引論:我們為您整理了1篇育種論文范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
育種論文:水蜜桃育種信息管理論文
1需求分析
1.1條碼制作
1.1.1條碼生成
條碼內容具有性,包含品種編號、種植位置、流水號等信息,在桃樹定植后選擇品種、種植基地與田塊、壟行號、定植數量等后批量生成。同一位置原則上只能存在一個定植條碼,但允許通過嫁接、補種在相同位置上補充新條碼。
1.1.2條碼打印
數據中心PC端連接控制專業條碼打印機制作條碼,可在條碼生成時批量打印,也可在觀察記錄中多選打印。條碼選用防水防曬抗撕標簽材料,樹脂碳帶打印保障條碼內容經久不褪色或模糊。標簽在不同位置打上相同標識內容的QR二維碼和Code128一維碼,可兼容不同手持終端。條碼打印后可塑封或直接懸掛在主枝上大約離地面1~1.2m處,便于手持機掃描記錄及田間桃樹修建及管理。
1.2信息采集
1.2.1育種觀察性狀記錄
水蜜桃考種記錄字段達70多個,為了清晰地給每個條碼記錄這些信息,系統支持字段進行分組管理與顯示,通過預定義字段信息采集方式(多項選擇、日期選擇、輸入等),并對性狀選擇值提供一對一的模式圖描述,使其在數據中心PC端和手持智能終端上快捷展示記錄。育種圖像、錄音等媒體信息可在手持終端上現場拍攝錄制后同步至數據中心,也可直接在PC端選擇媒體文件記錄。
1.2.2生產日志信息記錄
以日志形式記錄水蜜桃生產種植過程中各項農事操作,內容包含時間、基地田塊、負責人、具體事項等,可針對多個水蜜桃種植基地鎮或集中產區進行規范化統一登記管理,形成完善的水蜜桃生產質量安全追溯信息平臺。
1.3信息查詢
基于性狀字段分組記錄機制,育種信息查詢支持一個或多個性狀字段進行組合搜索,快速顯示符合某些具體性狀的條碼,并可整合基地田塊、資源名稱、時間范圍、條碼等進行高級查詢。信息查詢結果可根據用戶所選字段或全部字段導出到相應Excel文件中,便于其他分析利用。質量安全追溯信息則通過微信掃描商品二維條碼,查詢相關品種選育信息、育種單位、生產種植信息等。
2系統設計與實現
2.1系統架構
系統基于上位機與下位機分布式協同工作方式開發,上位機為運行于一般PC機的數據中心,負責初始化基地田塊、資源品種、育種條碼等基礎數據,收集和存儲水蜜桃育種與生產全過程文本、數字、圖像、語音等多形式的可追溯信息;下位機為運行WindowMobile等智能操作系統的手持終端,每個終端具有標識,基于上位機預置的數據框架通過掃碼條碼關聯記錄各類性狀信息,并通過有線連接數據中心上傳匯總圖文信息。一個上位機可分配管理多個下位機采集的育種信息,即育種人員可多人同時使用多個手持終端分工考種,并保障數據統一標準采集入庫。整體系統設計層次鮮明,數據對接融洽,實際操作性好。
2.2數據庫設計
從數據功能角度劃分,系統包括基礎配置信息、育種過程信息、生產日志信息等三類數據。為便于后期數據庫同步與備份,系統按“一庫六表”的形式設計數據庫,即系統配置表config、性狀字段表field-Table、育種資源表variety、基地表base、田塊表field、觀察記錄表record、生產日志表log。當上下位機數據同步更新時,系統只需根據所選同步內容進行數據表的清空與批量插入操作。
2.3系統實現
系統程序在MicrosoftVisualStudio2012中基于C#開發實現,數據庫采用MicrosoftAccess2008與Sqlite2.0,實現了上、下位機的各類功能。
3結束語
水蜜桃育種與質量追溯信息管理系統的研究與構建,不僅有利于新品種選育性狀數據智能化輸入和系統化管理,而且通過管理系統功能延伸,能有效實現對水蜜桃生產過程的全程監控和質量追溯,對促進水蜜桃產業的轉型升級與可持續發展具有重要意義。
作者:張小斌 吳大軍 陳妙金 孫奇男 單位:浙江省農業科學院數字農業研究所 奉化市水蜜桃研究所
育種論文:玉米育種生物技術論文
一、基因工程育種技術途徑
例如植物的抗蟲、抗病、抗倒、高產、品質等都可以通過轉基因技術得以改變。尤其是現代的高科技技術蓬勃發展,轉基因技術有著發展的良好環境,相對于其它育種途徑,轉基因技術可以培育出更多更好的植物品種。另外,所培育的新品種有很好地適用外界環境的能力,能突破不同植株的差異化,使得植株的性能大幅度提高。1983年研究成功后,轉基因作物從1996年的170萬公頃直接增長至2003年的6770萬公頃,有5大洲18個國家的700萬戶農戶種植,其中轉基因大豆已占全部大豆種植的55%,玉米占11%,棉花占21%,油菜占16%。當前,玉米的遺傳工程研究大多數體現在以下三個方面:一是培育抗病蟲害的轉基因玉米;二是培育抗除草劑的轉基因玉米;三是培育抗旱抗澇、抗寒等轉基因玉米。一般來說,玉米轉基因技術主要有:載體轉化技術指的是玉米通過農桿菌質粒介導的轉化系統進行基因的轉換。DNA直接導入轉化技術包括基因槍法、PEG法、電擊法、超聲波法等。種質轉化技術包括花粉管通道法、子房注射法等。
二、分子標記輔助育種技術途徑
分子標記技術在我國的發展尤其迅速,被大范圍的應用到玉米自交系的遺傳多樣性分析當中,對于玉米群體優劣的劃分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有著非常重要的意義。另外,在深入進行玉米遺傳多樣性的研究上,可以為玉米種質資源收集、親本的選擇、玉米種類的劃分、基因組建等多方面提供必要的技術和數據支持。與此同時,分子標記技術的應用,可以幫助基因在改善玉米的雜種優勢預測方面的科研工作有所突破,避免由于玉米的先天遺傳方面的不足帶來的低產效應,給玉米的品種的培育提供了更為品質的品種資源。在實際的玉米自交系遺傳變異研究中,分子標記可以更好地進行雜種優勢群的劃分。相對于玉米自交系純度,分子標記育種技術的方法可以更為、簡單易操作,保障玉米自交系純度質量。指紋圖譜是分子標記技術在玉米育種上的顯著應用,可以通過指紋圖譜建立植物品種的匯總。同時,分子標記技術可以更為的區分先天遺傳差異較小的植株,使得培育的技術更為,并且分子技術培育被廣泛應用于植物新品種保護領域。目前,我國在玉米新品種保護方面也已經取得不小的成就,逐步建立起自交系和雜交種的DNA指紋圖譜數據庫。數據庫的好處是更為方便鑒定植物基因類型,尤其是一些并未有被記錄在指紋圖譜中的品種分類。作為結果,分子標記技術可以為更好地監測玉米育種群體的遺傳多樣性提供必要的數據支持,也為育種專家如何選擇品質的雜交組合提供理論依據。
三、結語
綜上所述,生物技術的應用與發展為玉米育種帶來了新的生機與活力,通過生物技術的應用可以培育出更品質的玉米品種,對玉米常規育種技術來說是很好的補充。同時,生物技術在玉米育種中的應用勢必會帶來育種水平的提高和突破,能協調好常規育種同生物技術兩者的相互關系。只有兩者相互結合,相輔相成,才能促進玉米育種在原有的基礎上培育出更多的品種。這就要求一定要實現常規育種和生物技術的統一,拓寬玉米育種的新途徑,為我國的農業生產奠定堅實的基礎。
作者:劉敏
育種論文:菘藍育種論文:生物科技在菘藍育種的運用探究
本文作者:程春松1,2彭代銀1黃和平1郭友平1作者單位:1安徽中醫學院藥學院2中國中醫科學院中藥研究所
基本檢測技術的應用
現代生物檢測技術在藥用植物的基源鑒定研究、轉基因育種等各方面都有著廣泛的應用,在菘藍的育種研究PCR及RT-PCR技術、SouthernBlot分析、RAPD技術在外源基因檢測、抗性基因的檢測中取得了良好的效果。
1PCR及RT-PCR技術:1985年,KaryMul-lis發明了PCR技術,引用到藥用植物育種研究中,可以通過分離植物基因來鑒定中藥中的目的基因以及DNA指紋圖譜研究。許鐵峰等[11]為了驗證外源基因是否轉入植物細胞內,對抗生素抗性植株進行了PCR檢測,對轉基因菘藍利用農桿菌介導外源半夏凝集素基因進行RT-PCR分析,由于PCR只能證明在轉基因植株體內存在外源目的基因片段,而不能確定外源目的基因片段已整合進植物基因組,且PCR可能存在假陽性結果,因此通常配合采用SouthernBlot分析驗證。
2RAPD與擴增片斷長度多態性技術:1990年代提出RAPD技術,該技術現已廣泛地應用于生物的品種鑒定、系譜分析及進化關系的研究[16]。陳桂平等[12]選取同一個無性系植株及其親本進行RAPD分析,得出結果無性系植株的遺傳背景一致性很好,但也發生了DNA水平的變異。這項工作為進一步分離抗性基因和培育抗病品種打下基礎。相對于RAPD技術,AFLP技術與之相類似,它是一項新的分子標記技術,能檢測10倍的軌跡,并且可以檢測任何DNA。
染色體研究技術的應用
藥用植物染色體研究是分子生物學的基礎研究,主要是包括總DNA的提取、染色體制片技術、核型研究以及其結構分析。
1菘藍總DNA的提?。汉怂針悠焚|量將直接關系到實驗的成敗,所得的DNA應達到滿足試驗要求的量和純度。陳桂平等[12]運用的菘藍總DNA提取方法是采用改良的十二烷基磺酸鈉微量提取法提取DNA。丁如賢等[10]采用改良十六烷基三甲基溴化胺法提取總DNA。CTAB是陽離子去污劑,可以很好地去除多糖,因此對于植物DNA的提取具有較高的廣譜性,而SDS是陰離子去污劑,對多糖含量高的植物樣品效果比較差。
2染色體制片技術:菘藍染色體很小,因此,在測量長臂和短臂時,難以確定長、短臂的分界線,只有制作染色體分散、染色體分開,而著絲粒未分開的染色體標本,并把染色體相片盡量放大,才能較地確定著絲點的位置,使數據[17]。楊飛等[18]在大麥、玉米染色體研究中多采用去壁低滲火焰干燥壓片法,該方法簡單易行,適合植物染色體制片。
3核型研究:核型是指染色體組在有絲分裂中期的表型,是染色體數目、大小、形態特征的總和。核型研究就是在對染色體進行測量計算的基礎上,進行分組、排隊、配對,并進行形態分析的過程。楊飛等的報道[18]表明:菘藍的核型公式為2n=2x=14=10m(2SAT)+4sm,菘藍核型的對稱等級為2A,是一種比較對稱的核型。鹿萍[17]報道二倍體染色體數為14條,核型公式為2n=2x=14=14m,四倍體染色體數為28條,核型公式為4n=4x=28=28m。以上研究基本確定了菘藍染色體的數目、大小及形態特征。
4染色體分析:隨著分子細胞遺傳學技術的進步,熒光原位雜交技術被廣泛應用于染色體識別和分析[19]。45SrDNA和5SrDNA是編碼核糖體rRNA的基因,參與構建核糖體,已被作為十字花科核型進化分析及比較基因組學研究的重要細胞學標記[20]。楊飛等[18]為了深入研究菘藍的分子細胞學特征,以45SrDNA、5SrDNA和端粒序列為探針,對菘藍有絲分裂中期染色體進行熒光原位雜交實驗,建立菘藍熒光染色體核型。為菘藍分子細胞遺傳圖譜的構建提供了必要依據。
組織培養技術
組織培養技術是藥用植物育種過程中一項基本技術??徒B英等[21]以菘藍幼葉為外植體,對其誘導培養過程中細胞啟動、脫分化、組織分化和器官(芽和根)發生,進行了石蠟切片觀察和分析。李連華等[22]以菘藍愈傷組織為試驗材料,分析比較了不同培養基對菘藍愈傷組織增殖和分化的影響。此外張勝珍等[23]用纖維素酶和離析酶的混合酶液提取菘藍無菌苗幼葉原生質體,他們探索了菘藍原生質體分離和純化的條件,為菘藍的細胞工程育種做出了有效的探索。
育種論文:葡萄育種論文:國內葡萄育種探究
本文作者:陶然1,2王晨1,2房經貴1,2上官凌飛1,2冷翔鵬1,2張彥蘋1,2作者單位:1南京農業大學園藝學院2江蘇省果樹品種改良與種苗繁育工程中心
葡萄育種情況分析
迄今,我國葡萄育種途徑方法主要是實生選種、雜交育種、芽變選種、人工誘變育種等(圖2)。其中雜交育種是最為常用也是最為成功的育種手段,在我國育成的優良品種中有68%來源于雜交育種。
1實生選種
國內古老葡萄品種和地方品種,如無核白、牛奶、龍眼、和田紅、木拉格等,都是來自天然授粉的種子。在我國育成的品種中,實生選育的品種占10%。巨峰系葡萄品種多屬于自交結實類型,較易獲得變異的實生后代[7]。在廣泛栽培的葡萄品種中,有較多是通過巨峰系實生選育的品種,它們既保持了巨峰品種的優良特性,又變異產生了不同成熟期、不同果皮顏色的葡萄品種[8-9]。
2雜交育種
隨著遺傳育種理論的發展,我國育種工作者根據育種目標有目的地選擇選配雜交親本,廣泛開展了葡萄雜交育種工作。據統計,我國運用雜交方法已成功育出73個優良葡萄品種,以鮮食品種最多,共54個品種,占所有優良鮮食品種的61%;釀酒品種15個,占所有優良釀酒品種的88.2%;育成的3個砧木品種、3個制汁品種和制干、制罐品種也都是利用雜交方法選育而成的。可見,雜交育種是我國葡萄育種中極為成功的方法,這些育成的品種性狀優良,不乏廣泛栽培品種。如我國早期育成的鮮食品種早瑪瑙、鳳凰51號、紫珍香等,近年來通過審定的釀酒品種如左優紅、北冰紅、北紅等釀造的酒質好,抗病、抗寒性強。
3芽變選種
通過芽變獲得的葡萄品種往往保持了親本的綜合優良性狀,并且使親本的個別不良性狀得到了修繕。我國利用該方法培育出22個優良品種,占育成品種總數的20%。例如奧林匹亞芽變中選育出的戶太8號,其保持了親本早熟、鮮食品質好、耐旱性強的優良性狀,并且其抗病性、果粒大小均勻性、不裂果等特性都超過了親本[10]。
4人工誘變育種
