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超级杂交水稻育种研究进展.

超级杂交水稻育种研究进展.
超级杂交水稻育种研究进展.

超级杂交水稻育种研究进展

(袁隆平)

目前,中国人口有13亿,人均可耕地仅1.4H,预计2030年人【1将增至16亿,人均可耕地将减少到1亩左右。面对人口增长爪力和耕地减少的严峻形势,为保障粮負安全,农业部于1996年启动实施了超级水稻育种计划。

技术路线

□育种实践表明,通过育种提高作物产量,可归纳出两条有效途径:一是形态改良,二是杂种优势利用。单纯的形态改良,潜力有限;杂

种优势不与形态改良结合,效果较差。相关育种途径和技术,包括基因工程在内的高技术,垠终将落实到优良的形态和强人的杂种优势

h,才会对提高产量有贡献。但是, 育种进一步

向更高层次发展,也必须依靠生物技术的进

步。

形态改良

优良株型是高产的基础。自从1968年Dr.Donald提出理想株型概念肩,很多水稻育种家特别注总这一亜要课题,并设想了多种高产水稻模型0其中著名的是国际水稻研究所Dr.Khush提出的“新株型”稻,其主要特征是:①大穗,每穗250粒;②分藥少, 每株3~4个有效分簾;③短而壮实的秆。这种模型是否高产,还冇待实践证明。发现超高产品种有如下形态特征。

A.高冠层

上三叶叶片应长、直、窄、凹、厚。长而直的叶子不仅叶面积大i ftj且能两面受光又4不遮荫,因此能更竹效地利用光能;窄叶所占的空间面积小,能增加有效的叶面积指数;凹字形可使叶片坚挺不披;厚叶光合功能强且不易早衰。总之,具有这种形态特征的水稻品种,能冇最大的冇效叶面积指数和光合功能,为超高产提供充足的光合产物即有机源。

B.矮穗层

成熟期稻穗顶部离地面仅60?70cm, 这种结构由于重心卜?降,可使植株筒度抗倒

伏。抗倒是培育超高产水稻必备的特性。

C.中大穗

□每穗谷重约6克,每亩16.17万穗。稻谷产量=生物学产城X收获指数。理论上,直产肚潜力为1000公斤/ 市。现行的矮杆品种,收获指数(HI)L2很拓(>0?5), 进?步握两收获指数匕粗当有限,凶此,主就应依籁提高

生杨昭产聲以譲一参提高稻谷产量。

□从形态学观点來看,提高植株高度是提高生物学产就有效而可行的方法。然而这种方法会引起便伏。为解决这个问题,不少育种家正试图使茎秆更粗壮,但此举会导致收获指数下降,因此,很难达到超髙产。上述由井片组成的蒿叶冠层植株模型能同时篦高生物学产量、高收我指数和高度抗倒伏三者较好的统一起来, 从而能实现翻占护。

提高杂种优势水平

水稻的杂种优势强弱有如卜?的趋势:釉粳交〉釉爪交>粳爪交>柚釉交〉粳粳交。依据我们研究,釉粳杂交稻库大源足,苴产量潜力比现行在生产匕应用的品种间杂交稻可捉高30%以上。但是,要利用釉粳朵种优势的难

度很大,最主要的是釉稻和粳稻为不同亚种,亲缘关系较远,二者Z间存在不亲和性,致使釉粳杂种的受粘结实不正常,一般结实仅30%左右,因此,其实际产量不

经过近10年的努力,我们在利用釉粳杂种优势育种上终丁取得成功,育成一批结实率正常的具仃超高产潜力的釉粳杂交稻组合。主要经验,?是利用广亲和基因以克服釉粳稻之间的不亲和性:二是用具有混合亲缘的中间型材料而不是用典型的釉、粳品种作亲木,以协调其它方血的矛盾。

3、借助分子技术

常规f了种与生物技术相结介是今后作物

育种的发展方向,这也是选育超级杂交稻貝有巨人潜力的途径。

利用野生稻中的有利基因

基于分子技术和田间试验,鉴别出两个源于普通野丫稻(O.rufipogon)的增产QTL, M个QTL具仃比高产对照杂交组介(V优64)增产18%的效应。通过分子标记辅助选择和田间选择,已育成1个带有I:述两个QTL位点的优良恢复系R163,它的朵交种丫两优7号(Y58S/R163), 2008年被认定为湖南省的第二期超级稻,人而积生产?般市产700 公斤左右。

利用稗草的DNA创造水稻新资源

通过穗颈注射法将稗也的总D N A导入恢复系(R207),后代产生弯异,从这些变异株屮选fi出

新的优良、稳龙的恢复系RB207-1,它具仃如下性状特征。

①穗大粒多;

②粒重比原始R207大大提高。

尤其是其杂交种GDS/R.B207.1,株型良好, 杂种优势强,在海拔较高的山区(400-800米)表现特别好,2005年有三个试验点,小面积(2.3liQm 产都在900公斤以I:。经分子检测,RB207-1& 有稗草DNA的片断。

选育C4型超级杂交稻

与香港屮文犬学介作,源J:主米的C4基因已被成功克隆并lE在导入超级杂交稻的亲本。理论l:C4基因的光介效率比水稻的C3 基因高30%,初步测定,有个别含C4基因的亲本植株,其叶片的光合效率比对照高

