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育种论文:水蜜桃育种信息管理论文
1需求分析
1.1条码制作
1.1.1条码生成
条码内容具有性,包含品种编号、种植位置、流水号等信息,在桃树定植后选择品种、种植基地与田块、垄行号、定植数量等后批量生成。同一位置原则上只能存在一个定植条码,但允许通过嫁接、补种在相同位置上补充新条码。
1.1.2条码打印
数据中心PC端连接控制专业条码打印机制作条码,可在条码生成时批量打印,也可在观察记录中多选打印。条码选用防水防晒抗撕标签材料,树脂碳带打印保障条码内容经久不褪色或模糊。标签在不同位置打上相同标识内容的QR二维码和Code128一维码,可兼容不同手持终端。条码打印后可塑封或直接悬挂在主枝上大约离地面1~1.2m处,便于手持机扫描记录及田间桃树修建及管理。
1.2信息采集
1.2.1育种观察性状记录
水蜜桃考种记录字段达70多个,为了清晰地给每个条码记录这些信息,系统支持字段进行分组管理与显示,通过预定义字段信息采集方式(多项选择、日期选择、输入等),并对性状选择值提供一对一的模式图描述,使其在数据中心PC端和手持智能终端上快捷展示记录。育种图像、录音等媒体信息可在手持终端上现场拍摄录制后同步至数据中心,也可直接在PC端选择媒体文件记录。
1.2.2生产日志信息记录
以日志形式记录水蜜桃生产种植过程中各项农事操作,内容包含时间、基地田块、负责人、具体事项等,可针对多个水蜜桃种植基地镇或集中产区进行规范化统一登记管理,形成完善的水蜜桃生产质量安全追溯信息平台。
1.3信息查询
基于性状字段分组记录机制,育种信息查询支持一个或多个性状字段进行组合搜索,快速显示符合某些具体性状的条码,并可整合基地田块、资源名称、时间范围、条码等进行高级查询。信息查询结果可根据用户所选字段或全部字段导出到相应Excel文件中,便于其他分析利用。质量安全追溯信息则通过微信扫描商品二维条码,查询相关品种选育信息、育种单位、生产种植信息等。
2系统设计与实现
2.1系统架构
系统基于上位机与下位机分布式协同工作方式开发,上位机为运行于一般PC机的数据中心,负责初始化基地田块、资源品种、育种条码等基础数据,收集和存储水蜜桃育种与生产全过程文本、数字、图像、语音等多形式的可追溯信息;下位机为运行WindowMobile等智能操作系统的手持终端,每个终端具有标识,基于上位机预置的数据框架通过扫码条码关联记录各类性状信息,并通过有线连接数据中心上传汇总图文信息。一个上位机可分配管理多个下位机采集的育种信息,即育种人员可多人同时使用多个手持终端分工考种,并保障数据统一标准采集入库。整体系统设计层次鲜明,数据对接融洽,实际操作性好。
2.2数据库设计
从数据功能角度划分,系统包括基础配置信息、育种过程信息、生产日志信息等三类数据。为便于后期数据库同步与备份,系统按“一库六表”的形式设计数据库,即系统配置表config、性状字段表field-Table、育种资源表variety、基地表base、田块表field、观察记录表record、生产日志表log。当上下位机数据同步更新时,系统只需根据所选同步内容进行数据表的清空与批量插入操作。
2.3系统实现
系统程序在MicrosoftVisualStudio2012中基于C#开发实现,数据库采用MicrosoftAccess2008与Sqlite2.0,实现了上、下位机的各类功能。
3结束语
水蜜桃育种与质量追溯信息管理系统的研究与构建,不仅有利于新品种选育性状数据智能化输入和系统化管理,而且通过管理系统功能延伸,能有效实现对水蜜桃生产过程的全程监控和质量追溯,对促进水蜜桃产业的转型升级与可持续发展具有重要意义。
作者:张小斌 吴大军 陈妙金 孙奇男 单位:浙江省农业科学院数字农业研究所 奉化市水蜜桃研究所
育种论文:玉米育种生物技术论文
一、基因工程育种技术途径
例如植物的抗虫、抗病、抗倒、高产、品质等都可以通过转基因技术得以改变。尤其是现代的高科技技术蓬勃发展,转基因技术有着发展的良好环境,相对于其它育种途径,转基因技术可以培育出更多更好的植物品种。另外,所培育的新品种有很好地适用外界环境的能力,能突破不同植株的差异化,使得植株的性能大幅度提高。1983年研究成功后,转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的6770万公顷,有5大洲18个国家的700万户农户种植,其中转基因大豆已占全部大豆种植的55%,玉米占11%,棉花占21%,油菜占16%。当前,玉米的遗传工程研究大多数体现在以下三个方面:一是培育抗病虫害的转基因玉米;二是培育抗除草剂的转基因玉米;三是培育抗旱抗涝、抗寒等转基因玉米。一般来说,玉米转基因技术主要有:载体转化技术指的是玉米通过农杆菌质粒介导的转化系统进行基因的转换。DNA直接导入转化技术包括基因枪法、PEG法、电击法、超声波法等。种质转化技术包括花粉管通道法、子房注射法等。
二、分子标记辅助育种技术途径
分子标记技术在我国的发展尤其迅速,被大范围的应用到玉米自交系的遗传多样性分析当中,对于玉米群体优劣的划分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有着非常重要的意义。另外,在深入进行玉米遗传多样性的研究上,可以为玉米种质资源收集、亲本的选择、玉米种类的划分、基因组建等多方面提供必要的技术和数据支持。与此同时,分子标记技术的应用,可以帮助基因在改善玉米的杂种优势预测方面的科研工作有所突破,避免由于玉米的先天遗传方面的不足带来的低产效应,给玉米的品种的培育提供了更为品质的品种资源。在实际的玉米自交系遗传变异研究中,分子标记可以更好地进行杂种优势群的划分。相对于玉米自交系纯度,分子标记育种技术的方法可以更为、简单易操作,保障玉米自交系纯度质量。指纹图谱是分子标记技术在玉米育种上的显著应用,可以通过指纹图谱建立植物品种的汇总。同时,分子标记技术可以更为的区分先天遗传差异较小的植株,使得培育的技术更为,并且分子技术培育被广泛应用于植物新品种保护领域。目前,我国在玉米新品种保护方面也已经取得不小的成就,逐步建立起自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库。数据库的好处是更为方便鉴定植物基因类型,尤其是一些并未有被记录在指纹图谱中的品种分类。作为结果,分子标记技术可以为更好地监测玉米育种群体的遗传多样性提供必要的数据支持,也为育种专家如何选择品质的杂交组合提供理论依据。
三、结语
综上所述,生物技术的应用与发展为玉米育种带来了新的生机与活力,通过生物技术的应用可以培育出更品质的玉米品种,对玉米常规育种技术来说是很好的补充。同时,生物技术在玉米育种中的应用势必会带来育种水平的提高和突破,能协调好常规育种同生物技术两者的相互关系。只有两者相互结合,相辅相成,才能促进玉米育种在原有的基础上培育出更多的品种。这就要求一定要实现常规育种和生物技术的统一,拓宽玉米育种的新途径,为我国的农业生产奠定坚实的基础。
作者:刘敏
育种论文:菘蓝育种论文:生物科技在菘蓝育种的运用探究
本文作者:程春松1,2彭代银1黄和平1郭友平1作者单位:1安徽中医学院药学院2中国中医科学院中药研究所
基本检测技术的应用
现代生物检测技术在药用植物的基源鉴定研究、转基因育种等各方面都有着广泛的应用,在菘蓝的育种研究PCR及RT-PCR技术、SouthernBlot分析、RAPD技术在外源基因检测、抗性基因的检测中取得了良好的效果。
1PCR及RT-PCR技术:1985年,KaryMul-lis发明了PCR技术,引用到药用植物育种研究中,可以通过分离植物基因来鉴定中药中的目的基因以及DNA指纹图谱研究。许铁峰等[11]为了验证外源基因是否转入植物细胞内,对抗生素抗性植株进行了PCR检测,对转基因菘蓝利用农杆菌介导外源半夏凝集素基因进行RT-PCR分析,由于PCR只能证明在转基因植株体内存在外源目的基因片段,而不能确定外源目的基因片段已整合进植物基因组,且PCR可能存在假阳性结果,因此通常配合采用SouthernBlot分析验证。
2RAPD与扩增片断长度多态性技术:1990年代提出RAPD技术,该技术现已广泛地应用于生物的品种鉴定、系谱分析及进化关系的研究[16]。陈桂平等[12]选取同一个无性系植株及其亲本进行RAPD分析,得出结果无性系植株的遗传背景一致性很好,但也发生了DNA水平的变异。这项工作为进一步分离抗性基因和培育抗病品种打下基础。相对于RAPD技术,AFLP技术与之相类似,它是一项新的分子标记技术,能检测10倍的轨迹,并且可以检测任何DNA。
染色体研究技术的应用
药用植物染色体研究是分子生物学的基础研究,主要是包括总DNA的提取、染色体制片技术、核型研究以及其结构分析。
1菘蓝总DNA的提取:核酸样品质量将直接关系到实验的成败,所得的DNA应达到满足试验要求的量和纯度。陈桂平等[12]运用的菘蓝总DNA提取方法是采用改良的十二烷基磺酸钠微量提取法提取DNA。丁如贤等[10]采用改良十六烷基三甲基溴化胺法提取总DNA。CTAB是阳离子去污剂,可以很好地去除多糖,因此对于植物DNA的提取具有较高的广谱性,而SDS是阴离子去污剂,对多糖含量高的植物样品效果比较差。
2染色体制片技术:菘蓝染色体很小,因此,在测量长臂和短臂时,难以确定长、短臂的分界线,只有制作染色体分散、染色体分开,而着丝粒未分开的染色体标本,并把染色体相片尽量放大,才能较地确定着丝点的位置,使数据[17]。杨飞等[18]在大麦、玉米染色体研究中多采用去壁低渗火焰干燥压片法,该方法简单易行,适合植物染色体制片。
3核型研究:核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型,是染色体数目、大小、形态特征的总和。核型研究就是在对染色体进行测量计算的基础上,进行分组、排队、配对,并进行形态分析的过程。杨飞等的报道[18]表明:菘蓝的核型公式为2n=2x=14=10m(2SAT)+4sm,菘蓝核型的对称等级为2A,是一种比较对称的核型。鹿萍[17]报道二倍体染色体数为14条,核型公式为2n=2x=14=14m,四倍体染色体数为28条,核型公式为4n=4x=28=28m。以上研究基本确定了菘蓝染色体的数目、大小及形态特征。
4染色体分析:随着分子细胞遗传学技术的进步,荧光原位杂交技术被广泛应用于染色体识别和分析[19]。45SrDNA和5SrDNA是编码核糖体rRNA的基因,参与构建核糖体,已被作为十字花科核型进化分析及比较基因组学研究的重要细胞学标记[20]。杨飞等[18]为了深入研究菘蓝的分子细胞学特征,以45SrDNA、5SrDNA和端粒序列为探针,对菘蓝有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交实验,建立菘蓝荧光染色体核型。为菘蓝分子细胞遗传图谱的构建提供了必要依据。
组织培养技术
组织培养技术是药用植物育种过程中一项基本技术。客绍英等[21]以菘蓝幼叶为外植体,对其诱导培养过程中细胞启动、脱分化、组织分化和器官(芽和根)发生,进行了石蜡切片观察和分析。李连华等[22]以菘蓝愈伤组织为试验材料,分析比较了不同培养基对菘蓝愈伤组织增殖和分化的影响。此外张胜珍等[23]用纤维素酶和离析酶的混合酶液提取菘蓝无菌苗幼叶原生质体,他们探索了菘蓝原生质体分离和纯化的条件,为菘蓝的细胞工程育种做出了有效的探索。
育种论文:葡萄育种论文:国内葡萄育种探究
本文作者:陶然1,2王晨1,2房经贵1,2上官凌飞1,2冷翔鹏1,2张彦苹1,2作者单位:1南京农业大学园艺学院2江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心
葡萄育种情况分析
迄今,我国葡萄育种途径方法主要是实生选种、杂交育种、芽变选种、人工诱变育种等(图2)。其中杂交育种是最为常用也是最为成功的育种手段,在我国育成的优良品种中有68%来源于杂交育种。
1实生选种
国内古老葡萄品种和地方品种,如无核白、牛奶、龙眼、和田红、木拉格等,都是来自天然授粉的种子。在我国育成的品种中,实生选育的品种占10%。巨峰系葡萄品种多属于自交结实类型,较易获得变异的实生后代[7]。在广泛栽培的葡萄品种中,有较多是通过巨峰系实生选育的品种,它们既保持了巨峰品种的优良特性,又变异产生了不同成熟期、不同果皮颜色的葡萄品种[8-9]。
2杂交育种
随着遗传育种理论的发展,我国育种工作者根据育种目标有目的地选择选配杂交亲本,广泛开展了葡萄杂交育种工作。据统计,我国运用杂交方法已成功育出73个优良葡萄品种,以鲜食品种最多,共54个品种,占所有优良鲜食品种的61%;酿酒品种15个,占所有优良酿酒品种的88.2%;育成的3个砧木品种、3个制汁品种和制干、制罐品种也都是利用杂交方法选育而成的。可见,杂交育种是我国葡萄育种中极为成功的方法,这些育成的品种性状优良,不乏广泛栽培品种。如我国早期育成的鲜食品种早玛瑙、凤凰51号、紫珍香等,近年来通过审定的酿酒品种如左优红、北冰红、北红等酿造的酒质好,抗病、抗寒性强。
3芽变选种
通过芽变获得的葡萄品种往往保持了亲本的综合优良性状,并且使亲本的个别不良性状得到了修缮。我国利用该方法培育出22个优良品种,占育成品种总数的20%。例如奥林匹亚芽变中选育出的户太8号,其保持了亲本早熟、鲜食品质好、耐旱性强的优良性状,并且其抗病性、果粒大小均匀性、不裂果等特性都超过了亲本[10]。