迄今,葡萄誘變育種多是采用化學誘變方法。人工選擇的優良葡萄親本經過誘變處理后,產生兩種變化:一是植株倍性發生變化,二是葡萄的個別基因發生突變,這都加速豐富了葡萄新種質。陳俊等[11]1991年就開始以瑰寶種子為試材,進行了秋水仙素誘導試驗,3年共獲得了253份多倍體材料,有效平均誘變率高達10%以上;后來又將二倍體瑰寶分別與二倍體早玫瑰、秋紅的雜交種子用秋水仙素進行誘變處理,篩選出了品質四倍體新品種早黑寶和秋黑寶,其大粒、濃香味甜的性狀深受消費者和種植者青睞[12-13]。孫紹賓[14]、羅耀武[15]、盧炳芝[16]等采用秋水仙素誘變也獲得了四倍體葡萄新品系。吳偉民等[17]用秋水仙素處理金星無核葡萄,獲得了短節間突變體3-2D-05,這一突變體的獲得有望為葡萄的設施栽培提供短枝型新品種。
5生物技術育種
傳統有性育種把許多優良性狀在較短時期內集中在一個葡萄品種上非常困難,需要先進的技術和配套的學科理論達到培育出抗逆、抗病、高產、質優的葡萄新品種的目的[18-19]。20世紀70年展起來的現代生物技術給植物品種的改良帶來了一場革命,如今,生物技術的發展和應用已滲透到葡萄遺傳育種的各個領域?;诩毎M織培養的胚挽救技術[20],使無核品種作母本雜交培育三倍體無核新品種、克服遠緣雜交障礙成為現實[21-22]。我國在運用該技術方面取得了重要成果,上海市農業科學院林木果樹研究所將二倍體品種作母本同四倍體品種雜交,雜交胚經離體胚挽救培養,成功培育出滬培1號和滬培2號這兩個優良新品種[23-24],從而推動了南方無核葡萄的栽培。DNA分子標記是目前發展最為迅速的一類遺傳標記,在葡萄遺傳育種方面,隨著分子標記技術的不斷完善和發展,DNA分子標記已在葡萄品種鑒定[25]、遺傳多樣性和親緣關系分析[9]、遺傳圖譜構建[26-28]、重要性狀分子標記輔助選擇[29-31]等方面得到了廣泛的應用,這將大大提高人們對葡萄遺傳分析的性和選育種的效率,加速葡萄育種進程。在葡萄遺傳改良中,轉基因技術克服了工作量大、隨機性高等不足,能快速且有目的地對目標優良性狀進行修飾,使其具備或富集所需的目的基因,因而近些年來逐漸成為了葡萄育種研究的熱點。經過育種學家們的多年努力,利用轉基因技術進行育種現已取得了很大進展,不但在許多葡萄栽培品種、雜種及砧木品種中成功地建立了再生體系[32-33],轉入的基因也由過去的報告基因擴展到抗病蟲和抗毒素等基因[34-36]。我國應用生物技術起步較晚,但隨著果樹分子生物學和生物技術的發展,我國科研人員不斷開展深入研究,技術不斷成熟,將有助于加快葡萄育種進程,推進更多葡萄新品種的育成。
重要葡萄品種親本來源類型及育種效果評價
1重要葡萄品種親本來源和利用
我國葡萄育成品種的親本材料主要包括國外引進品種、我國自主選育品種、我國野生葡萄資源和我國古老的栽培品種。這些育成品種的親本最初來源多是經雜交育成,親本由雜交而來的品種數占到了育成品種總數的85%以上。另外,在常用親本材料參與育種方面,采用雜交育種方法育成品種數最多,占育種總數的77.8%,而實生、芽變、誘變方法運用較少(表2)。在我國育成的優良品種中,以玫瑰香、巨峰和莎巴珍珠3個品種做親本材料的利用率居前3位,直接利用它們做親本或其衍生品種做親本育成的品種數分別占育成品種總數的35.2%、22%、20.4%。玫瑰香具有濃郁的玫瑰香味,在培育鮮食和釀酒葡萄品種中利用其做親本可獲得濃香型的葡萄新品種[37];巨峰具四倍體大粒、適應性強等優良性狀,可培育大粒鮮食品種[8];莎巴珍珠是極早熟品種之一,將其作為育種的親本材料可實現早熟和無核葡萄品種的選育[38]。這3個品種以優良的特性和優異的品質不但在生產上較為廣泛栽培,而且為我國培育出了較多的優良新品種(系),成為了我國葡萄育種的骨干親本。在早期培育的含有這3個骨干親本血緣的衍生品種中,有的又作為新育種計劃的直接親本,如沈陽玫瑰、香妃、京亞、京早晶、紫珍香、鄭州早紅等,使葡萄品種不斷改良發展,骨干親本也不斷豐富。同時,這從另一方面也反映了我國葡萄品種遺傳基礎比較貧乏,較為單一的骨干親本又會導致葡萄品種遺傳多樣性的日益耗失。
2抗性材料的利用
我國富有野生葡萄資源,它們是抗寒、抗病育種的優良親本材料,如山葡萄、毛葡萄、蘡薁葡萄和華東葡萄[39-40]。以這4種野生葡萄作為親本材料,利用山葡萄種內雜交選育出雙豐和雙紅,利用山葡萄、毛葡萄、蘡薁葡萄、華東葡萄分別與歐亞種雜交獲得的北醇、凌優、北豐、華佳8號等13個葡萄品種分別應用在釀酒、制汁和砧木上,抗病性和抗寒性均強。在抗蟲方面,我國首先利用了原產于美國的具強抗根瘤蚜和根結線蟲特性的野生河岸葡萄,利用含有其血緣的材料做親本雜交,成功選育出了抗砧3號和抗砧5號。我國對野生葡萄資源抗根瘤蚜和根結線蟲的研究還剛剛起步,張化閣等[41]研究發現我國野生燕山葡萄高抗根瘤蚜,今后可作為抗根瘤蚜砧木的重要種質資源。
3品種結構及應用情況
葡萄品種按用途分類,主要分為鮮食、釀酒、制汁、砧木、制干、制罐等六大類。在我國經審定、鑒定的108個葡萄品種中,鮮食品種88個,釀酒品種17個,制汁品種8個,砧木品種3個。鮮食葡萄在我國育種歷史較長,每個年代育種比重都在增長,20世紀90年代達到高峰(見圖1)。中國科學院植物研究所育成的京亞、京秀、京玉、京優、京早晶5個早熟鮮食葡萄品種在全國21個省、直轄市、自治區累計栽培面積曾達49373hm2[42]。其中京早晶的品質和外觀優于新疆無核白,是鮮食、制干、制罐的良種,在新疆栽培面積較大。20世紀80年代興起的“巨峰熱”帶動了葡萄產業的發展,我國選育的巨峰系葡萄品種瑰香怡、夕陽紅、醉金香、無核早紅等在南北方也得到了推廣,奠定了我國栽培歐美雜交種鮮食葡萄的基礎。隨著鮮食葡萄栽培的多元化,我國培育的鳳凰51號、紫珍香、紅雙味、愛神玫瑰、京秀、巨玫瑰等23個品種和京香玉、京翠、紫地球等12個品種分別成為促成栽培和避雨栽培的理想品種,這既延長了葡萄鮮果供應期,保障了葡萄成熟期果實的品質,又使我國南方主栽歐美雜種,成功推動了歐亞種葡萄的栽培。我國早期培育的北醇、北玫、北紅等抗寒釀酒品種,在冬季-25℃低溫下均無需下架埋土防寒,且其酒質、出汁率、產量、扦插成活率均優于親本山葡萄,受到了酒廠和栽培者的歡迎。其中北醇既抗寒又耐濕、抗病,推廣總面積曾達到6600hm2[2]。近些年西歐酒用品種受到酒廠和栽培者的青睞,如著色香、芽變品種戶太九號和戶太十號等。由于人們生活水平不斷提高,對葡萄汁的需求加大,近幾年來北豐、北紫、北香專用制汁品種為我國有機葡萄汁的生產開辟出一條途徑。我國葡萄生產長期以來以品種自根系繁殖為主,葡萄砧木研究起步較晚,致使生產中選用的葡萄砧木品種多為從國外引進,缺乏我國自主選育的優良砧木品種[43-44]。華佳8號是藤稔葡萄理想的砧木品種,它的育成首次向南方提供了實用價值的砧木;由于國外品種的頻繁引進,不可避免地將根瘤蚜、根結線蟲也一同引入國內,這使得我國育種者加大了對培育抗根瘤蚜和根結線蟲的重視,新品種抗砧3號和抗砧5號填補了我國自主培育多抗砧木品種的空白。近年來我國育成葡萄新品種的速度逐漸加快,但育成的可在全國范圍內推廣甚至取代國外引進品種的優良品種仍很少,致使我國葡萄品種與國外品種相比尚缺乏競爭力。
總結與展望
回顧我國葡萄品種的育種歷程,我國育種工作者已經付出了很多努力,選育研究單位也由過去的幾個國家(或地方)科研院所擴大到了有育種能力的企業、高校或個人,選育出的品種也受到了廣大果農和銷售商的歡迎,這對我國葡萄生產發揮了積極的推動作用。今后在應用不同的育種方法進行葡萄品種選育時,應加大對我國葡萄品種資源的開發利用,對國外葡萄品種有選擇地加以利用,盡可能地豐富我國的葡萄品種遺傳基礎,培育出商品性狀突出、適應多種育種需求的優良葡萄新品種。與此同時,我們也可以看到,很多表現優良的葡萄品種雖經過了嚴格的鑒定、審定程序,達到了推廣的條件,卻得不到充分的推廣利用,被國外引進的新品種所取代,漸漸淪為地方品種甚至被淘汰。造成這種問題的關鍵在于我國培育品種的綜合性狀還難以與國外的葡萄品種相媲美。因此培育擁有我國自主產權的葡萄品種還有很長的路要走。同時,加大對我國自主選育品種的保護意識,加強對自主選育品種的宣傳力度,也是目前我們需要做的工作。值得我們期待的是,隨著葡萄基因組測序的完成,越來越多的葡萄基因的結構、功能和調節機理被闡明[45-46],葡萄遺傳育種將會得到進一步的發展,應用生物技術將會成為葡萄育種的重要途徑之一。
育種論文:獼猴桃育種生物技術論文
1基因槍法
該方法是一種將外源DNA包被在金粉或鎢粉微粒表面,在高壓作用下轟擊受體細胞或組織而達到穩定轉化的方法[16]。Qiu等[62]報道了利用基因槍法成功將CaMV35S轉錄DHN1基因導入到美味獼猴桃懸浮細胞中。在獼猴桃遺傳轉化中,也有利用PEG介導法的成功報道,朱道圩等[63]成功的利用該方法將綠色熒光蛋白基因(GFP)轉入到了軟棗獼猴桃原生質體中。成功獲得轉基因植株的一個基本條件是選擇的植物細胞類型或者外植體可區分整個植株。研究表明,幼葉、葉柄和莖尖組織已被成功用于獼猴桃轉化中。一般情況下選擇的外植體越幼嫩更容易獲得再生植株,而Han等[51]在軟棗獼猴桃研究中發現,如果選擇太幼嫩的外植體,農桿菌共培養后會出現壞死和褐變現象。因此,有研究者提出要保持獼猴桃外植體在農桿菌共培養條件下的活性和耐性,每3-4周進行體外繼代培養必不可少[60]。MS基礎培養基也被成功的用于獼猴桃愈傷組織誘導和植株再生[28]。植物生長激素和細胞分裂素的使用主要取決于外植體材料。例如,Fraser等[54]研究發現在中華獼猴桃組織再生中,加入0.1mg/L的噻苯?。═DZ)和10mg/L的激動素再生效果要明顯優于其他細胞分裂素。Wang等[60]研究發現在加入了2mg/L玉米素和3mg/L的BAP培養基中,可以獲得更高的毛花獼猴桃再生芽。Kim等[47]利用包含0.001mg/L2,4-D和0.1mg/L玉米素的1/2MS培養基獲得了美味獼猴桃再生芽。
2獼猴桃育種進展及其方法
2.1獼猴桃育種主要進展
據統計,截止到2013年,全球獼猴桃面積約為17萬hm2,產量242.80萬t(數據引自第八屆國際獼猴桃會議資料)。從1978-2013年,我國獼猴桃種植面積從不足1hm2增加到了11萬hm2,截止到2013年我國獼猴桃年產量達到約123.63萬t。這些數據說明由于育種家的多年努力,獼猴桃主產國的栽培面積和產量在繼續提高。我國獼猴桃育種取得的新進展主要表現在2個方面:(1)主栽區育成一批優良的新品種,實現了國外品種長期主導我國獼猴桃產業的局面。根據相關文獻統計,主要美味獼猴桃品種有(陜西)秦美、(湖南)米良1號、(湖北)金魁、(江蘇)徐香、(貴州)貴長、(陜西)翠香、(河南)華美2號、(陜西)金香、金碩(湖北)、(湖北)鄂獼猴桃4號(、河南)中獼1號(、安徽)皖翠(、陜西)秦翠(、四川)川獼1號、川獼2號(、河南)蜜寶1號。主要中華獼猴桃品種有(湖北)金桃、(四川)紅陽、(陜西)華優、(湖北)金艷、(湖南)翠玉、(湖南)豐悅、(江西)早鮮、(江西)魁蜜、(江西)金豐、(湖南)楚紅(、湖北)武植3號、(四川)金什1號(、湖北)金怡、(湖北)鄂獼猴桃3號、(湖北)金早、(湖北)鄂獼猴桃3號(、湖北)金陽1號、金農1號及(四川)川獼3號和川獼4號。主要雄性授粉品種有(新西蘭)湯姆利、(新西蘭)馬圖阿、(湖北)磨山4號及(湖北)超紅。其他種獼猴桃品種有:毛花獼猴桃品種‘華特’、軟棗獼猴桃新品種‘寶貝星’(四川)、黑蕊獼猴桃新品種‘紅寶石星’(河南)和大籽獼猴桃新品種‘金鈴’(湖北)。在我國大面積栽培的國外品種有海沃德(新西蘭)、布魯諾(新西蘭)、Hort16A(新西蘭)[1,64,65]。自1978年以來我國選育出了近100多個獼猴桃優良品種(品系),實際上大面積推廣栽培的品種很少。截止到2011年,栽培面積占到全國5%的品種僅有紅陽、徐香、秦美和金魁4個[1]??傮w來說,大面積推廣栽培的品種主要表現是產量和品質較高,而最突出的特點是生態適應性廣。(2)育種目標趨于多元化發展。例如,傳統的獼猴桃以綠肉果實為主,近年來黃肉和紅肉獼猴桃逐漸受到消費者青睞,用中華獼猴桃和毛花獼猴桃雜交育成的黃肉品種‘金艷’已經成功進入歐洲和南美市場;另外,也培育了供觀賞的品種,如‘江山嬌’和‘滿天星’[66]。獼猴桃育種中還存在許多較為突出的問題??傮w上可以概括為:育種單位多,組織形式不合理,缺乏有效協作和必要的合作,材料和信息交流不暢通,嚴重影響了我國獼猴桃大品種和產業的發展水平。具體表現在以下幾個方面:一是育種方法和品種單一。目前我國育成的這100多個新品種(系)中,約有95%以上的品種是通過野生、實生選優方法育成的;另外,這些品種中基本上以美味獼猴桃和中華獼猴桃為主,涉及到其他獼猴桃種的很少。二是生物技術應用慢,針對特定性狀的分子標記很少,分子標記的開發與獼猴桃育種目標結合不緊密,尚未建立起為育種服務的生物技術平臺,標記輔助選擇育種技術沒有真正在新品種培育中發揮作用。三是新品種審定應進一步規范化。近30多年來全國共育成審定品種數量很多,但大多數品種基本上都是處于“曇花一現”的困窘,真正能夠在生產上推廣栽培的品種寥寥無幾;另外,這些審定的品種中對抗病性(特別是抗潰瘍?。┑然旧隙既狈﹁b定結果,直接影響了品種的推廣壽命。
2.2育種方法和育種路線淺析