10.30%,但还不稳怎,仍在继续选冇中。

皋于第:期超级杂交稻取得的成就,我们特捉出一

个超级杂交稻“种三产四”的丰产工程计划,即种三亩超级杂交稻产出现仃四由地所丫产的粮食。计划用5年时间在全国发展6000万亩,产8000万亩的粮食。该匸程既能保证我国的粮食安全,乂能牡约2000力亩耕地,以发展其它经济效益更高的项11,为农尺致富创造条件。山丁?这项计划貝仃I?分匝要的现实总义,因而受到了各方面的高度重视和支持。2007年已在湖南省率先实施, 在20个示范县中有18个县达标。2008年已验收的7个

早稻示范县,20个县全部达标。安徽芜湖币、河南信阳市也〃积极地实施这项丄程,而几效果良好。

科技进步水无止境,水稻还有很人的产屋潜力。根据以I倂项研究进展,2006年科技部C立项和启动了第二阶段超级朵交稻育种计划,即到2015 年第三期单季超级杂交稻大面积示范的产最指标是900 公斤/lifo 遵照科技部2008年立项的“强优势水稻朵交种创制与应用研究”计划,我们提出分三步走的计划來实现第三期目标:

第一步,2010年亩产830公斤(2009年有三个丙亩达棕);

第二步,2012年亩产860公斤:

第三步,2015年完成任务。

兰州百合鳞片繁殖及小鳞茎形成过程的研究

兰州百合鳞片繁殖及小鳞茎形成过程的研究百合(Lilium spp)是单子叶植物亚纲百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)的所有种类的总称。随着市场经济的发展,兰州百合供不应求,种球的需求量也大幅上升。 百合的快繁主要有小鳞茎分株繁殖、鳞片扦插及组织培养。兰州百合(Lilium davidii var.Unicolor(hoog)cotton)属于川百合变种,是我国食用百合最佳品种,个头大,色泽白,肉质厚,味甜香;配药可润肺止咳,宁心安神;花色火红,十分艳丽,可供观赏。 本研究以兰州百合进行单鳞片扦插繁殖,了解了内、中、外三层鳞片的分化能力及最佳扦插基质,并显微观察了扦插鳞片上小鳞茎的形态发生过程,结果表明小鳞茎的形态发生过程属于器官发生。供试材料是由兰州西果园乡购得。 2001年4月28日,将百合鳞片按内、中、外三层分组,消毒,冲洗后凉干表面水分,分组扦插在16种基质中,在室温(20-25℃)下培养。培养45天时统计了各种基质中的成苗情况,结果表明,在16种基质中,每一种基质都证明了兰州百合内、中、外三层鳞片在同一基质中的分化能力不同,每一种基质中中层鳞片成苗率最高,内层次之,外层最差。 在16种基质中,G基质(珍珠岩+蛭石粉1:1)中扦插鳞片的成苗率最高,内、中层鳞片的成苗率分别为230.4%和236.8%,H基质(珍珠岩+泥炭1:1)中内、中层鳞片的成苗率为184.2%和226.1%,仅次于G基质,但H基质中小鳞茎生根情况较G基质好。为了进一步提高鳞片的分化能力,在实验组H基质中,扦插前将鳞片分别蘸不同浓度(0.05g/L、0.08g/L、0.1g/L、0.12g/L、0.15g/L、0.2g/L)的NAA,实验结果证明,NAA浓度为0.15g/L时,扦插鳞片分化情况最