4人工诱变育种
迄今,葡萄诱变育种多是采用化学诱变方法。人工选择的优良葡萄亲本经过诱变处理后,产生两种变化:一是植株倍性发生变化,二是葡萄的个别基因发生突变,这都加速丰富了葡萄新种质。陈俊等[11]1991年就开始以瑰宝种子为试材,进行了秋水仙素诱导试验,3年共获得了253份多倍体材料,有效平均诱变率高达10%以上;后来又将二倍体瑰宝分别与二倍体早玫瑰、秋红的杂交种子用秋水仙素进行诱变处理,筛选出了品质四倍体新品种早黑宝和秋黑宝,其大粒、浓香味甜的性状深受消费者和种植者青睐[12-13]。孙绍宾[14]、罗耀武[15]、卢炳芝[16]等采用秋水仙素诱变也获得了四倍体葡萄新品系。吴伟民等[17]用秋水仙素处理金星无核葡萄,获得了短节间突变体3-2D-05,这一突变体的获得有望为葡萄的设施栽培提供短枝型新品种。
5生物技术育种
传统有性育种把许多优良性状在较短时期内集中在一个葡萄品种上非常困难,需要先进的技术和配套的学科理论达到培育出抗逆、抗病、高产、质优的葡萄新品种的目的[18-19]。20世纪70年展起来的现代生物技术给植物品种的改良带来了一场革命,如今,生物技术的发展和应用已渗透到葡萄遗传育种的各个领域。基于细胞组织培养的胚挽救技术[20],使无核品种作母本杂交培育三倍体无核新品种、克服远缘杂交障碍成为现实[21-22]。我国在运用该技术方面取得了重要成果,上海市农业科学院林木果树研究所将二倍体品种作母本同四倍体品种杂交,杂交胚经离体胚挽救培养,成功培育出沪培1号和沪培2号这两个优良新品种[23-24],从而推动了南方无核葡萄的栽培。DNA分子标记是目前发展最为迅速的一类遗传标记,在葡萄遗传育种方面,随着分子标记技术的不断完善和发展,DNA分子标记已在葡萄品种鉴定[25]、遗传多样性和亲缘关系分析[9]、遗传图谱构建[26-28]、重要性状分子标记辅助选择[29-31]等方面得到了广泛的应用,这将大大提高人们对葡萄遗传分析的性和选育种的效率,加速葡萄育种进程。在葡萄遗传改良中,转基因技术克服了工作量大、随机性高等不足,能快速且有目的地对目标优良性状进行修饰,使其具备或富集所需的目的基因,因而近些年来逐渐成为了葡萄育种研究的热点。经过育种学家们的多年努力,利用转基因技术进行育种现已取得了很大进展,不但在许多葡萄栽培品种、杂种及砧木品种中成功地建立了再生体系[32-33],转入的基因也由过去的报告基因扩展到抗病虫和抗毒素等基因[34-36]。我国应用生物技术起步较晚,但随着果树分子生物学和生物技术的发展,我国科研人员不断开展深入研究,技术不断成熟,将有助于加快葡萄育种进程,推进更多葡萄新品种的育成。
重要葡萄品种亲本来源类型及育种效果评价
1重要葡萄品种亲本来源和利用
我国葡萄育成品种的亲本材料主要包括国外引进品种、我国自主选育品种、我国野生葡萄资源和我国古老的栽培品种。这些育成品种的亲本最初来源多是经杂交育成,亲本由杂交而来的品种数占到了育成品种总数的85%以上。另外,在常用亲本材料参与育种方面,采用杂交育种方法育成品种数最多,占育种总数的77.8%,而实生、芽变、诱变方法运用较少(表2)。在我国育成的优良品种中,以玫瑰香、巨峰和莎巴珍珠3个品种做亲本材料的利用率居前3位,直接利用它们做亲本或其衍生品种做亲本育成的品种数分别占育成品种总数的35.2%、22%、20.4%。玫瑰香具有浓郁的玫瑰香味,在培育鲜食和酿酒葡萄品种中利用其做亲本可获得浓香型的葡萄新品种[37];巨峰具四倍体大粒、适应性强等优良性状,可培育大粒鲜食品种[8];莎巴珍珠是极早熟品种之一,将其作为育种的亲本材料可实现早熟和无核葡萄品种的选育[38]。这3个品种以优良的特性和优异的品质不但在生产上较为广泛栽培,而且为我国培育出了较多的优良新品种(系),成为了我国葡萄育种的骨干亲本。在早期培育的含有这3个骨干亲本血缘的衍生品种中,有的又作为新育种计划的直接亲本,如沈阳玫瑰、香妃、京亚、京早晶、紫珍香、郑州早红等,使葡萄品种不断改良发展,骨干亲本也不断丰富。同时,这从另一方面也反映了我国葡萄品种遗传基础比较贫乏,较为单一的骨干亲本又会导致葡萄品种遗传多样性的日益耗失。
2抗性材料的利用
我国富有野生葡萄资源,它们是抗寒、抗病育种的优良亲本材料,如山葡萄、毛葡萄、蘡薁葡萄和华东葡萄[39-40]。以这4种野生葡萄作为亲本材料,利用山葡萄种内杂交选育出双丰和双红,利用山葡萄、毛葡萄、蘡薁葡萄、华东葡萄分别与欧亚种杂交获得的北醇、凌优、北丰、华佳8号等13个葡萄品种分别应用在酿酒、制汁和砧木上,抗病性和抗寒性均强。在抗虫方面,我国首先利用了原产于美国的具强抗根瘤蚜和根结线虫特性的野生河岸葡萄,利用含有其血缘的材料做亲本杂交,成功选育出了抗砧3号和抗砧5号。我国对野生葡萄资源抗根瘤蚜和根结线虫的研究还刚刚起步,张化阁等[41]研究发现我国野生燕山葡萄高抗根瘤蚜,今后可作为抗根瘤蚜砧木的重要种质资源。
3品种结构及应用情况
葡萄品种按用途分类,主要分为鲜食、酿酒、制汁、砧木、制干、制罐等六大类。在我国经审定、鉴定的108个葡萄品种中,鲜食品种88个,酿酒品种17个,制汁品种8个,砧木品种3个。鲜食葡萄在我国育种历史较长,每个年代育种比重都在增长,20世纪90年代达到高峰(见图1)。中国科学院植物研究所育成的京亚、京秀、京玉、京优、京早晶5个早熟鲜食葡萄品种在全国21个省、直辖市、自治区累计栽培面积曾达49373hm2[42]。其中京早晶的品质和外观优于新疆无核白,是鲜食、制干、制罐的良种,在新疆栽培面积较大。20世纪80年代兴起的“巨峰热”带动了葡萄产业的发展,我国选育的巨峰系葡萄品种瑰香怡、夕阳红、醉金香、无核早红等在南北方也得到了推广,奠定了我国栽培欧美杂交种鲜食葡萄的基础。随着鲜食葡萄栽培的多元化,我国培育的凤凰51号、紫珍香、红双味、爱神玫瑰、京秀、巨玫瑰等23个品种和京香玉、京翠、紫地球等12个品种分别成为促成栽培和避雨栽培的理想品种,这既延长了葡萄鲜果供应期,保障了葡萄成熟期果实的品质,又使我国南方主栽欧美杂种,成功推动了欧亚种葡萄的栽培。我国早期培育的北醇、北玫、北红等抗寒酿酒品种,在冬季-25℃低温下均无需下架埋土防寒,且其酒质、出汁率、产量、扦插成活率均优于亲本山葡萄,受到了酒厂和栽培者的欢迎。其中北醇既抗寒又耐湿、抗病,推广总面积曾达到6600hm2[2]。近些年西欧酒用品种受到酒厂和栽培者的青睐,如着色香、芽变品种户太九号和户太十号等。由于人们生活水平不断提高,对葡萄汁的需求加大,近几年来北丰、北紫、北香专用制汁品种为我国有机葡萄汁的生产开辟出一条途径。我国葡萄生产长期以来以品种自根系繁殖为主,葡萄砧木研究起步较晚,致使生产中选用的葡萄砧木品种多为从国外引进,缺乏我国自主选育的优良砧木品种[43-44]。华佳8号是藤稔葡萄理想的砧木品种,它的育成首次向南方提供了实用价值的砧木;由于国外品种的频繁引进,不可避免地将根瘤蚜、根结线虫也一同引入国内,这使得我国育种者加大了对培育抗根瘤蚜和根结线虫的重视,新品种抗砧3号和抗砧5号填补了我国自主培育多抗砧木品种的空白。近年来我国育成葡萄新品种的速度逐渐加快,但育成的可在全国范围内推广甚至取代国外引进品种的优良品种仍很少,致使我国葡萄品种与国外品种相比尚缺乏竞争力。
总结与展望
回顾我国葡萄品种的育种历程,我国育种工作者已经付出了很多努力,选育研究单位也由过去的几个国家(或地方)科研院所扩大到了有育种能力的企业、高校或个人,选育出的品种也受到了广大果农和销售商的欢迎,这对我国葡萄生产发挥了积极的推动作用。今后在应用不同的育种方法进行葡萄品种选育时,应加大对我国葡萄品种资源的开发利用,对国外葡萄品种有选择地加以利用,尽可能地丰富我国的葡萄品种遗传基础,培育出商品性状突出、适应多种育种需求的优良葡萄新品种。与此同时,我们也可以看到,很多表现优良的葡萄品种虽经过了严格的鉴定、审定程序,达到了推广的条件,却得不到充分的推广利用,被国外引进的新品种所取代,渐渐沦为地方品种甚至被淘汰。造成这种问题的关键在于我国培育品种的综合性状还难以与国外的葡萄品种相媲美。因此培育拥有我国自主产权的葡萄品种还有很长的路要走。同时,加大对我国自主选育品种的保护意识,加强对自主选育品种的宣传力度,也是目前我们需要做的工作。值得我们期待的是,随着葡萄基因组测序的完成,越来越多的葡萄基因的结构、功能和调节机理被阐明[45-46],葡萄遗传育种将会得到进一步的发展,应用生物技术将会成为葡萄育种的重要途径之一。
育种论文:猕猴桃育种生物技术论文
1基因枪法
该方法是一种将外源DNA包被在金粉或钨粉微粒表面,在高压作用下轰击受体细胞或组织而达到稳定转化的方法[16]。Qiu等[62]报道了利用基因枪法成功将CaMV35S转录DHN1基因导入到美味猕猴桃悬浮细胞中。在猕猴桃遗传转化中,也有利用PEG介导法的成功报道,朱道圩等[63]成功的利用该方法将绿色荧光蛋白基因(GFP)转入到了软枣猕猴桃原生质体中。成功获得转基因植株的一个基本条件是选择的植物细胞类型或者外植体可区分整个植株。研究表明,幼叶、叶柄和茎尖组织已被成功用于猕猴桃转化中。一般情况下选择的外植体越幼嫩更容易获得再生植株,而Han等[51]在软枣猕猴桃研究中发现,如果选择太幼嫩的外植体,农杆菌共培养后会出现坏死和褐变现象。因此,有研究者提出要保持猕猴桃外植体在农杆菌共培养条件下的活性和耐性,每3-4周进行体外继代培养必不可少[60]。MS基础培养基也被成功的用于猕猴桃愈伤组织诱导和植株再生[28]。植物生长激素和细胞分裂素的使用主要取决于外植体材料。例如,Fraser等[54]研究发现在中华猕猴桃组织再生中,加入0.1mg/L的噻苯隆(TDZ)和10mg/L的激动素再生效果要明显优于其他细胞分裂素。Wang等[60]研究发现在加入了2mg/L玉米素和3mg/L的BAP培养基中,可以获得更高的毛花猕猴桃再生芽。Kim等[47]利用包含0.001mg/L2,4-D和0.1mg/L玉米素的1/2MS培养基获得了美味猕猴桃再生芽。
2猕猴桃育种进展及其方法
2.1猕猴桃育种主要进展
据统计,截止到2013年,全球猕猴桃面积约为17万hm2,产量242.80万t(数据引自第八届国际猕猴桃会议资料)。从1978-2013年,我国猕猴桃种植面积从不足1hm2增加到了11万hm2,截止到2013年我国猕猴桃年产量达到约123.63万t。这些数据说明由于育种家的多年努力,猕猴桃主产国的栽培面积和产量在继续提高。我国猕猴桃育种取得的新进展主要表现在2个方面:(1)主栽区育成一批优良的新品种,实现了国外品种长期主导我国猕猴桃产业的局面。根据相关文献统计,主要美味猕猴桃品种有(陕西)秦美、(湖南)米良1号、(湖北)金魁、(江苏)徐香、(贵州)贵长、(陕西)翠香、(河南)华美2号、(陕西)金香、金硕(湖北)、(湖北)鄂猕猴桃4号(、河南)中猕1号(、安徽)皖翠(、陕西)秦翠(、四川)川猕1号、川猕2号(、河南)蜜宝1号。主要中华猕猴桃品种有(湖北)金桃、(四川)红阳、(陕西)华优、(湖北)金艳、(湖南)翠玉、(湖南)丰悦、(江西)早鲜、(江西)魁蜜、(江西)金丰、(湖南)楚红(、湖北)武植3号、(四川)金什1号(、湖北)金怡、(湖北)鄂猕猴桃3号、(湖北)金早、(湖北)鄂猕猴桃3号(、湖北)金阳1号、金农1号及(四川)川猕3号和川猕4号。主要雄性授粉品种有(新西兰)汤姆利、(新西兰)马图阿、(湖北)磨山4号及(湖北)超红。其他种猕猴桃品种有:毛花猕猴桃品种‘华特’、软枣猕猴桃新品种‘宝贝星’(四川)、黑蕊猕猴桃新品种‘红宝石星’(河南)和大籽猕猴桃新品种‘金铃’(湖北)。在我国大面积栽培的国外品种有海沃德(新西兰)、布鲁诺(新西兰)、Hort16A(新西兰)[1,64,65]。自1978年以来我国选育出了近100多个猕猴桃优良品种(品系),实际上大面积推广栽培的品种很少。截止到2011年,栽培面积占到全国5%的品种仅有红阳、徐香、秦美和金魁4个[1]。总体来说,大面积推广栽培的品种主要表现是产量和品质较高,而最突出的特点是生态适应性广。(2)育种目标趋于多元化发展。例如,传统的猕猴桃以绿肉果实为主,近年来黄肉和红肉猕猴桃逐渐受到消费者青睐,用中华猕猴桃和毛花猕猴桃杂交育成的黄肉品种‘金艳’已经成功进入欧洲和南美市场;另外,也培育了供观赏的品种,如‘江山娇’和‘满天星’[66]。猕猴桃育种中还存在许多较为突出的问题。总体上可以概括为:育种单位多,组织形式不合理,缺乏有效协作和必要的合作,材料和信息交流不畅通,严重影响了我国猕猴桃大品种和产业的发展水平。具体表现在以下几个方面:一是育种方法和品种单一。目前我国育成的这100多个新品种(系)中,约有95%以上的品种是通过野生、实生选优方法育成的;另外,这些品种中基本上以美味猕猴桃和中华猕猴桃为主,涉及到其他猕猴桃种的很少。二是生物技术应用慢,针对特定性状的分子标记很少,分子标记的开发与猕猴桃育种目标结合不紧密,尚未建立起为育种服务的生物技术平台,标记辅助选择育种技术没有真正在新品种培育中发挥作用。三是新品种审定应进一步规范化。近30多年来全国共育成审定品种数量很多,但大多数品种基本上都是处于“昙花一现”的困窘,真正能够在生产上推广栽培的品种寥寥无几;另外,这些审定的品种中对抗病性(特别是抗溃疡病)等基本上都缺乏鉴定结果,直接影响了品种的推广寿命。
