如何把常規(guī)育種和生物技術(shù)育種相結(jié)合培育新品種
- 教育綜合
- 2024-01-01 17:44:19
現(xiàn)代生物技術(shù)為何應(yīng)與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合
種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈,是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的重要保證。傳統(tǒng)育種是品種改良的基礎(chǔ),現(xiàn)代生物技術(shù)育種可在創(chuàng)造新的育種材料以及提高育種效率上有所突破,必須要雙方結(jié)合起來(lái),才能最大限度地把產(chǎn)品的潛能開發(fā)出來(lái)。 真正要把我國(guó)種業(yè)做強(qiáng)做大,是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程,除常規(guī)育種、生物技術(shù)外,還包括種子資源,三者缺一不可。如何培育植物新品種
一般新品種可通過以下兩個(gè)途徑進(jìn)行培育:
(1)雜交育種雜交時(shí)母本的性細(xì)胞必須具有較強(qiáng)的親和力,因此只能在品種間進(jìn)行雜交,種間雜交大都不能授粉受精,因而得不到雜交種子。雜交時(shí)應(yīng)選擇花型、花色、香味、抗寒、抗病能力等方面表現(xiàn)比較突出的品種做父本,與母本進(jìn)行授粉,獲得既有母本性狀又有父本性狀的雜交種子。雜種第一代播種后長(zhǎng)出來(lái)的花苗,父本時(shí)優(yōu)良性狀多為顯性,因此用雜交第一代種子播種后花苗,和原來(lái)的母本性狀沒有多大區(qū)別。但通過自交授粉產(chǎn)生第二代種子以后再進(jìn)行播種,進(jìn)而培育出第二代雜種花苗,父本的某些優(yōu)良性狀就表現(xiàn)出來(lái)了,如果我們還不滿意,可以用雜種第二代花苗和原來(lái)的父本進(jìn)行回交,直到滿意為止。再?gòu)闹羞x擇出最優(yōu)良的個(gè)體通過扦插、嫁接等無(wú)性方法來(lái)大量繁殖,進(jìn)行推廣和出售。
(2)選擇芽變植物的某個(gè)頂芽或腋芽,在萌動(dòng)時(shí)由于環(huán)境條件的突然變化,或者受到某些化學(xué)元素及放射物質(zhì)的刺激,葉形、花型、花色等都會(huì)發(fā)生變異,這稱為芽變又可叫做枝變。我們選擇那些具有優(yōu)良性狀的芽變類型,用它的枝條通過扦插或嫁接培育出新的花苗,開花以后如果能保持這些優(yōu)良性狀不變,就能獲得一個(gè)新品種。
怎樣利用生物技術(shù)培育抗性品種?
基因工程技術(shù)的發(fā)展為培育抗病蟲害的植物提供了新的手段,從而開辟了植物抗病蟲害育種的新時(shí)代。利用基因工程手段培育抗病蟲害植物品種可克服常規(guī)育種的不足:①它不僅利用存在于植物中的抗病蟲基因,還可以利用某些動(dòng)物、微生物中的抗性基因,將其重組到植物染色體上,并使之在植物體內(nèi)特定地遺傳及表達(dá),從而產(chǎn)生抗病蟲害性狀,因此基因資源非常豐富。②該性狀具有連續(xù)性和整體性,即可控制任何時(shí)期內(nèi)、在植物任何部位(如葉下表面、根等農(nóng)藥難以到達(dá)起作用的部位)發(fā)生的病蟲害。③育種周期短、成本低。④利用基因工程培育抗病蟲植物還具有不污染環(huán)境及抗病蟲物質(zhì)不易被環(huán)境因素所破壞的優(yōu)點(diǎn)。因此,植物抗病蟲害基因工程在國(guó)內(nèi)外受到了普遍關(guān)注,也成為植物基因工程研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。
農(nóng)作物新品種是怎樣培育出來(lái)的?
農(nóng)作物常規(guī)育種是在大面積或大量的植株中進(jìn)行篩選,從中發(fā)現(xiàn)有優(yōu)良性狀的植株后,再逐年培植、逐年篩選,直至得到品質(zhì)優(yōu)良、性狀穩(wěn)定的新品種為止,一般需要3到4代以上的時(shí)間。如美國(guó)伊利諾斯州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場(chǎng),研究選育出的一種玉米,使群體蛋白含量的平均值從10.95%,增加到26.60%,整整耗費(fèi)了70年的時(shí)間!所以說,一位農(nóng)業(yè)專家一生中能夠培育出一個(gè)良種也就很不簡(jiǎn)單了。
常規(guī)育種利用的是自然發(fā)生的突變,稱為“自發(fā)突變”,要很長(zhǎng)時(shí)間才能發(fā)生。人為地利用物理、化學(xué)等因素也可以起基因突變,稱“誘發(fā)突變”,這種突變有可能在短時(shí)期內(nèi)發(fā)生。利用誘發(fā)突變培育良種,稱“誘變育種”。
誘變育種有化學(xué)誘變、核輻射誘變、光誘變等,激光育種屬于光誘變的一個(gè)新的分支。
最簡(jiǎn)單的激光誘變適用于顆粒籽種,如小麥、水稻、谷類、籽播蔬菜類等。其方法就是選用合適的波長(zhǎng)、功率和時(shí)間對(duì)籽種直接進(jìn)行照射,然后播入土壤按常規(guī)方法培育,從中選出有異變特征的植株,以獲得所需的新品種。
比較復(fù)雜的激光誘變育種就要麻煩一些。以西南師范大學(xué)培育甜橙為例,從中我們可以了解到大概的情況。該大學(xué)是從1975年開始用氦—氖、汝玻璃、氦-鎘等激光器對(duì)錦橙進(jìn)行誘變育種的。他們將經(jīng)激光照射的3200個(gè)幼芽,高接于20年生錦橙樹冠外圍斜生層上,對(duì)長(zhǎng)出的初生枝保留基部4至5個(gè)芽進(jìn)行短裁修剪。因?yàn)榇蠖鄶?shù)突變通常都局限在初生枝基部的5至10個(gè)芽?jī)?nèi),1978年高接的枝序結(jié)果后,分別進(jìn)行果實(shí)的品質(zhì)分析和鑒定,從中篩選出變異較大的8個(gè)枝序。1979年從這8個(gè)枝序上取芽,再次高接于18年生的成年結(jié)果的紅桔樹冠外部,獲得激光照射的第二代。1982至1985年逐年結(jié)果,顯示出遺傳穩(wěn)定性。1986年通過鑒定,終于育成了早熟、多糖、少核的甜橙新品種。
激光在培育動(dòng)物新品種的工作中,則是利用了生物遺傳工程技術(shù)。把兩種不同種類的生物細(xì)胞融合在一起,構(gòu)成另外一種新細(xì)胞,就制造出了另外一種新的生物體。如用激光微束給稱為“龍角”的蠶卵細(xì)胞打孔,然后從中注入稱為“黑縞”蠶的某種染色質(zhì)溶液,經(jīng)過孵化培育,就得到了具有特殊性質(zhì)的新品種蠶。