食用百合研究进展

食用百合研究进展 王纯荣,周雯雯,颜贤仔 (江西农业大学,江西南昌330045) 摘要 综述了食用百合在栽培、化学成分提取和功能以及产品加工等方面的研究进展,指出其研究开发中存在的问题,并对其开发前景进行了展望。关键词 食用百合;栽培;功能;加工中图分类号 S644.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)36-15833-02P rogress in the R esearch of Edible Lily W ANG Chun 2rong et al (Jiangxi Agricultural University ,Nanchang ,Jiangxi 330045)Abstract T he research progresses on the cultivation ,the extraction and functions of chem ical com ponents ,product processing of edible lily and s o on were summ arized.T he existing problems in the research and developm ent of edible lily were pointed out.And its developm ent foreground was predicted.K ey w ords Edible lily ;Cultivation ;Function ;Processing 基金项目 江西农业大学博士启动基金(2313)资助。 作者简介 王纯荣(1975-),男,陕西安康人,博士,讲师,从事生物资 源开发利用方面的研究。 收稿日期 2008212217 百合是世界著名的药食两用植物又是球根花卉,首载于我国现存最早的药物学专著《神农本草经》,分布几遍全国。百合为百合科,多年生草本植物,同属植物有卷丹、山丹、松叶百合、轮叶百合、野百合等。全世界百合属植物约有90个种,其中起源于中国的就有47种和18个变种,占世界百合属植物的一半以上。百合在食用和药用两方面皆有较大的价值,引起学者们的密切关注。各科研机构竞相在百合的栽培、化学成分提取和功能以及产品加工等方面展开研究,并取得的一系列研究进展。笔者对食用百合研究进展作一综述,旨在为相关研究提供借鉴。 1 百合的栽培 1.1 栽培性状的改良 病害防治是百合栽培的重要研究内 容。朱茂山等发现百合枯萎病菌可在多种培养基上生长,百合枯萎病菌的营养及生长特性与尖孢镰刀菌的生物学特性具有相似的特点[1]。这部分研究工作为开展对百合病害的防治技术以及高效低毒药剂筛选等研究提供必要的基础理论依据。另外,随着百合需求的不断增加,在高纬度地区耐寒、低纬度地区耐热新品种的选育是近年来百合栽培的热点。樊金萍等发现在低温条件下,蛋白质、淀粉相对含量低,可溶性糖相对含量高,则抗冷性强,为百合在寒冷地区栽培应用及百合的抗寒性研究提供了理论依据 [2] 。 1.2 育种技术的发展 通过应用生物技术,利用外源基因, 定向改变百合的性状,创造新的品种,这已经是百合新品种开发的主要方式[3-4]。王红霞等对通江百合及其近缘种岷江百合的染色体变异式样进行了分析研究,发现染色体结构变异是其核型的重要特征,且染色体结构变异的原因与百合属植物染色体基数较大有关 [5] 。W atad 等通过微注射法成功 地获得了转基因麝香百合植株[3]。赵印泉等分析百合Lf 2 M ADS1和LfM ADS3基因的功能,认为LfM AS D1是百合花器官 发育的B 功能基因,LfM AS D3是百合花器官发育的SEP 基因[6-7]。黄子锋等建立了适合百合种质的RAPD 优化体系,具有较好的扩增效果[8]。李刚等获得麝香百合转基因植株,对经过抗性筛选的百合转化植株进行PCR 分子检测,部分转 基因植株呈阳性,初步证明T -DNA 已插入到百合基因组中[9]。童巧珍等以百合新鲜鳞叶为材料,研究并确定了百合最佳随机扩增多态DNA (RAPD )分析方法[10]。王凯等通过根癌农杆菌介导的遗传转化方法,建立了百合金黄精灵鳞茎的遗传转化体系[11]。 2 百合化学成分 2.1 一般性成分 百合鳞片中钙、镁、铁、铝、钾、磷含量较 高,同时还含有锌、钛、镍、锰等微量元素[12]。另外有报道称百合含有17~19种氨基酸,其中6~7种为人体必需氨基酸[12-13]。百合淀粉粒含量也较高[14]。 2.2 功能性成分 除一般性成分外,百合中还含有许多具 有生理功能成分,如磷脂、百合皂甙、百合多糖(包括百合膳食纤维)、秋水仙碱等。对这些功能性成分的化学组成与结构、物化特性、生理与药理功能等方面的研究具有重要的理论意义和实用价值。 2.2.1 磷脂。磷脂对生物膜的生物活性和机体的正常代谢 有重要的调节功能。比较重要的天然磷脂有磷脂酸、卵磷脂、脑磷脂、磷脂酰丝胺酸和磷脂酰肌醇。磷脂可以促进神经传导、提高大脑活力,治疗神经紊乱等。磷脂缺失会导致一系列疾病的产生。如记忆及生长机能失调、骨质畸形和消瘦。吴杲等在对卷丹、百合、川百合、药百合、麝香百合5种百合鳞茎进行磷脂成分分析中,5种百合鳞茎中均含有脑磷脂、卵磷脂等多种磷脂成分[15]。 2.2.2 百合皂苷。百合皂苷的研究主要集中于甾体皂苷。 吉宏武等从卷丹中得到两种甾体皂甙:皂苷1为含有提果皂苷元与3个糖基的甾体皂苷,皂苷2为含有薯蓣皂苷元与3 个糖基的甾体皂苷[16]。侯秀云等从百合中分离得到β2谷甾醇、胡萝卜苷、正丁基2β2D 2吡喃果糖苷、262O 2β2D 2吡喃葡萄 糖3β,262二羟基252胆甾烯216,222二氧32O 2α2L 2吡喃鼠李糖2 (1→2)2 β2D 2吡喃葡萄糖苷、262O 2β2D 2吡喃葡萄糖3β,262二羟基胆甾烷216,222二氧232O 2α2L 2吡喃鼠李糖2(1→2)2β2D 2吡喃葡萄糖苷。其中I 、Ⅱ和Ⅲ是首次从该植物中分得。Ⅳ和V 为新化台物,初步药理试验证明,这两种皂苷对二氧化硫引起的小鼠咳嗽有镇咳作用[17]。杨秀伟等从卷丹鳞片中得到2 个甾体皂苷,鉴定化合物1为薯蓣皂苷元32O 2{O 2α2L 2鼠李糖基2(1→2)2O 2[β2D 2木糖基(1→3)]2β2D 2葡萄糖苷,化合物2 为薯蓣皂苷元32O 2{O 2α2L 2鼠李糖基2(1→2)2O 2[α2L 2阿拉伯 安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(36):15833-15834,15869 责任编辑 王淼 责任校对 傅真治

系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程

系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过 程 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程 三系法杂交水稻育种 (1)三系法杂交稻的由来:两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。具体地讲,杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。 水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。水稻杂种优势利用,只有依靠雄性不育的特性,通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢复系(R)来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套,故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。水稻三系之间关系密切,其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外,其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交,获得的不育系种子供来年制种和繁殖用;不育系与恢复系杂交,获得的杂交水稻种子供下季大田生产用;保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。(2)三系法杂交稻育种的历史:1958年,日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板5号产生雄性不育。1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中65杂交,育成BT型不育胞质台中65A,并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了BT型不育系的同质恢复系,于1968年实现粳型杂交稻三系配套。我国杂交水稻的研究始于1964年,当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到6株雄性不育株,并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型3种。随后进行的遗传和数以千计的测交试验表