2.2育种方法和育种路线浅析
现有的猕猴桃育种方法主要有:野生选优、实生选优、芽变选种、杂交育种和渐渗育种等[1]。现阶段,我国猕猴桃育种仍然以野生选优和实生选优为主,利用这些方法培育出的品种为推动猕猴桃产业发展作出了巨大的贡献,如秦美、金魁和金桃等;通过实生选优培育的品种有海沃德、红阳、徐香和华优等;也有经过种间杂交育成的品种,如金艳[64]。野生和实生选优存在育种周期长,同时是建立在大量野生资源收集基础上的。因此,如何将野生和实生选优与分子生物学技术结合起来,加速育种进程和定向性是急需解决的一个问题。另外,种间杂交在猕猴桃育种中应用也较多,该方法可以将感兴趣的野生物种农艺性状通过杂交转育到栽培品种中[67,68]。目前已有许多猕猴桃实现了种间杂交育种,主要包括中华猕猴桃、软枣猕猴桃、黑蕊猕猴桃、大籽猕猴桃(A.macrosperma)和狗枣猕猴桃等[36,38,67-75]。某些物种杂交后代虽然由于受精障碍无法获得可育种子,但在猕猴桃种间杂交中已成功获得了一些优良性状,如实现了红色和黄色果肉、高含量VC、绿色和无毛果皮、高含量的可溶性固形物、花结构和颜色[67,68,70,71]。例如,Hirsch等[36]配置了4个种间杂交组合:狗枣猕猴桃×中华猕猴桃、葛枣猕猴桃×对萼猕猴桃、软枣猕猴桃×葛枣猕猴桃、狗枣猕猴桃×美味猕猴桃,流式细胞分析检测结果表明在这些物种间存在广泛的种间可杂交性。近年来,利用体外染色体加倍技术进行育种的研究也有报道。如Wu等[37]利用秋水仙素离体加倍中华猕猴桃染色体进行育种,这是首次成功的将秋水仙素用于猕猴桃多倍体诱导育种研究中,结果表明加倍效率主要受体外培养基和秋水仙素浓度的相互作用。Wu等[76]报道了自然四倍体和人工诱导四倍体中华猕猴桃染色体减数分裂中的配对行为,指出二倍体种质资源可用于四倍体猕猴桃育种中。也有利用其他方法培育新品种的报道,如Mavromatis等[19]从猕猴桃品种“海沃德”中利用系统的孢子体选择方法选育出了一个新品种。合理科学的育种理论和方法对指导猕猴桃育种工作具有重要的意义。基于现阶段相关研究进展,我国猕猴桃的育种方法可以分为:传统育种和现代育种。(1)传统育种即选择具有特定性状的杂交亲本进行人工杂交育种以培育具有某种新性状的优良品种或者经过野生选优和实生选优培育新品种,如Atkinson等[77]对毛花猕猴桃利于剥皮的这一特性进行了分析,并将其用于常规杂交育种实践中;(2)现代育种,也可称为快速育种技术,主要是利用现代生物技术进行标记辅助选择育种,并借助生物统计学进行亲本、后代的有效选择和评价基因型和环境相互作用的影响,如黄宏文[1]提出的猕猴桃基因渐渗育种就是现代育种技术的一个范例。如在自然资源不具优势的新西兰和意大利等猕猴桃主产国,其新品种选育大多采用了大量的人工杂交设计育种程序和分子标记辅助选择育种[1]。例如,Gill等[8]利用RAPD分子标记开发了用于猕猴桃性别决定鉴定的序列特异性扩增区(Sequence-characterizedamplifiedregion,SCAR)标记,这些标记可以用于猕猴桃标记辅助育种选择中,如对杂交后代在苗期剔除雄株,当作为授粉树时用于选择雄株,或者用于确定种植群体的一个合理的雌雄子代比率。从育种路线上可以分为:抗逆育种、品质育种和砧木选择育种等。(1)抗逆育种具体包括抗病、抗旱、抗寒和抗热等育种;(2)品质育种主要包括果实大小和形状、果面毛被、果肉颜色、果实质地、果实风味和营养成分等。基于以上育种方法体系,适应于我国猕猴桃产业发展的育种策略和育种目标可以概括描述为:“以猕猴桃野生种质资源收集和评价为中心,通过传统育种和现代分子生物学技术相结合的方法,培育满足消费者和市场需求的具有新性状的优良品种为目标”。在具体育种实践中可考虑利用的现代技术包括:染色体重组调控、细胞选择、原生质体融合、倍性操作和胚胎培养等(www.plantandfood.co.nz)。此外,新一代测序技术如转录组测序和SLAF-seq技术对分子生物学的研究发挥了巨大的作用,我国猕猴桃野生资源丰富,利用新一代测序技术进行各种优异资源开发,建立大规模的基因组数据库,可加速育种进程,为培育转基因新品种提供丰富的基因资源[78,79]。
3展望
猕猴桃因其富含丰富的营养,已成为人们青睐的水果。而品质的猕猴桃新品种是实现其高品质的保障。因此,针对重要性状的多目标育种应是今后相当长时期内猕猴桃产业发展亟需解决的重要任务。
3.1加强我国野生猕猴桃种质资源的收集、鉴定、评价和利用
野生种质资源中包含着丰富的优异基因,是一个巨大的天然“基因库”,也是新品种选育的主要材料来源。目前主栽的猕猴桃品种基本上都是利用野生资源选育的,如海沃德和秦美。猕猴桃野生种质资源可以考虑从以下几个方面着手开展工作:一是加强野外资源调查工作。野生种质资源调查应是育种工作者坚持的一项常规性工作,当前更多的青年研究者热衷于从事实验室和分子研究工作,而往往忽视了野生资源的收集与利用;二是加强开展野生资源多目标评价筛选和优异基因的发掘。对野生资源的利用不能仅仅局限于品种选育方面,如在以往的抗逆性资源筛选和转基因研究中,选择的研究材料多集中在栽培品种中,将抗逆资源筛选和抗逆基因发掘的重点放在野生植物上更为可行,因为这方面的抗逆资源更为丰富、抗性更强,而且与栽培品种相比,这类野生植株存活需求是及时位的,产量品质是第二位的,生态生理效益在先,只要生存下来,就有机会实现其栽培经济目标。具体来说,在猕猴桃研究中,可从野生资源中鉴定筛选抗旱、抗寒砧木,利用抗猕猴桃溃疡病材料进行抗性基因发掘,为培育转基因品种奠定夯实的材料基础。
3.2加强猕猴桃特异资源的种质创新
通过植物基因工程、种间杂交、胚挽救和花药培养等方法可以实现新种质创新。特别是以猕猴桃野生近缘种为供体,与栽培品种杂交,同时利用“高代回交法”,可以将近缘种中的优异目标基因快速转移到栽培种中。目前,猕猴桃分子研究的目标性状多集中在果实风味、香味、成熟和颜色上;另外,由于溃疡病的大面积爆发,近年来在猕猴桃溃疡病方面的研究也越来越多,而对抗逆性状的研究相对较少。另外,猕猴桃雄性授粉品种特异资源的培育也是一个研究重点,利用野生资源进行雄性品种选育需要注意几个问题:一是选择树体健壮,花量大,花母枝开花数量多,每朵花含有的花粉粒多,花粉发芽率高,花期长的资源;二是选择多种倍性的雄株,以保障与雌性品种的配套,并开展多种雄花与栽培品种的花粉直感效应研究,为生产上栽培品种提供的配套雄株;三是在筛选猕猴桃主栽品种专用授粉雄株的基础上,开发花粉加工专用设备组装形成生产线,建设花粉生产工厂。如本单位已经研制出了猕猴桃雄株花粉加工专用设备、制定了花粉生产工艺、生产技术标准、辅助授粉器,该项目成果已在生产中进行了广泛的推广应用。
3.3加强基因组学技术在猕猴桃育种中的应用
生物技术育种取得的系列研究进展,特别是中华猕猴桃‘红阳’基因组测序成果的发表,为实现分子标记辅助选择和不同猕猴桃种质资源有利性状的基因渗入培育新品种奠定了基础,加速了猕猴桃分子育种的进程,给猕猴桃育种提供了新的发展机遇。在猕猴桃基因组学育种实践中,建议可考虑以下几方面工作:(1)功能标记是可用于育种工作的一种理想标记,功能标记的开发是以克隆基因序列、标记与特定性状的关系为前提的,该标记可用于亲本鉴定、育种后代材料的基因检测以及分离世代抗病性和品质性状的选择;(2)利用基因标记开展聚合育种,如聚合抗溃疡病或褐斑病的基因,以增加品种的多抗性和持久性;(3)利用流式细胞仪开展倍性育种,利用不同倍性亲本杂交可以提高结实率,不同杂交组合的杂交亲和性与亲本的基因型有关,特别是母本的基因型,因此在杂交后代进行倍性鉴定开展早期定向选择育种是非常有意义的。
3.4加强猕猴桃生态学研究
生态学是一个广义的概念,而猕猴桃生态学属于相对狭义的范畴,其可以描述为野生猕猴桃种质资源赖以生存的自然生态环境,以及猕猴桃栽培品种适生的气候和土壤等生态环境因子共同构成的一个综合体。随着猕猴桃品种的多样化发展,对新培育品种的生态适应性提出了更高的要求;另一方面,随着全球气候的变暖,水涝灾害时有发生,加上水肥的使用不合理,进一步阻碍了猕猴桃产业的快速发展。因此,提高猕猴桃果园水肥利用效率,实现在现有面积上通过改变果园微生态环境提高其生物学产量是一个亟需研究解决的新课题。相比于苹果等大宗果树而言,猕猴桃科学研究起步相对较晚,研究深度也较浅。今后可考虑从以下6个方面、系统、科学的加强猕猴桃基础研究:(1)种质资源和分类:如野生猕猴桃资源调查及其在杂交育种中的应用、特异资源的遗传多样性和种群遗传结构、多倍性遗传多样性及在品种保护中的利用;(2)营养和生理:如微量元素等喷施对猕猴桃品质的影响、土壤障碍因子对果树产量的影响、果实软熟期果皮形态特征变化、淀粉累积和糖分代谢特征;(3)遗传和育种:倍性遗传与多倍体育种、远缘杂交育种选育目标性状新品种、修剪方法对果树光合和果实特征的影响;(4)采后生物学:如外源激素(乙烯和臭氧)对猕猴桃果实储藏期及其蛋白质组的影响;(5)抗虫和抗病:如猕猴桃抗溃疡病、根腐病和病虫害控制;(6)生产、管理和市场:春季修剪时间对猕猴桃产量和质量的影响;溃疡病对猕猴桃企业的影响。
作者:井赵斌 雷玉山 李永武 单位:陕西省农村科技开发中心 陕西省西安猕猴桃试验站 陕西省汉中猕猴桃研究所
育种论文:育种特性论文:农作物育种的特性及办法透析
作者:陈春燕 唐莎 李晓 单位:四川省农业科学院农业信息与农村经济研究所
农作物育种科技查新技巧
查新委托查新人员要向委托方详细了解课题情况,讨论理解项目主题,形成科学技术要点和查新点,密切配合用户填写查新委托书,并提交育种背景材料、选育品种突出的性能指标、关键育种技术等有关技术资料,弄清委托查新项目的真正内涵。文献检索对委托项目进行概念分析,选定正确的关键词,构造检索式,制定合理的检索策略。确定检索范围,包括数据库的选择和检索年限的确定,在查新实践中,外文数据库主要选择Agris和CABI农业专业数据库,中文数据库主要选用中国知网、万方数据库、重庆维普数据库、中国专利数据库和国家成果数据库等;此外,经常利用百度、学术谷歌等搜索引擎工具,必要时还采取手工补充检索与查新项目相关内容的现刊和文件等纸质版资料,以防漏检。检索年限一般从委托之日起前推10、15年以上。检索结果过多或过少时,须调整检索策略,重新检索,保障检索项目尽可能查全、查准。对比分析针对查新项目列出的各项指标,与不同地区高产、稳产、品质、高效品种进行比较,筛选出密切相关文献和相关文献,密切相关文献要获取全文,相关文献则取其摘要。由于农作物育种的地域性,除了比较不同地域的相关文献外,还需与同一地区的常用品种进行比较。与此同时,充分利用四川省农业科学院专家学者资源,对某些育种关键技术和指标的确定展开咨询,获取相关领域专家的智力支持。撰写报告以检出的相关文献为背景,客观、公正、、清晰地列出所查项目与同类项目之间的异同点和新颖性,撰写查新报告结论。通常情况下,作物育种查新项目主要包括品种的适宜性、育种方法、植物学特征、籽粒品质、抗病性及产量等内容。在出具正式查新报告之前,必须先将初步结论与委托方商讨,以达成共识。修改时要慎重,如果原报告确有重要遗漏或者表达不当,可给予补充和修改,不宜随意增加特点,不用或慎用评价语。审核归档查新报告初稿完成后,由查新审核员对项目进行审核,包括审核项目的查新点、检索策略、相关文献和查新结论等内容,查新审核员由具有副研究员以上职称的专家承担。经查新审核员审核通过的项目方可出具正式查新报告。与委托方完成查新项目交接后,还须建立查新档案,便于查询、总结和积累科技查新经验,以提高查新质量和工作效率。
科技查新对农作物育种的积极作用
