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PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT核技术应用核技术应用-农业农业2022/6/30核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT“核农学核农学”（Nuclear AgricultureNuclear Agriculture）: :主要研究核素和核辐主要研究核素和核辐射及相关核技术在农业科学和农业生产中的应用及其作用机射及相关核技术在农业科学和农业生产中的应用及其作用机理的一门交叉学科理的一门交叉学科功能功能：核技术是增加农业产量、提高农产品品质的最有效手：核技术是增加农业产量、提高农产品品质的最有效手段之一，可为农业提供优质良种、控制病虫害、评估肥效、段之一，可为农业提供优质良种、控制病虫害、评估肥效、控制农药残余、保持营养品质、延长储存时间、鉴定粮食品控制农药残余、保持营养品质、延长储存时间、鉴定粮食品质等核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT核农学分类：核农学分类：核辐射技术及其在农业中的应用，核辐射技术及其在农业中的应用，核素示踪技术及其在农业中的应用。

核素示踪技术及其在农业中的应用主要内容：主要内容：辐射诱导育种，辐射诱导育种，昆虫辐射不育，昆虫辐射不育，辐射保鲜，辐射保鲜，肥料、农药、水等的示踪，农用核仪器仪表等肥料、农药、水等的示踪，农用核仪器仪表等核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT辐射育种辐射育种（Radioactive breeding techniquesRadioactive breeding techniques）是利用射）是利用射线处理动植物及微生物，使生物体的主要遗传物质线处理动植物及微生物，使生物体的主要遗传物质脱氧核脱氧核糖核酸产生基因突变或染色体畸变，导致生物体有关性状的糖核酸产生基因突变或染色体畸变，导致生物体有关性状的变异，然后通过人工选择和培育使有利的变异遗传下去，使变异，然后通过人工选择和培育使有利的变异遗传下去，使作物（或其它生物）品种得到改良并培育出新品种作物（或其它生物）品种得到改良并培育出新品种这种利用射线诱发生物遗传性的改变，经人工选择培育新的这种利用射线诱发生物遗传性的改变，经人工选择培育新的优良品种的技术就称为辐射育种技术优良品种的技术就称为辐射育种技术。

第一节第一节 辐射育种技术辐射育种技术核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT自自19271927年美国年美国MullerMuller发现发现X X射线能诱发果蝇产生大量多种类型的突变以来，射线能诱发果蝇产生大量多种类型的突变以来，辐射技术在农业育种上的应用，在辐射技术在农业育种上的应用，在2020世纪经历了一个突飞猛进的发展历世纪经历了一个突飞猛进的发展历程，已经产生了巨大的社会效益和经济效益程，已经产生了巨大的社会效益和经济效益19341934年，印尼科学家托伦纳利用射线照射烟草，育成烟草新品种，开创了农作年，印尼科学家托伦纳利用射线照射烟草，育成烟草新品种，开创了农作物辐射育种的新纪元物辐射育种的新纪元19581958年，美国国家原子能实验中心开展了大规模田间辐射育种研究日本用射线年，美国国家原子能实验中心开展了大规模田间辐射育种研究日本用射线对水稻农林对水稻农林8 8号进行田间照射，获得号进行田间照射，获得545545个突变体，提高了蛋白质的含量个突变体，提高了蛋白质的含量19641964年美国利用热中子辐射，培育出抗倒伏、早熟、高产的年美国利用热中子辐射，培育出抗倒伏、早熟、高产的“路易斯路易斯”软粒小麦软粒小麦辐射育种的发展历程辐射育种的发展历程核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT中国的辐射育种起步于中国的辐射育种起步于19581958年，起步晚但成绩巨大，育成的品种数与推年，起步晚但成绩巨大，育成的品种数与推广面积均居世界领先地位。

广面积均居世界领先地位自自2020世纪世纪5050年代后半叶以来，已先后育成水稻、小麦、大豆等各种作物品种品系年代后半叶以来，已先后育成水稻、小麦、大豆等各种作物品种品系2020多个；采用辐射育种方法以及辐射育种与其他育种方法相结合，选育出大面积多个；采用辐射育种方法以及辐射育种与其他育种方法相结合，选育出大面积推广应用的植物良种达数百个推广应用的植物良种达数百个年增产粮食年增产粮食3030亿千克亿千克4040亿千克，皮棉亿千克，皮棉4 4亿千克亿千克4.54.5亿千克，油料亿千克，油料2.52.5亿千克亿千克3 3亿千克，经济效益达亿千克，经济效益达3030亿元亿元4040亿元辐射育种的发展历程辐射育种的发展历程核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT辐射育种的特点：辐射育种的特点：打破性状连锁、打破性状连锁、实现基因重组、实现基因重组、突变频率高、突变频率高、突变类型多、突变类型多、变异性状稳定快、变异性状稳定快、方法简便、方法简便、缩短育种年限缩短育种年限 辐射育种的基本原理辐射育种的基本原理核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT生物体受到辐射后，可以使很多生物活性物质受到损伤，其中生物大分生物体受到辐射后，可以使很多生物活性物质受到损伤，其中生物大分子损伤是大多数辐射生物效应的物质基础。