以3种常用药用植物为例,阐述其中药资源状况及发展前景

南开大学现代远程教育学院考试卷 《药用植物学》 主讲教师:石福臣 一、请同学们在下列(10)题目中任选一题,写成期末论文。 1、以3种常用药用植物为例,阐述其中药资源状况及发展前景 2、列举5种属于裸子植物的药用植物,阐述其主要识别特征及野生及栽培现状 3、列举5种属于木本双子叶植物的药用植物,分析其关键识别特征及资源状况 4、列举5种属于草本双子叶植物的药用植物,说明其关键识别特征及资源状况 5、列举3种属于木本单子叶植物的药用植物,描述其关键识别特征及资源状况 6、在唇形科和玄参科中各列举2种药用植物,比较分析其分类学特征和各自资源分 布状况 7、结合具体药用植物分析变态根在药用植物环境适应中的意义 8、结合具体药用植物分析蔷薇科内各亚科间在特征上的演化规律 9、列举5种豆科药用植物,分别阐述其主要特征,并分析其国内资源状况 10、列举5种百合科药用植物,分析其形态特征的共同点和不同点,并阐述各自的 资源状况 二、论文写作要求 论文题目应为授课教师指定题目,论文要层次清晰、论点清楚、论据准确; 论文写作要理论联系实际,同学们应结合课堂讲授内容,广泛收集与论文有关资料,含有一定案例,参考一定文献资料。 三、论文写作格式要求: 论文题目要求为宋体三号字,加粗居中; 正文部分要求为宋体小四号字,标题加粗,行间距为1.5倍行距; 论文字数要控制在2000-2500字; 论文标题书写顺序依次为一、(一)、1. 。 四、论文提交注意事项: 1、论文一律以此文件为封面,写明学习中心、专业、姓名、学号等信息。论文保存为word文件,以“课程名+学号+姓名”命名。 2、论文一律采用线上提交方式,在学院规定时间内上传到教学教务平台,逾期平台关闭,将不接受补交。 3、不接受纸质论文。 4、如有抄袭雷同现象,将按学院规定严肃处理。

关于两系法杂交水稻制种

关于两系法杂交水稻制种 摘要:本文着重介绍两系法杂交水稻制种的概念及要求、技术、主要的注意事项以及我对杂交水稻制种的认识。 关键词:两系法、杂交水稻,不育系 正文: 两系法杂交水稻是我国在世界上首先研究成功的一种利用水稻杂种优势的新技术。两系法水稻杂种优势利用途径,简化了繁殖和制种程序,减少了种子生产环节,降低了种子生产成本。两系法杂交水稻的选育成功,为水稻杂种优势利用又开辟了一条新途径。 一、两系法杂交水稻制种的概念及要求。 选择能使光温敏核不育系不育性表达完全的生态条件,将光温敏核不育性与配组父 本按一定的行比相间种植,使父母本花期相遇,并人工辅助授粉,获得生产应用的杂交水稻种子,这一过程即为两系法杂交水稻制种。 两系法与三系法杂交水稻的制种相比,既有共同点,又有特异性。两种途径的制种,其目标都要求制种产量高,种子纯度合格。制种的田间设计和操作过程大同小异,异交结实的自然条件,如对授粉期的天气状况、温度、湿度等有着共同的要求。 两系法杂交水稻的制种,母本是利用光温敏核不育系,不育性的表达是由细胞核基因和温光生态条件共同控制,只有在一定的温光生态条件下雄性不育性方能表达完全,制种的纯度方能得到保证。因此,在两系法杂交水稻制种上,种子纯度和产量都是主要目标,而且纯度是前提,只有在保证制种纯度的基础上求产量才有实际意义。为了保证两系法杂交水稻制种的种子纯度合格,制种季节安排和基地的选择有更严格的要求。 二、两系法杂交水稻高产制种技术。 在三系法杂交水稻制种中,由于母本不育性不受环境条件制约,因此不需要考虑不育系的育性敏感安全期,只需考虑抽穗授粉的安全期。二两系法杂交水稻制种则不同,其母本不育性的表达需要特定的光温条件,制种基地的选择和季节的安排,不但要考虑不育系育性敏感期的安全,又要考虑抽穗授粉期的安全,其中以育性敏感安全期为前提条件。 1、制种基地的选择。 制种基地的选择,除了三系杂交水稻制种基地的基本条件外,还必须考虑两个安全期的可靠性。例如,在湘西南海拔450米以上的单季稻去,三系制种较适宜,两系制种时不育系的育性敏感期安全可靠性较差,即使在高温季节的7月下旬至8月上旬,若遇上一天以上的降雨天气,气温也易降至24度以下,而且昼夜温差大,日最低气温往往在20度以下,可导致温敏不育系的不育性波动。因此,两系制种若在单季稻区进行,宜选择海拔350~450米、地势开阔、光照充足的稻区。在双季稻区进行两系制种,基地的选择范围较宽。但无论是单季稻区还是双季稻区制种,山坑田和冷水灌溉的田块,都不适宜。 2、制种季节安排。 在制种季节的安排上,考虑的因素是亲本生育期特性和育性敏感期安全气候条件的可靠程度。不育系育性敏感期的安全,保证了制种成功。但是,杂交水稻制种既要高纯度,又要高产量。从纯度与产量的关系上分析,在亲本纯度一定时,制种产量越高,杂交种子纯度越高。要使制种高产,在父母本苗穗结构合理、花期相遇的前提下,抽穗扬花授粉期气候条件的安全是保障。考虑到育性敏感安全期和抽穗扬花授粉安全期的有机结合,在安排上就要合理利用气候条件和亲本特性。一个不育系在某一地区表现的育性敏感安全的历期、安全不育历期,并不一定都是两系杂交水稻制种适宜时期。相反,一个地区最适宜的抽穗扬花授粉期,也一定能被两系杂交水稻制种所利用。只有在不育历期内,选择能使抽穗扬花授粉期安全系数大的某一段不育历期用于制种。例如,陪矮64S在长沙地区的育性敏感安全期为7月中