在从事查新实践中,笔者始终面向农业科研、教育、企业的科技人员,为四川省农业科学院及其他农业高校、科研部门及农业企业的科研立项、成果鉴定和奖项申报等提供服务,内容涉及农业、畜牧、林业、食品加工、生物技术等各个领域[6],其中农作物育种相关的科技查新占查新总量的35%左右。笔者出具的多数查新报告,得到了省科技厅有关部门的高度评价和科研部门有关专家的肯定,也得到了用户的好评。科技查新有助于农作物育种技术创新科技的本质是创新,科技情报信息是技术创新的关键,而科技查新是技术创新获得科技情报资源的重要途径。利用科技查新获取的信息可以避免信息闭塞造成重复开发和防止因技术上难以逾越的困难而导致创新的失败。此外,按照国家规定申报部级或省(部)级科研奖励、科技计划、新产品开发计划、技术引进、基金项目、科研立项、成果的鉴定、验收、评估、转化等都必须先行开展科技查新。因此,农作物育种项目进行科技查新在作物新品种的研发创新活动中起到了极大的推进作用。科技查新为项目选题和研究方向提供保障立项查新是科学研究的前期工作,只有通过立项查新,才能对项目选题的好坏和新颖性做到心中有数,保障课题申报的命中率,确保课题研究的新颖性[7]。立项查新的重点是帮助科研人员掌握国内外同专业相关情况、背景、依据、深度、可行性、技术路线、方法、价值、水平,避免低水平重复研究,从而提高科研人员文献情报的存储量,正确选题,而且有助于集中人力、物力创新关键技术,敏锐地把握当今科学技术发展的前沿趋势[8]。“十一五”期间,笔者所属课题组承担了四川省农作物育种相关立项查新数十项。从所受理课题来看,率为20%左右,这些重复课题大多来自市、县一级农作物育种科研人员的申报课题。通过立项查新后,及时否决了一部分低水平重复课题,使科研人员迅速调整研究方向,避免了科研项目盲目投资、重复浪费现象的发生。此外,通过立项查新对所检出的相同题目课题进行深入的剖析,逐一分析课题内容、对所采用的育种方法、手段,甚至对具体试验步骤都一一进行对照,将发现的一些具有研究价值和社会效益的查新结果及时与申请人沟通,帮助申请者了解课题的研究状况,明确课题发展前沿与趋势,有利于研究者对课题方向做出正确的取舍。科技查新为成果质量提供客观评判依据目前,我国科技成果的鉴定、评估、验收、奖励、转化等主要是采取专家组评审的形式,而专家评审主要是依据专家本人的专业知识、实践经验以及所了解的专业信息,对被评对象的创造性、先进性、新颖性、实用性等作出评价[8]。但个人所掌握的知识毕竟有限,再加上难免的人为因素,结果可能导致成果鉴定或是科技奖励评审结果有较大偏颇。科技查新只列述客观存在于文献中的事实和数据,不作任何主观推论和评述的特点,正好弥补了专家在鉴定、评审中的不足,使鉴定评审手段更具有科学性、公正性[5]。“十一五”期间,笔者所属课题组共完成了农作物育种相关的科技查新151项,其中包括农作物品种114项、畜牧品种18项、育种新技术19项。通过科技查新服务,协助各研究单位完成成果鉴定106项,其中“骨干亲本蜀恢527及重穗型杂交稻的选育与应用”、“高产、稳产、品质小麦品种川麦107及其慢条锈性研究”、“水稻耐热、高配合力籼粳交恢复系泸恢17的创制与应用”等项目获得国家科技进步二等奖;“K型杂交稻的选育与推广”、“高配合力品质多抗耐密玉米自交系698-3选育与应用等”14个项目获得四川省科技进步一等奖。科技查新为科研人员提供针对性的文献情报任何一项科学研究都不是凭空臆想出来,总是要在总结吸取前人科学成果的基础上,经过潜心研究取得的[9]。科技查新对文献资源有针对性地大量搜集、整理、提炼,对于研究者扩展视野,借鉴近期成果,深化研究进展、提高科研效率具有不可估量的作用[9]。查新人员通过利用Agris、CABI、CNKI、万方、维普等国内外主要的农业数据库和大量的藏书,为科技工作者和企业提供针对性的文献情报检索服务,为科研生产管理人员提供近期国内外信息,大大节省了科技人员盲目查找文献所花费的时间和精力。科研人员在立项前,通过查新咨询,可以了解所选课题在国内外是否属重复研究;在相关方面,前人做了哪些工作、已达到何种水平、有哪些问题还没有解决、发展前景等针对性的情报。“十一五”期间,课题组帮助四川农作物育种相关单位和科研工作者收集文献情报信息14项,使其在极短的时间内实现对海量信息资源的搜集处理工作,对文献资源进行充分利用。
结语
农作物育种查新工作质量直接影响农业科学决策及农业科研人员科研劳动成果的定位,技术性、专业性很强。不论是管理层还是查新工作者或是活跃在科技战线上广大科技人员,都应始终牢记“创新”的武器和手段就是科技情报查新。查新人员要积极依托现代高科技手段,积极瞄准农业科技最前沿,辅助科技人员开拓创新,用勤劳和智慧开创未来,勇攀科技高峰。
育种论文:玉米全苗育种技术探究论文
摘要:从整地质量、种子质量、种子处理、施肥、播种、播后管理等方面总结了玉米全苗播种技术,以供玉米种植户参考。
关键词:玉米;全苗;播种技术
单位面积的玉米穗数是玉米产量的构成因素之一,要保障单位面积的玉米穗数,首先必须保障单位面积玉米苗的株数。因此,要抓好生产过程中的每一个生产环节,确保玉米一次播种全苗以获得丰产。
1把好整地质量关
玉米对整地的要求是:耕深、耕到、耙碎、耙平,达到上虚下实,保墒良好;同时耕整地要及时。选用大、中或小型拖拉机配套的铧式犁、耙、镇压器、旋耕机等,基本上都能满足玉米整地作业的要求。整地作业尽量在秋季前茬收获后进行,避免春天动土。春天动土不仅熟化时间短,且春季气温上升快,风多风大跑墒严重,影响播种出苗。如播前遇雨,也可浅耕并及时耙耢保墒,趁墒播种。
2把好种子质量关
从种子商店选购回的优良品种一定要做好发芽试验,发芽率低于种子包装袋或袋内标签标识时要及时退换。一般要求发芽率达到90%以上,如低于90%要酌情增加播种量。对于采用精量点播技术播种的,种子的发芽率一般要求在96%以上。由于种子是用机械筛选,目前筛选所用的机械还没有达到对种子优劣有识别能力。因此,播种前一定要对种子进行人工筛选和粒选,除去霉坏、破碎、混杂及遭受病虫危害的籽粒,以保障播下的种子有较高的质量。
3把好种子处理关
晒种在粒选后播种前进行。晒种能促进种子后熟,降低含水量,增强种子的生命力和发芽能力,提高种子发芽率,并可减少病虫危害,以达到苗全、苗齐、苗壮的目的。方法是选晴天把种子摊在干燥向阳的地上或席布上,种子铺晒的厚度为2~3cm,并要经常翻动种子,晒匀、晒到,做到白天晾晒晚上收回,连续晾晒2~3d。播种前几小时或前1~2d要用种衣剂对种子进行包衣,针对当地不同的病虫害发生程度有选择地使用种衣剂的类型。种子进行包衣处理时既要拌匀,也不要在阳光下曝晒晾干。种子包衣时不能过量使用药剂或降低药量,过量使用种衣剂会影响作物种子的发芽及出苗,药量减少又会降低对病虫的防治效果。因此,使用种衣剂进行种子包衣处理时一定要按使用说明标明的剂量进行。
4把好施肥技术关
目前农业生产上的施肥方法主要采用“一炮轰”(一次性免追施肥)和底肥加追肥2种施肥模式。无论采用哪种施肥方法,都必须做到种肥隔离,坚决杜绝种肥同床,尤其机械播种采用一次性免追肥的施肥方法,由于化肥施肥量过大,种肥隔离必须达到12~15cm,以防止烧种、烧苗。农家肥一定要发酵腐熟后使用,防止田间发酵烧苗和把病虫草害带入田间。
5把好播种关
玉米的播种期主要根据温度、墒情和品种的特性来确定。生产上,温度通常以土壤表层5~10cm深处稳定在8~10℃开始播种为宜。玉米种子发芽需要吸收占种子干重的48%~50%的水分,即播种深度的土壤水分达到田间持水量的60%~70%才能满足玉米种子发芽出苗的需要。东北的气候特点是十年九春旱,所以要适时抢墒播种。如果播种时旱情严重,一定要采用坐水抗旱播种,绝不能等雨下种,避免因播种时间延后使玉米的生育期推迟造成玉米贪青。目前播种大多采用机械播种或手动式扎眼器播种。播种深度要适宜,播种过深,幼苗生长细弱;播种过浅,春风一抽很容易造成种子落干或芽干。尤其近年来为了实现农业的节本增效,精量点播技术在农业生产上大面积推广应用,更要把好播种质量关,根据土壤墒情掌握播种深度,给种子生长发育创造最适宜的生长环境条件,确保苗全、苗齐、苗壮。
6把好播后管理关
播后搞好镇压在保障玉米全苗的生产过程中也是至关重要的。镇压时应该掌握适度,一定要根据耕地的土质和播时的土壤墒情而定,土质黏重的要适当晚镇压,以免因镇压影响幼苗的出土,如果播种后土壤较疏松要及时镇压,防止通风跑墒。玉米田在应用除草剂化学锄草时,也会因为除草剂的使用不合理而影响苗全苗壮。为了保障除草效果,农民在使用除草剂时往往加大用药剂量,致使玉米幼芽在未出土前受到药害,不出土或出土时整株叶片扭卷在一起成为“大鞭子苗”,受害轻的植株通过生长慢慢恢复,或通过人工辅助措施后期可以成为正常植株;受害严重的无法恢复只能成为无效植株。因此,一定要按药剂的使用说明使用除草剂,以免造成不必要的减产损失。
育种论文:生物育种产业技术创新论文
1联盟的成立和建设情况
1.1联盟的成立和发展目标在新形势下,合肥种业人提出了“抢占创新高地,打造‘种业之都’”的口号。在合肥市科技局的支持下,安徽安徽荃银高科种业股份有限公司种业股份有限公司、安徽农业大学、安徽省农业科学院等16家单位于2013年1月发起成立了发起筹备成立了“合肥市生物育种产业技术创新战略联盟”。推进我市生物育种产业到2015年产值突破200亿元,将合肥打造成为“基础研究有突破、商业化育种有特色、产业化有规模”的中国“种业之都”。目前,联盟共吸纳了合肥市辖区38家有一定规模的从事生物育种产业的企事业单位参加,包括科研机构3家、高校1家、省级以上农业产业化龙头企业9家、基金1家,企业是组成战略联盟的主体[12]。成立一年多来,除常规的理事会以及日常交流的活动,联盟开展了联盟成立大会、合肥市农作物生物育种南繁会议等在国内有影响力的活动,为合肥抢占生物育种创新高地做出了努力。
1.2联盟的建设情况借助知名专家智力优势,为产业发展指明方向。联盟成立以来,专家委员会积极献言献策,帮助成员单位解疑答惑。联盟也聘请院士、知名专家等面向成员单位开展技术指导和学术培训。2013年5月19日,邀请国家知识产权局邹吉承博士为联盟内成员作“专利申请文件的撰写与审查意见的答复”的报告。2013年8月7日,在联盟成立大会上,邀请谢华安院士做育种报告会。2014年11月10日邀请美国密西西比州立大学廖圣法博士作畜禽研发报告。利用现有研发平台,向联盟内成员提供服务。联盟各成员单位性质不同,发展方向有差别,进入行业时间有先后,致使个成员间的研发平台层次不均。基于联盟框架内,各成员单位间充分利用其他单位的重点实验室、工程中心、海外实验室等优势研发平台,开展分子技术,以及品质、病害检测等方面的服务工作。以品种示范和学术交流,带动产业进步。联盟组织以品种示范,以及相关学术交流为桥梁,促进成员内单位互相进步,拓展产业发展空间。其中,2014年2月28日在三亚主办的”合肥市农作物生物育种南繁工作成果展示暨产业研讨会”,参观考察了中国农业科学院作物所、中国水稻研究所等单位及联盟成员单位的科研育种基地和品种展示田。2013年12月9日在广东湛江市安徽江淮园艺种业股份有限公司试验基地召开合肥南瓜育种成果展示会。开展联合技术攻关、资源共享,解决共性问题。联盟内各单位互补性强,通过联盟为纽带,进行联合攻关,解决制约行业发展的共性关键问题。同时,建立了联盟工作群,各成员间在企业发展思路、育种技术、企业上市等方面的交流,加强了品种、科研平台之间的合作。通过联盟成员单位之间的合作,成功申报了2015年科技部政府援外项目、2015年安徽省科技攻关项目和2014国家发改委生物育种能力建设滚动项目等。为市政府提供政策决策支持。联盟定位为“产业的服务者,政府的智囊团”,在积极促进产业升级的同时,为政府的提供决策依据。积极筹划建设皖江农业生物育种研究院;为合肥市《关于深化种业体制改革加快种业发展的实施意见》提供建议;撰写了《合肥市生物育种产业发展现状与对策》等报告。另外,近几年还承办部分国内有影响力的活动。如2013年9月2日-4日的“水稻产业技术发展报告会暨两系杂交中稻现场考察会”和2014年9月10日的“安徽张海银种业基金会促进奖颁奖暨荃银高科新品种展示考察汇报会”。承接农业部认定的国家品种审定绿色通道“南方稻区企业区试联合体”。联盟成员单位紧密合作成功申报“安徽畜禽产业共性技术研究院”。安徽农业大学动物科技学院与安徽温氏畜牧有限公司、合肥立华畜禽有限公司、安徽安泰种猪育种有限公司和安徽长风农牧科技有限公司共同申报。
2主要工作成效
2.1产业科技水平得到提升联盟成员单位包揽了安徽省和合肥市近几年的科技进步一等奖。特别是自联盟成立以来,更是取得了较为突出的成绩。安徽省农科院水稻研究所参与的“两系法杂交水稻技术研究与应用”获2013国家科技进步特等奖(排名第四);2014年安徽省科技进步一等奖的3个农业类项目,均为联盟内单位获评,分别为安徽省农科院水稻所完成的“转基因作物风险防控技术研究与应用”项目,安徽农业大学主持的“沿淮低洼地农作物减灾增效关键技术及产品研发与应用”项目和“国审黄羽肉鸡新品种(配套系)的培育及应用”项目。在2013年合肥市科技进步奖评审中,安徽华韵生物科技有限公司和安徽江淮园艺种业股份有限公司分别荣获一、二等奖。
2.2促进产业快速发展科技是中小企业发展的核心。在经济下行形势下,联盟内企业营业收入仍有较大的增长。2013年,联盟内23家农作物种业企业营业收入近30亿元,较上年度增幅达11%;9家畜禽种业企业营业收入达20亿元。也正是在这种发展势头的促进下,国家发改委、农业部和财政部拨付专项资金3240万元,支持联盟内企业进行生物育种能力建设。同时,联盟单位安徽皖垦种业股份有限公司的IPO工作已招股说明书,如进展顺利能成为全国第九家种业上市公司。安徽江淮园艺种业股份有限公司正在筹备新三板挂牌工作,预计至2015年初,能够正式挂牌。
3相关建议
3.1设立生物育种专项,解决行业共性问题。利用项目资金、科技金融、风险投资等手段引导成员单位优势互补,针对行业共性的问题进行联合攻关。参照国家产业技术创新联盟凝练重大项目为抓手,设立专项。
3.2新品种后补助,促进科技成果转化。针对品种审定、植物新品种权保护,进行研发费用后补助,带动行业多出成果出好成果,促进成果转化。针对国审品种补贴100万元,省审补贴30万元,非主要农作物鉴定补贴5万元,植物新品种权保护授权补贴2万元。
3.3深化科技成果使用处置和收益管理。制定相关政策,在联盟内进行试点。通过体制机制创新,切实释放科研人员创新创造活力。推行市级科研单位科研成果确权制度,鼓励科研人员到企业中兼职。
3.4进一步加强对联盟的建设支持。合肥市生物育种产业技术创新战略联盟是在市科技局大力支持下成立的,联盟开展以“产业的服务者,政府的智囊团”为宗旨的一系列活动,得到了市领导和有关部门的认可。下一步联盟希望在做好本职等工作同时,通过探索联盟工作机制、拓宽产业链等方面入手,进一步增加联盟工作内涵。希望科技局能继续支持联盟的发展,共同探索出一条合肥特色的种业发展之路。
3.5扎实做好自身发展工作。合肥种业有坚实的基础,也有自身特色。但要引领全国,甚至在国际上有影响力,一方面需要政府创造良好的发展环境,另一方面更需各理事单位努力,实现自身的长足发展。打铁还需自身硬。本联盟各理事单位保障将在合法合规的前提下,开展好生产经营工作,为合肥种业做出自己的贡献。
