化学诱变剂存在于哪里

‘壹’ 化学怎样诱变育种

利用化学药剂，诱发果树遗传物质发生变异，从中选择培育新品种的方法。这种化学药剂称为化学诱变剂。

化学诱变剂种类及其作用

化学诱变剂的种类繁多，其中主要的有烷化剂、碱基类似物、抗生素和中草药等。烷化剂在诱变育种中的应用最为广泛，这一类物质带有一个或多个活泼的烷基，其诱变作用是通过烷基置换其它分子的氢原子，即烷化作用。碱基类似物是一些与DNA碱基相类似的化合物，偶然被渗入到DNA分子中，导制DNA复制时发生配对上的错误。此外，还有些化合物如N-甲基化羟基嘌呤等，使染色体产生断裂。抗生素也具有破坏DNA及核酸的能力，而造成染色体断裂。中草药如长春花碱能阻止细胞纺锤体的形成，使分裂中期停止，抑制核糖体DNA的产生。

化学诱变剂对染色体的损伤较小，引起的染色体断裂局限于某些部位，多数出现在异染色质位置上。某些化学诱变剂能产生大量的可见突变，如用乙烯亚胺和环氧乙烷处理，比辐射诱变出现有价值的突变多，因此有“超诱变剂”之称。但化学诱变剂的效应比较迟缓，诱发的断裂保持较长的潜伏期，染色体的断片较多，而不同染色体间重组较少。但有的认为化学诱变效果不如电离辐射，尤其对植物的营养体部分，诱变作用不明显。其原因可能是化学诱变剂不易渗入分生组织，或者药剂处理的细胞发育期不适，未能达到预期效果。但随着化学诱变处理在植物组织和细胞培养中的应用，其诱变效果将会大大提高。

诱变处理的方法

通常用诱变剂浸泡种子或枝芽，使诱变剂吸入组织内部产生诱变作用。在浸泡前要使大部分细胞进入水合阶段，这时对烷化剂的处理最敏感，其染色体的畸变率最高。药剂处理一般宜在低温下进行。药液pH值大小会影响诱变效果，如烷基磺酸水解后产生强酸，显着提高生理损伤，因此要使用缓冲液。用生长素溶液浸泡材料可以提高化学诱变剂的效应。处理时加入二甲亚矾或增大2～5个大气压，可提高诱变剂的穿透作用。

诱变剂使用的剂量和处理的持续时间，与处理的温度关系密切。一些烷化剂对苹果接穗、桃和甜樱桃的发芽种子，最适浓度为0.5%左右，处理时间24小时；香蕉小苗，最适浓度为0.01～1%，处理时间0.5～3小时。药剂处理后的材料必须用清水漂洗，使诱变剂残留量降低到不显着的水平，并立即种植为宜，以免继续增加损伤。

突变体的培育和选择

在诱变育种中如何发现突变体，使扇形突变体（见嵌合体）扩大并得到表现是诱变育种的关键。通常采用分离繁殖法、修剪法或组织培养法，促进内部变异体组织的暴露。突变体后代的选择，根据多年生果树的特点，一般着重M1代的选择，并进行后代鉴定和系统比较试验。

‘贰’ 诱变育种有几种方法，

诱变育种
开放分类： 生物、自然科学、生物学、变异、遗传

在人为的条件下,利用物理,化学等因素,诱发生物产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种.
诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。

诱发突变的物理因素主要指某些射线，如α射线、β射线、γ射线、X射线和中子流等；化学诱变剂主要指某些亚硝酸盐、烷化剂，碱基类似物，抗生素等化学药物。 物理诱变方法应用于植物始干1928年。 L.J·斯德勒首先证实了X射线对玉米和大麦有诱变效应。1930年和1924年H.尼尔逊·爱尔和D.托伦纳分别用辐射诱变技术获得了有实用价值的大麦突变体和烟草突变体。化学诱变剂在植物上的应用一般认为始于1943年，当时F·约克斯用马来糖(脲烷)诱发了月见草、百合和风铃草的染色体畸变。这些早期工作为确立诱变育种的地位奠定了基础。