药用植物辐射育种研究进展【文献综述】

文献综述 生物工程 药用植物辐射育种研究进展 摘要:药用植物辐射育种是提高中药材产量和质量的重要途径,在中药现代化中发挥着相当重要的作用。本文简述了近年来辐射育种技术的发展,以及辐射诱变技术在药用植物中的应用。总结了药用植物辐射育种的现状及问题,并探讨了药用植物辐射育种的发展方向及前景。 关键词:药用植物;辐射育种;应用概况 随着21世纪生命科学研究的深入和仪器分析的发展,全球对药用植物的开发与利用迅速加强。在我国,药用植物经过几千年的应用与发展,已经形成了具有悠久历史的传统中医药。到目前为止,我国已报道并应用的药用植物有11000多种[1]。随着中药的现代化推进,药用植物的大量使用,野生药用植物资源已急剧减少,而栽培的药用植物,由于大量的栽培,导致了品质退化、产量下降、病虫害发生日益突出[2]。为了保证和不断提高药用植物的质量和产量,药用植物的辐射育种得到了广泛关注和重视。 在我国,药用植物的育种工作曾长期停留在以移植和应用农作物传统常规育种技术为主的初级阶段。但近年来,随着生物技术的发展,药用植物的辐射育种工作取得了较大的进展,加速了药用植物新品种选育和良种繁育的进程。本文着重从辐射育种方面介绍目前我国药用植物育种的研究进展。 1 常规育种技术 在我国,药用植物的育种工作曾长期停留在以移植和应用农作物传统常规育种技术为主的初级阶段。随着生物技术的快速发展,通过结合常规育种技术,药用植物的育种工作取得了较大进展,加速了药用植物新品种选育和良种繁育的进程[3]。目前我国的育种方法有:选择育种、杂交育种、诱变育种和生物技术育种。 诱变育种是人为地利用物理诱变因素和化学诱变剂,对植物的种子、器官、细胞以及DNA等进行诱变处理,能在较短时间内获得有利用价值的突变体,可根据育种目标选育新品种[4]。辐射诱变育属于物理诱变育种的其中一种,是利用

亚洲百合论文:亚洲百合杂交育种研究

亚洲百合论文:亚洲百合杂交育种研究 【中文摘要】目前国内百合杂交育种多是在野生种之间或野生种与栽培品种之间进行,而对品种间,尤其是亚洲百合品种间的杂交育 种研究相对较少。本研究以亚洲百合和东方百合部分品种为亲本进行杂交,以期选育出综合两个品种系优良特点的新品种。此外,通过百合系内及系间杂交,能在一定程度上反映不同品种之间的杂交亲和性, 为进一步开展百合育种工作提供理论和实践依据。本研究主要包括花粉生活力的测定、杂交授粉、利用荧光显微技术观察花粉管的生长、杂交后代的培育和杂种鉴定,最终获得了5个杂种后代。通过试验, 获得的主要结果如下:1)利用正交试验设计,得出花粉萌发最佳培养液为蔗糖100g/L+H3BO3 40mg/L+CaCl21 Omg/L,用此培养液测得’Black Out 1106’、Detroit’、’Gironde’、’Loreto’、’Mount Duckling’、’Tresor’的花粉萌发率较高,其他品种花粉萌发率较低。 2)百合系内杂交亲和性比较好,多数组合能获得膨大的果实;百合系间杂交亲和性较差,虽然部分组合获得膨大的果实,但果实较瘦弱且 维系时间较短;对于给定的两个亲本而言,正反交结实情况差异也很大;对于大多数杂交组合而言,蒴果的膨大程度与种子有胚率呈一定的正相关性。3)利用荧光显微镜观察发现,’Mount Duckling’自交(?)(?)’Loreto’×’Black Out 1106’杂交组合中,父本的花粉均能在母本的柱头上萌发,进入中央花柱道,到达花柱基部,最终到达子

房并进入胚珠。不过某些花粉管在生长过程中也表现出了一些不亲和的现象,如在花柱及子房中均出现了胼胝质反应等。4)在杂种幼胚离体培养基的筛选试验中,以’Navona’x’Tresor’为试材,通过试验分析得出最佳离体萌发培养基为MS+蔗糖3%+NAA0.01mg/L;在杂交幼苗最适生根培养基的筛选试验中,发现在培养基中添加活性炭利于杂交幼苗生根,最适生根培养基为MS+蔗糖6%+NAAO.1 mg/L+活性炭 1.0g/L5)利用ISSR-PCR分子标记方法对所获得的5个杂种后代进行杂种真实性鉴定,从15个ISSR引物中筛选出2个引物进行扩增,共得到29条DNA条带,其中多态性条带24条,占总条带数的8 2.76%。研究结果表明,5个杂交后代多数条带和亲本共用,有的融合双亲性状,出现双亲相加性带型,或双亲各自特有条带,此外,部分杂种还出现双亲均没有的条带,以上情况均说明了杂种的真实性。 【英文摘要】Studies on lily hybridization were more concentrated on wild Lilium spp.or the wild species and cultivars. However, hybridization of lily cultivars, especially Asiatic lily cultivars was less concentrated. In this study, lily cultivars of Asiatic hybrids and Oriental hybrids were employed as experimental materials for hybridization. To some extent, it can reflect cross-compatibility among lily cultivars and offer help for further study on lily hybridization.There were several