現有的獼猴桃育種方法主要有:野生選優、實生選優、芽變選種、雜交育種和漸滲育種等[1]?,F階段,我國獼猴桃育種仍然以野生選優和實生選優為主,利用這些方法培育出的品種為推動獼猴桃產業發展作出了巨大的貢獻,如秦美、金魁和金桃等;通過實生選優培育的品種有海沃德、紅陽、徐香和華優等;也有經過種間雜交育成的品種,如金艷[64]。野生和實生選優存在育種周期長,同時是建立在大量野生資源收集基礎上的。因此,如何將野生和實生選優與分子生物學技術結合起來,加速育種進程和定向性是急需解決的一個問題。另外,種間雜交在獼猴桃育種中應用也較多,該方法可以將感興趣的野生物種農藝性狀通過雜交轉育到栽培品種中[67,68]。目前已有許多獼猴桃實現了種間雜交育種,主要包括中華獼猴桃、軟棗獼猴桃、黑蕊獼猴桃、大籽獼猴桃(A.macrosperma)和狗棗獼猴桃等[36,38,67-75]。某些物種雜交后代雖然由于受精障礙無法獲得可育種子,但在獼猴桃種間雜交中已成功獲得了一些優良性狀,如實現了紅色和黃色果肉、高含量VC、綠色和無毛果皮、高含量的可溶性固形物、花結構和顏色[67,68,70,71]。例如,Hirsch等[36]配置了4個種間雜交組合:狗棗獼猴桃×中華獼猴桃、葛棗獼猴桃×對萼獼猴桃、軟棗獼猴桃×葛棗獼猴桃、狗棗獼猴桃×美味獼猴桃,流式細胞分析檢測結果表明在這些物種間存在廣泛的種間可雜交性。近年來,利用體外染色體加倍技術進行育種的研究也有報道。如Wu等[37]利用秋水仙素離體加倍中華獼猴桃染色體進行育種,這是首次成功的將秋水仙素用于獼猴桃多倍體誘導育種研究中,結果表明加倍效率主要受體外培養基和秋水仙素濃度的相互作用。Wu等[76]報道了自然四倍體和人工誘導四倍體中華獼猴桃染色體減數分裂中的配對行為,指出二倍體種質資源可用于四倍體獼猴桃育種中。也有利用其他方法培育新品種的報道,如Mavromatis等[19]從獼猴桃品種“海沃德”中利用系統的孢子體選擇方法選育出了一個新品種。合理科學的育種理論和方法對指導獼猴桃育種工作具有重要的意義?;诂F階段相關研究進展,我國獼猴桃的育種方法可以分為:傳統育種和現代育種。(1)傳統育種即選擇具有特定性狀的雜交親本進行人工雜交育種以培育具有某種新性狀的優良品種或者經過野生選優和實生選優培育新品種,如Atkinson等[77]對毛花獼猴桃利于剝皮的這一特性進行了分析,并將其用于常規雜交育種實踐中;(2)現代育種,也可稱為快速育種技術,主要是利用現代生物技術進行標記輔助選擇育種,并借助生物統計學進行親本、后代的有效選擇和評價基因型和環境相互作用的影響,如黃宏文[1]提出的獼猴桃基因漸滲育種就是現代育種技術的一個范例。如在自然資源不具優勢的新西蘭和意大利等獼猴桃主產國,其新品種選育大多采用了大量的人工雜交設計育種程序和分子標記輔助選擇育種[1]。例如,Gill等[8]利用RAPD分子標記開發了用于獼猴桃性別決定鑒定的序列特異性擴增區(Sequence-characterizedamplifiedregion,SCAR)標記,這些標記可以用于獼猴桃標記輔助育種選擇中,如對雜交后代在苗期剔除雄株,當作為授粉樹時用于選擇雄株,或者用于確定種植群體的一個合理的雌雄子代比率。從育種路線上可以分為:抗逆育種、品質育種和砧木選擇育種等。(1)抗逆育種具體包括抗病、抗旱、抗寒和抗熱等育種;(2)品質育種主要包括果實大小和形狀、果面毛被、果肉顏色、果實質地、果實風味和營養成分等。基于以上育種方法體系,適應于我國獼猴桃產業發展的育種策略和育種目標可以概括描述為:“以獼猴桃野生種質資源收集和評價為中心,通過傳統育種和現代分子生物學技術相結合的方法,培育滿足消費者和市場需求的具有新性狀的優良品種為目標”。在具體育種實踐中可考慮利用的現代技術包括:染色體重組調控、細胞選擇、原生質體融合、倍性操作和胚胎培養等(www.plantandfood.co.nz)。此外,新一代測序技術如轉錄組測序和SLAF-seq技術對分子生物學的研究發揮了巨大的作用,我國獼猴桃野生資源豐富,利用新一代測序技術進行各種優異資源開發,建立大規模的基因組數據庫,可加速育種進程,為培育轉基因新品種提供豐富的基因資源[78,79]。
3展望
獼猴桃因其富含豐富的營養,已成為人們青睞的水果。而品質的獼猴桃新品種是實現其高品質的保障。因此,針對重要性狀的多目標育種應是今后相當長時期內獼猴桃產業發展亟需解決的重要任務。
3.1加強我國野生獼猴桃種質資源的收集、鑒定、評價和利用
野生種質資源中包含著豐富的優異基因,是一個巨大的天然“基因庫”,也是新品種選育的主要材料來源。目前主栽的獼猴桃品種基本上都是利用野生資源選育的,如海沃德和秦美。獼猴桃野生種質資源可以考慮從以下幾個方面著手開展工作:一是加強野外資源調查工作。野生種質資源調查應是育種工作者堅持的一項常規性工作,當前更多的青年研究者熱衷于從事實驗室和分子研究工作,而往往忽視了野生資源的收集與利用;二是加強開展野生資源多目標評價篩選和優異基因的發掘。對野生資源的利用不能僅僅局限于品種選育方面,如在以往的抗逆性資源篩選和轉基因研究中,選擇的研究材料多集中在栽培品種中,將抗逆資源篩選和抗逆基因發掘的重點放在野生植物上更為可行,因為這方面的抗逆資源更為豐富、抗性更強,而且與栽培品種相比,這類野生植株存活需求是及時位的,產量品質是第二位的,生態生理效益在先,只要生存下來,就有機會實現其栽培經濟目標。具體來說,在獼猴桃研究中,可從野生資源中鑒定篩選抗旱、抗寒砧木,利用抗獼猴桃潰瘍病材料進行抗性基因發掘,為培育轉基因品種奠定夯實的材料基礎。
3.2加強獼猴桃特異資源的種質創新
通過植物基因工程、種間雜交、胚挽救和花藥培養等方法可以實現新種質創新。特別是以獼猴桃野生近緣種為供體,與栽培品種雜交,同時利用“高代回交法”,可以將近緣種中的優異目標基因快速轉移到栽培種中。目前,獼猴桃分子研究的目標性狀多集中在果實風味、香味、成熟和顏色上;另外,由于潰瘍病的大面積爆發,近年來在獼猴桃潰瘍病方面的研究也越來越多,而對抗逆性狀的研究相對較少。另外,獼猴桃雄性授粉品種特異資源的培育也是一個研究重點,利用野生資源進行雄性品種選育需要注意幾個問題:一是選擇樹體健壯,花量大,花母枝開花數量多,每朵花含有的花粉粒多,花粉發芽率高,花期長的資源;二是選擇多種倍性的雄株,以保障與雌性品種的配套,并開展多種雄花與栽培品種的花粉直感效應研究,為生產上栽培品種提供的配套雄株;三是在篩選獼猴桃主栽品種專用授粉雄株的基礎上,開發花粉加工專用設備組裝形成生產線,建設花粉生產工廠。如本單位已經研制出了獼猴桃雄株花粉加工專用設備、制定了花粉生產工藝、生產技術標準、輔助授粉器,該項目成果已在生產中進行了廣泛的推廣應用。
3.3加強基因組學技術在獼猴桃育種中的應用
生物技術育種取得的系列研究進展,特別是中華獼猴桃‘紅陽’基因組測序成果的發表,為實現分子標記輔助選擇和不同獼猴桃種質資源有利性狀的基因滲入培育新品種奠定了基礎,加速了獼猴桃分子育種的進程,給獼猴桃育種提供了新的發展機遇。在獼猴桃基因組學育種實踐中,建議可考慮以下幾方面工作:(1)功能標記是可用于育種工作的一種理想標記,功能標記的開發是以克隆基因序列、標記與特定性狀的關系為前提的,該標記可用于親本鑒定、育種后代材料的基因檢測以及分離世代抗病性和品質性狀的選擇;(2)利用基因標記開展聚合育種,如聚合抗潰瘍病或褐斑病的基因,以增加品種的多抗性和持久性;(3)利用流式細胞儀開展倍性育種,利用不同倍性親本雜交可以提高結實率,不同雜交組合的雜交親和性與親本的基因型有關,特別是母本的基因型,因此在雜交后代進行倍性鑒定開展早期定向選擇育種是非常有意義的。
3.4加強獼猴桃生態學研究
生態學是一個廣義的概念,而獼猴桃生態學屬于相對狹義的范疇,其可以描述為野生獼猴桃種質資源賴以生存的自然生態環境,以及獼猴桃栽培品種適生的氣候和土壤等生態環境因子共同構成的一個綜合體。隨著獼猴桃品種的多樣化發展,對新培育品種的生態適應性提出了更高的要求;另一方面,隨著全球氣候的變暖,水澇災害時有發生,加上水肥的使用不合理,進一步阻礙了獼猴桃產業的快速發展。因此,提高獼猴桃果園水肥利用效率,實現在現有面積上通過改變果園微生態環境提高其生物學產量是一個亟需研究解決的新課題。相比于蘋果等大宗果樹而言,獼猴桃科學研究起步相對較晚,研究深度也較淺。今后可考慮從以下6個方面、系統、科學的加強獼猴桃基礎研究:(1)種質資源和分類:如野生獼猴桃資源調查及其在雜交育種中的應用、特異資源的遺傳多樣性和種群遺傳結構、多倍性遺傳多樣性及在品種保護中的利用;(2)營養和生理:如微量元素等噴施對獼猴桃品質的影響、土壤障礙因子對果樹產量的影響、果實軟熟期果皮形態特征變化、淀粉累積和糖分代謝特征;(3)遺傳和育種:倍性遺傳與多倍體育種、遠緣雜交育種選育目標性狀新品種、修剪方法對果樹光合和果實特征的影響;(4)采后生物學:如外源激素(乙烯和臭氧)對獼猴桃果實儲藏期及其蛋白質組的影響;(5)抗蟲和抗病:如獼猴桃抗潰瘍病、根腐病和病蟲害控制;(6)生產、管理和市場:春季修剪時間對獼猴桃產量和質量的影響;潰瘍病對獼猴桃企業的影響。
作者:井趙斌 雷玉山 李永武 單位:陜西省農村科技開發中心 陜西省西安獼猴桃試驗站 陜西省漢中獼猴桃研究所
育種論文:育種特性論文:農作物育種的特性及辦法透析
作者:陳春燕 唐莎 李曉 單位:四川省農業科學院農業信息與農村經濟研究所
農作物育種科技查新技巧
查新委托查新人員要向委托方詳細了解課題情況,討論理解項目主題,形成科學技術要點和查新點,密切配合用戶填寫查新委托書,并提交育種背景材料、選育品種突出的性能指標、關鍵育種技術等有關技術資料,弄清委托查新項目的真正內涵。文獻檢索對委托項目進行概念分析,選定正確的關鍵詞,構造檢索式,制定合理的檢索策略。確定檢索范圍,包括數據庫的選擇和檢索年限的確定,在查新實踐中,外文數據庫主要選擇Agris和CABI農業專業數據庫,中文數據庫主要選用中國知網、萬方數據庫、重慶維普數據庫、中國專利數據庫和國家成果數據庫等;此外,經常利用百度、學術谷歌等搜索引擎工具,必要時還采取手工補充檢索與查新項目相關內容的現刊和文件等紙質版資料,以防漏檢。檢索年限一般從委托之日起前推10、15年以上。檢索結果過多或過少時,須調整檢索策略,重新檢索,保障檢索項目盡可能查全、查準。對比分析針對查新項目列出的各項指標,與不同地區高產、穩產、品質、高效品種進行比較,篩選出密切相關文獻和相關文獻,密切相關文獻要獲取全文,相關文獻則取其摘要。由于農作物育種的地域性,除了比較不同地域的相關文獻外,還需與同一地區的常用品種進行比較。與此同時,充分利用四川省農業科學院專家學者資源,對某些育種關鍵技術和指標的確定展開咨詢,獲取相關領域專家的智力支持。撰寫報告以檢出的相關文獻為背景,客觀、公正、、清晰地列出所查項目與同類項目之間的異同點和新穎性,撰寫查新報告結論。通常情況下,作物育種查新項目主要包括品種的適宜性、育種方法、植物學特征、籽粒品質、抗病性及產量等內容。在出具正式查新報告之前,必須先將初步結論與委托方商討,以達成共識。修改時要慎重,如果原報告確有重要遺漏或者表達不當,可給予補充和修改,不宜隨意增加特點,不用或慎用評價語。審核歸檔查新報告初稿完成后,由查新審核員對項目進行審核,包括審核項目的查新點、檢索策略、相關文獻和查新結論等內容,查新審核員由具有副研究員以上職稱的專家承擔。經查新審核員審核通過的項目方可出具正式查新報告。與委托方完成查新項目交接后,還須建立查新檔案,便于查詢、總結和積累科技查新經驗,以提高查新質量和工作效率。
科技查新對農作物育種的積極作用