通过近几十年的研究人们对诱变原理的认识也逐步加深。 我们知道，常规助杂交育种基本上是染色体的重新组合，这种技术一般并不引起染色体发生变异，更难以触及到基因。而辐射的作用则不同，它们有的是与细胞中的原子、分子发生冲撞、造成电离或激发；有的则是以能量形式产生光电吸收或光电效应；还有的能引起细胞内的一系列理化过程。这些都会对细胞产生不同程度的伤害。对染色体的数目、结构等都会产生影响，使有的染色体断裂了；有的丢失了一段，有的断裂后在“自我修复”的过程中头尾接倒了或是“张冠李戴”分别造成染色体的倒位和易位。当然射线也可作用在染色体核苷酸分子的碱塞上，从而使基因（遗传密码)发生突变。至于化学诱变，有的药剂是用其烷基置换其它分子中的 氢原子，也有的本身是核苷酸碱基的类似物，它可以“鱼目混珠”，造成DNA复制中的错误。无疑这些都会使植物的基因发生突变。 理、化因索的诱导作用；使得植物细胞的突变率比平时高出千百倍，有些变异是其它手段难以得到的。当然，所产生的变异绝大多数不能遗传，所以，辐射后的早代一般不急 于选择。

但是，可遗传的好性状一经获得便可育成品种或种质资源。 据世界原子能机构1985年统计，当时世界各国通过诱变已育成500多个品种，还有大量有价值的种质资源o 我国的 诱变育种同样成绩斐然，在过去的几十年中，经诱变育成的 品种数一直占到同期育成品种总数的10％左右。如水稻品种 原丰早，小麦品种山农辐63，还有玉米的鲁原单4号、大豆的铁丰18、棉花的鲁棉I号等都是通过诱变育成的。 当然与其它技术一样，诱变育种也有自身的弱点：一是诱变产生的有益突变体频率低；二是还难以有效地控制变异 的方向和性质；另外，诱发并鉴定出数量性状的微突变比较困难。因此，诱变育种应该与其它技术相结合，同时谋求技术上的自我完善。

‘叁’ 什么是化学诱变剂

指引起突变的化学物质。已知的有烷化剂、碱基类似物(base analog)、羟胺(hydroxylamine)、吖啶色素等。

常用化学诱变剂的种类及作用机制

（一）烷化剂

是栽培作物诱发突变的最重要的一类诱变剂。药剂带有一个或多个活泼的烷基。通过烷基置换，取代其它分子的氢原子称为"烷化作用"所以这类物质称烷化剂。
烷化剂分为以下几类：
1. 烷基磺酸盐和烷基硫酸盐
代表药剂：甲基磺酸乙酯（EMS）、硫酸二乙酯（DES）
2. 亚硝基烷基化合物
代表药剂：亚硝基乙基脲（NEH）、N-亚硝基-N-乙基脲烷（NEU）
3. 次乙胺和环氧乙烷类
代表药剂：乙烯亚胺（EI）
4. 芥子气类
氮芥类、硫芥类
烷化剂的作用机制--烷化作用 作用重点是核酸，导致DNA断裂、缺失或修补。

（二）核酸碱基类似物

这类化合物具有与DNA碱基类似的结构。
代表药剂：
5-溴尿嘧啶（BU）、5-溴去氧尿核苷（BudR） 为胸腺嘧啶（T）的类似物
2-氨基嘌呤（AP） 为腺嘌呤（A）的类似物
马来酰肼（MH） 为尿嘧啶（U）的异构体
作用机制：作为DNA的成份而渗入到DNA分子中去，使DNA复制时发生配对错误，从而引起有机体变异。

（三）其它诱变剂

亚硝酸 能使嘌呤或嘧啶脱氨，改变核酸结构和性质，造成DNA复制紊乱。HNO2还能造成DNA双链间的交联而引起遗传效应。
叠氮化钠(NaN3) 是一种呼吸抑制剂，能引起基因突变，可获得较高的突变频率，而且无残毒。

