摘自：互联网
摘要：通过综述化学诱变育种发展历程、诱变剂种类、诱变机理、育种特点及应用等五方面的内容，阐述了国内外花卉化学诱变育种五方面的应用概况，指出了花卉化学诱变育种存在五方面的问题，同时展望了七方面的利用优势
关键词：花卉；化学诱变育种；诱变剂；应用
花卉化学诱变育种是人工利用化学诱变剂诱发花卉产生遗传变异，再通过多世代对突变体进行选择和鉴定，培育成具有较高观赏价值的花卉新品种的技术，通过此技术运用可达到培育新品种的目的。
1化学诱变育种简述
1.1化学诱变育种的发展历程
化学诱变育种始于20世纪初。1943年ochlkers用脲烷处理月见草以后，化学药剂的诱变作用得到了肯定。gustafsson等于1948年用芥子气处理大麦获得突变体，开创了化学诱变在农作物育种上应用的先河。50年代的研究较为广泛并逐渐取得成果，此后农作物化学诱变育种在世界各国得以推广。到1990年为止，利用化学诱变育种育成的新品种（系）有106个，约占诱变育成品种（系）的70%，以禾谷类居多，其中大麦15个，水稻12个，小麦9个，玉米7个[1]。
我国化学诱变育种起步于20世纪50年代后期，经过40年发展取得了令世人瞩目的成就，诱变育成的品种数量和种植面积居世界首位。据不完全统计，至1994年底，我国已在40多种植物上育成了430多个优良突变品种，年种植面积900万hm2以上，增产粮棉、油50亿公斤，创造了巨大的社会效益和经济效益[2]。
1.2化学诱变剂种类
化学诱变剂早年常用芥子气，到现在新的诱变剂不断被发现和应用，约300多种，有特殊诱变效果的30余种，主要有下列几类[3]：
1.2.1烷化剂类：如甲基磺酸乙脂（ems）、乙基磺酸乙脂（ees）、甲基磺酸甲脂（mms）、丙基磺酸丙脂（pps）、甲基磺酸丙脂（pms）等。
1.2.2核酸碱基类似物：5-溴尿嘧啶（5-bu）、5-溴去氧尿嘧啶核苷（5-budr），8-氮鸟嘌呤、咖啡碱、马来酰肼等。
1.2.3吖啶类（嵌入剂）：吖啶橙、二氨基吖啶、人工合成icr化合物。
1.2.4无机类化合物：h2o2、licl、亚硝酸、mncl2、cuso4等。
1.2.5简单有机类化合物：抗生素、丝裂霉素、重氮丝氨酸、中性红、甲醛、乳酸等。
1.2.6异种dna：嘌呤及其衍生物等。
1.2.7生物碱：石蒜碱、秋水仙碱、喜树碱、长春花碱等。
1.3化学诱变机理
1.3.1碱基与突变
dna结构中有4种碱基，即腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶，一般腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。如碱基系列中一个碱基被另一个碱基对所代替，叫做碱基替换，以嘌呤替代嘌呤或嘧啶替代嘧啶的替换过程称替换。如嘌呤替代嘧啶或嘧啶替代嘌呤称颠换。碱基替换过程中只改变替换碱基的那个密码子，也就是说每一次碱基替换只改变一个密码子，不会涉及到其它密码子。如在碱基系列中插入一个新的碱基或在碱基系列中丢失一个碱基，造成后面的整个dan上的密码子都被改变称移码突变[3]。
一般来说，单个植株发生突变的频率介于千分之一至万分之一之间。单个基因则介于十万分之一至百万分之一之间，然而人工诱变可使自然突变提高千倍以上，从而使人们定向地创造和筛选变异成为可能[2]。
1.3.2碱基类似物的诱变机制
碱基类似物是一些非标准的核酸碱基，它们的分子结构与天然碱基非常相似，它可在dan复制中替代天然碱基，引起配对错误，从而由一种碱基对替换另一种碱基对。如2—氨基嘌呤（2ap），它主要置换腺嘌呤，从而引起a-t到g-c的转换。
1.3.3化学物质诱变机制
一些烷化基、亚硝酸盐及羟胺都能改变核酸中的核苷酸的化学结构，导致碱基的替换。
1.3.3.1亚硝酸具有氧化脱氨的作用,它能使腺嘌呤脱去氨基成为次黄嘌呤。次黄嘌呤不能与胸腺嘧啶配对，却能与胞嘧啶配对，这样受亚硝酸处理的dna分子中就具有次黄嘌呤，经过dna复制，使原来的a-t对转换成g-c对。
1.3.3.2烷化基能使dna分子中的碱基烷基化，导致配对时出现误差，产生碱基替换。如甲基磺酸乙脂(ems)主要与鸟嘌呤作用，嘌呤环的n-7上接上烷基，造成g-c向a-t的转换或t-a向c-g的颠换。
1.3.3.3羟胺（ha）：是一种还原剂，作用胞嘧啶上，使它的氨基变成醇基，不再与鸟嘌呤配对，因此在dna复制时，能将g-c对转换成a-t对。
