利用核辐射提高农作物育种质量和产量的方法。自1927年开始研究辐照育种以来,获得了不少优良品种。种子繁殖作物系指用辐射诱发植物种子基因突变培育的植物,如水稻、小麦等;无性繁殖作物系指将植物细胞、胚芽和组织进行试管离体培养,并结合辐照处理培育而成的植物,如观赏花卉、香蕉等。中国在种子繁殖作物的辐照育种方面居国际领先地位,但在无性繁殖方面离国际先进水平还有很大差距。 辐照育种相对于传统育种的优点是突变率比自然变异率高100—1,000倍,方法简便,且育种周期短。由于利用中子、离子束、γ射线等辐射源,可引起生物体遗传器官的某些变异,如染色体或核酸分子的某种断裂,有可能使原品系遗传中的某些不良基因丢失,并保持原初的优良基因,从而达到高产、早熟、增强抗病能力、改善营养品质的目的。也可能通过改变作物的孕性,使自交不孕植株变为自交可孕的变异植株。中国在粮食等种子繁殖作物的辐照育种方面已取得重大进展,培育出的大面积推广的作物良种约占全世界的1/3,每年由辐照育种技术增产的粮食约达4×1010千克以上。用辐照技术已培育的良种有水稻“原丰早”、小麦“山农辐63”、玉米“鲁原单4号”、大豆“铁丰18号”、高粱“晋杂1号”、花生“粤油1号”、棉花“鲁棉1号”等。 辐照育种领域的重点研究方向有:①新型辐射源的应用。传统的γ源正让位于快中子、离子束(包括重离子束)、等离子体等。国际原子能机构与世界粮农组织合作,制订了“利用中子辐照育种”的国际合作计划。中国亦利用中子培育出了一批推广前景诱人的新品种。如水稻的广和亲系“02,428号”、“中包2-6号”、“中窄4号”、“红早”、“中科1号”等;小麦品系的“N77-15-1-1号”、“81-3号”、“中红1号”等。中国等少数国家的科研人员还开展了离子束辐照育种的研究,这种方法表现出生理损伤小、突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点,具有诱人的应用前景。②联合使用多种辐射。由经典的单一辐射方法育种,正在往多种辐射联合使用过渡。近期用中子和离子束联合辐照培育的品种越来越多,由于中子和离子束在生物体内有很强的电离效应,可使辐照诱发的核过程多样化。国际上还兴起了用辐射与化学诱变剂相结合的育种方法。③定向辐照育种。随着遗传工程、分子生物学等学科的迅速发展,辐照育种正从随机型走向定向型。如利用不同的辐照技术,有的提高粮食的含氮量(氨基酸含量),有的增进农作物的抗环境变化能力或抗病虫害能力,有的缩短观赏花卉的培育期或提高观赏价值等。④辐射生物学的基础研究。有目的地选择电离辐射,掌握合适的辐照物理参数及生物环境条件,定向切割基因及拼接基因,研究辐射对染色体、DNA、基因和酶等的作用机理。⑤微离子束技术的研究与应用。