在從事查新實踐中,筆者始終面向農業科研、教育、企業的科技人員,為四川省農業科學院及其他農業高校、科研部門及農業企業的科研立項、成果鑒定和獎項申報等提供服務,內容涉及農業、畜牧、林業、食品加工、生物技術等各個領域[6],其中農作物育種相關的科技查新占查新總量的35%左右。筆者出具的多數查新報告,得到了省科技廳有關部門的高度評價和科研部門有關專家的肯定,也得到了用戶的好評??萍疾樾掠兄谵r作物育種技術創新科技的本質是創新,科技情報信息是技術創新的關鍵,而科技查新是技術創新獲得科技情報資源的重要途徑。利用科技查新獲取的信息可以避免信息閉塞造成重復開發和防止因技術上難以逾越的困難而導致創新的失敗。此外,按照國家規定申報部級或省(部)級科研獎勵、科技計劃、新產品開發計劃、技術引進、基金項目、科研立項、成果的鑒定、驗收、評估、轉化等都必須先行開展科技查新。因此,農作物育種項目進行科技查新在作物新品種的研發創新活動中起到了極大的推進作用??萍疾樾聻轫椖窟x題和研究方向提供保障立項查新是科學研究的前期工作,只有通過立項查新,才能對項目選題的好壞和新穎性做到心中有數,保障課題申報的命中率,確保課題研究的新穎性[7]。立項查新的重點是幫助科研人員掌握國內外同專業相關情況、背景、依據、深度、可行性、技術路線、方法、價值、水平,避免低水平重復研究,從而提高科研人員文獻情報的存儲量,正確選題,而且有助于集中人力、物力創新關鍵技術,敏銳地把握當今科學技術發展的前沿趨勢[8]?!笆晃濉逼陂g,筆者所屬課題組承擔了四川省農作物育種相關立項查新數十項。從所受理課題來看,率為20%左右,這些重復課題大多來自市、縣一級農作物育種科研人員的申報課題。通過立項查新后,及時否決了一部分低水平重復課題,使科研人員迅速調整研究方向,避免了科研項目盲目投資、重復浪費現象的發生。此外,通過立項查新對所檢出的相同題目課題進行深入的剖析,逐一分析課題內容、對所采用的育種方法、手段,甚至對具體試驗步驟都一一進行對照,將發現的一些具有研究價值和社會效益的查新結果及時與申請人溝通,幫助申請者了解課題的研究狀況,明確課題發展前沿與趨勢,有利于研究者對課題方向做出正確的取舍??萍疾樾聻槌晒|量提供客觀評判依據目前,我國科技成果的鑒定、評估、驗收、獎勵、轉化等主要是采取專家組評審的形式,而專家評審主要是依據專家本人的專業知識、實踐經驗以及所了解的專業信息,對被評對象的創造性、先進性、新穎性、實用性等作出評價[8]。但個人所掌握的知識畢竟有限,再加上難免的人為因素,結果可能導致成果鑒定或是科技獎勵評審結果有較大偏頗??萍疾樾轮涣惺隹陀^存在于文獻中的事實和數據,不作任何主觀推論和評述的特點,正好彌補了專家在鑒定、評審中的不足,使鑒定評審手段更具有科學性、公正性[5]?!笆晃濉逼陂g,筆者所屬課題組共完成了農作物育種相關的科技查新151項,其中包括農作物品種114項、畜牧品種18項、育種新技術19項。通過科技查新服務,協助各研究單位完成成果鑒定106項,其中“骨干親本蜀恢527及重穗型雜交稻的選育與應用”、“高產、穩產、品質小麥品種川麥107及其慢條銹性研究”、“水稻耐熱、高配合力秈粳交恢復系瀘恢17的創制與應用”等項目獲得國家科技進步二等獎;“K型雜交稻的選育與推廣”、“高配合力品質多抗耐密玉米自交系698-3選育與應用等”14個項目獲得四川省科技進步一等獎。科技查新為科研人員提供針對性的文獻情報任何一項科學研究都不是憑空臆想出來,總是要在總結吸取前人科學成果的基礎上,經過潛心研究取得的[9]??萍疾樾聦ξ墨I資源有針對性地大量搜集、整理、提煉,對于研究者擴展視野,借鑒近期成果,深化研究進展、提高科研效率具有不可估量的作用[9]。查新人員通過利用Agris、CABI、CNKI、萬方、維普等國內外主要的農業數據庫和大量的藏書,為科技工作者和企業提供針對性的文獻情報檢索服務,為科研生產管理人員提供近期國內外信息,大大節省了科技人員盲目查找文獻所花費的時間和精力??蒲腥藛T在立項前,通過查新咨詢,可以了解所選課題在國內外是否屬重復研究;在相關方面,前人做了哪些工作、已達到何種水平、有哪些問題還沒有解決、發展前景等針對性的情報?!笆晃濉逼陂g,課題組幫助四川農作物育種相關單位和科研工作者收集文獻情報信息14項,使其在極短的時間內實現對海量信息資源的搜集處理工作,對文獻資源進行充分利用。
結語
農作物育種查新工作質量直接影響農業科學決策及農業科研人員科研勞動成果的定位,技術性、專業性很強。不論是管理層還是查新工作者或是活躍在科技戰線上廣大科技人員,都應始終牢記“創新”的武器和手段就是科技情報查新。查新人員要積極依托現代高科技手段,積極瞄準農業科技最前沿,輔助科技人員開拓創新,用勤勞和智慧開創未來,勇攀科技高峰。
育種論文:玉米全苗育種技術探究論文
摘要:從整地質量、種子質量、種子處理、施肥、播種、播后管理等方面總結了玉米全苗播種技術,以供玉米種植戶參考。
關鍵詞:玉米;全苗;播種技術
單位面積的玉米穗數是玉米產量的構成因素之一,要保障單位面積的玉米穗數,首先必須保障單位面積玉米苗的株數。因此,要抓好生產過程中的每一個生產環節,確保玉米一次播種全苗以獲得豐產。
1把好整地質量關
玉米對整地的要求是:耕深、耕到、耙碎、耙平,達到上虛下實,保墑良好;同時耕整地要及時。選用大、中或小型拖拉機配套的鏵式犁、耙、鎮壓器、旋耕機等,基本上都能滿足玉米整地作業的要求。整地作業盡量在秋季前茬收獲后進行,避免春天動土。春天動土不僅熟化時間短,且春季氣溫上升快,風多風大跑墑嚴重,影響播種出苗。如播前遇雨,也可淺耕并及時耙耢保墑,趁墑播種。
2把好種子質量關
從種子商店選購回的優良品種一定要做好發芽試驗,發芽率低于種子包裝袋或袋內標簽標識時要及時退換。一般要求發芽率達到90%以上,如低于90%要酌情增加播種量。對于采用精量點播技術播種的,種子的發芽率一般要求在96%以上。由于種子是用機械篩選,目前篩選所用的機械還沒有達到對種子優劣有識別能力。因此,播種前一定要對種子進行人工篩選和粒選,除去霉壞、破碎、混雜及遭受病蟲危害的籽粒,以保障播下的種子有較高的質量。
3把好種子處理關
曬種在粒選后播種前進行。曬種能促進種子后熟,降低含水量,增強種子的生命力和發芽能力,提高種子發芽率,并可減少病蟲危害,以達到苗全、苗齊、苗壯的目的。方法是選晴天把種子攤在干燥向陽的地上或席布上,種子鋪曬的厚度為2~3cm,并要經常翻動種子,曬勻、曬到,做到白天晾曬晚上收回,連續晾曬2~3d。播種前幾小時或前1~2d要用種衣劑對種子進行包衣,針對當地不同的病蟲害發生程度有選擇地使用種衣劑的類型。種子進行包衣處理時既要拌勻,也不要在陽光下曝曬晾干。種子包衣時不能過量使用藥劑或降低藥量,過量使用種衣劑會影響作物種子的發芽及出苗,藥量減少又會降低對病蟲的防治效果。因此,使用種衣劑進行種子包衣處理時一定要按使用說明標明的劑量進行。
4把好施肥技術關
目前農業生產上的施肥方法主要采用“一炮轟”(一次性免追施肥)和底肥加追肥2種施肥模式。無論采用哪種施肥方法,都必須做到種肥隔離,堅決杜絕種肥同床,尤其機械播種采用一次性免追肥的施肥方法,由于化肥施肥量過大,種肥隔離必須達到12~15cm,以防止燒種、燒苗。農家肥一定要發酵腐熟后使用,防止田間發酵燒苗和把病蟲草害帶入田間。
5把好播種關
玉米的播種期主要根據溫度、墑情和品種的特性來確定。生產上,溫度通常以土壤表層5~10cm深處穩定在8~10℃開始播種為宜。玉米種子發芽需要吸收占種子干重的48%~50%的水分,即播種深度的土壤水分達到田間持水量的60%~70%才能滿足玉米種子發芽出苗的需要。東北的氣候特點是十年九春旱,所以要適時搶墑播種。如果播種時旱情嚴重,一定要采用坐水抗旱播種,絕不能等雨下種,避免因播種時間延后使玉米的生育期推遲造成玉米貪青。目前播種大多采用機械播種或手動式扎眼器播種。播種深度要適宜,播種過深,幼苗生長細弱;播種過淺,春風一抽很容易造成種子落干或芽干。尤其近年來為了實現農業的節本增效,精量點播技術在農業生產上大面積推廣應用,更要把好播種質量關,根據土壤墑情掌握播種深度,給種子生長發育創造最適宜的生長環境條件,確保苗全、苗齊、苗壯。
6把好播后管理關
播后搞好鎮壓在保障玉米全苗的生產過程中也是至關重要的。鎮壓時應該掌握適度,一定要根據耕地的土質和播時的土壤墑情而定,土質黏重的要適當晚鎮壓,以免因鎮壓影響幼苗的出土,如果播種后土壤較疏松要及時鎮壓,防止通風跑墑。玉米田在應用除草劑化學鋤草時,也會因為除草劑的使用不合理而影響苗全苗壯。為了保障除草效果,農民在使用除草劑時往往加大用藥劑量,致使玉米幼芽在未出土前受到藥害,不出土或出土時整株葉片扭卷在一起成為“大鞭子苗”,受害輕的植株通過生長慢慢恢復,或通過人工輔助措施后期可以成為正常植株;受害嚴重的無法恢復只能成為無效植株。因此,一定要按藥劑的使用說明使用除草劑,以免造成不必要的減產損失。
育種論文:生物育種產業技術創新論文
1聯盟的成立和建設情況
1.1聯盟的成立和發展目標在新形勢下,合肥種業人提出了“搶占創新高地,打造‘種業之都’”的口號。在合肥市科技局的支持下,安徽安徽荃銀高科種業股份有限公司種業股份有限公司、安徽農業大學、安徽省農業科學院等16家單位于2013年1月發起成立了發起籌備成立了“合肥市生物育種產業技術創新戰略聯盟”。推進我市生物育種產業到2015年產值突破200億元,將合肥打造成為“基礎研究有突破、商業化育種有特色、產業化有規模”的中國“種業之都”。目前,聯盟共吸納了合肥市轄區38家有一定規模的從事生物育種產業的企事業單位參加,包括科研機構3家、高校1家、省級以上農業產業化龍頭企業9家、基金1家,企業是組成戰略聯盟的主體[12]。成立一年多來,除常規的理事會以及日常交流的活動,聯盟開展了聯盟成立大會、合肥市農作物生物育種南繁會議等在國內有影響力的活動,為合肥搶占生物育種創新高地做出了努力。
1.2聯盟的建設情況借助知名專家智力優勢,為產業發展指明方向。聯盟成立以來,專家委員會積極獻言獻策,幫助成員單位解疑答惑。聯盟也聘請院士、知名專家等面向成員單位開展技術指導和學術培訓。2013年5月19日,邀請國家知識產權局鄒吉承博士為聯盟內成員作“專利申請文件的撰寫與審查意見的答復”的報告。2013年8月7日,在聯盟成立大會上,邀請謝華安院士做育種報告會。2014年11月10日邀請美國密西西比州立大學廖圣法博士作畜禽研發報告。利用現有研發平臺,向聯盟內成員提供服務。聯盟各成員單位性質不同,發展方向有差別,進入行業時間有先后,致使個成員間的研發平臺層次不均?;诼撁丝蚣軆?,各成員單位間充分利用其他單位的重點實驗室、工程中心、海外實驗室等優勢研發平臺,開展分子技術,以及品質、病害檢測等方面的服務工作。以品種示范和學術交流,帶動產業進步。聯盟組織以品種示范,以及相關學術交流為橋梁,促進成員內單位互相進步,拓展產業發展空間。其中,2014年2月28日在三亞主辦的”合肥市農作物生物育種南繁工作成果展示暨產業研討會”,參觀考察了中國農業科學院作物所、中國水稻研究所等單位及聯盟成員單位的科研育種基地和品種展示田。2013年12月9日在廣東湛江市安徽江淮園藝種業股份有限公司試驗基地召開合肥南瓜育種成果展示會。開展聯合技術攻關、資源共享,解決共性問題。聯盟內各單位互補性強,通過聯盟為紐帶,進行聯合攻關,解決制約行業發展的共性關鍵問題。同時,建立了聯盟工作群,各成員間在企業發展思路、育種技術、企業上市等方面的交流,加強了品種、科研平臺之間的合作。通過聯盟成員單位之間的合作,成功申報了2015年科技部政府援外項目、2015年安徽省科技攻關項目和2014國家發改委生物育種能力建設滾動項目等。為市政府提供政策決策支持。聯盟定位為“產業的服務者,政府的智囊團”,在積極促進產業升級的同時,為政府的提供決策依據。積極籌劃建設皖江農業生物育種研究院;為合肥市《關于深化種業體制改革加快種業發展的實施意見》提供建議;撰寫了《合肥市生物育種產業發展現狀與對策》等報告。另外,近幾年還承辦部分國內有影響力的活動。如2013年9月2日-4日的“水稻產業技術發展報告會暨兩系雜交中稻現場考察會”和2014年9月10日的“安徽張海銀種業基金會促進獎頒獎暨荃銀高科新品種展示考察匯報會”。承接農業部認定的國家品種審定綠色通道“南方稻區企業區試聯合體”。聯盟成員單位緊密合作成功申報“安徽畜禽產業共性技術研究院”。安徽農業大學動物科技學院與安徽溫氏畜牧有限公司、合肥立華畜禽有限公司、安徽安泰種豬育種有限公司和安徽長風農牧科技有限公司共同申報。
2主要工作成效
2.1產業科技水平得到提升聯盟成員單位包攬了安徽省和合肥市近幾年的科技進步一等獎。特別是自聯盟成立以來,更是取得了較為突出的成績。安徽省農科院水稻研究所參與的“兩系法雜交水稻技術研究與應用”獲2013國家科技進步特等獎(排名第四);2014年安徽省科技進步一等獎的3個農業類項目,均為聯盟內單位獲評,分別為安徽省農科院水稻所完成的“轉基因作物風險防控技術研究與應用”項目,安徽農業大學主持的“沿淮低洼地農作物減災增效關鍵技術及產品研發與應用”項目和“國審黃羽肉雞新品種(配套系)的培育及應用”項目。在2013年合肥市科技進步獎評審中,安徽華韻生物科技有限公司和安徽江淮園藝種業股份有限公司分別榮獲一、二等獎。
2.2促進產業快速發展科技是中小企業發展的核心。在經濟下行形勢下,聯盟內企業營業收入仍有較大的增長。2013年,聯盟內23家農作物種業企業營業收入近30億元,較上年度增幅達11%;9家畜禽種業企業營業收入達20億元。也正是在這種發展勢頭的促進下,國家發改委、農業部和財政部撥付專項資金3240萬元,支持聯盟內企業進行生物育種能力建設。同時,聯盟單位安徽皖墾種業股份有限公司的IPO工作已招股說明書,如進展順利能成為全國第九家種業上市公司。安徽江淮園藝種業股份有限公司正在籌備新三板掛牌工作,預計至2015年初,能夠正式掛牌。
3相關建議
3.1設立生物育種專項,解決行業共性問題。利用項目資金、科技金融、風險投資等手段引導成員單位優勢互補,針對行業共性的問題進行聯合攻關。參照國家產業技術創新聯盟凝練重大項目為抓手,設立專項。
3.2新品種后補助,促進科技成果轉化。針對品種審定、植物新品種權保護,進行研發費用后補助,帶動行業多出成果出好成果,促進成果轉化。針對國審品種補貼100萬元,省審補貼30萬元,非主要農作物鑒定補貼5萬元,植物新品種權保護授權補貼2萬元。
3.3深化科技成果使用處置和收益管理。制定相關政策,在聯盟內進行試點。通過體制機制創新,切實釋放科研人員創新創造活力。推行市級科研單位科研成果確權制度,鼓勵科研人員到企業中兼職。
3.4進一步加強對聯盟的建設支持。合肥市生物育種產業技術創新戰略聯盟是在市科技局大力支持下成立的,聯盟開展以“產業的服務者,政府的智囊團”為宗旨的一系列活動,得到了市領導和有關部門的認可。下一步聯盟希望在做好本職等工作同時,通過探索聯盟工作機制、拓寬產業鏈等方面入手,進一步增加聯盟工作內涵。希望科技局能繼續支持聯盟的發展,共同探索出一條合肥特色的種業發展之路。