1.3.4嵌入剂：是一类能引起移码突变的化合物，常用的有吖啶橙、二氨基吖啶（原黄素和吖啶黄素等吖啶衍生物）。它们都是扁平的三环化合物，大小和嘌呤-嘧啶对大致相等，它能结合到dna上，并插入邻近的碱基之间，使dna骨架变形，导致染色体配对交换过程中不等价交换，形成两个重组分子，一个多一个碱基对，另一个少一个碱基对，造成识别和阅读错误产生移码突变。吖啶类物质诱发的移码突变只能由吖啶剂诱发回复[3]。
1.3.5关于控制遗传可能性。目前已知突变对所研究的作物的作用同下述遗传背景有关：不同基因复制的非同步性与某些诱变剂作用先于dna合成；病毒及游离体的相互作用与染色体某些部位有关；在控制因子作用下的基因变异的特异性与副突变；特殊的抗突变系统；基因易位、抑制某些基因的机能与操纵子；二倍体及单倍体选择等等[4-5]。
1.4化学诱变育种的特点[3]
1.4.1操作方法简便易行。与辐射诱变相比价格低廉，不需昂贵的x光机或γ射线源，只要有足够的供试材料，便可大规模进行，并可重复试验。
1.4.2专一性强。特定的化学药剂，仅对某个碱基或几个碱基有作用，因此可改变某品种单一不良性状，而保持其它优良性状不变。
1.4.3化学诱变剂可提高突变频率，扩大突变范围：化学诱变可诱变出自然界往往没有或很少出现的新类型，这就为人工选育新品种提高了丰富的原始材料。
1.4.4化学诱变剂是靠其化学特性与遗传物质发生一系列生化反应造成的，多基因点突变，且有迟发效应，在诱变当代往往不表现，在诱导植物的后代，才表现出性状的改变。因此，至少需要经过两代的培育、选择，才能获得性状稳定的新品种。
1.4.5诱变后代的稳定过程较短，可缩短育种年限：经过化学诱变剂处理后，用种子繁殖的一二年生草花，一般f3代就可稳定，经3~6代即可培育出新品种。天然异花授粉或常异交植物，应注意防止种间或品种间天然杂交引起后代分离。对木本、宿根花卉和能用无性繁殖的植物，应采用营养繁殖以保持其品种特性。
2化学诱变在花卉育种上的应用
花卉的化学诱变育种主要是利用秋水仙素诱导多倍体的产生，从而产生新品种。多倍体花卉新品种往往具有植株粗壮、叶大、花器官增大、花色更娇艳等特征，增加了花卉的观赏价值和商业价值，这在百合、萱草、金鱼草、马蹄莲、报春花等众多花卉上均获成功。
2.1国外花卉化学诱变育种研究及应用概况
到1937年，美国布勒克斯里（blakeslee）与艾鸟芮（avery）二人应用秋水仙碱处理植物的种子，一举获得了45%以上的同源多倍体。有用ems2.5%诱导麝香石竹的花色突变，1978年美国人用ems4%处理紫薇一小时，获得叶小而厚、花小、茎粗壮，抗白粉病耐干旱的突变体[3]。乌克兰人用0.01%n—乙基—n—亚硝基脲处理夹竹桃植物，诱导出晚花，有特异花色的突变体，用0.02%n—乙基—n—亚硝基脲及氨基苯酸处理菊花，得到二株白色突变体，还实现了五个玫瑰品种的花色改变。kashikar以二倍体矮牵牛的白花品系为材料，用甲烷乙磺酸盐(ems)和r射线处理，使其花色发生突变，从中选育新花色的矮牵牛品种[6]。mazumder和bhowmik用γ射线和ems对紫花苞舌兰(spathoglottisplicata)的原球茎进行处理获得了8个叶绿素的突变体。在高浓度的激素作用下，万代兰属花色发生变异，蕙兰属花瓣变厚，蝴蝶兰属整个植株发生变异[7]。hansen等(1996)用125nag／l秋水仙素处理五唇兰(doritispulcherrimalind1．)的原球茎，再生植株中有46％为四倍体。
2.2我国花卉化学诱变育种研究及应用概况
我国花卉的化学诱变育种起步晚，目前已培育出多倍体重瓣大岩桐[8]。武汉植物所通过染色体加倍诱导，已获得一批荷花四倍体品系，用四倍体与二倍体杂交，又选出一批三倍体品系。这些荷花花瓣宽厚，花朵增大，色艳，开花时花朵不完全开放，别具姿色。现今菊花（dendranthema×grandiflorum）、月季(rosahybrida)、郁金香(tulipagesneriana)、百日草(zinniaelegans)、大丽花(dahliahybrida)等著名品种也几乎都是多倍体[9]。
黄济明(1983)在百合的诱导试验中，得到的多倍体百合植株具有花大、粗壮、耐贮藏运输等优点。张教方等(1990)在诱导金鱼草（antirrhinummajusl.）的研究中，结果表明，用浓度为0．3％～0．5％的秋水仙素溶液处理种子24h的效果较好，同时四倍体的金鱼草的花加大0．5～0．8倍，花瓣增厚、重瓣效果增强，可大大提高其观赏性。岳桦等（1992）以0.05%的秋水仙素处理金鱼草红色品种48h诱变率为36％，诱变获得的多倍体金鱼草显著增大,长平均增大25％,宽平均增大20.3％，雄蕊瓣化，重瓣效果显著。1995年，杜仙明等利用二倍体矮脚白小白菜经秋水仙