作者:方玉邹宝德张从合单位:安徽荃银高科种业股份有限公司/农业部杂交稻新品种创制重点实验室合肥市科学技术局
育种论文:作物育种学实践教学论文
1农学专业作物育种实践教学中存在的问题
自从1999年大学本科开始扩招之后,学生就业方式由原来分配转为双向择业,因此用人单位对学生的要求越来越高,这就使得高校既要让学生抓握夯实的理论知识又要具有很强的动手实践能力、分析解决问题能力和创新能力。然而,长期以来,作物育种学实践教学受季节、学时以及实验条件的限制,不能系统地开设相关实验项目,大部分都是以教师为中心,安排几个较为简单验证性实验,学生按照教师设计好的实验步骤进行,学生被动地接受知识,这导致学生主动学习能力较差。长期在这种教学模式下,往往忽略了学生积极思维和创新意识,不利于学生自主学习能力的培养。尽管经过了理论、实验、实习等教学环节,学生对育种的基本原理和方法还是处于混沌状态,不能很好地将育种理论与实际工作中的主要育种途径和育种全过程相结合。针对这一现状,该校作物育种课题组根据多年教学经验对实验和实习部分做以改革,以期望对提高教学质量,培养学生的创新能力起到推动的作用。
2实践教学思考与改革
该校作物育种学是三年级第二学期开设的课程,这时学生已基本参与了各自的科研课题,因此课程、科研、社会三种形式有机结合,有利于将学生学习的理论与实际有机结合。另外,对育种理论的分析可知,杂交育种、杂种优势利用、转基因育种、分子标记辅助育种等4条育种途径基本概括了主要的育种原理和方法,是普遍应用、成效显著并代表未来发展的育种途径。前两者一般称为传统育种,后两者一般称为分子育种,后两者建立在前两者的基础上。实践教学应该围绕以上4条育种途径安排。
2.1实验课程与农时挂钩,培养学生动手能力
根据学生的特点,结合教材内容,用一些学生感兴趣、能够亲身体验的方法指出教学的重点,同时与传统教学方法相结合,灵活运用,以获取教学效果的方法。因此我们建立了作物试验材料标本园为学生提供一个可以亲身体验、实践的环境,来培养学生解决实际问题的能力。在标本园里,从春季准备材料、春播、生长期田间管理、性状调查以及秋季收获都由学生完成,这样增强了学生对农事操作的系统认识,同时还熟悉了各种作物的生物学特性以及生长变化规律。例如,在标本园可以使学生更生动、更直观地了解水稻和玉米的父母本特征特性、父母本花期预测方法、父母本花器构造和开花习性等,从而将课堂理论知识与实践有机结合。另外,由于受到季节或天气变化的限制,作物育种学的一些实践教学内容常常错过作物开花的时期,为弥补这一被动局面,我们录制并制作了大豆、玉米、小麦、水稻等作物花期以及自交杂交育种技术视频,理论教学过程中运用多媒体辅助手段让学生形象地观察各种作物繁殖方式,抓握各作物自交杂交育种技术。
2.2创造实习基地,开展育种教学实习
该校具有鲜明的农垦特色,所以我们在院里领导帮助下与校外两个农垦分局共10个农场合作。根据农事现状,安排为期4周的农场实习。在农场学生亲自动手实践,调查分析当前农场各种作物的种植结构,以及了解当前国内品种和国外品种的种植比例,分析我国农业面临的困难与问题,这样学生在实习过程中不但将育种理论知识和方法有机结合起来,同时还培养了学生思考问题分析问题的能力。此外,为提高该校学生就业市场的竞争力,我们还与几个大的国内育种公司合作,建立企业实习基地,为学生提供更多的实习机会,加深理论知识的理解,同时也培养了学生适应社会的能力。
2.3组织学生进入课题组,培养学生探索知识的兴趣
作物育种学实验所用实验材料常常是由上一年准备出来的,这期间如果天气变化较大不但影响农业生产,还会使我们实验材料前期准备可能受到阻碍,从而直接影响相关实验课的开设。另外,一个育种程序需要几年时间连续完成,简单地靠实验员是不可能实现的。因此,组织学生进入课题组参与导师科研,以科研促教学,才能很好地解决以上问题。我们学院有省级重点学科、农业部“大豆作物改良中心”、农产品加工质量监督检验测试中心、校级和省级教育厅重点实验室,以及科研用地一千多亩,这为我们实践教学提供丰富的实验材料。同时科研导师结合自己的研究方向,利用科研材料为学生讲解实验,让学生系统的理解育种理论。
2.4生物技术与传统育种理论相结合,提高学生实践能力
随着生命科学的迅猛发展,生物技术在作物育种中极大地被应用这样大背景下,实验内容必须要进行必要的更新补充。因此,为提高学生对当前育种手段、技术的认识,我们结合校、院实验室建设,在原有实验项目基础上增加了SSR分子标记技术在杂种优势利用中的应用。开设分子标记辅助选择育种实验将生物技术知识与传统育种理论有机联系起来,这样既避免重复训练,又在有限的时间内使学生掌握知识。
2.5完善实验考核制度
实验教学在一定程度上可以做为检验课堂理论教学效果的重要手段。为加深巩固学生所学理论知识,提高学生动手能力,我们对原来的考核制度进行了改革。实验成绩包括平时成绩和期末考核两部分,成绩各占50%。其中平时成绩包括出勤、实验课堂表现、实验报告和实验课提问回答情况。实验期末考核以笔试方式,譬如让学生回答各种作物的开花习性、花器官构造、自交和杂交技术要点等。
3结束语
通过对作物育种学实验实习的教学改革,很好地激发了学生学习的主动性和积极性,使学生将理论知识与实践技能有机的结合起来,创新意识和能力也得到较好的锻炼和培养,学生的专业素质水平得到提高。
作者:孙丽芳 王霞 高树仁 金光辉 单位:黑龙江八一农垦大学农学院
育种论文:小麦统一供种对育种的影响论文
摘要:在当前国家小麦执行良种补贴政策下,从育种的角度分析小麦良种补贴对小麦育种的积极作用和不利影响。针对这些情况提出解决的建议,以供参考。
关键词:统一供种;小麦育种;品种权;影响
良种补贴是国家帮助农民增加收入的重要举措,为了搞好良种补贴,各地各部门都采取了积极的措施落实良种补贴政策。为了充分发挥良种补贴对粮食生产的促进作用,许多地区采取了统一供种操作方式。
我国小麦统一供种政策自2003年至今已进行了5年。5年来,累计推广面积达2133万公顷,在小麦增加产量和品种改良上起到了举足轻重的作用,但也正由于统一供种推广面积大,用种数量多,在给种子公司(企业)、育种单位等部门带来积极作用的同时也产生了一些不利影响。笔者以育种工作者的身份,通过对市场的调查和分析,就小麦统一供种对小麦育种工作的影响进行分析。
1统一供种对育种工作的积极意义
1.1提高农户购种积极性,体现育种价值
在政府良种补贴款的支持下,许多农户改变了以前自留种的习惯,积极购买种植产量高、表现好的优良品种,扩大了种植面积,增加了市场份额。这些优良品种给农民带来了丰厚的经济回报,为农民增收、社会增效起重大作用,充分体现出育种工作的真正意义和价值。
1.2净化种业市场,指明育种工作方向
随着《中华人民共和国种子法》的颁布与实施和种子市场的开放,每年通过审定品种繁多,市场上流通的各种农作物种子不计其数,竞争十分激烈。由于市场体制的不健全,在市场竞争中,许多表现优良的品种往往由于缺乏推广资金、推广平台差等原因而得不到有效推广;反而一些种业集团(大公司)借助其资金雄厚、销售队伍强,在高利润的刺激下,将那些已经过时的、表现平平的、被淘汰的品种,甚至是一些假冒伪劣的种子通过改头换面,变成了市场上“佼佼者”大肆推广,坑农害农,给社会和农民造成了严重损失。统一供种从源头抓起,所供品种是由诸多专家组成评审团通过考察、审议等许多环节才确定的。这些品种不论在表现、产量、品质等各个方面都十分突出,是市场需要和认可的。这一举措严重地打击了那些以次充好滥竽充数的做法,有效地净化了种子市场,使种子市场竞争有序、良性发展。这一措施一方面净化了种业市场,另一方面也告诉我们什么样的品种是农民所想,什么样的品种适合市场需求,什么样的品种才能成为市场主角,同时也给育种工作指明了目标和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品种,为我国农业发展作出更大贡献。
1.3价格保护,促进科技创新和知识产权保护
从众多小麦品种中选出一定数量的优良品种作为统一供种用种。这些品种相当一部分是受植物新品种权保护的。政府在圈定价格时执行了保护品种保护价政策,较一般品种高0.20元/kg左右,各地因品种而异。这极大地促进了育种工作者对科技的创新和知识产权的保护工作,采用多种手段搞创新。对新审定的优良品种及时申请新品种保护,保护了知识产权,保护了育种者利益。
2统一供种工作中存在的问题
2.1干扰市场,挫伤育种工作积极性
随着国家小麦良种补贴政策的进一步深化,各地统一供种面积不断扩大,有些省份已达到甚至突破当地小麦耕种面积的2/3以上,通过市场运作的小麦种数量十分有限。在按市场规律运作的今天,政府的这种行为已带有改革开放前的计划经济影子,从某种意义上讲违背了市场运作规律,不利于种业市场发展。一个表现优良新审定的品种在市场推广过程中可能因政府的“计划”,不规范的市场运作而失去市场份额和价值。对育种工作来说,不能尽早发挥品种给农户带来的增产增效作用,就意味着品种失去了原有价值,严重挫伤育种工作积极性。公务员之家
2.2新品种被冷落,阻碍新品种推广和技术创新农业部门一般选择数量多、价格便宜的老品种作为统一供种用种,因为价格低,很多地方甚至把市场上已经淘汰的品种又重新拾起来,这种做法实际上是保护了落后的品种,妨碍了新品种的推广。一些小麦品种刚通过审定,虽然质量好但因价位高得不到政府部门的支持,不能进入统一供种项目,市场流通份额小,加之小麦属常规作物,新品种、新技术保护期限短,育种工作者的利益得不到保障,技术创新意识受到严重影响。
2.3保护品种保护价执行力度差,削弱了育种工作者的知识产权保护意识
政府的统一供种有一部分是受过植物新品种保护的品种。众所周知,在通常情况下,保护品种在价格方面高于市场上一般品种,以体现保护品种价值。但近几年许多地方在统一供种招标价格上一味控制和降低价格,各品种在价格上没有大差别。由于保护品种执行保护价格的政策得不到有效落实,品种保护和不保护都一样,损害了育种者的经济利益,在一定程度上消弱育种工作者对知识产权的保护意识。
3建议
3.1淘汰老品种,选用优良新品种
统一供种和国家良种补贴政策的根本是提高农民收入,增加社会效益,选用老品种不符合这一根本出发点,不能提高农民收入和社会效益,还影响着新品种、新技术的推广。优良新品种是高科技农业的载体,是向农民传播农业成果的种子,是促进农民增收的保障,故选用优良新品种是发展好农村经济的主要目标之一。
3.2完善价格体制,尊重知识产权
在统一供种招标竞价过程中,要保护育种人(单位)的利益,要充分体现知识产权的价值。尊重知识产权区分好一般品种和保护品种的不同,实行一个品种一个价,不断完善价格机制,实现知识产权应有价值。
3.3以市场为导向,确定育种目标
育种成果最终要走向市场、进入农户。要以市场为导向,根据市场的需求确定育种工作的目标,不能盲目地搞育种。市场需求什么,农户需要什么,育种工作就做什么,这是市场运作的不变规律。
统一供种给育种工作带来了机会,使育种成果能得以迅速推广,实现育种工作和成果的价值,同时统一供种也给育种工作带来了挑战。在当前政策下怎样搞好育种工作,怎样使我们的成果能迅速进入市场,使育种成果给农户增收、社会增效发挥应有作用都值得我们深深地思考。
育种论文:果树三倍体育种研究论文
摘要:本文综述了果树三倍体的研究进展:果树三倍体育种的途径主要包括利用对自然变异的选择获得三倍体、利用有性杂交来培育三倍体、利用胚乳培养获得三倍体和利用原生质融合培育三倍体;对三倍体的鉴定主要从形态特征、解剖结构、生理生化特性和染色体数目等方面来考虑,同时对今后果树三倍体育种的研究方向进行了展望。
关键词:果树三倍体育种
多培体现象是高等生物最普遍的特点之一。据统计,在果树中,多培体类型分属于20科、35属,400余种。果树多倍体一般具有生长旺盛、果实大且少籽或无籽、产量高、适应性和抗逆性强等特点,且能够利用无性繁殖的方式固定其优良性状,使之保持稳定而不分离,在生产上长期利用。三倍体生物与其他多倍体相比,其营养生长通常是好的。一般说来,三倍体具有两大基本特征:由体细胞增大所引起的巨大性和由减数分裂过程紊乱造成的不育性,再加上多种不同生物类型和品种的三倍体所具有的特殊可贵性状,常引起育种工作者的关注,已经成为果树育种工作的重要组成部分,形成了对三倍体选育多样化的特色。鉴于此,对果树三倍体的特性、目前果树三倍体育种的主要途径、鉴定方法以及三倍体育种中应注意的问题进行分析和总结,以期为三倍体育种的进一步研究提供基础资料。
1果树三倍体的特性
1.1生物学性状
三倍体果树由于染色体组成多于二倍体,在形态上一般表现为巨大性,细胞体积增大,枝条变粗,叶片变宽变厚、叶色浓绿,叶绿体数目增加,气孔变大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或无籽,可食率高,如三倍体无籽香蕉,三倍体葡萄红标无核、夏黑,三倍体黄盖梨、大叶雪梨等。但是部分器官的巨型并不导致整个植株的巨型化,有的三倍体果树表现为生长缓慢,树体较小,节间变短,如柑桔三倍体前期生长弱,叶片厚而圆。另外,大多数的三倍体对外界环境条件具有较强的适应性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。