3.5扎實做好自身發展工作。合肥種業有堅實的基礎,也有自身特色。但要引領全國,甚至在國際上有影響力,一方面需要政府創造良好的發展環境,另一方面更需各理事單位努力,實現自身的長足發展。打鐵還需自身硬。本聯盟各理事單位保障將在合法合規的前提下,開展好生產經營工作,為合肥種業做出自己的貢獻。
作者:方玉鄒寶德張從合單位:安徽荃銀高科種業股份有限公司/農業部雜交稻新品種創制重點實驗室合肥市科學技術局
育種論文:作物育種學實踐教學論文
1農學專業作物育種實踐教學中存在的問題
自從1999年大學本科開始擴招之后,學生就業方式由原來分配轉為雙向擇業,因此用人單位對學生的要求越來越高,這就使得高校既要讓學生抓握夯實的理論知識又要具有很強的動手實踐能力、分析解決問題能力和創新能力。然而,長期以來,作物育種學實踐教學受季節、學時以及實驗條件的限制,不能系統地開設相關實驗項目,大部分都是以教師為中心,安排幾個較為簡單驗證性實驗,學生按照教師設計好的實驗步驟進行,學生被動地接受知識,這導致學生主動學習能力較差。長期在這種教學模式下,往往忽略了學生積極思維和創新意識,不利于學生自主學習能力的培養。盡管經過了理論、實驗、實習等教學環節,學生對育種的基本原理和方法還是處于混沌狀態,不能很好地將育種理論與實際工作中的主要育種途徑和育種全過程相結合。針對這一現狀,該校作物育種課題組根據多年教學經驗對實驗和實習部分做以改革,以期望對提高教學質量,培養學生的創新能力起到推動的作用。
2實踐教學思考與改革
該校作物育種學是三年級第二學期開設的課程,這時學生已基本參與了各自的科研課題,因此課程、科研、社會三種形式有機結合,有利于將學生學習的理論與實際有機結合。另外,對育種理論的分析可知,雜交育種、雜種優勢利用、轉基因育種、分子標記輔助育種等4條育種途徑基本概括了主要的育種原理和方法,是普遍應用、成效顯著并代表未來發展的育種途徑。前兩者一般稱為傳統育種,后兩者一般稱為分子育種,后兩者建立在前兩者的基礎上。實踐教學應該圍繞以上4條育種途徑安排。
2.1實驗課程與農時掛鉤,培養學生動手能力
根據學生的特點,結合教材內容,用一些學生感興趣、能夠親身體驗的方法指出教學的重點,同時與傳統教學方法相結合,靈活運用,以獲取教學效果的方法。因此我們建立了作物試驗材料標本園為學生提供一個可以親身體驗、實踐的環境,來培養學生解決實際問題的能力。在標本園里,從春季準備材料、春播、生長期田間管理、性狀調查以及秋季收獲都由學生完成,這樣增強了學生對農事操作的系統認識,同時還熟悉了各種作物的生物學特性以及生長變化規律。例如,在標本園可以使學生更生動、更直觀地了解水稻和玉米的父母本特征特性、父母本花期預測方法、父母本花器構造和開花習性等,從而將課堂理論知識與實踐有機結合。另外,由于受到季節或天氣變化的限制,作物育種學的一些實踐教學內容常常錯過作物開花的時期,為彌補這一被動局面,我們錄制并制作了大豆、玉米、小麥、水稻等作物花期以及自交雜交育種技術視頻,理論教學過程中運用多媒體輔助手段讓學生形象地觀察各種作物繁殖方式,抓握各作物自交雜交育種技術。
2.2創造實習基地,開展育種教學實習
該校具有鮮明的農墾特色,所以我們在院里領導幫助下與校外兩個農墾分局共10個農場合作。根據農事現狀,安排為期4周的農場實習。在農場學生親自動手實踐,調查分析當前農場各種作物的種植結構,以及了解當前國內品種和國外品種的種植比例,分析我國農業面臨的困難與問題,這樣學生在實習過程中不但將育種理論知識和方法有機結合起來,同時還培養了學生思考問題分析問題的能力。此外,為提高該校學生就業市場的競爭力,我們還與幾個大的國內育種公司合作,建立企業實習基地,為學生提供更多的實習機會,加深理論知識的理解,同時也培養了學生適應社會的能力。
2.3組織學生進入課題組,培養學生探索知識的興趣
作物育種學實驗所用實驗材料常常是由上一年準備出來的,這期間如果天氣變化較大不但影響農業生產,還會使我們實驗材料前期準備可能受到阻礙,從而直接影響相關實驗課的開設。另外,一個育種程序需要幾年時間連續完成,簡單地靠實驗員是不可能實現的。因此,組織學生進入課題組參與導師科研,以科研促教學,才能很好地解決以上問題。我們學院有省級重點學科、農業部“大豆作物改良中心”、農產品加工質量監督檢驗測試中心、校級和省級教育廳重點實驗室,以及科研用地一千多畝,這為我們實踐教學提供豐富的實驗材料。同時科研導師結合自己的研究方向,利用科研材料為學生講解實驗,讓學生系統的理解育種理論。
2.4生物技術與傳統育種理論相結合,提高學生實踐能力
隨著生命科學的迅猛發展,生物技術在作物育種中極大地被應用這樣大背景下,實驗內容必須要進行必要的更新補充。因此,為提高學生對當前育種手段、技術的認識,我們結合校、院實驗室建設,在原有實驗項目基礎上增加了SSR分子標記技術在雜種優勢利用中的應用。開設分子標記輔助選擇育種實驗將生物技術知識與傳統育種理論有機聯系起來,這樣既避免重復訓練,又在有限的時間內使學生掌握知識。
2.5完善實驗考核制度
實驗教學在一定程度上可以做為檢驗課堂理論教學效果的重要手段。為加深鞏固學生所學理論知識,提高學生動手能力,我們對原來的考核制度進行了改革。實驗成績包括平時成績和期末考核兩部分,成績各占50%。其中平時成績包括出勤、實驗課堂表現、實驗報告和實驗課提問回答情況。實驗期末考核以筆試方式,譬如讓學生回答各種作物的開花習性、花器官構造、自交和雜交技術要點等。
3結束語
通過對作物育種學實驗實習的教學改革,很好地激發了學生學習的主動性和積極性,使學生將理論知識與實踐技能有機的結合起來,創新意識和能力也得到較好的鍛煉和培養,學生的專業素質水平得到提高。
作者:孫麗芳 王霞 高樹仁 金光輝 單位:黑龍江八一農墾大學農學院
育種論文:小麥統一供種對育種的影響論文
摘要:在當前國家小麥執行良種補貼政策下,從育種的角度分析小麥良種補貼對小麥育種的積極作用和不利影響。針對這些情況提出解決的建議,以供參考。
關鍵詞:統一供種;小麥育種;品種權;影響
良種補貼是國家幫助農民增加收入的重要舉措,為了搞好良種補貼,各地各部門都采取了積極的措施落實良種補貼政策。為了充分發揮良種補貼對糧食生產的促進作用,許多地區采取了統一供種操作方式。
我國小麥統一供種政策自2003年至今已進行了5年。5年來,累計推廣面積達2133萬公頃,在小麥增加產量和品種改良上起到了舉足輕重的作用,但也正由于統一供種推廣面積大,用種數量多,在給種子公司(企業)、育種單位等部門帶來積極作用的同時也產生了一些不利影響。筆者以育種工作者的身份,通過對市場的調查和分析,就小麥統一供種對小麥育種工作的影響進行分析。
1統一供種對育種工作的積極意義
1.1提高農戶購種積極性,體現育種價值
在政府良種補貼款的支持下,許多農戶改變了以前自留種的習慣,積極購買種植產量高、表現好的優良品種,擴大了種植面積,增加了市場份額。這些優良品種給農民帶來了豐厚的經濟回報,為農民增收、社會增效起重大作用,充分體現出育種工作的真正意義和價值。
1.2凈化種業市場,指明育種工作方向
隨著《中華人民共和國種子法》的頒布與實施和種子市場的開放,每年通過審定品種繁多,市場上流通的各種農作物種子不計其數,競爭十分激烈。由于市場體制的不健全,在市場競爭中,許多表現優良的品種往往由于缺乏推廣資金、推廣平臺差等原因而得不到有效推廣;反而一些種業集團(大公司)借助其資金雄厚、銷售隊伍強,在高利潤的刺激下,將那些已經過時的、表現平平的、被淘汰的品種,甚至是一些假冒偽劣的種子通過改頭換面,變成了市場上“佼佼者”大肆推廣,坑農害農,給社會和農民造成了嚴重損失。統一供種從源頭抓起,所供品種是由諸多專家組成評審團通過考察、審議等許多環節才確定的。這些品種不論在表現、產量、品質等各個方面都十分突出,是市場需要和認可的。這一舉措嚴重地打擊了那些以次充好濫竽充數的做法,有效地凈化了種子市場,使種子市場競爭有序、良性發展。這一措施一方面凈化了種業市場,另一方面也告訴我們什么樣的品種是農民所想,什么樣的品種適合市場需求,什么樣的品種才能成為市場主角,同時也給育種工作指明了目標和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品種,為我國農業發展作出更大貢獻。
1.3價格保護,促進科技創新和知識產權保護
從眾多小麥品種中選出一定數量的優良品種作為統一供種用種。這些品種相當一部分是受植物新品種權保護的。政府在圈定價格時執行了保護品種保護價政策,較一般品種高0.20元/kg左右,各地因品種而異。這極大地促進了育種工作者對科技的創新和知識產權的保護工作,采用多種手段搞創新。對新審定的優良品種及時申請新品種保護,保護了知識產權,保護了育種者利益。
2統一供種工作中存在的問題
2.1干擾市場,挫傷育種工作積極性
隨著國家小麥良種補貼政策的進一步深化,各地統一供種面積不斷擴大,有些省份已達到甚至突破當地小麥耕種面積的2/3以上,通過市場運作的小麥種數量十分有限。在按市場規律運作的今天,政府的這種行為已帶有改革開放前的計劃經濟影子,從某種意義上講違背了市場運作規律,不利于種業市場發展。一個表現優良新審定的品種在市場推廣過程中可能因政府的“計劃”,不規范的市場運作而失去市場份額和價值。對育種工作來說,不能盡早發揮品種給農戶帶來的增產增效作用,就意味著品種失去了原有價值,嚴重挫傷育種工作積極性。公務員之家
2.2新品種被冷落,阻礙新品種推廣和技術創新農業部門一般選擇數量多、價格便宜的老品種作為統一供種用種,因為價格低,很多地方甚至把市場上已經淘汰的品種又重新拾起來,這種做法實際上是保護了落后的品種,妨礙了新品種的推廣。一些小麥品種剛通過審定,雖然質量好但因價位高得不到政府部門的支持,不能進入統一供種項目,市場流通份額小,加之小麥屬常規作物,新品種、新技術保護期限短,育種工作者的利益得不到保障,技術創新意識受到嚴重影響。
2.3保護品種保護價執行力度差,削弱了育種工作者的知識產權保護意識
政府的統一供種有一部分是受過植物新品種保護的品種。眾所周知,在通常情況下,保護品種在價格方面高于市場上一般品種,以體現保護品種價值。但近幾年許多地方在統一供種招標價格上一味控制和降低價格,各品種在價格上沒有大差別。由于保護品種執行保護價格的政策得不到有效落實,品種保護和不保護都一樣,損害了育種者的經濟利益,在一定程度上消弱育種工作者對知識產權的保護意識。
3建議
3.1淘汰老品種,選用優良新品種
統一供種和國家良種補貼政策的根本是提高農民收入,增加社會效益,選用老品種不符合這一根本出發點,不能提高農民收入和社會效益,還影響著新品種、新技術的推廣。優良新品種是高科技農業的載體,是向農民傳播農業成果的種子,是促進農民增收的保障,故選用優良新品種是發展好農村經濟的主要目標之一。
3.2完善價格體制,尊重知識產權
在統一供種招標競價過程中,要保護育種人(單位)的利益,要充分體現知識產權的價值。尊重知識產權區分好一般品種和保護品種的不同,實行一個品種一個價,不斷完善價格機制,實現知識產權應有價值。
3.3以市場為導向,確定育種目標
育種成果最終要走向市場、進入農戶。要以市場為導向,根據市場的需求確定育種工作的目標,不能盲目地搞育種。市場需求什么,農戶需要什么,育種工作就做什么,這是市場運作的不變規律。
統一供種給育種工作帶來了機會,使育種成果能得以迅速推廣,實現育種工作和成果的價值,同時統一供種也給育種工作帶來了挑戰。在當前政策下怎樣搞好育種工作,怎樣使我們的成果能迅速進入市場,使育種成果給農戶增收、社會增效發揮應有作用都值得我們深深地思考。
育種論文:果樹三倍體育種研究論文
摘要:本文綜述了果樹三倍體的研究進展:果樹三倍體育種的途徑主要包括利用對自然變異的選擇獲得三倍體、利用有性雜交來培育三倍體、利用胚乳培養獲得三倍體和利用原生質融合培育三倍體;對三倍體的鑒定主要從形態特征、解剖結構、生理生化特性和染色體數目等方面來考慮,同時對今后果樹三倍體育種的研究方向進行了展望。
關鍵詞:果樹三倍體育種
多培體現象是高等生物最普遍的特點之一。據統計,在果樹中,多培體類型分屬于20科、35屬,400余種。果樹多倍體一般具有生長旺盛、果實大且少籽或無籽、產量高、適應性和抗逆性強等特點,且能夠利用無性繁殖的方式固定其優良性狀,使之保持穩定而不分離,在生產上長期利用。三倍體生物與其他多倍體相比,其營養生長通常是好的。一般說來,三倍體具有兩大基本特征:由體細胞增大所引起的巨大性和由減數分裂過程紊亂造成的不育性,再加上多種不同生物類型和品種的三倍體所具有的特殊可貴性狀,常引起育種工作者的關注,已經成為果樹育種工作的重要組成部分,形成了對三倍體選育多樣化的特色。鑒于此,對果樹三倍體的特性、目前果樹三倍體育種的主要途徑、鑒定方法以及三倍體育種中應注意的問題進行分析和總結,以期為三倍體育種的進一步研究提供基礎資料。
1果樹三倍體的特性
1.1生物學性狀
三倍體果樹由于染色體組成多于二倍體,在形態上一般表現為巨大性,細胞體積增大,枝條變粗,葉片變寬變厚、葉色濃綠,葉綠體數目增加,氣孔變大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或無籽,可食率高,如三倍體無籽香蕉,三倍體葡萄紅標無核、夏黑,三倍體黃蓋梨、大葉雪梨等。但是部分器官的巨型并不導致整個植株的巨型化,有的三倍體果樹表現為生長緩慢,樹體較小,節間變短,如柑桔三倍體前期生長弱,葉片厚而圓。另外,大多數的三倍體對外界環境條件具有較強的適應性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。