‘肆’ 叠氮化钠是什么，有什么作用

叠氮化钠亦称“三氮化钠”，化学式NaN3，分子量65.01，白色六方系晶体，无味，无臭，纯品无吸湿性。有毒。相对密度1.846。不溶于乙醚，微溶于乙醇(25℃ 时0.3)，溶于液氨(0℃时50.7)和水(0℃时 39、10℃时40.16、100℃时55)。虽然无可燃性，但有爆炸性。较其他叠氮化物稳定，在真空中加热不爆炸，可逐渐分解为金属钠及氮气，是高纯度金属钠的实验室制造方法之一 。与酸反应产生氢叠氮酸(HN3)，反应化学式如下：2NaN3+H2SO4→Na2SO4+2HN3，氢叠氮酸为低沸点(37℃)无色液体，可与水随意混溶，有难闻的臭气味，其毒性及爆炸性很强。 叠氮化钠能和大多数的碱土金属、一价或多价的重金属的盐类、氢氧化物反应，而生成叠氮化物。特别是铜、铅、银、黄铜、青铜等反应，而生成爆炸性大的重金属叠氮化物。与活性有机卤化物反应，生成不稳定的有机叠氮化物。
用途
叠氮化钠为照相乳剂的一种防腐剂。可加入乳剂中，或加到中间层及保护层中，不影响乳剂照相性能，具有优良的防腐杀菌性能。配制叠氮化钠血液培养基。分析化学上用于分析硫化物及硫氰酸盐的试剂。有机合成。制造氢叠氮酸、叠氮铅、除草剂。用于汽车的安全气囊中，当发生车祸时迅速分解放出氮气，使安全气囊充气。
用作医药原料，由叠氮化钠制备四唑类化合物，进一步合成抗生素头孢菌素药物，而四唑类化合物还是彩色摄影用药剂。
用作耐热性特殊雷管的起爆剂叠氮化铅的原料。合成树脂发泡剂。用作吸收及除去真空管内残余气体。用作有机合成原料、农药原料、分析试剂。
用作药品和炸药，也用来制叠氮酸、叠氮酸酯、叠氮化铅和纯的金属钠。
用作有机合成原料、农药原料、分析试剂。用作药品和炸药，也用来制叠氮酸、叠氮酸酯、叠氮化铅和纯的金属钠。
从20世纪90年代开始叠氮化钠用作汽车司机安全防护袋的气源，紧急刹车时，立即自动充气;其产生气体的原理是：
2NaN3+CuO→Na2O+3N2+Cu
16NaN3+3MoS2+2S→ 8Na2S+3Mo+24N2
10NaN3+2KNO3+SiO2→ 5Na2O·K2O·5SiO2+16N2

‘伍’ 化学诱变剂的诱变机理是什么为保证诱变效果应注意掌握哪些环节

诱变育种是指用物理、化学因素诱导动植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株/个体，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。

方法
物理、化学诱变的方法及其机理如下述。
物理诱变
应用较多的是辐射诱变，即用α射线、β射线、γ射线、Χ射线、中子和其他粒子、紫外辐射以及微波辐射等物理因素诱发变异。当通过辐射将能量传递到生物体内时，生物体内各种分子便产生电离和激发，接着产生许多化学性质十分活跃的自由原子或自由基团。它们继续相互反应，并与其周围物质特别是大分子核酸和蛋白质反应，引起分子结构的改变。由此又影响到细胞内的一些生化过程，如 DNA合成的中止、各种酶活性的改变等，使各部分结构进一步深刻变化，其中尤其重要的是染色体损伤。由于染色体断裂和重接而产生的染色体结构和数目的变异即染色体突变，而DNA分子结构中碱基的变化则造成基因突变。那些带有染色体突变或基因突变的细胞，经过细胞世代将变异了的遗传物质传至性细胞或无性繁殖器官，即可产生生物体的遗传变异。 诱变处理的材料宜选用综合性状优良而只有个别缺点的品种、品系或杂种。由于材料的遗传背景和对诱变因素的反应不同，出现有益突变的难易各异，因此进行诱变处理的材料要适当多样化。由于不同科、属、种及不同品种植物的辐射敏感性不同，其对诱变因素反应的强弱和快慢也各异。如十字花科白菜的敏感性小于禾本科的水稻、大麦，而水稻、大麦的敏感性又小于豆科的大豆。另外，辐射敏感性的大小还同植物的倍数性、发育阶段、生理状态和不同的器官组织等有关。如二倍体植物大于多倍体植物，大粒种子大于小粒种子，幼龄植株大于老龄植株，萌动种子大于休眠种子，性细胞大于体细胞等。根据诱变因素的特点和作物对诱变因素敏感性的大小，在正确选用处理材料的基础上，选择适宜的诱变剂量是诱变育种取得成效的关键（表 1）。适宜诱变剂量是指能够最有效地诱发作物产生有益突变的剂量，一般用半致死剂量（LD50）表示。不同诱变因素采用不同的剂量单位。Χ、γ射线线吸收剂量以拉德(rad）或戈瑞（GY）为单位，照射剂量以伦琴（R）为单位，中子用注量表示。同时要注意单位时间的照射剂量（剂量率、注量率）以及处理的时间和条件。 辐照方法分外照射和内照射两种，前者指被照射的植物接受来自外部的γ射线源、Χ射线源或中子源等辐射源辐照，这种方法简便安全，可进行大量处理。后者指将放射性物质(如32P、35S等）引入植物体内进行辐照，此法容易造成污染，需要防护条件，而且被吸收的剂量也难以精确测定。干种子因便于大量处理和便于运输、贮藏，用于辐照最为简便。
化学诱变
化学诱变除能引起基因突变外，还具有和辐射相类似的生物学效应，如引起染色体断裂等，常用于处理迟发突变，并对某特定的基因或核酸有选择性作用。化学诱变剂主要有：①烷化剂。这类物质含有1个或多个活跃的烷基，能转移到电子密度较高的分子中去，置换其他分子中的氢原子而使碱基改变。常用的有甲基磺酸乙酯(EMS）、乙烯亚胺（EI）、亚硝基乙基脲烷（NEU）、亚硝基甲基脲烷（NMU）、硫酸二乙酯（DES）等。②核酸碱基类似物。为一类与DNA碱基相类似的化合物。渗入DNA后，可使DNA复制发生配对上的错误。常用的有5-溴尿嘧啶(BU）、5-溴去氧尿核苷（BudR）等。③抗生素。如重氮丝氨酸、丝裂毒素C等，具有破坏DNA和核酸的能力，从而可造成染色体断裂。 化学诱变主要用于处理种子，其次为处理植株。种子处理时，先在水中浸泡一定时间，或以干种子直接浸在一定浓度的诱变剂溶液中处理一定时间，水洗后立即播种，或先将种子干燥、贮藏，以后播种。植株处理时，简单的方法是在茎秆上切一浅口，用脱脂棉把诱变剂溶液引入植物体，也可对需要处理的器官进行或涂抹。应用的化学诱变剂浓度要适当（表 2）。处理时间以使受处理的器官、组织完成水合作用和能被诱变剂所浸透为度。化学诱变剂大都是潜在的致癌物质，使用时必须谨慎。