三系法杂交水稻育种 相关知识

三系法杂交水稻育种 (1)三系法杂交稻的由来:两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。具体地讲,杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。 水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。水稻杂种优势利用,只有依靠雄性不育的特性,通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢复系(R)来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套,故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。水稻三系之间关系密切,其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外,其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交,获得的不育系种子供来年制种和繁殖用;不育系与恢复系杂交,获得的杂交水稻种子供下季大田生产用;保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。 (2)三系法杂交稻育种的历史:1958年,日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板5号产生雄性不育。1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中65杂交,育成BT型不育胞质台中65A,并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了BT 型不育系的同质恢复系,于1968年实现粳型杂交稻三系配套。我国杂交水稻的研究始于1964年,当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到6株雄性不育株,并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型3种。随后进行的遗传和数以千计的测交试验表明:这些材料属于单基因控制的隐性核不育,找不到能完全保持其不育特性的品种,利用价值不大。1970年11月,李必湖等在海南省三亚市南红农场的水沟边发现了1株花粉败育的野生稻(简称野败),为雄性不育系的选育打开了突破口。次年春季的试验就表明广场矮3784、6044、二九南等品种(系)对野败不育株具有很好的保持能力。经过随后2年全国各育种单位的通力合作,到1972年冬在海南冬繁时就获得了农艺性状一致、不育株率和不育度均达到100%的不育系群体,如珍汕97A和B、二九南1号A和B 等。至此,我国第一批野败细胞质不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以后,1973年原广西农学院等单位陆续筛选出IR24、IR26、泰引1号、古154等一批强优恢复系,并选配出汕优2号、南优2号等系列强优势杂交稻组合。从此,以我国籼型三系杂交水稻实现配套为标志,宣告杂交水稻选育成功。 (3)雄性不育系与保持系的选育:选育水稻雄性不育系首先要获得能稳定遗传的雄性不育株,其次是有能把雄性不育株的不育特性传递下去的保持材料,然后通过测交和连续成对回交,完成全部核置换之后就可育成三系雄性不育系及其相应的同型保持系。 ①雄性不育株的获得:获得原始的雄性不育株,可从大田自然群体中寻找或通过远缘杂交产生。前者如袁隆平早期从胜利籼、洞庭早籼、矮脚南特等籼稻品种中发现的C系统不育材料;后者如李必湖等发现并被试验证实由野生稻与栽培稻天然杂交产生的野败雄性不育株;四川农业大学通过地理生态远缘杂交获得的用于培育冈46A等不育系的不育株,湖南杂交水稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川农科院水稻高梁研究所通过籼粳交获得的用于培育K系列不育系的不育株。这些不育株均为核质互作型不育,比较容易找到保持系,是选育三系雄性不育系不育单株的主要来源。

袁隆平发明杂交水稻

袁隆平发明杂交水稻:一颗种子改变世界 一粒小小的种子改变了世界。 袁隆平,这位“杂交水稻之父”,在1973年率领科研团队开启了的杂交水稻王国的大门,在数年的时间内就解决了十多亿人的吃饭问题,有力回答了世界“谁来养活中国”的疑问。正如美国著名农业经济学家帕尔伯格所言:袁隆平把西方国家远远甩到了后面,为中国争取到了宝贵的时间,并将引导中国和世界过上不再饥饿的美好生活。 目前,中国杂交水稻已在世界上30多个国家和地区进行研究和推广,并被冠以“东方魔稻”、“巨人稻”、“瀑布稻”等美称,甚至将之与中国古代四大发明相媲美。 “我梦见我们种的水稻, 长得跟高粱一样高,穗子像扫 把那么长,颗粒像花生米那么 大,我和助手们就坐在稻穗下 面乘凉……” 这个禾下乘凉梦,袁隆平 做了两次。而作为“杂交水稻 之父”,关于水稻的梦,他一 做就是40多年。 从《诗经》慨叹的“天降 丧乱,饥馑荐臻,无以卒岁”, 到清朝《履园丛话》描写的“蝗旱不登,饿殍载道”,饥饿曾经长时间和中国人如影随形。 2005年年底,联合国世界粮食计划署在北京正式宣布从2006年起停止对华粮食援助。这标志着中国26年的粮食受捐赠历史画上了句号,并开始成为一个重要的援助捐赠国。中国以占世界不到10%的耕地养活了占世界20%多的人口,其中杂交水稻立下了汗马功劳。 失败中诞生的灵感火花 上个世纪60年代,湖南省安江农校早稻品种试验田,青年教师袁隆平被一株“鹤立鸡群”的水稻吸引了:株型优异,穗大粒多。他蹲下身子仔细地数了数稻粒数,竟然有160多粒,远远超过普通稻穗。兴奋的袁隆平给这株水稻做了记号,将其所有谷粒留做试验的种子。 第二年的结果却让人很失望,这些种子生长的禾苗,长得高矮不一,抽穗的时间也有的早,有的迟,没有一株超过它们的前代。 袁隆平百思不得其解,根据蒙德尔遗传学理论,纯种水稻品种的第二代应该不会分离,只有杂种第二代才会出现分离现象。灵感的火花来了:难道这是一株天然杂交稻?而当时权威看法是水稻是自花授粉植物,不具有杂交优势。 从这时开始,袁隆平下定决心不为权威所限,通过科学的研究揭示出水稻杂交的奥秘和规律。1966年,他发表论文《水稻的雄性不孕性》,论述了水稻具有雄性不孕性,并预言:

