Мутации могут быть использованы для улучшения растений и животных.
Меллер в Техасе и Стадлер в Миссури испытывали действие рентгеновских лучей на животный и растительный материал и установили, что скорость мутирования может быть увеличена в несколько раз. Меллер использовал дрозофилу для обнаружения летальных мутаций в половой хромосоме. За свое великолепное исследование он был награжден Нобелевской премией. Стадлер выявил множество мутаций по признакам проростков ячменя, а также проростков и эндосперма кукурузы. Исследования Меллера и Стадлера прорвали брешь в этом и послужили стимулом для больших усилий многих других исследователей.
Дополнительные сведения по этой проблеме приведены в работах Стадлера. Стадлера и Романа, Стадлера и Убера, Меллера, Синглтона и Синглтона и Кларка.
Неожиданные дискретные, случайные, наследуемые изменения называют мутациями. Они составляют разные типы генетических явлений. Генная мутация — это внезапное изменение одного гена, и индивидуум, проявляющий изменение, называется мутантом. Изменения также могут быть вызваны хромосомными мутациями, затрагивающими более чем отдельные гены, как, например, гаплоидия, полиплоидия или гетероплоидия. Изменчивость может быть результатом изменения числа или расположения генов вследствие дупликации, нехватки, транслокации или инверсии. Изменчивость может также происходить в результате наследуемых изменений в цитоплазме, свидетельством чего является цитоплазматическая мужская стерильность у кукурузы.
Как результат симпозиума, проведенного в 1961 г., была опубликована прекрасная книга под названием «Мутация и селекция растений». В нее вошли материалы пяти сессий: природа и свойства мутаций; мутагенные агенты и интерпретация их действия; оценка мутаций в селекции растений; использование индуцированных мутаций; перспективы на будущее.
Природа и свойства мутаций обсуждаются Лафненом, Атвудом (1961 г.) и Ли.
Мутационный процесс считается первоисточником эволюционного материала, несмотря на то, что большинство вновь возникающих мутаций вредны. Однако изменения могут возникать и по другим причинам. Например, гибридизация, расщепление, кроссинговер или освобождение гена от сбалансированного леталя могут приводить к новым рекомбинациям.
Зародышевая плазма представляет собой наследственный материал, передаваемый потомству посредством зародышевых клеток. Это именно та часть клеточной протоплазмы, которая определяет свойства видов и является материальной основой наследственной передачи. Возможность влияния на наследственную изменчивость организмов и управления последней в течение веков была объектом устремлений человека. Зародышевая плазма может модифицироваться посредством изменения хромосом, или изменения генов, или тех и других одновременно.
Цитоплазма также служит источником изменчивости. Действительно, кажется вероятным, что такие свойства, как цитоплазматическая стерильность у кукурузы, являются результатом мутаций каких-то цитоплазматических компонентов.