‘陆’ 诱变的化学诱变

化学诱变剂主要有烷化剂（包括EMS、EI、NEU、NMU、DES、MNNG、NTG等），天然碱基类似物，氯化锂、亚硝基化合物、叠氮化物、碱基类似物、抗生素、羟胺和吖啶等嵌入染料。 烷化剂通常带有1个或多个活性烷基，此基团能够转移到其它电子密度高的分子上去，使碱基许多位置上增加了烷基，从而在多方面改变氢键的能力。例如EMS被证明是最为有效而且负面影响小的诱变剂。与其他烷化诱变剂类似，是通过与核苷酸中的磷酸、嘌呤和嘧啶等分子直接反应来诱发突变。EMS诱发的突变主要通过两个步骤来完成，首先鸟嘌呤的O6位置被烷基化，成为一个带正电荷的季铵基团，从而发生两种遗传效应：一是烷化的鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对，代替胞嘧啶，发生转换型的突变；二是由于鸟嘌呤的N27烷基活化，糖苷键断裂造成脱嘌而后在DNA复制过程中，烷基化鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对，导致碱基替换，即G∶C变为A∶T。当然，化学诱变存在着染色体结构和数量方面的诱导变异，但这种单一碱基对改变而形成的点突变仍是化学诱变的主要形式。另外，诱变剂也可与核苷结构的磷酸反应，形成酯类而将核苷酸从磷酸与糖分子之间切断，产生染色体的缺失。这些DNA结构上的变化都可能促使不表达的基因或区段被激活,而表现出被掩盖的性状。
另外NTG也是最有效，用得最广泛的化学诱变剂之一.依靠NTG诱发的突变主要是GC—AT转换，另外还有小范围切除、移码突变及GC对的缺失.在自然条件下NTG容易分解，而在酸性（PH5.5）条件下会产生HNO2.虽然HNO2本身就是诱变剂，但在NTG有活性时（PH6~9），它却无诱变效果.在碱性条件下，NTG会形成重氮甲烷（CH2N2），它是引起致死和突变的主要原因.它的效应很可能是CH2N2对DNA的烷化作用引起的[6]。 如吖啶橙、溴化乙锭（EB）等可插入到DNA碱基对之间的染料，被称作嵌入燃料，也是较强的诱变剂，能造成两条链错位或移码突变。