浅谈药用植物学的发展现状与发展趋势

浅谈药用植物学的发展现状与发展趋势 摘要:药用植物学是一门研究具有医疗保健作用的植物形态、组织、生理功能、分类鉴定、细胞组织培养、资源开发和合理利用的一门科学。药用植物学的任务主要是系统地学习植物学知识,用来研究药用植物的分类鉴定,调查药用植物资源,整理中草药的种类,保证用药准确有效。 关键词:药用植物、药物价值、药物特征、药用植物的发展等 内容:据统计,我国药用资源种类达12694种,其中药用植物383科233属11020种(含种下等级),药用动物414科879属1590种,药用矿物84种〔2〕.可见我国药用资源80%多的种类是中草药类,当今人类回归自然热持续升温,为发展我国传统医药提供了广阔前景. “九五”期间对常用中药材进行质量标准规范化研究,其成果对澄清品种混乱,提高鉴定水平,保证中药材质量,促进中药材标准化,国际化,开发利用新资源等方面具有重要的科学意义和实用价值.但中药材品种混乱和质量下降的局面至今仍未得到有效的遏制.我国先后对400多种中药材做了较深入的化学成分研究,填补了一大批中草药化学成分空白,筛选出800多个生物活性成分.目前已完成500多种中药的传统炮制经验的收集整理及技术规范制订,在遵守古老炮制的基础上对近100种常用中药进行现代炮制技术,工艺及其机理研究,较具民族特色和医学体系的藏、蒙、维等民族医药己相继制定了地方标准.牛黄麝香、虎骨、犀牛角、冬虫夏草菌丝等名贵中药的人工制品或代用品大大缓解了对其天然野生资源的压力,但中草药品种退化依然严重,生产管理粗放,名贵药材资源长期紧缺,不少品种已濒临灭绝.本着立中药材国际名牌,扬中医药世界美誉,我国已建立了一大批名优道地药材生产基地,全国约有200个品种,中药材道地性的系统研究已经启动. (一)药用植物栽培的发展简史:古代由于药物中植物类药占大多数,所以古代把记载药物的书籍称为“本草”,把药学称为“本草学”。 汉代:《神农本草经》,现存最早,载药365种,其中植物药237种。 梁代:陶弘景,《神农本草经集注》,载药730种,将药物按其自然属 性分类。 唐代:李勣、苏敬等,《新修本草》,载药844种,我国第一部药 宋代:唐慎微,《证类本草》载药1746种,是宋代以前本草发展最完 整的文献。 明代:李时珍,《本草纲目》载药1892种,附方11096条。是我国16世纪以前祖国药学或中药学的全面总结。清代:赵学敏,《本草纲目拾遗》载药921种,其中《本草纲目》中未收载的有716种。 此外,清代吴其濬《植物名实图考》、《植物名实图考长编》,是专论植物的著作,附图精细,考证详实,很有价值。 晋-嵇含《南方草木状》世界上最早的区系植物志。 明-兰茂:《滇南本草》我国现存内容最丰富的古代地方本草

在百合杂交过程中

在百合杂交过程中,两性之间的传粉 是基础,传粉过程始于花药开裂和成熟花粉的散出,携 带着雄配子体或其前体的花粉粒被暴露在干燥条件下 必须在具有活力时到达适宜的接受柱头。因此, 选择恰 当的花粉活力测定方法对其花粉活力的变化规律进行 研究, 对提高其繁殖效率具有重要意义。 研究采用萌发法和染色法对不同百合品种的花粉 活力进行测定,比较它们在不同测定方法下的差异,并 对产生此差异的原因进行分析,以期为百合杂交育种提 供基础资料。 1.2.1染色法测定花粉活力染色法测定花粉活力采用陈家瑞的植物孢粉染色法,即用吸管吸1~2 滴孔雀绿- 酸性品红- 桔红G混合试剂放在载玻片上,用镊子取少许花粉埋入染料中,用解剖针拨散花粉,之后轻轻地盖好盖玻片,在室温下放1~2 h后在显微镜下镜检计数。每处理3次重复,每个重复观察3个视野,然后计算平均值。以花粉管长度超过花粉粒直径作为发芽标准,发芽率= 已发芽的花粉粒数目/花粉粒总数×100%,根据花粉发芽的情况,比较各品种群的花粉活力。 1.2.2萌发法测定花粉活力萌发法测定花粉活力的方法是:分别将待测新鲜花粉置于培养液中,在25℃条件下光照培养4 h,每处理3次重复,每个重复观察3个视野,然后计算平均值。以花粉管长度超过花粉粒直径作为发芽标准,发芽率=已发芽的花粉粒数目/花粉粒总数×100 %,根据花粉的发芽情况,比较各品种群的花粉活力。 染色法的测定结果表明:野生种的花粉活力与东方 百合和麝香百合的花粉活力间不存在显著差异,但与亚 洲百合间存在显著差异;东方百合、亚洲百合和麝香百 合间不存在显著差异。萌发法的测定结果是:野生种的 花粉活力与其它各品种群的花粉活力间有极显著差异; 麝香百合品种和亚洲百合品种的花粉活力间不存在显 著差异;东方百合品种的花粉活力极显著低于其它品种 群的花粉活力。对于试验中所涉及到的百合花粉活力 采用萌发法测定的结果均较染色法测定的结果低。 研究用2种方法对不同百合的花粉生活力进行测 定,结果表明:染色法是一种较为简单、快速的测定方 法,它仅能为育种工作提供最基础的花粉存活信息,并 不能反应花粉的全部信息,例如授粉后花粉的萌发状况 等。因此,在国内通常单独用它作为衡量授粉成功率的 指标是不全面的,将其单独作为选配杂交组合以及确定 父本的依据也是不可靠的。另外,授粉结果的试验也表 明,染色法不能完全反映百合花粉的授粉状况;而萌发 法不仅可以反应花粉的存活状况,而且能进一步反映出 花粉的萌发能力,但是操作过程较染色法复杂。由此可 见,将2种方法结合起来,首先通过染色法掌握花粉的 基本存活情况,之后进一步用萌发法研究其花粉的萌发