1.2育性的变化
多倍体植株的能育性一般较原植物降低,一方面是由于染色体在减数分裂中的配对容易发生紊乱,另一方面是由于花粉粒巨型化导致受孕率低、结实率低。而大多数三倍体花粉是不育,因此三倍体果树栽培品种大多需要配植一定比例的二倍体授粉树,当然一些具有无融合生殖的果树例外。
2果树三倍体的选育途径
2.1从自然突变中选育三倍体
目前市场上常见的三倍体果树品种中,有许多是从自然突变选育出来的。虽然自然突变发生的频率很低,但这些突变形成的天然多倍体,成为直接发掘并利用其进行育种的丰富的自然源泉。
2.1.1从果树的实生苗中选育三倍体。果树在生长过程中,由于温度骤变等自然胁迫而引起体细胞或生殖细胞发生突变,可自然产生多倍体,生殖细胞突变的结果是产生了2n配子,从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。目前已从柑橘、枇杷等种子选育出了三倍体植株。
2.1.2从果树芽变中选育三倍体。芽变是体细胞突变的一种。突变发生在芽的分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上与品种类型不同而被人们发现时,即为芽变。芽变又分为基因突变和染色体变异,其中有少数三倍体枝条的产生,如山楂品种大金星、伏里红、西丰伏和赞皇大枣等均系芽变三倍体。
2.1.3从扇形嵌合体果实中分离三倍体。果树的果实和种子均由L-II层衍生而来,因此有假说认为:当果实外观出现多倍体特征时,变异所在的扇区相对应的种子也应该出现同类型的倍性变异。Bowman等发现在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出现扇形嵌合体的频率为0.009%~0.271%,并通过培养扇形突变(表现巨型)对应区的种子或退化胚珠获得一些四倍体。从扇形嵌合体果实中分离多倍体的方法简单易行,是获得多倍体的有效途径。但扇形果实的突变频率很低,并且要大量从田间观察收集,易受环境和实验条件的制约。虽然目前还没有通过培养扇形突变发现三倍体突变,但此法不失为三倍体选育的一条途径。
2.2通过有性杂交培育三倍体
利用有性杂交进行三倍体选育,最常用的方法是二倍体与四倍体间的杂交,目前三倍体育种大都采用这种方法;也有利用未减数2n配子进行三倍体育种,但2n配子的自然发生频率较低,因此利用2n配子进行三倍体育种存在一定困难。近年来有不少关于提高2n花粉比率的研究报道。
2.2.1利用二倍体与四倍体杂交选育三倍体。二倍体与四倍体的杂交目前仍是获得三倍体的最有效途径,市场上的三倍体葡萄、苹果、柑橘等,如京早晶、红标无核葡萄,路奥、北斗、新金冠苹果等均系杂交产生。研究表明用四倍体作母本,二倍体作父本时,容易得到发育的种子,其中约有30%是三倍体;相反,用二倍体作母本,则正常的单倍性雌配子受精产生的三倍体胚几乎全部退化,有时不能产生种子或极少产生种子。因此在通过有性杂交培育三倍体时,要注意父、母本的选择。对于发育不的三倍体合子胚,可以结合胚培养技术进行抢救。另外在柑橘二倍体与二倍体杂交中也发现有三倍体产生。
2.2.2利用未减数配子进行三倍体育种。2n配子在自然界广泛存在,植物2n配子在育种方面具有许多优越性:通过2n配子提高后代倍性,可避免体细胞加倍等无性多倍化使杂种育性和生活力降低的缺陷;克服远缘杂交不亲和性和胚乳平衡数障碍;2n配子在传递杂合性和上位性方面有特殊价值;利用2n配子在二倍体水平上杂交可获得三倍体或四倍体。三倍体在许多果树上可获得无核品种,同时还能通过无性繁殖长期保存和利用。迄今为止,许多果树上均发现有2n配子存在,但利用2n配子进行多倍体育种的研究报道较少,这主要是因为2n配子的自然发生频率一般都比较低的缘故。据有关研究报道,苹果的2n花粉发生频率为0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉发生频率为0.015%~5.85%。提高2n配子的发生频率是利用2n配子进行多倍体育种的关键,另外,由于2n雄配子在育种中的利用较雌配子更为简便,因此,近年来有许多关于提高2n花粉比率的报道。2.3体-配融合培育同源或异源三倍体
自1972年Carlson建立及时个体细胞杂种植株以来,原生质体育种迅速发展起来,在短短四十多年的时间里,就建立起了一套完整的体细胞杂交体系。原生质体融合技术最为诱人之处就是可以用来产生体细胞杂种和体-配杂种,它能克服有性杂交不亲和,性器官败育和珠心胚干扰等常规育种途径所不能解决的问题,扩大了远缘杂交的范围,开辟了育种的新途径。体-配融合是原生质体融合的一种,利用原生质体融合技术将体细胞的原生质体2x和配子的原生质体1x进行融合,产生一个三倍体细胞,进而形成三倍体植株。目前通过原生质体融合已经成功的培育出一些果树的体细胞杂种植株,体-配融合尚处于研究阶段。
2.4胚乳培养
被子植物胚乳是双受精产物之一,胚乳由3个单倍体核融合而成的,其中1个来自雄配子体,2个来自雌配子体,因此胚乳是天然的三倍体组织,具有双亲的遗传成分,对育种后代性状有一定的预见性。而且胚乳同样具有一般细胞的全能性,通过胚乳细胞的培养可获得三倍体植株。胚乳离体培养比2x与4x杂交获得三倍体快得多。目前已经获得了枇杷、杨桃、葡萄、柿子、西番莲、猕猴桃、柑橘、枣等的胚乳植株。这些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通过微芽嫁接移栽土壤中生长。但从开始果树胚乳培养至今,应用于生产的却很少。据分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困难,与二倍体砧木不亲和;其二,胚乳培养植株的染色体数目不稳定,常含有二倍体及非整倍体,有的在自然移栽生长过程中退化成二倍体。
3三倍体植株的鉴定
植物多倍体的判别和鉴定方法从原理上是依据其外在和内在的特征特性衍生而来的。一般而言,可以以形态外形观察为基础,组织化学、叶绿体计数为辅助、细胞学观察染色体数来确定,切忌以个别特征为依据妄言断之。目前最常见的鉴定方法有:形态鉴定法,细胞学鉴定法,染色体计数法;此外还有利用原位杂交技术如FISH、GISH以及RAPD、RFU技术等进行植株倍性鉴定。对于三倍体来说最直接有效的鉴定方法为染色体记数法,通过检测分生旺盛的器官、组织的染色体数来进行鉴定,它是最直接、也是最的鉴定方法。它不但能区别倍性而且还能鉴定是整倍性或非整倍性的变异。因染色体制片技术早已成熟,故切实可行。
4三倍体育种中存在的问题及展望
三倍体果树品种的选育,在一定程度上丰富了果树种质资源,拓宽了果树品种选育的途径,取得了丰硕的成果,但是果树三倍体育种也存在一些各式各样的问题,综合目前果树三倍体育种的研究现状,笔者认为果树三倍体育种中应注意以下几个问题:
4.1重视三倍体新种质的保存
在三倍体的育种过程中存在着移栽困难、砧木不亲和以及三倍体丛生芽不生根等问题。对这些种质,管理不当就会造成种质资源的丢失,可利用组织培养结合低温保存的手段,来保存这些材料的茎尖、茎段、愈伤以及原生质体等,以便将来进一步的研究。
4.2重视三倍体新种质其他特性的发掘
目前三倍体育种的目标主要选育是大果、无籽、风味好的品种,而忽略了对其他特性的挖掘。我们可以在对其进行目标性状鉴定的过程中,同时进行其他特性的检测,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作为新的种质资源加以利用。
4.3对现有的三倍体材料作进一步的研究
目前果树的三倍体研究取得了一些进展,也培育了一些三倍体果树品种,并成功推向市场,但对三倍体的无籽机理尚未搞清楚。在今后的研究中可以结合基因工程等高新技术,从分子水平来研究无籽的内在机理。另外,在多倍体包括三倍体的种植过程中,有时会出现倍性的退化问题,即多倍体材料种植一段时间后又退化成了二倍体,这些机理目前尚不清楚,需要进一步深入研究。
4.4加快三倍体果树品种的选育进程
从培育出一个三倍体植株到最终完成对该植株的检测,往往要耗费几年甚至十多年的时间,浪费了许多宝贵的时间。如何缩短育种年限是今后果树三倍体育种应该注意的问题。
育种论文:果树三倍体育种研究论文
摘要:本文综述了果树三倍体的研究进展:果树三倍体育种的途径主要包括利用对自然变异的选择获得三倍体、利用有性杂交来培育三倍体、利用胚乳培养获得三倍体和利用原生质融合培育三倍体;对三倍体的鉴定主要从形态特征、解剖结构、生理生化特性和染色体数目等方面来考虑,同时对今后果树三倍体育种的研究方向进行了展望。
关键词:果树三倍体育种
多培体现象是高等生物最普遍的特点之一。据统计,在果树中,多培体类型分属于20科、35属,400余种。果树多倍体一般具有生长旺盛、果实大且少籽或无籽、产量高、适应性和抗逆性强等特点,且能够利用无性繁殖的方式固定其优良性状,使之保持稳定而不分离,在生产上长期利用。三倍体生物与其他多倍体相比,其营养生长通常是好的。一般说来,三倍体具有两大基本特征:由体细胞增大所引起的巨大性和由减数分裂过程紊乱造成的不育性,再加上多种不同生物类型和品种的三倍体所具有的特殊可贵性状,常引起育种工作者的关注,已经成为果树育种工作的重要组成部分,形成了对三倍体选育多样化的特色。鉴于此,对果树三倍体的特性、目前果树三倍体育种的主要途径、鉴定方法以及三倍体育种中应注意的问题进行分析和总结,以期为三倍体育种的进一步研究提供基础资料。
1果树三倍体的特性
1.1生物学性状
三倍体果树由于染色体组成多于二倍体,在形态上一般表现为巨大性,细胞体积增大,枝条变粗,叶片变宽变厚、叶色浓绿,叶绿体数目增加,气孔变大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或无籽,可食率高,如三倍体无籽香蕉,三倍体葡萄红标无核、夏黑,三倍体黄盖梨、大叶雪梨等。但是部分器官的巨型并不导致整个植株的巨型化,有的三倍体果树表现为生长缓慢,树体较小,节间变短,如柑桔三倍体前期生长弱,叶片厚而圆。另外,大多数的三倍体对外界环境条件具有较强的适应性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。
1.2育性的变化
多倍体植株的能育性一般较原植物降低,一方面是由于染色体在减数分裂中的配对容易发生紊乱,另一方面是由于花粉粒巨型化导致受孕率低、结实率低。而大多数三倍体花粉是不育,因此三倍体果树栽培品种大多需要配植一定比例的二倍体授粉树,当然一些具有无融合生殖的果树例外。
2果树三倍体的选育途径
2.1从自然突变中选育三倍体
目前市场上常见的三倍体果树品种中,有许多是从自然突变选育出来的。虽然自然突变发生的频率很低,但这些突变形成的天然多倍体,成为直接发掘并利用其进行育种的丰富的自然源泉。
2.1.1从果树的实生苗中选育三倍体。果树在生长过程中,由于温度骤变等自然胁迫而引起体细胞或生殖细胞发生突变,可自然产生多倍体,生殖细胞突变的结果是产生了2n配子,从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。目前已从柑橘、枇杷等种子选育出了三倍体植株。
2.1.2从果树芽变中选育三倍体。芽变是体细胞突变的一种。突变发生在芽的分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上与品种类型不同而被人们发现时,即为芽变。芽变又分为基因突变和染色体变异,其中有少数三倍体枝条的产生,如山楂品种大金星、伏里红、西丰伏和赞皇大枣等均系芽变三倍体。
2.1.3从扇形嵌合体果实中分离三倍体。果树的果实和种子均由L-II层衍生而来,因此有假说认为:当果实外观出现多倍体特征时,变异所在的扇区相对应的种子也应该出现同类型的倍性变异。Bowman等发现在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出现扇形嵌合体的频率为0.009%~0.271%,并通过培养扇形突变(表现巨型)对应区的种子或退化胚珠获得一些四倍体。从扇形嵌合体果实中分离多倍体的方法简单易行,是获得多倍体的有效途径。但扇形果实的突变频率很低,并且要大量从田间观察收集,易受环境和实验条件的制约。虽然目前还没有通过培养扇形突变发现三倍体突变,但此法不失为三倍体选育的一条途径。
2.2通过有性杂交培育三倍体
利用有性杂交进行三倍体选育,最常用的方法是二倍体与四倍体间的杂交,目前三倍体育种大都采用这种方法;也有利用未减数2n配子进行三倍体育种,但2n配子的自然发生频率较低,因此利用2n配子进行三倍体育种存在一定困难。近年来有不少关于提高2n花粉比率的研究报道。
2.2.1利用二倍体与四倍体杂交选育三倍体。二倍体与四倍体的杂交目前仍是获得三倍体的最有效途径,市场上的三倍体葡萄、苹果、柑橘等,如京早晶、红标无核葡萄,路奥、北斗、新金冠苹果等均系杂交产生。研究表明用四倍体作母本,二倍体作父本时,容易得到发育的种子,其中约有30%是三倍体;相反,用二倍体作母本,则正常的单倍性雌配子受精产生的三倍体胚几乎全部退化,有时不能产生种子或极少产生种子。因此在通过有性杂交培育三倍体时,要注意父、母本的选择。对于发育不的三倍体合子胚,可以结合胚培养技术进行抢救。另外在柑橘二倍体与二倍体杂交中也发现有三倍体产生。