1.2育性的變化
多倍體植株的能育性一般較原植物降低,一方面是由于染色體在減數分裂中的配對容易發生紊亂,另一方面是由于花粉粒巨型化導致受孕率低、結實率低。而大多數三倍體花粉是不育,因此三倍體果樹栽培品種大多需要配植一定比例的二倍體授粉樹,當然一些具有無融合生殖的果樹例外。
2果樹三倍體的選育途徑
2.1從自然突變中選育三倍體
目前市場上常見的三倍體果樹品種中,有許多是從自然突變選育出來的。雖然自然突變發生的頻率很低,但這些突變形成的天然多倍體,成為直接發掘并利用其進行育種的豐富的自然源泉。
2.1.1從果樹的實生苗中選育三倍體。果樹在生長過程中,由于溫度驟變等自然脅迫而引起體細胞或生殖細胞發生突變,可自然產生多倍體,生殖細胞突變的結果是產生了2n配子,從而產生了三倍體、四倍體或更高倍性的種子。目前已從柑橘、枇杷等種子選育出了三倍體植株。
2.1.2從果樹芽變中選育三倍體。芽變是體細胞突變的一種。突變發生在芽的分生組織細胞中,當芽萌發長成枝條,并在性狀上與品種類型不同而被人們發現時,即為芽變。芽變又分為基因突變和染色體變異,其中有少數三倍體枝條的產生,如山楂品種大金星、伏里紅、西豐伏和贊皇大棗等均系芽變三倍體。
2.1.3從扇形嵌合體果實中分離三倍體。果樹的果實和種子均由L-II層衍生而來,因此有假說認為:當果實外觀出現多倍體特征時,變異所在的扇區相對應的種子也應該出現同類型的倍性變異。Bowman等發現在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出現扇形嵌合體的頻率為0.009%~0.271%,并通過培養扇形突變(表現巨型)對應區的種子或退化胚珠獲得一些四倍體。從扇形嵌合體果實中分離多倍體的方法簡單易行,是獲得多倍體的有效途徑。但扇形果實的突變頻率很低,并且要大量從田間觀察收集,易受環境和實驗條件的制約。雖然目前還沒有通過培養扇形突變發現三倍體突變,但此法不失為三倍體選育的一條途徑。
2.2通過有性雜交培育三倍體
利用有性雜交進行三倍體選育,最常用的方法是二倍體與四倍體間的雜交,目前三倍體育種大都采用這種方法;也有利用未減數2n配子進行三倍體育種,但2n配子的自然發生頻率較低,因此利用2n配子進行三倍體育種存在一定困難。近年來有不少關于提高2n花粉比率的研究報道。
2.2.1利用二倍體與四倍體雜交選育三倍體。二倍體與四倍體的雜交目前仍是獲得三倍體的最有效途徑,市場上的三倍體葡萄、蘋果、柑橘等,如京早晶、紅標無核葡萄,路奧、北斗、新金冠蘋果等均系雜交產生。研究表明用四倍體作母本,二倍體作父本時,容易得到發育的種子,其中約有30%是三倍體;相反,用二倍體作母本,則正常的單倍性雌配子受精產生的三倍體胚幾乎全部退化,有時不能產生種子或極少產生種子。因此在通過有性雜交培育三倍體時,要注意父、母本的選擇。對于發育不的三倍體合子胚,可以結合胚培養技術進行搶救。另外在柑橘二倍體與二倍體雜交中也發現有三倍體產生。
2.2.2利用未減數配子進行三倍體育種。2n配子在自然界廣泛存在,植物2n配子在育種方面具有許多優越性:通過2n配子提高后代倍性,可避免體細胞加倍等無性多倍化使雜種育性和生活力降低的缺陷;克服遠緣雜交不親和性和胚乳平衡數障礙;2n配子在傳遞雜合性和上位性方面有特殊價值;利用2n配子在二倍體水平上雜交可獲得三倍體或四倍體。三倍體在許多果樹上可獲得無核品種,同時還能通過無性繁殖長期保存和利用。迄今為止,許多果樹上均發現有2n配子存在,但利用2n配子進行多倍體育種的研究報道較少,這主要是因為2n配子的自然發生頻率一般都比較低的緣故。據有關研究報道,蘋果的2n花粉發生頻率為0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉發生頻率為0.015%~5.85%。提高2n配子的發生頻率是利用2n配子進行多倍體育種的關鍵,另外,由于2n雄配子在育種中的利用較雌配子更為簡便,因此,近年來有許多關于提高2n花粉比率的報道。2.3體-配融合培育同源或異源三倍體
自1972年Carlson建立及時個體細胞雜種植株以來,原生質體育種迅速發展起來,在短短四十多年的時間里,就建立起了一套完整的體細胞雜交體系。原生質體融合技術最為誘人之處就是可以用來產生體細胞雜種和體-配雜種,它能克服有性雜交不親和,性器官敗育和珠心胚干擾等常規育種途徑所不能解決的問題,擴大了遠緣雜交的范圍,開辟了育種的新途徑。體-配融合是原生質體融合的一種,利用原生質體融合技術將體細胞的原生質體2x和配子的原生質體1x進行融合,產生一個三倍體細胞,進而形成三倍體植株。目前通過原生質體融合已經成功的培育出一些果樹的體細胞雜種植株,體-配融合尚處于研究階段。
2.4胚乳培養
被子植物胚乳是雙受精產物之一,胚乳由3個單倍體核融合而成的,其中1個來自雄配子體,2個來自雌配子體,因此胚乳是天然的三倍體組織,具有雙親的遺傳成分,對育種后代性狀有一定的預見性。而且胚乳同樣具有一般細胞的全能性,通過胚乳細胞的培養可獲得三倍體植株。胚乳離體培養比2x與4x雜交獲得三倍體快得多。目前已經獲得了枇杷、楊桃、葡萄、柿子、西番蓮、獼猴桃、柑橘、棗等的胚乳植株。這些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通過微芽嫁接移栽土壤中生長。但從開始果樹胚乳培養至今,應用于生產的卻很少。據分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困難,與二倍體砧木不親和;其二,胚乳培養植株的染色體數目不穩定,常含有二倍體及非整倍體,有的在自然移栽生長過程中退化成二倍體。
3三倍體植株的鑒定
植物多倍體的判別和鑒定方法從原理上是依據其外在和內在的特征特性衍生而來的。一般而言,可以以形態外形觀察為基礎,組織化學、葉綠體計數為輔助、細胞學觀察染色體數來確定,切忌以個別特征為依據妄言斷之。目前最常見的鑒定方法有:形態鑒定法,細胞學鑒定法,染色體計數法;此外還有利用原位雜交技術如FISH、GISH以及RAPD、RFU技術等進行植株倍性鑒定。對于三倍體來說最直接有效的鑒定方法為染色體記數法,通過檢測分生旺盛的器官、組織的染色體數來進行鑒定,它是最直接、也是最的鑒定方法。它不但能區別倍性而且還能鑒定是整倍性或非整倍性的變異。因染色體制片技術早已成熟,故切實可行。
4三倍體育種中存在的問題及展望
三倍體果樹品種的選育,在一定程度上豐富了果樹種質資源,拓寬了果樹品種選育的途徑,取得了豐碩的成果,但是果樹三倍體育種也存在一些各式各樣的問題,綜合目前果樹三倍體育種的研究現狀,筆者認為果樹三倍體育種中應注意以下幾個問題:
4.1重視三倍體新種質的保存
在三倍體的育種過程中存在著移栽困難、砧木不親和以及三倍體叢生芽不生根等問題。對這些種質,管理不當就會造成種質資源的丟失,可利用組織培養結合低溫保存的手段,來保存這些材料的莖尖、莖段、愈傷以及原生質體等,以便將來進一步的研究。
4.2重視三倍體新種質其他特性的發掘
目前三倍體育種的目標主要選育是大果、無籽、風味好的品種,而忽略了對其他特性的挖掘。我們可以在對其進行目標性狀鑒定的過程中,同時進行其他特性的檢測,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作為新的種質資源加以利用。
4.3對現有的三倍體材料作進一步的研究
目前果樹的三倍體研究取得了一些進展,也培育了一些三倍體果樹品種,并成功推向市場,但對三倍體的無籽機理尚未搞清楚。在今后的研究中可以結合基因工程等高新技術,從分子水平來研究無籽的內在機理。另外,在多倍體包括三倍體的種植過程中,有時會出現倍性的退化問題,即多倍體材料種植一段時間后又退化成了二倍體,這些機理目前尚不清楚,需要進一步深入研究。
4.4加快三倍體果樹品種的選育進程
從培育出一個三倍體植株到最終完成對該植株的檢測,往往要耗費幾年甚至十多年的時間,浪費了許多寶貴的時間。如何縮短育種年限是今后果樹三倍體育種應該注意的問題。
育種論文:果樹三倍體育種研究論文
摘要:本文綜述了果樹三倍體的研究進展:果樹三倍體育種的途徑主要包括利用對自然變異的選擇獲得三倍體、利用有性雜交來培育三倍體、利用胚乳培養獲得三倍體和利用原生質融合培育三倍體;對三倍體的鑒定主要從形態特征、解剖結構、生理生化特性和染色體數目等方面來考慮,同時對今后果樹三倍體育種的研究方向進行了展望。
關鍵詞:果樹三倍體育種
多培體現象是高等生物最普遍的特點之一。據統計,在果樹中,多培體類型分屬于20科、35屬,400余種。果樹多倍體一般具有生長旺盛、果實大且少籽或無籽、產量高、適應性和抗逆性強等特點,且能夠利用無性繁殖的方式固定其優良性狀,使之保持穩定而不分離,在生產上長期利用。三倍體生物與其他多倍體相比,其營養生長通常是好的。一般說來,三倍體具有兩大基本特征:由體細胞增大所引起的巨大性和由減數分裂過程紊亂造成的不育性,再加上多種不同生物類型和品種的三倍體所具有的特殊可貴性狀,常引起育種工作者的關注,已經成為果樹育種工作的重要組成部分,形成了對三倍體選育多樣化的特色。鑒于此,對果樹三倍體的特性、目前果樹三倍體育種的主要途徑、鑒定方法以及三倍體育種中應注意的問題進行分析和總結,以期為三倍體育種的進一步研究提供基礎資料。
1果樹三倍體的特性
1.1生物學性狀
三倍體果樹由于染色體組成多于二倍體,在形態上一般表現為巨大性,細胞體積增大,枝條變粗,葉片變寬變厚、葉色濃綠,葉綠體數目增加,氣孔變大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或無籽,可食率高,如三倍體無籽香蕉,三倍體葡萄紅標無核、夏黑,三倍體黃蓋梨、大葉雪梨等。但是部分器官的巨型并不導致整個植株的巨型化,有的三倍體果樹表現為生長緩慢,樹體較小,節間變短,如柑桔三倍體前期生長弱,葉片厚而圓。另外,大多數的三倍體對外界環境條件具有較強的適應性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。
1.2育性的變化
多倍體植株的能育性一般較原植物降低,一方面是由于染色體在減數分裂中的配對容易發生紊亂,另一方面是由于花粉粒巨型化導致受孕率低、結實率低。而大多數三倍體花粉是不育,因此三倍體果樹栽培品種大多需要配植一定比例的二倍體授粉樹,當然一些具有無融合生殖的果樹例外。
2果樹三倍體的選育途徑
2.1從自然突變中選育三倍體
目前市場上常見的三倍體果樹品種中,有許多是從自然突變選育出來的。雖然自然突變發生的頻率很低,但這些突變形成的天然多倍體,成為直接發掘并利用其進行育種的豐富的自然源泉。
2.1.1從果樹的實生苗中選育三倍體。果樹在生長過程中,由于溫度驟變等自然脅迫而引起體細胞或生殖細胞發生突變,可自然產生多倍體,生殖細胞突變的結果是產生了2n配子,從而產生了三倍體、四倍體或更高倍性的種子。目前已從柑橘、枇杷等種子選育出了三倍體植株。
2.1.2從果樹芽變中選育三倍體。芽變是體細胞突變的一種。突變發生在芽的分生組織細胞中,當芽萌發長成枝條,并在性狀上與品種類型不同而被人們發現時,即為芽變。芽變又分為基因突變和染色體變異,其中有少數三倍體枝條的產生,如山楂品種大金星、伏里紅、西豐伏和贊皇大棗等均系芽變三倍體。
2.1.3從扇形嵌合體果實中分離三倍體。果樹的果實和種子均由L-II層衍生而來,因此有假說認為:當果實外觀出現多倍體特征時,變異所在的扇區相對應的種子也應該出現同類型的倍性變異。Bowman等發現在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出現扇形嵌合體的頻率為0.009%~0.271%,并通過培養扇形突變(表現巨型)對應區的種子或退化胚珠獲得一些四倍體。從扇形嵌合體果實中分離多倍體的方法簡單易行,是獲得多倍體的有效途徑。但扇形果實的突變頻率很低,并且要大量從田間觀察收集,易受環境和實驗條件的制約。雖然目前還沒有通過培養扇形突變發現三倍體突變,但此法不失為三倍體選育的一條途徑。
2.2通過有性雜交培育三倍體
利用有性雜交進行三倍體選育,最常用的方法是二倍體與四倍體間的雜交,目前三倍體育種大都采用這種方法;也有利用未減數2n配子進行三倍體育種,但2n配子的自然發生頻率較低,因此利用2n配子進行三倍體育種存在一定困難。近年來有不少關于提高2n花粉比率的研究報道。
2.2.1利用二倍體與四倍體雜交選育三倍體。二倍體與四倍體的雜交目前仍是獲得三倍體的最有效途徑,市場上的三倍體葡萄、蘋果、柑橘等,如京早晶、紅標無核葡萄,路奧、北斗、新金冠蘋果等均系雜交產生。研究表明用四倍體作母本,二倍體作父本時,容易得到發育的種子,其中約有30%是三倍體;相反,用二倍體作母本,則正常的單倍性雌配子受精產生的三倍體胚幾乎全部退化,有時不能產生種子或極少產生種子。因此在通過有性雜交培育三倍體時,要注意父、母本的選擇。對于發育不的三倍體合子胚,可以結合胚培養技術進行搶救。另外在柑橘二倍體與二倍體雜交中也發現有三倍體產生。
