誘變育種

輻射誘變育種是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新奇的種植技術(shù)，利用各種射線(xiàn)照射農(nóng)作物的種子、植株或某些器官和組織，促使其產(chǎn)生變異，從中選擇需要的可遺傳優(yōu)良變異，培育成新的優(yōu)良品種。實(shí)踐證明，x射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和中子等都能使植物、動(dòng)物和微生物的基因產(chǎn)生突變，其中極少數(shù)是對(duì)人類(lèi)有利的突變，利用這些突變類(lèi)型培育出自然界中沒(méi)有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的新品種。

一、輻射對(duì)蜜蜂的影響

前蘇聯(lián)學(xué)者1969年報(bào)道蜜蜂個(gè)體發(fā)育階段的生活力和壽命與γ射線(xiàn)的劑量成反比，卵的半數(shù)致死劑量是1239倫琴，幼蟲(chóng)的半數(shù)致死劑量是2630倫琴，工蜂的半致死劑量是3736倫琴，受精蜂王的半數(shù)致死劑量為1618～1875倫琴。用γ射線(xiàn)輻照蜂王，可顯著增加其子代工蜂形態(tài)特征的變異。例如，以500倫琴的劑量輻照時(shí)，第三背板長(zhǎng)度可增加0.032～0.067 mm，第三腹板長(zhǎng)度增加0.063～0.093mm，蠟鏡長(zhǎng)度增加0.057～0.080mm；以1500倫琴的劑量照射時(shí)，第三腹板長(zhǎng)度增加0.058～0.084mm，蠟鏡長(zhǎng)度增加0.059～0.097mm；以2500倫琴的劑量輻照時(shí)，第三腹板長(zhǎng)度增加0.062～0.074mm，蠟鏡長(zhǎng)度增加0.053～0.080mm。上述情況表明，經(jīng)過(guò)γ射線(xiàn)輻射后，不同的發(fā)育階段輻照結(jié)果不同，不同的劑量輻照的結(jié)果不同，不同的特征變異的幅度不同。因根據(jù)進(jìn)一步遺傳分析指出，輻射誘變的方法可用于蜜蜂育種工作，可以增加蜜蜂某些特征的變異性。

1977年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所也曾用γ射線(xiàn)對(duì)蜜蜂進(jìn)行輻射，結(jié)果表明受精卵的半數(shù)致死劑量在100倫琴之內(nèi)，2～3日齡幼蟲(chóng)的半數(shù)致死劑量為900～1000倫琴?？梢钥闯?，這一結(jié)果與前蘇聯(lián)學(xué)者的結(jié)果不同，可能是由兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中輻照時(shí)間的長(zhǎng)短不同造成的。

二、輻射誘變育種的難度

用放射性元素鈷輻照蜜蜂，可使其基因發(fā)生突變，導(dǎo)致其基因型發(fā)生變異。因此，從理論上說(shuō)，可將人工誘變的方法用于蜜蜂育種工作，然而在實(shí)踐上其難度遠(yuǎn)比農(nóng)作物或家蠶大。一個(gè)蜂群的優(yōu)劣主要是由其經(jīng)濟(jì)性狀決定，即蜂群生產(chǎn)力決定，而蜂群生產(chǎn)力又是由蜂王和工蜂共同決定的。蜂王和雄蜂具有生殖能力，它們的原始生殖細(xì)胞里的基因若發(fā)生突變，是可遺傳的，但蜂王不直接體現(xiàn)蜂群的生產(chǎn)力，雄蜂更不體現(xiàn)蜂群的生產(chǎn)力，無(wú)法判斷其是否發(fā)生突變。工蜂直接體現(xiàn)蜂群的生產(chǎn)力，雖從其表現(xiàn)可判斷是否發(fā)生基因突變，但其不具生殖能力，無(wú)法將突變的基因遺傳下去，這就是蜜蜂的特殊性。

只有當(dāng)輻射所誘發(fā)的基因突變發(fā)生在蜂王和雄蜂的原始生殖細(xì)胞時(shí)，其變異才能遺傳下去。而一般說(shuō)來(lái)在輻射所誘發(fā)出的基因突變中，對(duì)人類(lèi)有利的突變率極低，最多只有0.1%～0.3%，假設(shè)輻照1000粒卵，最多也只有1～3粒卵可能會(huì)產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有利的基因突變。為了將這1～3粒卵找出來(lái)，必須將1000粒卵孵化出，全部培育成處女王（假設(shè)接受率100%）；而為了觀察這1000只處女王，又必須使其全部交尾；假設(shè)全部交尾成功，則必須組成1000個(gè)受試蜂群，并對(duì)其進(jìn)行飼養(yǎng)、考察和篩選。可見(jiàn)工作量大得驚人。然而，工作量還不是問(wèn)題的全部，因?yàn)閷⑼蛔冃偷姆渫跽页龊?，還需要為該蜂王設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)暮蟠慌浞桨?，以便將這種有利的突變一代一代的遺傳下去。這只是假設(shè)誘發(fā)出的基因突變是顯性的，若是隱性的情況則更加復(fù)雜。迄今為止，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有利用輻射誘變育種技術(shù)培育出新品種的報(bào)道。