变因素和剂量 420
13.3.2 多种处理方法的利用 421
13.3.3 改善辐照外界条件 425
13.4 提高选择效率 427
13.4.1 应用离体诱变和离体筛选技术 427
13.4.2 生理生化等技术的应用 427
13.5 拓宽辐射诱变的应用范围 428
13.5.1 突变种质资源的扩大利用 428
13.5.2 拓宽应用诱发突变的作物范围 429
13.5.3 扩大染色体易位的利用 429
13.5.4 开辟创造植物新种质的途径 430
13.5.5 与其他育种方法结合提高育种成效 432
14 展望 436
14.1 发展诱变育种的必要性与可能性 436
14.2 调整与扩大诱变育种的目标与工作领域 437
14.3 进一步密切与其它育种技术的结合 438
14.4 诱变育种与生物技术的结合 440
14.5 加强诱变育种的基础研究 443
主题词 448
附录1 利用诱发突变改良植物的物种名称和推广品种数 454
附录2 我国植物突变品种名录（1966—1993） 458
附表1 直接利用突变体育成的农作物品种 458
附表2 间接利用突变体育成的农作物品种 469
附表3 观赏植物突变品种 472
附录3 植物辐射育种诱变剂量参考表 476
附表1 一些植物辐射育种诱变剂量 476
附表2 质能吸收系数μen/p,cm2/g 485
附表3 农作物质能吸收系数μen/p,cm2/g 486
附表4 光子在种子等物质中的f值rad/R(以Gy/R,表中数据×1/100) 488
附表5 农作物种子和其他物质中元素成分 490
附表6 中子在物质中的比释动能因子 490
附表7 中子在农作物中的比释动能因子 491
附表8 不同元素（原子序数）及其他物质的碰撞质量阻止本领（S/P）c01（以MeV·cm2/g为单位）与电子能量的关系（若以J·m2/kg为单位，应将表中值乘1.6×10-14） 492