2.2.2利用未减数配子进行三倍体育种。2n配子在自然界广泛存在,植物2n配子在育种方面具有许多优越性:通过2n配子提高后代倍性,可避免体细胞加倍等无性多倍化使杂种育性和生活力降低的缺陷;克服远缘杂交不亲和性和胚乳平衡数障碍;2n配子在传递杂合性和上位性方面有特殊价值;利用2n配子在二倍体水平上杂交可获得三倍体或四倍体。三倍体在许多果树上可获得无核品种,同时还能通过无性繁殖长期保存和利用。迄今为止,许多果树上均发现有2n配子存在,但利用2n配子进行多倍体育种的研究报道较少,这主要是因为2n配子的自然发生频率一般都比较低的缘故。据有关研究报道,苹果的2n花粉发生频率为0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉发生频率为0.015%~5.85%。提高2n配子的发生频率是利用2n配子进行多倍体育种的关键,另外,由于2n雄配子在育种中的利用较雌配子更为简便,因此,近年来有许多关于提高2n花粉比率的报道。2.3体-配融合培育同源或异源三倍体
自1972年Carlson建立及时个体细胞杂种植株以来,原生质体育种迅速发展起来,在短短四十多年的时间里,就建立起了一套完整的体细胞杂交体系。原生质体融合技术最为诱人之处就是可以用来产生体细胞杂种和体-配杂种,它能克服有性杂交不亲和,性器官败育和珠心胚干扰等常规育种途径所不能解决的问题,扩大了远缘杂交的范围,开辟了育种的新途径。体-配融合是原生质体融合的一种,利用原生质体融合技术将体细胞的原生质体2x和配子的原生质体1x进行融合,产生一个三倍体细胞,进而形成三倍体植株。目前通过原生质体融合已经成功的培育出一些果树的体细胞杂种植株,体-配融合尚处于研究阶段。
2.4胚乳培养
被子植物胚乳是双受精产物之一,胚乳由3个单倍体核融合而成的,其中1个来自雄配子体,2个来自雌配子体,因此胚乳是天然的三倍体组织,具有双亲的遗传成分,对育种后代性状有一定的预见性。而且胚乳同样具有一般细胞的全能性,通过胚乳细胞的培养可获得三倍体植株。胚乳离体培养比2x与4x杂交获得三倍体快得多。目前已经获得了枇杷、杨桃、葡萄、柿子、西番莲、猕猴桃、柑橘、枣等的胚乳植株。这些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通过微芽嫁接移栽土壤中生长。但从开始果树胚乳培养至今,应用于生产的却很少。据分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困难,与二倍体砧木不亲和;其二,胚乳培养植株的染色体数目不稳定,常含有二倍体及非整倍体,有的在自然移栽生长过程中退化成二倍体。
3三倍体植株的鉴定
植物多倍体的判别和鉴定方法从原理上是依据其外在和内在的特征特性衍生而来的。一般而言,可以以形态外形观察为基础,组织化学、叶绿体计数为辅助、细胞学观察染色体数来确定,切忌以个别特征为依据妄言断之。目前最常见的鉴定方法有:形态鉴定法,细胞学鉴定法,染色体计数法;此外还有利用原位杂交技术如FISH、GISH以及RAPD、RFU技术等进行植株倍性鉴定。对于三倍体来说最直接有效的鉴定方法为染色体记数法,通过检测分生旺盛的器官、组织的染色体数来进行鉴定,它是最直接、也是最的鉴定方法。它不但能区别倍性而且还能鉴定是整倍性或非整倍性的变异。因染色体制片技术早已成熟,故切实可行。
4三倍体育种中存在的问题及展望
三倍体果树品种的选育,在一定程度上丰富了果树种质资源,拓宽了果树品种选育的途径,取得了丰硕的成果,但是果树三倍体育种也存在一些各式各样的问题,综合目前果树三倍体育种的研究现状,笔者认为果树三倍体育种中应注意以下几个问题:
4.1重视三倍体新种质的保存
在三倍体的育种过程中存在着移栽困难、砧木不亲和以及三倍体丛生芽不生根等问题。对这些种质,管理不当就会造成种质资源的丢失,可利用组织培养结合低温保存的手段,来保存这些材料的茎尖、茎段、愈伤以及原生质体等,以便将来进一步的研究。
4.2重视三倍体新种质其他特性的发掘
目前三倍体育种的目标主要选育是大果、无籽、风味好的品种,而忽略了对其他特性的挖掘。我们可以在对其进行目标性状鉴定的过程中,同时进行其他特性的检测,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作为新的种质资源加以利用。
4.3对现有的三倍体材料作进一步的研究
目前果树的三倍体研究取得了一些进展,也培育了一些三倍体果树品种,并成功推向市场,但对三倍体的无籽机理尚未搞清楚。在今后的研究中可以结合基因工程等高新技术,从分子水平来研究无籽的内在机理。另外,在多倍体包括三倍体的种植过程中,有时会出现倍性的退化问题,即多倍体材料种植一段时间后又退化成了二倍体,这些机理目前尚不清楚,需要进一步深入研究。
4.4加快三倍体果树品种的选育进程
从培育出一个三倍体植株到最终完成对该植株的检测,往往要耗费几年甚至十多年的时间,浪费了许多宝贵的时间。如何缩短育种年限是今后果树三倍体育种应该注意的问题。
育种论文:果树三倍体育种管理论文
论文关键词:果树三倍体育种
论文摘要:本文综述了果树三倍体的研究进展:果树三倍体育种的途径主要包括利用对自然变异的选择获得三倍体、利用有性杂交来培育三倍体、利用胚乳培养获得三倍体和利用原生质融合培育三倍体;对三倍体的鉴定主要从形态特征、解剖结构、生理生化特性和染色体数目等方面来考虑,同时对今后果树三倍体育种的研究方向进行了展望。
多培体现象是高等生物最普遍的特点之一。据统计,在果树中,多培体类型分属于20科、35属,400余种。果树多倍体一般具有生长旺盛、果实大且少籽或无籽、产量高、适应性和抗逆性强等特点,且能够利用无性繁殖的方式固定其优良性状,使之保持稳定而不分离,在生产上长期利用。三倍体生物与其他多倍体相比,其营养生长通常是好的。一般说来,三倍体具有两大基本特征:由体细胞增大所引起的巨大性和由减数分裂过程紊乱造成的不育性,再加上多种不同生物类型和品种的三倍体所具有的特殊可贵性状,常引起育种工作者的关注,已经成为果树育种工作的重要组成部分,形成了对三倍体选育多样化的特色。鉴于此,对果树三倍体的特性、目前果树三倍体育种的主要途径、鉴定方法以及三倍体育种中应注意的问题进行分析和总结,以期为三倍体育种的进一步研究提供基础资料。
1果树三倍体的特性
1.1生物学性状
三倍体果树由于染色体组成多于二倍体,在形态上一般表现为巨大性,细胞体积增大,枝条变粗,叶片变宽变厚、叶色浓绿,叶绿体数目增加,气孔变大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或无籽,可食率高,如三倍体无籽香蕉,三倍体葡萄红标无核、夏黑,三倍体黄盖梨、大叶雪梨等。但是部分器官的巨型并不导致整个植株的巨型化,有的三倍体果树表现为生长缓慢,树体较小,节间变短,如柑桔三倍体前期生长弱,叶片厚而圆。另外,大多数的三倍体对外界环境条件具有较强的适应性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。
1.2育性的变化
多倍体植株的能育性一般较原植物降低,一方面是由于染色体在减数分裂中的配对容易发生紊乱,另一方面是由于花粉粒巨型化导致受孕率低、结实率低。而大多数三倍体花粉是不育,因此三倍体果树栽培品种大多需要配植一定比例的二倍体授粉树,当然一些具有无融合生殖的果树例外。
2果树三倍体的选育途径
2.1从自然突变中选育三倍体
目前市场上常见的三倍体果树品种中,有许多是从自然突变选育出来的。虽然自然突变发生的频率很低,但这些突变形成的天然多倍体,成为直接发掘并利用其进行育种的丰富的自然源泉。
2.1.1从果树的实生苗中选育三倍体。果树在生长过程中,由于温度骤变等自然胁迫而引起体细胞或生殖细胞发生突变,可自然产生多倍体,生殖细胞突变的结果是产生了2n配子,从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。目前已从柑橘、枇杷等种子选育出了三倍体植株。
2.1.2从果树芽变中选育三倍体。芽变是体细胞突变的一种。突变发生在芽的分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上与品种类型不同而被人们发现时,即为芽变。芽变又分为基因突变和染色体变异,其中有少数三倍体枝条的产生,如山楂品种大金星、伏里红、西丰伏和赞皇大枣等均系芽变三倍体。
2.1.3从扇形嵌合体果实中分离三倍体。果树的果实和种子均由L-II层衍生而来,因此有假说认为:当果实外观出现多倍体特征时,变异所在的扇区相对应的种子也应该出现同类型的倍性变异。Bowman等发现在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出现扇形嵌合体的频率为0.009%~0.271%,并通过培养扇形突变(表现巨型)对应区的种子或退化胚珠获得一些四倍体。从扇形嵌合体果实中分离多倍体的方法简单易行,是获得多倍体的有效途径。但扇形果实的突变频率很低,并且要大量从田间观察收集,易受环境和实验条件的制约。虽然目前还没有通过培养扇形突变发现三倍体突变,但此法不失为三倍体选育的一条途径。
2.2通过有性杂交培育三倍体
利用有性杂交进行三倍体选育,最常用的方法是二倍体与四倍体间的杂交,目前三倍体育种大都采用这种方法;也有利用未减数2n配子进行三倍体育种,但2n配子的自然发生频率较低,因此利用2n配子进行三倍体育种存在一定困难。近年来有不少关于提高2n花粉比率的研究报道。
2.2.1利用二倍体与四倍体杂交选育三倍体。二倍体与四倍体的杂交目前仍是获得三倍体的最有效途径,市场上的三倍体葡萄、苹果、柑橘等,如京早晶、红标无核葡萄,路奥、北斗、新金冠苹果等均系杂交产生。研究表明用四倍体作母本,二倍体作父本时,容易得到发育的种子,其中约有30%是三倍体;相反,用二倍体作母本,则正常的单倍性雌配子受精产生的三倍体胚几乎全部退化,有时不能产生种子或极少产生种子。因此在通过有性杂交培育三倍体时,要注意父、母本的选择。对于发育不的三倍体合子胚,可以结合胚培养技术进行抢救。另外在柑橘二倍体与二倍体杂交中也发现有三倍体产生。
2.2.2利用未减数配子进行三倍体育种。2n配子在自然界广泛存在,植物2n配子在育种方面具有许多优越性:通过2n配子提高后代倍性,可避免体细胞加倍等无性多倍化使杂种育性和生活力降低的缺陷;克服远缘杂交不亲和性和胚乳平衡数障碍;2n配子在传递杂合性和上位性方面有特殊价值;利用2n配子在二倍体水平上杂交可获得三倍体或四倍体。三倍体在许多果树上可获得无核品种,同时还能通过无性繁殖长期保存和利用。迄今为止,许多果树上均发现有2n配子存在,但利用2n配子进行多倍体育种的研究报道较少,这主要是因为2n配子的自然发生频率一般都比较低的缘故。据有关研究报道,苹果的2n花粉发生频率为0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉发生频率为0.015%~5.85%。提高2n配子的发生频率是利用2n配子进行多倍体育种的关键,另外,由于2n雄配子在育种中的利用较雌配子更为简便,因此,近年来有许多关于提高2n花粉比率的报道。
2.3体-配融合培育同源或异源三倍体
自1972年Carlson建立及时个体细胞杂种植株以来,原生质体育种迅速发展起来,在短短四十多年的时间里,就建立起了一套完整的体细胞杂交体系。原生质体融合技术最为诱人之处就是可以用来产生体细胞杂种和体-配杂种,它能克服有性杂交不亲和,性器官败育和珠心胚干扰等常规育种途径所不能解决的问题,扩大了远缘杂交的范围,开辟了育种的新途径。体-配融合是原生质体融合的一种,利用原生质体融合技术将体细胞的原生质体2x和配子的原生质体1x进行融合,产生一个三倍体细胞,进而形成三倍体植株。目前通过原生质体融合已经成功的培育出一些果树的体细胞杂种植株,体-配融合尚处于研究阶段。
2.4胚乳培养
被子植物胚乳是双受精产物之一,胚乳由3个单倍体核融合而成的,其中1个来自雄配子体,2个来自雌配子体,因此胚乳是天然的三倍体组织,具有双亲的遗传成分,对育种后代性状有一定的预见性。而且胚乳同样具有一般细胞的全能性,通过胚乳细胞的培养可获得三倍体植株。胚乳离体培养比2x与4x杂交获得三倍体快得多。目前已经获得了枇杷、杨桃、葡萄、柿子、西番莲、猕猴桃、柑橘、枣等的胚乳植株。这些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通过微芽嫁接移栽土壤中生长。但从开始果树胚乳培养至今,应用于生产的却很少。据分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困难,与二倍体砧木不亲和;其二,胚乳培养植株的染色体数目不稳定,常含有二倍体及非整倍体,有的在自然移栽生长过程中退化成二倍体。
3三倍体植株的鉴定
植物多倍体的判别和鉴定方法从原理上是依据其外在和内在的特征特性衍生而来的。一般而言,可以以形态外形观察为基础,组织化学、叶绿体计数为辅助、细胞学观察染色体数来确定,切忌以个别特征为依据妄言断之。目前最常见的鉴定方法有:形态鉴定法,细胞学鉴定法,染色体计数法;此外还有利用原位杂交技术如FISH、GISH以及RAPD、RFU技术等进行植株倍性鉴定。对于三倍体来说最直接有效的鉴定方法为染色体记数法,通过检测分生旺盛的器官、组织的染色体数来进行鉴定,它是最直接、也是最的鉴定方法。它不但能区别倍性而且还能鉴定是整倍性或非整倍性的变异。因染色体制片技术早已成熟,故切实可行。