2.2.2利用未減數配子進行三倍體育種。2n配子在自然界廣泛存在,植物2n配子在育種方面具有許多優越性:通過2n配子提高后代倍性,可避免體細胞加倍等無性多倍化使雜種育性和生活力降低的缺陷;克服遠緣雜交不親和性和胚乳平衡數障礙;2n配子在傳遞雜合性和上位性方面有特殊價值;利用2n配子在二倍體水平上雜交可獲得三倍體或四倍體。三倍體在許多果樹上可獲得無核品種,同時還能通過無性繁殖長期保存和利用。迄今為止,許多果樹上均發現有2n配子存在,但利用2n配子進行多倍體育種的研究報道較少,這主要是因為2n配子的自然發生頻率一般都比較低的緣故。據有關研究報道,蘋果的2n花粉發生頻率為0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉發生頻率為0.015%~5.85%。提高2n配子的發生頻率是利用2n配子進行多倍體育種的關鍵,另外,由于2n雄配子在育種中的利用較雌配子更為簡便,因此,近年來有許多關于提高2n花粉比率的報道。2.3體-配融合培育同源或異源三倍體
自1972年Carlson建立及時個體細胞雜種植株以來,原生質體育種迅速發展起來,在短短四十多年的時間里,就建立起了一套完整的體細胞雜交體系。原生質體融合技術最為誘人之處就是可以用來產生體細胞雜種和體-配雜種,它能克服有性雜交不親和,性器官敗育和珠心胚干擾等常規育種途徑所不能解決的問題,擴大了遠緣雜交的范圍,開辟了育種的新途徑。體-配融合是原生質體融合的一種,利用原生質體融合技術將體細胞的原生質體2x和配子的原生質體1x進行融合,產生一個三倍體細胞,進而形成三倍體植株。目前通過原生質體融合已經成功的培育出一些果樹的體細胞雜種植株,體-配融合尚處于研究階段。
2.4胚乳培養
被子植物胚乳是雙受精產物之一,胚乳由3個單倍體核融合而成的,其中1個來自雄配子體,2個來自雌配子體,因此胚乳是天然的三倍體組織,具有雙親的遺傳成分,對育種后代性狀有一定的預見性。而且胚乳同樣具有一般細胞的全能性,通過胚乳細胞的培養可獲得三倍體植株。胚乳離體培養比2x與4x雜交獲得三倍體快得多。目前已經獲得了枇杷、楊桃、葡萄、柿子、西番蓮、獼猴桃、柑橘、棗等的胚乳植株。這些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通過微芽嫁接移栽土壤中生長。但從開始果樹胚乳培養至今,應用于生產的卻很少。據分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困難,與二倍體砧木不親和;其二,胚乳培養植株的染色體數目不穩定,常含有二倍體及非整倍體,有的在自然移栽生長過程中退化成二倍體。
3三倍體植株的鑒定
植物多倍體的判別和鑒定方法從原理上是依據其外在和內在的特征特性衍生而來的。一般而言,可以以形態外形觀察為基礎,組織化學、葉綠體計數為輔助、細胞學觀察染色體數來確定,切忌以個別特征為依據妄言斷之。目前最常見的鑒定方法有:形態鑒定法,細胞學鑒定法,染色體計數法;此外還有利用原位雜交技術如FISH、GISH以及RAPD、RFU技術等進行植株倍性鑒定。對于三倍體來說最直接有效的鑒定方法為染色體記數法,通過檢測分生旺盛的器官、組織的染色體數來進行鑒定,它是最直接、也是最的鑒定方法。它不但能區別倍性而且還能鑒定是整倍性或非整倍性的變異。因染色體制片技術早已成熟,故切實可行。
4三倍體育種中存在的問題及展望
三倍體果樹品種的選育,在一定程度上豐富了果樹種質資源,拓寬了果樹品種選育的途徑,取得了豐碩的成果,但是果樹三倍體育種也存在一些各式各樣的問題,綜合目前果樹三倍體育種的研究現狀,筆者認為果樹三倍體育種中應注意以下幾個問題:
4.1重視三倍體新種質的保存
在三倍體的育種過程中存在著移栽困難、砧木不親和以及三倍體叢生芽不生根等問題。對這些種質,管理不當就會造成種質資源的丟失,可利用組織培養結合低溫保存的手段,來保存這些材料的莖尖、莖段、愈傷以及原生質體等,以便將來進一步的研究。
4.2重視三倍體新種質其他特性的發掘
目前三倍體育種的目標主要選育是大果、無籽、風味好的品種,而忽略了對其他特性的挖掘。我們可以在對其進行目標性狀鑒定的過程中,同時進行其他特性的檢測,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作為新的種質資源加以利用。
4.3對現有的三倍體材料作進一步的研究
目前果樹的三倍體研究取得了一些進展,也培育了一些三倍體果樹品種,并成功推向市場,但對三倍體的無籽機理尚未搞清楚。在今后的研究中可以結合基因工程等高新技術,從分子水平來研究無籽的內在機理。另外,在多倍體包括三倍體的種植過程中,有時會出現倍性的退化問題,即多倍體材料種植一段時間后又退化成了二倍體,這些機理目前尚不清楚,需要進一步深入研究。
4.4加快三倍體果樹品種的選育進程
從培育出一個三倍體植株到最終完成對該植株的檢測,往往要耗費幾年甚至十多年的時間,浪費了許多寶貴的時間。如何縮短育種年限是今后果樹三倍體育種應該注意的問題。
育種論文:果樹三倍體育種管理論文
論文關鍵詞:果樹三倍體育種
論文摘要:本文綜述了果樹三倍體的研究進展:果樹三倍體育種的途徑主要包括利用對自然變異的選擇獲得三倍體、利用有性雜交來培育三倍體、利用胚乳培養獲得三倍體和利用原生質融合培育三倍體;對三倍體的鑒定主要從形態特征、解剖結構、生理生化特性和染色體數目等方面來考慮,同時對今后果樹三倍體育種的研究方向進行了展望。
多培體現象是高等生物最普遍的特點之一。據統計,在果樹中,多培體類型分屬于20科、35屬,400余種。果樹多倍體一般具有生長旺盛、果實大且少籽或無籽、產量高、適應性和抗逆性強等特點,且能夠利用無性繁殖的方式固定其優良性狀,使之保持穩定而不分離,在生產上長期利用。三倍體生物與其他多倍體相比,其營養生長通常是好的。一般說來,三倍體具有兩大基本特征:由體細胞增大所引起的巨大性和由減數分裂過程紊亂造成的不育性,再加上多種不同生物類型和品種的三倍體所具有的特殊可貴性狀,常引起育種工作者的關注,已經成為果樹育種工作的重要組成部分,形成了對三倍體選育多樣化的特色。鑒于此,對果樹三倍體的特性、目前果樹三倍體育種的主要途徑、鑒定方法以及三倍體育種中應注意的問題進行分析和總結,以期為三倍體育種的進一步研究提供基礎資料。
1果樹三倍體的特性
1.1生物學性狀
三倍體果樹由于染色體組成多于二倍體,在形態上一般表現為巨大性,細胞體積增大,枝條變粗,葉片變寬變厚、葉色濃綠,葉綠體數目增加,氣孔變大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或無籽,可食率高,如三倍體無籽香蕉,三倍體葡萄紅標無核、夏黑,三倍體黃蓋梨、大葉雪梨等。但是部分器官的巨型并不導致整個植株的巨型化,有的三倍體果樹表現為生長緩慢,樹體較小,節間變短,如柑桔三倍體前期生長弱,葉片厚而圓。另外,大多數的三倍體對外界環境條件具有較強的適應性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。
1.2育性的變化
多倍體植株的能育性一般較原植物降低,一方面是由于染色體在減數分裂中的配對容易發生紊亂,另一方面是由于花粉粒巨型化導致受孕率低、結實率低。而大多數三倍體花粉是不育,因此三倍體果樹栽培品種大多需要配植一定比例的二倍體授粉樹,當然一些具有無融合生殖的果樹例外。
2果樹三倍體的選育途徑
2.1從自然突變中選育三倍體
目前市場上常見的三倍體果樹品種中,有許多是從自然突變選育出來的。雖然自然突變發生的頻率很低,但這些突變形成的天然多倍體,成為直接發掘并利用其進行育種的豐富的自然源泉。
2.1.1從果樹的實生苗中選育三倍體。果樹在生長過程中,由于溫度驟變等自然脅迫而引起體細胞或生殖細胞發生突變,可自然產生多倍體,生殖細胞突變的結果是產生了2n配子,從而產生了三倍體、四倍體或更高倍性的種子。目前已從柑橘、枇杷等種子選育出了三倍體植株。
2.1.2從果樹芽變中選育三倍體。芽變是體細胞突變的一種。突變發生在芽的分生組織細胞中,當芽萌發長成枝條,并在性狀上與品種類型不同而被人們發現時,即為芽變。芽變又分為基因突變和染色體變異,其中有少數三倍體枝條的產生,如山楂品種大金星、伏里紅、西豐伏和贊皇大棗等均系芽變三倍體。
2.1.3從扇形嵌合體果實中分離三倍體。果樹的果實和種子均由L-II層衍生而來,因此有假說認為:當果實外觀出現多倍體特征時,變異所在的扇區相對應的種子也應該出現同類型的倍性變異。Bowman等發現在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出現扇形嵌合體的頻率為0.009%~0.271%,并通過培養扇形突變(表現巨型)對應區的種子或退化胚珠獲得一些四倍體。從扇形嵌合體果實中分離多倍體的方法簡單易行,是獲得多倍體的有效途徑。但扇形果實的突變頻率很低,并且要大量從田間觀察收集,易受環境和實驗條件的制約。雖然目前還沒有通過培養扇形突變發現三倍體突變,但此法不失為三倍體選育的一條途徑。
2.2通過有性雜交培育三倍體
利用有性雜交進行三倍體選育,最常用的方法是二倍體與四倍體間的雜交,目前三倍體育種大都采用這種方法;也有利用未減數2n配子進行三倍體育種,但2n配子的自然發生頻率較低,因此利用2n配子進行三倍體育種存在一定困難。近年來有不少關于提高2n花粉比率的研究報道。
2.2.1利用二倍體與四倍體雜交選育三倍體。二倍體與四倍體的雜交目前仍是獲得三倍體的最有效途徑,市場上的三倍體葡萄、蘋果、柑橘等,如京早晶、紅標無核葡萄,路奧、北斗、新金冠蘋果等均系雜交產生。研究表明用四倍體作母本,二倍體作父本時,容易得到發育的種子,其中約有30%是三倍體;相反,用二倍體作母本,則正常的單倍性雌配子受精產生的三倍體胚幾乎全部退化,有時不能產生種子或極少產生種子。因此在通過有性雜交培育三倍體時,要注意父、母本的選擇。對于發育不的三倍體合子胚,可以結合胚培養技術進行搶救。另外在柑橘二倍體與二倍體雜交中也發現有三倍體產生。
2.2.2利用未減數配子進行三倍體育種。2n配子在自然界廣泛存在,植物2n配子在育種方面具有許多優越性:通過2n配子提高后代倍性,可避免體細胞加倍等無性多倍化使雜種育性和生活力降低的缺陷;克服遠緣雜交不親和性和胚乳平衡數障礙;2n配子在傳遞雜合性和上位性方面有特殊價值;利用2n配子在二倍體水平上雜交可獲得三倍體或四倍體。三倍體在許多果樹上可獲得無核品種,同時還能通過無性繁殖長期保存和利用。迄今為止,許多果樹上均發現有2n配子存在,但利用2n配子進行多倍體育種的研究報道較少,這主要是因為2n配子的自然發生頻率一般都比較低的緣故。據有關研究報道,蘋果的2n花粉發生頻率為0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉發生頻率為0.015%~5.85%。提高2n配子的發生頻率是利用2n配子進行多倍體育種的關鍵,另外,由于2n雄配子在育種中的利用較雌配子更為簡便,因此,近年來有許多關于提高2n花粉比率的報道。
2.3體-配融合培育同源或異源三倍體
自1972年Carlson建立及時個體細胞雜種植株以來,原生質體育種迅速發展起來,在短短四十多年的時間里,就建立起了一套完整的體細胞雜交體系。原生質體融合技術最為誘人之處就是可以用來產生體細胞雜種和體-配雜種,它能克服有性雜交不親和,性器官敗育和珠心胚干擾等常規育種途徑所不能解決的問題,擴大了遠緣雜交的范圍,開辟了育種的新途徑。體-配融合是原生質體融合的一種,利用原生質體融合技術將體細胞的原生質體2x和配子的原生質體1x進行融合,產生一個三倍體細胞,進而形成三倍體植株。目前通過原生質體融合已經成功的培育出一些果樹的體細胞雜種植株,體-配融合尚處于研究階段。
2.4胚乳培養
被子植物胚乳是雙受精產物之一,胚乳由3個單倍體核融合而成的,其中1個來自雄配子體,2個來自雌配子體,因此胚乳是天然的三倍體組織,具有雙親的遺傳成分,對育種后代性狀有一定的預見性。而且胚乳同樣具有一般細胞的全能性,通過胚乳細胞的培養可獲得三倍體植株。胚乳離體培養比2x與4x雜交獲得三倍體快得多。目前已經獲得了枇杷、楊桃、葡萄、柿子、西番蓮、獼猴桃、柑橘、棗等的胚乳植株。這些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通過微芽嫁接移栽土壤中生長。但從開始果樹胚乳培養至今,應用于生產的卻很少。據分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困難,與二倍體砧木不親和;其二,胚乳培養植株的染色體數目不穩定,常含有二倍體及非整倍體,有的在自然移栽生長過程中退化成二倍體。
3三倍體植株的鑒定
植物多倍體的判別和鑒定方法從原理上是依據其外在和內在的特征特性衍生而來的。一般而言,可以以形態外形觀察為基礎,組織化學、葉綠體計數為輔助、細胞學觀察染色體數來確定,切忌以個別特征為依據妄言斷之。目前最常見的鑒定方法有:形態鑒定法,細胞學鑒定法,染色體計數法;此外還有利用原位雜交技術如FISH、GISH以及RAPD、RFU技術等進行植株倍性鑒定。對于三倍體來說最直接有效的鑒定方法為染色體記數法,通過檢測分生旺盛的器官、組織的染色體數來進行鑒定,它是最直接、也是最的鑒定方法。它不但能區別倍性而且還能鑒定是整倍性或非整倍性的變異。因染色體制片技術早已成熟,故切實可行。
