돌연변이 육종법은 인위적으로 유전자, 염색체, 세포질 등에 변이를 유발시키는 것으로 형태적 기형화, 임실률 저하 등으로 인하여 실용성이 낮으나, 새로운 유전자 형성과 특성을 파괴하지 않고 치환이 가능하며, 헤테로인 영양번식 식물에 변이를 작성하는 것이 용이하고, 인위 배수체의 임성을 향상시키며, 불화합성을 화합성으로 전환할 수 있고, 염색체 절단으로 연관군 내 유전자를 분리하며, 교잡육종의 새로운 재료를 만들 수 있다. 인위 돌연변이 유발 방법으로는 방사선 조사(1년생은 종자, 영년생은 작물체), 방사성 물질 처리(32P, 35S 등 적절한 반감기, 해작용이 없는 것, 침적법, 주입법), 화약약품 처리 등이 있다. 또한 콜히친, 아세나프텐 등의 핵분열 저해 물질과 S-mustard, ethylens imine, ester dioxan, ethylene oxide 등이 이용되기도 한다.
돌연변이 선발은 영양번식 중에는 아조변이를, 종자번식은 최초 5이삭을 이용하고, 벼 종자는 4년에 1기 갱신하며, 종자 갱신 채종 체계는 기본식물포 → 원원종포 → 원종포 → 채종포 → 농가포장 순으로 하거나 기본식물 종자 -> 원원종 -> 원종 -> 보급종 순으로 이루어지고, 독농가는 모범 경작자를 선정하며, 신품종 보급은 농수산부 종자심의회의 의결을 거치고 이루어진다.
작물의 분화 과정은 유전적 변이 → 도태와 적응 -> 순화 → 지리적, 생리적, 인위적 격리(고립) 순으로 진행되고, 잡종의 F2 분리비에서 단성잡종은 (3+1)1= 3+1의 비율로, 양성잡종은 (3+1)2= 9+3+3+1의 비율로, 3성잡종은 (3+1)3= 27+9+9+9+3+3+3+1의 비율로 이루어지며, 조합능력 검정에서 특정 조합능력 검정은 단교잡으로 진행되고, 유전자 간섭은 중복유전자, 보족유전자, 피복유전자 등에서 이루어지며, 격리재배 거리를 살펴보면 옥수수는 400~500m, 호밀은 300~500m, 십자화과는 100m 이상이다.
염색체의 수적 변이 이수성은 일염색체성(2n-1)과 삼염색체성(2n+1)이 있고, 같은 상동염색체가 2개씩 증가하여 사염색체성(2n+2)가 되고, 다른 상동염색체가 2개씩 증가하여 이중 삼염색체성(2n+2)가 되기도 하며, 염색체 구조 변이는 결실, 중복, 역위, 절단, 전좌 등이 있고, 질적형질은 환경 영향을 덜 받으며, 유전자의 수가 적고, 검정이 용이할 때 이용하며, 종속간 교잡종은 교잡하기 힘들고, 잡종 식물에 불임성이며, 위잡종과 불량유전자가 도입되기 쉽다.
배수육종법은 1937년 Blakeslee와 Avery 등에 의해 시도되었고, 전형성능은 1개의 세포에서 1개의 완전한 식물체가 유도될 수 있는 능력을 말하며, 생물공학적 기술을 육종에 이용할 수 있는 기본이 되었다.
품종의 퇴화 원인은 자연교잡, 돌연변이 발생, 미고정 형질의 분리, 기계적 혼종 등에 의해 이루어지고, 자가 불화합성의 생리적 원인은 꽃가루의 발아 신장을 억제하는 물질이 존재할 때, 꽃가루관의 신장에 필요한 물질이 결여되었을 때, 꽃가루관의 호흡에 필요한 호흡물질이 결여되었을 때, 꽃가루와 암술머리 조직 사이의 삼투압 차이가 심할 때, 꽃가루와 암술머리 조직 사이에서 단백질간의 친화성이 결여되었을 때 등이고, 진가(%)는 (순결 × 발아율)/100이며, 순도(%)는 순수종자/전체종자이고, 발아율(%)은 (발아 종자수/치상 종자수) × 100으로 나타낸다.
노후화답의 개량 방법에는 산의 붉은 흙이나 연못의 밑바닥 흙이나 바닷가의 질흙을 넣거나, 20cm 깊이로 심경을 하거나, 갈철광의 분말, 비철토, 퇴비철 등을 사용하거나, 규산질 비료를 사용한다.생리적 산성비료는 황산암모니아(유안), 황산가리, 염화가리 등이 있고, 생리적 중성에는 질산암모니아, 요소, 과인산석회, 중과인산석회가 있고, 생리적 염기성에는 석회질소, 용성인비, 재, 칠레초석 등이 있다.
칼슘(Ca) 부족은 식물의 뿌리나 눈의 생장점이 붉게 변하고, 질소(N) 부족은 하엽의 황백화 현상, 화곡류의 분얼이 저해를 받으며, 마그네슘(Mg) 부족은 잎의 황백화 현상, 줄기나 뿌리 생장점의 발육이 저해를 받고, 인산(P) 부족은 뿌리 발육이 저해를 받으며, 잎 둘레에 오점이 생기고, 황(S) 부족은 엽록소의 형성을 저해하며, 콩과식물 근균류의 질소고정을 저해하고, 칼륨(K) 부족은 생장점을 고사시키고, 줄기가 연약하며, 어린잎에 병해를 일으키며, 황백화 현상을 일으키는 원소에는 N, Fe, Zn, Cu, Mo, Cl 등이 있다.
