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人工诱变

行诱变,由于畜禽体太复杂,生殖腺被躯体妥善地保护着,进行人工诱变比较困难。加之诱发的突变极大部分是有害的,而畜禽的经济价值很高,所以要通过人工诱变筛选出有用个体,需要付出很大代价,经济上不一定合算。因此,人工诱变目前在畜禽中应用尚不广泛。

人为地采用理化因素诱导遗传物质变异的方法。包括人工诱导基因突变和染色体畸变。

诱变因素

能引起突变的外界条件和物质。可分为两大类:

物理因素

除温度外,主要是X射线,α、β、γ射线,中子、质子等电离辐射线以及非电离辐射的紫外线。近来还广泛采用激光、电子流和超声波进行诱变。

化学因素

秋水仙素是最早使用的一种多倍体诱变剂,后来知道芥子油、咖啡碱、甲基素都可诱发突变,而亚硝胺、羟胺、氮芥、甲基磺酸乙酯、N-甲基—硝基—亚硝基胍等都是效果较好的诱变剂。

诱变机理

诱变因素的作用主要在于能使生物体内的遗传物质发生变化,其作用机理包括:

辐射效应

各种射线照射生物体的遗传效应,一部分作用是直接的。由于辐射线的能量高,穿透力强,使电原子组成的DNA分子直接发生电离作用,造成一些化学键的断裂,引起基因突变,或进一步引起染色体畸变;另一部分作用是间接的,是由于电离辐射产生自由基,这些自由基再作用于DNA而造成突变。紫外线的穿透力较弱,它的主要作用是使DNA分子上两个邻近的碱基转变成二聚体,特别是胸腺嘧啶二聚体,使DNA双链出现不正常构型。

化学药剂效应

化学药剂的诱变作用因药剂而不同。5-溴尿嘧啶等天然碱基结构类似物及亚硝胺、羟胺、氮芥等有诱发碱基替代作用。如5-溴尿嘧啶是胸腺嘧啶的结构类似物,它能取代胸腺嘧啶而参入DNA中。亚硝胺对碱基起氧化脱氨作用,使腺嘌呤(A)转变为次黄嘌呤(H),使胞嘧啶(C)转变为尿嘧啶(U),能诱发A—T转换成G—C,或G—C转换成A—T。DY啶类染料及其衍生物能嵌入DNA双螺旋中,使DNA复制过程出现个别碱基对的缺失或重复,引起移码突变。

秋水仙碱是有效的多倍体诱变剂,它的作用主要在有丝分裂和减数分裂过程中起抑制(麻醉)作用,阻止纺缍丝的形成,使每个染色体所复制的两个姐妹染色单体分开后不能向两极分离形成两个子核,达到染色体数加倍而细胞不分裂的效果。

应用

诱变能使突变率大大提高,使变异的种类增多,通过人工选择及其他育种措施,可以培育出生产上需要的优良品种。加之诱变育种具有育种年限短,处理方法简便等优点,已在微生物和植物育种中广泛应用。

在动物方面,1927年马勒(H.J.Muller)对果蝇进行了诱变试验,以后一些学者在家蚕、鼠类、毛皮动物中也成功地进行了诱变试验。如水貂是一种珍贵的毛皮动物,野生水貂只有棕色,经诱变产生了天蓝、灰褐、纯白等毛色,大大提高了经济价值。在家畜家禽中进行诱变,由于畜禽体太复杂,生殖腺被躯体妥善地保护着,进行人工诱变比较困难。加之诱发的突变极大部分是有害的,而畜禽的经济价值很高,所以要通过人工诱变筛选出有用个体,需要付出很大代价,经济上不一定合算。因此,人工诱变目前在畜禽中应用尚不广泛。