20世纪20年代，Muller在果蝇上，Stadler在玉米和大麦上首次证明X射线可以诱发突变。Nilsson—Ehle & Gustafsson(1930)利用X射线辐照获得了茎秆坚硬、穗型紧密、直立型的有实用价值的大麦突变体。1934年，Tollenear利用X射线育成了第一个烟草突变品种——Chlorina，并在生产上得到了推广。1948年，印度利用X射线诱变育成抗干旱的棉花品种。此后，一些国家相继开展植物辐射诱变育种。
新中国第一个五年科学技术规划中，和平利用原子能被列为重点发展项目之一。植物辐射诱变育种作为原子能技术农业应用的重要组成部分，在20世纪50年代后期应运而生。1957年，中国农业科学院成立了我国第一个原子能农业利用研究室，1961年成立了原子能农业利用研究所，设立了辐射遗传育种研究室。随后各省也相继成立有关研究机构，为广泛开展诱变育种奠定了良好的基础。20世纪60年代中期开始在水稻、小麦、大豆等主要作物上利用辐射诱变育成了新品种，在生产上得到了应用。到1975年，已在8种作物上育成81个优良品种，种植面积约100万hm2。著名的水稻品种原丰早、小麦品种鄂麦6号和津丰1号、大豆品种铁丰18号、花生品种粤油22号、玉米杂交种吉单101和高粱杂交种晋杂1号等就是在这时期育成推广的。20世纪70年代后期，植物辐射诱变育种开始应用于蔬菜、糖料、瓜果、饲料、药用和观赏植物育种。
提高农作物变异率
利用辐射育种，可以使农作物变异率比自然变异高出几百倍以至上千倍，而且产生的变异特性是多种多样的，范围非常广泛。并且能够通过所产生的各种变异而生成许多新的品种，如果是在自然界发生，这样的变异很难发现也需要更久的时间。例如，用射线照射过的蓖麻，生长期可以由原来的270天缩短到120天，形成生长期短的新品种。“一串红”本是一串串地开花，在这里可以满株开花，如同一座小塔。“万寿菊”本是单层的四瓣花，这时开出的花却变成了多层的六瓣花。“矮牵牛”也会由原本开红色的小花，培育后花朵变大，而且一株可以开出红、白、粉等多种颜色的花朵……
辐射育种能够改变农作物品种单一的不良性，克服原有品种的缺点，还可以使发生变异的特性很快稳定下来，大大缩短育种过程。此外，辐射育种操作简便，只要把种子或植株放在射线源附近照射，就可以达到预期的效果，既可以单独使用也可以和其他育种技术相结合，取得更好的效果。
射线照射种子
具有很高能量和极强穿透力的射线照射种子之后，可以使种子细胞内的染色体断裂，使它的位置、结构和基因分子发生变化。而农作物的各种特性都是由染色体的基因分子决定的，所以，射线照射使种子细胞染色体基因发生变化的结果，会导致生物体的特性发生变化。另一方面，射线还可以引起与细胞质有关的遗传性核外变异。两种作用的汇聚使辐射育种产生了奇异的特性。
近年来，人们除了利用地面上可以产生射线的装置对种子进行辐射外，还想出了许多办法来，充分利用太空中强烈的超高能宇宙射线和其他太空物理条件进行种子的基因诱变，使辐射育种有了新的发展。航天飞机等飞行器将种子送上太空，植物种子经过宇宙射线的辐射和微重力的影响，就会加速培育过程，同时还能够培育出常规育种条件下不易产生的变种。因此，经过太空辐射育种不仅能够提高农作物的产量，而且作物所含的蛋白质、维生素的含量也都有大幅度的提高。
茶树辐射育种
主要采用7射线和p射线，分外照射和内照射两种。外照射用60Co的7射线，茶树休眠种子的辐射临界剂量为4000～8000伦琴(1伦琴一2.58×10-4库/千克);内照射用32P的B射线，浓度为740贝可/毫升(即按种子含水量折算放射性溶液的使用量).因辐射诱导的仅是一部分遗传物质结构的改变，所以，被处理的材料，要求选用综合性状优良，缺点较少的材料。辐射处理后的种子或苗木当代(M1)表现发芽迟，成苗率低，生长势弱，发育慢，有变态叶。Mi代多为隐性突变，极少数为显性突变。发现有利变异，即用无性繁殖法加以稳定和扩大数量，再经比较鉴定，育成新的品种。