4三倍體育種中存在的問題及展望
三倍體果樹品種的選育,在一定程度上豐富了果樹種質資源,拓寬了果樹品種選育的途徑,取得了豐碩的成果,但是果樹三倍體育種也存在一些各式各樣的問題,綜合目前果樹三倍體育種的研究現狀,筆者認為果樹三倍體育種中應注意以下幾個問題:
4.1重視三倍體新種質的保存
在三倍體的育種過程中存在著移栽困難、砧木不親和以及三倍體叢生芽不生根等問題。對這些種質,管理不當就會造成種質資源的丟失,可利用組織培養結合低溫保存的手段,來保存這些材料的莖尖、莖段、愈傷以及原生質體等,以便將來進一步的研究。
4.2重視三倍體新種質其他特性的發掘
目前三倍體育種的目標主要選育是大果、無籽、風味好的品種,而忽略了對其他特性的挖掘。我們可以在對其進行目標性狀鑒定的過程中,同時進行其他特性的檢測,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作為新的種質資源加以利用。
4.3對現有的三倍體材料作進一步的研究
目前果樹的三倍體研究取得了一些進展,也培育了一些三倍體果樹品種,并成功推向市場,但對三倍體的無籽機理尚未搞清楚。在今后的研究中可以結合基因工程等高新技術,從分子水平來研究無籽的內在機理。另外,在多倍體包括三倍體的種植過程中,有時會出現倍性的退化問題,即多倍體材料種植一段時間后又退化成了二倍體,這些機理目前尚不清楚,需要進一步深入研究。
4.4加快三倍體果樹品種的選育進程
從培育出一個三倍體植株到最終完成對該植株的檢測,往往要耗費幾年甚至十多年的時間,浪費了許多寶貴的時間。如何縮短育種年限是今后果樹三倍體育種應該注意的問題。
育種論文:小麥育種影響管理論文
論文關鍵詞統一供種;小麥育種;品種權;影響
論文摘要在當前國家小麥執行良種補貼政策下,從育種的角度分析小麥良種補貼對小麥育種的積極作用和不利影響。針對這些情況提出解決的建議,以供參考。
良種補貼是國家幫助農民增加收入的重要舉措,為了搞好良種補貼,各地各部門都采取了積極的措施落實良種補貼政策。為了充分發揮良種補貼對糧食生產的促進作用,許多地區采取了統一供種操作方式。
我國小麥統一供種政策自2003年至今已進行了5年。5年來,累計推廣面積達2133萬公頃,在小麥增加產量和品種改良上起到了舉足輕重的作用,但也正由于統一供種推廣面積大,用種數量多,在給種子公司(企業)、育種單位等部門帶來積極作用的同時也產生了一些不利影響。筆者以育種工作者的身份,通過對市場的調查和分析,就小麥統一供種對小麥育種工作的影響進行分析。
1統一供種對育種工作的積極意義
1.1提高農戶購種積極性,體現育種價值
在政府良種補貼款的支持下,許多農戶改變了以前自留種的習慣,積極購買種植產量高、表現好的優良品種,擴大了種植面積,增加了市場份額。這些優良品種給農民帶來了豐厚的經濟回報,為農民增收、社會增效起重大作用,充分體現出育種工作的真正意義和價值。
1.2凈化種業市場,指明育種工作方向
隨著《中華人民共和國種子法》的頒布與實施和種子市場的開放,每年通過審定品種繁多,市場上流通的各種農作物種子不計其數,競爭十分激烈。由于市場體制的不健全,在市場競爭中,許多表現優良的品種往往由于缺乏推廣資金、推廣平臺差等原因而得不到有效推廣;反而一些種業集團(大公司)借助其資金雄厚、銷售隊伍強,在高利潤的刺激下,將那些已經過時的、表現平平的、被淘汰的品種,甚至是一些假冒偽劣的種子通過改頭換面,變成了市場上“佼佼者”大肆推廣,坑農害農,給社會和農民造成了嚴重損失。統一供種從源頭抓起,所供品種是由諸多專家組成評審團通過考察、審議等許多環節才確定的。這些品種不論在表現、產量、品質等各個方面都十分突出,是市場需要和認可的。這一舉措嚴重地打擊了那些以次充好濫竽充數的做法,有效地凈化了種子市場,使種子市場競爭有序、良性發展。這一措施一方面凈化了種業市場,另一方面也告訴我們什么樣的品種是農民所想,什么樣的品種適合市場需求,什么樣的品種才能成為市場主角,同時也給育種工作指明了目標和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品種,為我國農業發展作出更大貢獻。
1.3價格保護,促進科技創新和知識產權保護
從眾多小麥品種中選出一定數量的優良品種作為統一供種用種。這些品種相當一部分是受植物新品種權保護的。政府在圈定價格時執行了保護品種保護價政策,較一般品種高0.20元/kg左右,各地因品種而異。這極大地促進了育種工作者對科技的創新和知識產權的保護工作,采用多種手段搞創新。對新審定的優良品種及時申請新品種保護,保護了知識產權,保護了育種者利益。
2統一供種工作中存在的問題
2.1干擾市場,挫傷育種工作積極性
隨著國家小麥良種補貼政策的進一步深化,各地統一供種面積不斷擴大,有些省份已達到甚至突破當地小麥耕種面積的2/3以上,通過市場運作的小麥種數量十分有限。在按市場規律運作的今天,政府的這種行為已帶有改革開放前的計劃經濟影子,從某種意義上講違背了市場運作規律,不利于種業市場發展。一個表現優良新審定的品種在市場推廣過程中可能因政府的“計劃”,不規范的市場運作而失去市場份額和價值。對育種工作來說,不能盡早發揮品種給農戶帶來的增產增效作用,就意味著品種失去了原有價值,嚴重挫傷育種工作積極性。
2.2新品種被冷落,阻礙新品種推廣和技術創新
農業部門一般選擇數量多、價格便宜的老品種作為統一供種用種,因為價格低,很多地方甚至把市場上已經淘汰的品種又重新拾起來,這種做法實際上是保護了落后的品種,妨礙了新品種的推廣。一些小麥品種剛通過審定,雖然質量好但因價位高得不到政府部門的支持,不能進入統一供種項目,市場流通份額小,加之小麥屬常規作物,新品種、新技術保護期限短,育種工作者的利益得不到保障,技術創新意識受到嚴重影響。
2.3保護品種保護價執行力度差,削弱了育種工作者的知識產權保護意識
政府的統一供種有一部分是受過植物新品種保護的品種。眾所周知,在通常情況下,保護品種在價格方面高于市場上一般品種,以體現保護品種價值。但近幾年許多地方在統一供種招標價格上一味控制和降低價格,各品種在價格上沒有大差別。由于保護品種執行保護價格的政策得不到有效落實,品種保護和不保護都一樣,損害了育種者的經濟利益,在一定程度上消弱育種工作者對知識產權的保護意識。
3建議
3.1淘汰老品種,選用優良新品種
統一供種和國家良種補貼政策的根本是提高農民收入,增加社會效益,選用老品種不符合這一根本出發點,不能提高農民收入和社會效益,還影響著新品種、新技術的推廣。優良新品種是高科技農業的載體,是向農民傳播農業成果的種子,是促進農民增收的保障,故選用優良新品種是發展好農村經濟的主要目標之一。
3.2完善價格體制,尊重知識產權
在統一供種招標競價過程中,要保護育種人(單位)的利益,要充分體現知識產權的價值。尊重知識產權區分好一般品種和保護品種的不同,實行一個品種一個價,不斷完善價格機制,實現知識產權應有價值。
3.3以市場為導向,確定育種目標
育種成果最終要走向市場、進入農戶。要以市場為導向,根據市場的需求確定育種工作的目標,不能盲目地搞育種。市場需求什么,農戶需要什么,育種工作就做什么,這是市場運作的不變規律。
統一供種給育種工作帶來了機會,使育種成果能得以迅速推廣,實現育種工作和成果的價值,同時統一供種也給育種工作帶來了挑戰。在當前政策下怎樣搞好育種工作,怎樣使我們的成果能迅速進入市場,使育種成果給農戶增收、社會增效發揮應有作用都值得我們深深地思考。
育種論文:小麥育種影響分析論文
論文關鍵詞統一供種;小麥育種;品種權;影響
論文摘要在當前國家小麥執行良種補貼政策下,從育種的角度分析小麥良種補貼對小麥育種的積極作用和不利影響。針對這些情況提出解決的建議,以供參考。
良種補貼是國家幫助農民增加收入的重要舉措,為了搞好良種補貼,各地各部門都采取了積極的措施落實良種補貼政策。為了充分發揮良種補貼對糧食生產的促進作用,許多地區采取了統一供種操作方式。
我國小麥統一供種政策自2003年至今已進行了5年。5年來,累計推廣面積達2133萬公頃,在小麥增加產量和品種改良上起到了舉足輕重的作用,但也正由于統一供種推廣面積大,用種數量多,在給種子公司(企業)、育種單位等部門帶來積極作用的同時也產生了一些不利影響。筆者以育種工作者的身份,通過對市場的調查和分析,就小麥統一供種對小麥育種工作的影響進行分析。
1統一供種對育種工作的積極意義
1.1提高農戶購種積極性,體現育種價值
在政府良種補貼款的支持下,許多農戶改變了以前自留種的習慣,積極購買種植產量高、表現好的優良品種,擴大了種植面積,增加了市場份額。這些優良品種給農民帶來了豐厚的經濟回報,為農民增收、社會增效起重大作用,充分體現出育種工作的真正意義和價值。
1.2凈化種業市場,指明育種工作方向
隨著《中華人民共和國種子法》的頒布與實施和種子市場的開放,每年通過審定品種繁多,市場上流通的各種農作物種子不計其數,競爭十分激烈。由于市場體制的不健全,在市場競爭中,許多表現優良的品種往往由于缺乏推廣資金、推廣平臺差等原因而得不到有效推廣;反而一些種業集團(大公司)借助其資金雄厚、銷售隊伍強,在高利潤的刺激下,將那些已經過時的、表現平平的、被淘汰的品種,甚至是一些假冒偽劣的種子通過改頭換面,變成了市場上“佼佼者”大肆推廣,坑農害農,給社會和農民造成了嚴重損失。統一供種從源頭抓起,所供品種是由諸多專家組成評審團通過考察、審議等許多環節才確定的。這些品種不論在表現、產量、品質等各個方面都十分突出,是市場需要和認可的。這一舉措嚴重地打擊了那些以次充好濫竽充數的做法,有效地凈化了種子市場,使種子市場競爭有序、良性發展。這一措施一方面凈化了種業市場,另一方面也告訴我們什么樣的品種是農民所想,什么樣的品種適合市場需求,什么樣的品種才能成為市場主角,同時也給育種工作指明了目標和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品種,為我國農業發展作出更大貢獻。
1.3價格保護,促進科技創新和知識產權保護
從眾多小麥品種中選出一定數量的優良品種作為統一供種用種。這些品種相當一部分是受植物新品種權保護的。政府在圈定價格時執行了保護品種保護價政策,較一般品種高0.20元/kg左右,各地因品種而異。這極大地促進了育種工作者對科技的創新和知識產權的保護工作,采用多種手段搞創新。對新審定的優良品種及時申請新品種保護,保護了知識產權,保護了育種者利益。
2統一供種工作中存在的問題
2.1干擾市場,挫傷育種工作積極性
隨著國家小麥良種補貼政策的進一步深化,各地統一供種面積不斷擴大,有些省份已達到甚至突破當地小麥耕種面積的2/3以上,通過市場運作的小麥種數量十分有限。在按市場規律運作的今天,政府的這種行為已帶有改革開放前的計劃經濟影子,從某種意義上講違背了市場運作規律,不利于種業市場發展。一個表現優良新審定的品種在市場推廣過程中可能因政府的“計劃”,不規范的市場運作而失去市場份額和價值。對育種工作來說,不能盡早發揮品種給農戶帶來的增產增效作用,就意味著品種失去了原有價值,嚴重挫傷育種工作積極性。
2.2新品種被冷落,阻礙新品種推廣和技術創新
農業部門一般選擇數量多、價格便宜的老品種作為統一供種用種,因為價格低,很多地方甚至把市場上已經淘汰的品種又重新拾起來,這種做法實際上是保護了落后的品種,妨礙了新品種的推廣。一些小麥品種剛通過審定,雖然質量好但因價位高得不到政府部門的支持,不能進入統一供種項目,市場流通份額小,加之小麥屬常規作物,新品種、新技術保護期限短,育種工作者的利益得不到保障,技術創新意識受到嚴重影響。
2.3保護品種保護價執行力度差,削弱了育種工作者的知識產權保護意識
政府的統一供種有一部分是受過植物新品種保護的品種。眾所周知,在通常情況下,保護品種在價格方面高于市場上一般品種,以體現保護品種價值。但近幾年許多地方在統一供種招標價格上一味控制和降低價格,各品種在價格上沒有大差別。由于保護品種執行保護價格的政策得不到有效落實,品種保護和不保護都一樣,損害了育種者的經濟利益,在一定程度上消弱育種工作者對知識產權的保護意識。
3建議
3.1淘汰老品種,選用優良新品種
統一供種和國家良種補貼政策的根本是提高農民收入,增加社會效益,選用老品種不符合這一根本出發點,不能提高農民收入和社會效益,還影響著新品種、新技術的推廣。優良新品種是高科技農業的載體,是向農民傳播農業成果的種子,是促進農民增收的保障,故選用優良新品種是發展好農村經濟的主要目標之一。
3.2完善價格體制,尊重知識產權
在統一供種招標競價過程中,要保護育種人(單位)的利益,要充分體現知識產權的價值。尊重知識產權區分好一般品種和保護品種的不同,實行一個品種一個價,不斷完善價格機制,實現知識產權應有價值。
3.3以市場為導向,確定育種目標
育種成果最終要走向市場、進入農戶。要以市場為導向,根據市場的需求確定育種工作的目標,不能盲目地搞育種。市場需求什么,農戶需要什么,育種工作就做什么,這是市場運作的不變規律。
統一供種給育種工作帶來了機會,使育種成果能得以迅速推廣,實現育種工作和成果的價值,同時統一供種也給育種工作帶來了挑戰。在當前政策下怎樣搞好育種工作,怎樣使我們的成果能迅速進入市場,使育種成果給農戶增收、社會增效發揮應有作用都值得我們深深地思考。