子损伤是大多数辐射生物效应的物质基础电离辐射所致突变的可能机制：电离辐射所致突变的可能机制：电离辐射损伤生物大分子电离辐射损伤生物大分子辐射育种的基本原理辐射育种的基本原理电离辐射损伤生物大分子电离辐射损伤生物大分子核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT途径：途径：直接作用直接作用入射粒子或射线直接与生物大分子（如入射粒子或射线直接与生物大分子（如DNADNA、RNARNA等）作用，使这些大分子等）作用，使这些大分子发生电离或激发发生电离或激发间接作用间接作用入射粒子或射线与生物体中的水分子作用，使水分子发生电离或激发入射粒子或射线与生物体中的水分子作用，使水分子发生电离或激发一般情况下，直接作用和间接作用是同时存在的，它们的相对贡献取决于一般情况下，直接作用和间接作用是同时存在的，它们的相对贡献取决于诸多因素：辐射的性质、靶的大小和状态、组织含水量、照射时的温度、氧的存诸多因素：辐射的性质、靶的大小和状态、组织含水量、照射时的温度、氧的存在与否以及辐射防护剂或增敏剂的存在与否等在与否以及辐射防护剂或增敏剂的存在与否等电离辐射损伤生物大分子电离辐射损伤生物大分子核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）是生物体中一类最基本的大分子，是遗传信息的是生物体中一类最基本的大分子，是遗传信息的载体，指导着蛋白质和酶的生物合成，主宰着细胞的各种功能。

载体，指导着蛋白质和酶的生物合成，主宰着细胞的各种功能DNADNA的基本结构是动态的而且是持续变化的，因此变化的发生是很自然的，的基本结构是动态的而且是持续变化的，因此变化的发生是很自然的，尤其是在尤其是在DNADNA复制和再结合期间，外界环境和生物体内部的因素都经常会复制和再结合期间，外界环境和生物体内部的因素都经常会导致导致DNADNA分子的损伤或改变分子的损伤或改变DNADNA的变化是一切育种的物质基础的变化是一切育种的物质基础辐射诱发突变的遗传效应辐射诱发突变的遗传效应是由于辐射是由于辐射能使生物体内各种分子发生电离和激发，导致能使生物体内各种分子发生电离和激发，导致DNADNA分子结构的变化，造成分子结构的变化，造成基因突变和染色体畸变，从而引起遗传因子发生改变并以新的遗传因子基因突变和染色体畸变，从而引起遗传因子发生改变并以新的遗传因子传给后代传给后代电离辐射损伤生物大分子电离辐射损伤生物大分子DNADNA分子结构变化分子结构变化核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT电离辐射引起电离辐射引起DNADNA损伤的类型损伤的类型：碱基变化碱基变化碱基环破坏；碱基脱落丢失；碱基替代；形成嘧啶二聚体等。

DNA链断裂链断裂辐射损伤的主要形式磷酸二酯键断裂，脱氧核糖分子破坏，碱基破坏或脱落等都可以引起核苷酸链断裂单链断裂发生频率为双链断裂的10-20倍，但还比较容易修复；对大多数单倍体细胞（如细菌）一次双链断裂就是致死事件DNA交联交联DNA分子受损伤后，在碱基之间或碱基与蛋白质之间形成了共价键，而发生DNA-DNA交联和DNA-蛋白质交联会影响细胞的功能和DNA复制DNADNA分子结构变化分子结构变化核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT以上损伤最终会导致以上损伤最终会导致DNADNA分子结构的变化，造成分子结构的变化，造成DNADNA分子水平上的基因突分子水平上的基因突变和染色体畸变，是整体遗传突变的基础变和染色体畸变，是整体遗传突变的基础DNADNA分子结构变化分子结构变化核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT基因突变基因突变由于由于DNADNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的变化就叫做基因突变构的变化就叫做基因突变。

类型：类型：点突变点突变 指指DNADNA上单一碱基的变异上单一碱基的变异缺失缺失指指DNADNA链上一个或一段核苷酸的消失链上一个或一段核苷酸的消失插入插入指一个或一段核苷酸插入到指一个或一段核苷酸插入到DNADNA链中DNADNA分子结构变化分子结构变化核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT基因突变基因突变基因突变通常可引起一定的表型变化，对生物可能产生基因突变通常可引起一定的表型变化，对生物可能产生4 4种后果：种后果：致死性；致死性；丧失某些功能；丧失某些功能；改变基因型（改变基因型（GenotypeGenotype）而不改变表现型（）而不改变表现型（PhenotyePhenotye）；）；发生了有利于物种生存的结果，使生物进化，这正是诱变育种的基发生了有利于物种生存的结果，使生物进化，这正是诱变育种的基础DNADNA分子结构变化分子结构变化核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT染色体畸变染色体畸变染色体畸变指染色体数目的增减或结构的改变，包括整个染色体组染色体畸变指染色体数目的增减或结构的改变，包括整个染色体组成倍的增加，成对染色体数目的增减，单个染色体某个节段的增减，以成倍的增加，成对染色体数目的增减，单个染色体某个节段的增减，以及染色体个别节段位置的改变等。

及染色体个别节段位置的改变等和基因突变一样，染色体结构的变异也是生物遗传变异的重要来源和基因突变一样，染色体结构的变异也是生物遗传变异的重要来源之一；与基因突变相比，染色体结构变异通常要涉及到较大的区段，甚之一；与基因突变相比，染色体结构变异通常要涉及到较大的区段，甚至达到光学显微镜可以识别的程度至达到光学显微镜可以识别的程度DNADNA分子结构变化分子结构变化核技术应用农业PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT染色体畸变染色体畸变类型：类型：染色体数目畸变染色体数目畸变染色体结构畸变染色体结构畸变指染色体发生断裂，并以异常的组合方式重新连接指染色体发生断裂，并以异常的组合方式重新连接畸变类型：缺失、重复、倒位、臂内倒位、易位等畸变类型：缺失、重复、倒位、臂内倒位。