4三倍体育种中存在的问题及展望
三倍体果树品种的选育,在一定程度上丰富了果树种质资源,拓宽了果树品种选育的途径,取得了丰硕的成果,但是果树三倍体育种也存在一些各式各样的问题,综合目前果树三倍体育种的研究现状,笔者认为果树三倍体育种中应注意以下几个问题:
4.1重视三倍体新种质的保存
在三倍体的育种过程中存在着移栽困难、砧木不亲和以及三倍体丛生芽不生根等问题。对这些种质,管理不当就会造成种质资源的丢失,可利用组织培养结合低温保存的手段,来保存这些材料的茎尖、茎段、愈伤以及原生质体等,以便将来进一步的研究。
4.2重视三倍体新种质其他特性的发掘
目前三倍体育种的目标主要选育是大果、无籽、风味好的品种,而忽略了对其他特性的挖掘。我们可以在对其进行目标性状鉴定的过程中,同时进行其他特性的检测,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作为新的种质资源加以利用。
4.3对现有的三倍体材料作进一步的研究
目前果树的三倍体研究取得了一些进展,也培育了一些三倍体果树品种,并成功推向市场,但对三倍体的无籽机理尚未搞清楚。在今后的研究中可以结合基因工程等高新技术,从分子水平来研究无籽的内在机理。另外,在多倍体包括三倍体的种植过程中,有时会出现倍性的退化问题,即多倍体材料种植一段时间后又退化成了二倍体,这些机理目前尚不清楚,需要进一步深入研究。
4.4加快三倍体果树品种的选育进程
从培育出一个三倍体植株到最终完成对该植株的检测,往往要耗费几年甚至十多年的时间,浪费了许多宝贵的时间。如何缩短育种年限是今后果树三倍体育种应该注意的问题。
育种论文:小麦育种影响管理论文
论文关键词统一供种;小麦育种;品种权;影响
论文摘要在当前国家小麦执行良种补贴政策下,从育种的角度分析小麦良种补贴对小麦育种的积极作用和不利影响。针对这些情况提出解决的建议,以供参考。
良种补贴是国家帮助农民增加收入的重要举措,为了搞好良种补贴,各地各部门都采取了积极的措施落实良种补贴政策。为了充分发挥良种补贴对粮食生产的促进作用,许多地区采取了统一供种操作方式。
我国小麦统一供种政策自2003年至今已进行了5年。5年来,累计推广面积达2133万公顷,在小麦增加产量和品种改良上起到了举足轻重的作用,但也正由于统一供种推广面积大,用种数量多,在给种子公司(企业)、育种单位等部门带来积极作用的同时也产生了一些不利影响。笔者以育种工作者的身份,通过对市场的调查和分析,就小麦统一供种对小麦育种工作的影响进行分析。
1统一供种对育种工作的积极意义
1.1提高农户购种积极性,体现育种价值
在政府良种补贴款的支持下,许多农户改变了以前自留种的习惯,积极购买种植产量高、表现好的优良品种,扩大了种植面积,增加了市场份额。这些优良品种给农民带来了丰厚的经济回报,为农民增收、社会增效起重大作用,充分体现出育种工作的真正意义和价值。
1.2净化种业市场,指明育种工作方向
随着《中华人民共和国种子法》的颁布与实施和种子市场的开放,每年通过审定品种繁多,市场上流通的各种农作物种子不计其数,竞争十分激烈。由于市场体制的不健全,在市场竞争中,许多表现优良的品种往往由于缺乏推广资金、推广平台差等原因而得不到有效推广;反而一些种业集团(大公司)借助其资金雄厚、销售队伍强,在高利润的刺激下,将那些已经过时的、表现平平的、被淘汰的品种,甚至是一些假冒伪劣的种子通过改头换面,变成了市场上“佼佼者”大肆推广,坑农害农,给社会和农民造成了严重损失。统一供种从源头抓起,所供品种是由诸多专家组成评审团通过考察、审议等许多环节才确定的。这些品种不论在表现、产量、品质等各个方面都十分突出,是市场需要和认可的。这一举措严重地打击了那些以次充好滥竽充数的做法,有效地净化了种子市场,使种子市场竞争有序、良性发展。这一措施一方面净化了种业市场,另一方面也告诉我们什么样的品种是农民所想,什么样的品种适合市场需求,什么样的品种才能成为市场主角,同时也给育种工作指明了目标和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品种,为我国农业发展作出更大贡献。
1.3价格保护,促进科技创新和知识产权保护
从众多小麦品种中选出一定数量的优良品种作为统一供种用种。这些品种相当一部分是受植物新品种权保护的。政府在圈定价格时执行了保护品种保护价政策,较一般品种高0.20元/kg左右,各地因品种而异。这极大地促进了育种工作者对科技的创新和知识产权的保护工作,采用多种手段搞创新。对新审定的优良品种及时申请新品种保护,保护了知识产权,保护了育种者利益。
2统一供种工作中存在的问题
2.1干扰市场,挫伤育种工作积极性
随着国家小麦良种补贴政策的进一步深化,各地统一供种面积不断扩大,有些省份已达到甚至突破当地小麦耕种面积的2/3以上,通过市场运作的小麦种数量十分有限。在按市场规律运作的今天,政府的这种行为已带有改革开放前的计划经济影子,从某种意义上讲违背了市场运作规律,不利于种业市场发展。一个表现优良新审定的品种在市场推广过程中可能因政府的“计划”,不规范的市场运作而失去市场份额和价值。对育种工作来说,不能尽早发挥品种给农户带来的增产增效作用,就意味着品种失去了原有价值,严重挫伤育种工作积极性。
2.2新品种被冷落,阻碍新品种推广和技术创新
农业部门一般选择数量多、价格便宜的老品种作为统一供种用种,因为价格低,很多地方甚至把市场上已经淘汰的品种又重新拾起来,这种做法实际上是保护了落后的品种,妨碍了新品种的推广。一些小麦品种刚通过审定,虽然质量好但因价位高得不到政府部门的支持,不能进入统一供种项目,市场流通份额小,加之小麦属常规作物,新品种、新技术保护期限短,育种工作者的利益得不到保障,技术创新意识受到严重影响。
2.3保护品种保护价执行力度差,削弱了育种工作者的知识产权保护意识
政府的统一供种有一部分是受过植物新品种保护的品种。众所周知,在通常情况下,保护品种在价格方面高于市场上一般品种,以体现保护品种价值。但近几年许多地方在统一供种招标价格上一味控制和降低价格,各品种在价格上没有大差别。由于保护品种执行保护价格的政策得不到有效落实,品种保护和不保护都一样,损害了育种者的经济利益,在一定程度上消弱育种工作者对知识产权的保护意识。
3建议
3.1淘汰老品种,选用优良新品种
统一供种和国家良种补贴政策的根本是提高农民收入,增加社会效益,选用老品种不符合这一根本出发点,不能提高农民收入和社会效益,还影响着新品种、新技术的推广。优良新品种是高科技农业的载体,是向农民传播农业成果的种子,是促进农民增收的保障,故选用优良新品种是发展好农村经济的主要目标之一。
3.2完善价格体制,尊重知识产权
在统一供种招标竞价过程中,要保护育种人(单位)的利益,要充分体现知识产权的价值。尊重知识产权区分好一般品种和保护品种的不同,实行一个品种一个价,不断完善价格机制,实现知识产权应有价值。
3.3以市场为导向,确定育种目标
育种成果最终要走向市场、进入农户。要以市场为导向,根据市场的需求确定育种工作的目标,不能盲目地搞育种。市场需求什么,农户需要什么,育种工作就做什么,这是市场运作的不变规律。
统一供种给育种工作带来了机会,使育种成果能得以迅速推广,实现育种工作和成果的价值,同时统一供种也给育种工作带来了挑战。在当前政策下怎样搞好育种工作,怎样使我们的成果能迅速进入市场,使育种成果给农户增收、社会增效发挥应有作用都值得我们深深地思考。
育种论文:小麦育种影响分析论文
论文关键词统一供种;小麦育种;品种权;影响
论文摘要在当前国家小麦执行良种补贴政策下,从育种的角度分析小麦良种补贴对小麦育种的积极作用和不利影响。针对这些情况提出解决的建议,以供参考。
良种补贴是国家帮助农民增加收入的重要举措,为了搞好良种补贴,各地各部门都采取了积极的措施落实良种补贴政策。为了充分发挥良种补贴对粮食生产的促进作用,许多地区采取了统一供种操作方式。
我国小麦统一供种政策自2003年至今已进行了5年。5年来,累计推广面积达2133万公顷,在小麦增加产量和品种改良上起到了举足轻重的作用,但也正由于统一供种推广面积大,用种数量多,在给种子公司(企业)、育种单位等部门带来积极作用的同时也产生了一些不利影响。笔者以育种工作者的身份,通过对市场的调查和分析,就小麦统一供种对小麦育种工作的影响进行分析。
1统一供种对育种工作的积极意义
1.1提高农户购种积极性,体现育种价值
在政府良种补贴款的支持下,许多农户改变了以前自留种的习惯,积极购买种植产量高、表现好的优良品种,扩大了种植面积,增加了市场份额。这些优良品种给农民带来了丰厚的经济回报,为农民增收、社会增效起重大作用,充分体现出育种工作的真正意义和价值。
1.2净化种业市场,指明育种工作方向
随着《中华人民共和国种子法》的颁布与实施和种子市场的开放,每年通过审定品种繁多,市场上流通的各种农作物种子不计其数,竞争十分激烈。由于市场体制的不健全,在市场竞争中,许多表现优良的品种往往由于缺乏推广资金、推广平台差等原因而得不到有效推广;反而一些种业集团(大公司)借助其资金雄厚、销售队伍强,在高利润的刺激下,将那些已经过时的、表现平平的、被淘汰的品种,甚至是一些假冒伪劣的种子通过改头换面,变成了市场上“佼佼者”大肆推广,坑农害农,给社会和农民造成了严重损失。统一供种从源头抓起,所供品种是由诸多专家组成评审团通过考察、审议等许多环节才确定的。这些品种不论在表现、产量、品质等各个方面都十分突出,是市场需要和认可的。这一举措严重地打击了那些以次充好滥竽充数的做法,有效地净化了种子市场,使种子市场竞争有序、良性发展。这一措施一方面净化了种业市场,另一方面也告诉我们什么样的品种是农民所想,什么样的品种适合市场需求,什么样的品种才能成为市场主角,同时也给育种工作指明了目标和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品种,为我国农业发展作出更大贡献。
1.3价格保护,促进科技创新和知识产权保护
从众多小麦品种中选出一定数量的优良品种作为统一供种用种。这些品种相当一部分是受植物新品种权保护的。政府在圈定价格时执行了保护品种保护价政策,较一般品种高0.20元/kg左右,各地因品种而异。这极大地促进了育种工作者对科技的创新和知识产权的保护工作,采用多种手段搞创新。对新审定的优良品种及时申请新品种保护,保护了知识产权,保护了育种者利益。
2统一供种工作中存在的问题
2.1干扰市场,挫伤育种工作积极性
随着国家小麦良种补贴政策的进一步深化,各地统一供种面积不断扩大,有些省份已达到甚至突破当地小麦耕种面积的2/3以上,通过市场运作的小麦种数量十分有限。在按市场规律运作的今天,政府的这种行为已带有改革开放前的计划经济影子,从某种意义上讲违背了市场运作规律,不利于种业市场发展。一个表现优良新审定的品种在市场推广过程中可能因政府的“计划”,不规范的市场运作而失去市场份额和价值。对育种工作来说,不能尽早发挥品种给农户带来的增产增效作用,就意味着品种失去了原有价值,严重挫伤育种工作积极性。
2.2新品种被冷落,阻碍新品种推广和技术创新
农业部门一般选择数量多、价格便宜的老品种作为统一供种用种,因为价格低,很多地方甚至把市场上已经淘汰的品种又重新拾起来,这种做法实际上是保护了落后的品种,妨碍了新品种的推广。一些小麦品种刚通过审定,虽然质量好但因价位高得不到政府部门的支持,不能进入统一供种项目,市场流通份额小,加之小麦属常规作物,新品种、新技术保护期限短,育种工作者的利益得不到保障,技术创新意识受到严重影响。
2.3保护品种保护价执行力度差,削弱了育种工作者的知识产权保护意识
政府的统一供种有一部分是受过植物新品种保护的品种。众所周知,在通常情况下,保护品种在价格方面高于市场上一般品种,以体现保护品种价值。但近几年许多地方在统一供种招标价格上一味控制和降低价格,各品种在价格上没有大差别。由于保护品种执行保护价格的政策得不到有效落实,品种保护和不保护都一样,损害了育种者的经济利益,在一定程度上消弱育种工作者对知识产权的保护意识。
3建议
3.1淘汰老品种,选用优良新品种
统一供种和国家良种补贴政策的根本是提高农民收入,增加社会效益,选用老品种不符合这一根本出发点,不能提高农民收入和社会效益,还影响着新品种、新技术的推广。优良新品种是高科技农业的载体,是向农民传播农业成果的种子,是促进农民增收的保障,故选用优良新品种是发展好农村经济的主要目标之一。
3.2完善价格体制,尊重知识产权
在统一供种招标竞价过程中,要保护育种人(单位)的利益,要充分体现知识产权的价值。尊重知识产权区分好一般品种和保护品种的不同,实行一个品种一个价,不断完善价格机制,实现知识产权应有价值。
3.3以市场为导向,确定育种目标
育种成果最终要走向市场、进入农户。要以市场为导向,根据市场的需求确定育种工作的目标,不能盲目地搞育种。市场需求什么,农户需要什么,育种工作就做什么,这是市场运作的不变规律。
统一供种给育种工作带来了机会,使育种成果能得以迅速推广,实现育种工作和成果的价值,同时统一供种也给育种工作带来了挑战。在当前政策下怎样搞好育种工作,怎样使我们的成果能迅速进入市场,使育种成果给农户增收、社会增效发挥应有作用都值得我们深深地思考。