Мутагенез — процесс возникновения мутаций. Условно мутагенез делят на спонтанный (естественный) и индуцированный (искусственный). Мутации, возникающие в эксперименте под влиянием специальных воздействий (ионизирующей радиации, химических веществ, температуры и др.), называют индуцированными мутациями. А в тех случаях, когда мутации возникают под влиянием обычных природных факторов внешней среды или в результате физиологических и биохимических изменений в самом организме, их относят к спонтанным мутациям, хотя принципиальных различий между спонтанными и индуцированными мутациями нет.

Частота возникновения мутаций является одной из определяющих черт каждого вида живых организмов — одни виды обладают более высокой мутационной изменчивостью» чем другие. Это обусловлено разными причинами: генотип и чески м строением вида, степенью адаптации к условиям внешней среды, местом его распространения, силой действия природных факторов и др. Для спонтанного мутагенеза установлено, что различные гены в одном генотипе мутируют с разной частотой и сходные гены в разных генотипах мутируют с разной частотой. Мутация — это очень редкое событие и, как правило, мутирует лишь один аллель из двух в гомологичных хромосомах.

Роль спонтанного мутационного процесса была велика во времена примитивной и народной селекции, когда шло одомашнивание и окультуривание диких форм. Как бы мы сейчас ни кормили диких предков современных пород кур — банкивских кур, мы бы не смогли получить ни быстрого роста, как у бройлеров, ни высокой годовой яйценоскости, как у леггорнов, ни разнообразия по окраске пера и живому весу.

Существующие в настоящее время породы — результат спонтанного мутагенеза и длительного отбора. На основе искусственного отбора спонтанных мутаций и их комбинаций путем скрещиваний при соответствующих условиях кормления и содержания человек получил в ряду многих сотен поколений новые формы животных и растений. Пример этому — создание «сладкого» люпина, ценного кормового растения. Все виды люпина содержат горький алкалоид и непригодны на корм скоту. В результате длительного поиска была обнаружена мутация растений с безалкалоидными семенами, но семена высыпались до уборки. Дальнейший поиск позволил обнаружить мутантную форму, у которой не высыпались семена, но у такого растения опадали бобы.

Огромное число спонтанных мутаций обнаружено у плодовых культур: их или непосредственно используют как новые сорта, или включают в программы по гибридизации. Поскольку многие виды плодовых культур размножаются вегетативно, в селекционной практике можно успешно использовать и соматические мутации, которые затем клонировать для получения нужного сорта. Особенно много естественных мутаций в цветоводстве, например, широко известен мутант тюльпана Murilto, от которого получено более 60 новых мутантов, давших начало новым сортам.

Значение искусственного мутагенеза селекции впервые было показано советскими учеными А. А. Сапегиным и Л. Н, Делоне, которые в 1928—1932 гг. получили серию хозяйственно-полезных мутаций у пшеницы. В последнее время проводится усиленная работа по индицированию мутаций с использованием радиоактивного облучения, химических веществ и других средств и воздействий. Частота возникновения индуцированных мутаций в два раза выше, чем естественных, и, по-видимому, они будут иметь большое значение в качестве исходного материала для создания новых сортов.

Однако если при спонтанном мутагенезе в основном возникают мутации в результате таутомерного изменения атомов водорода, что нарушает порядок комплементарности нуклеотидов и приводит к образованию генных мутаций, то при индуцированном мутагенезе возникают хромосомные аберрации, которые очень сильно сказываются на жизнеспособности организма. Поэтому в дальнейшей селекции может быть использовано лишь небольшое число полученных мутаций.