中国药用植物资源的开发利用情况的综述

中国药用植物资源的开发利用情况的综述单位:中南林业科技大学经济学院:宗霖 摘要:本文综述了我国药用植物资源的概况,概述了我国从古到今的药用植物资源的利用情况,本文综述了野生药用植物资源概况、开发利用情况。阐述了资源的保护、培育与利用;探索了实现可持续利用的若干途径,并附之于自我对我国药用植物资源利用情况的看法。 关键字:药用植物开发利用可持续中国 参考文献: 康健王蓝,药用植物资源开发利用学,中国林业 士林等. 中国中药资源可持续发展体系构建[J ]. 中国中药, 2005, (15). 麦娥, 高海琪1 加强中药野生资源保护刻不容缓[J ]. 中国药业, 2004, (08). 中国药材公司. 中国中药区划[M ]. 科学, 1995. 西林等. 中药濒危药用动植物资源保护与可持续利用[J ]. 中医药大学学报, 2006 Utilization of Chinese Medicinal Plant Resourees Li Zonglin 前言:我国是应用天然药物最为广泛、最为久远的国家。几千年来,劳动人民在大量的实践中积累了许多宝贵的经验,逐渐形成了我国特有的医学文化与理论,即中医药文化理论。进入21世纪后,传统草药和近代东西方发展起来的植物药被认为是将来健康产业中最具有生命力的组成部分。然而,由于长期采挖以及滥用资源致使植被破坏、生态恶化,许多野生药用植物蕴藏量大大减少。为了解决这些药用植物--特别是那些药效明显、生境特殊、引种困难的药用植物的资源日渐匮乏的问题,科研人员、相关企业和一些政府部门作了大量工作,在保护我国的药用植物资源和资源的有效利用上发挥了一定的作用,为植物药产业的可持续发展奠定了

百合研究进展

百合快速繁殖研究进展 陈静,陈玲,陈秋燕,陈伟强,陈燕云 (龙岩学院生命科学学院,09生物技术第一组) 摘要:百合是一种极具观赏和药理价值的重要野生花卉。根据该植物的繁殖特点,综述了国内外对百合组织培养快速繁殖的研究进展,并对其进一步的研究进行了展望。 关键词:百合快速繁殖综述 百合( L ilium .spp)是当前著名的观赏花卉之一,也是应用最广泛的切花之一。我国是世界百合种质资源的分布中心,约有47个种、18个变种,占世界百合属总数的一半以上。其中36个种、15个变种是我国特有的珍稀种类。 百合除具有观赏价值外,大多数可以食用、药用,是上等的滋补佳品。中药百合中含有皂苷、生物碱、多糖、磷脂、蛋白质、氨基酸、维生素、淀粉和大量微量元素等化学成分[1]。中医认为,百合性味甘寒,具有养阴润肺、清心安神之功效,用于治疗阴虚久咳、痰中带血、虚烦惊悸、失眠多梦和精神恍惚等症[2]。现代医学认为,百合多糖具有降血糖、抗氧化、抗肿瘤、抗疲劳、增强机体免疫力、提高淋巴细胞转化率的特性[3]。 百合既可入药又可作为保健食品,为药食共用之品。但由于人类、非人类的影响,使一些分布地区窄或生态适应性弱的百合种的生存受到严重威胁。传统的百合繁殖方法主要采用常规分球、分珠芽鳞片扦插、鳞片包埋等。但采用这些方法繁殖,繁殖系数较小,特别是经多代分殖以后,常造成种性退化,甚至病毒积累,影响百合的产量和质量。利用组织培养技术,能够迅速去除病毒和更新品种,加快了百合的快速繁殖速度,缩短了百合的生育周期。在百合杂交育种中也存在着基因库贫乏、种间杂交不亲和等局限性,而组织培养中的胚培养、花药培养等技术则可克服这些弊端。因此,利用组织培养百合是一种很有前途的方法。 1 一般繁殖过程 1.1无菌材料的建立取百合鳞茎流水冲洗1~3 h,取出加入10%的84消毒液浸泡20 min,取出后加入0·1%升汞浸泡10 min,最后用重蒸馏水冲洗5次。 1.2.2脱毒苗的获得及百合的病毒检测用上述消毒后的材料在无菌的条件下在显微镜下找出大小为0·2~0·3 mm的茎尖分生组织,并把剥离的茎尖分生组织接种到MS+ BA1·0+ KT0·5+NAA0·1培养基上,诱导出再生植株。培养条件:培养温度为(25±1)℃,光照强度为1 500 ~2 000 lx,光照时间为10~16 h。 1.2.3病毒检测 1.2.3.1材料试管苗时期的百合脱病毒苗和对照苗的叶片。 1.2.3.2方法茎尖分化成苗,长至5~6 cm高,采集叶片进行病毒检测[4]。供试叶片低温(-18℃)下解冻;1·5倍体积0·1 mol/L PBS(含2·5%戊二醇,10%氯仿,pH=7·4)匀浆2 min,过滤;滤液加入10%正丁醇,匀浆1~2 min, 4℃下10 000 r/min离心20 min;上清液加入6%PEG6000和0·1 mol/LNaCl充分溶解,10 000 r/min离心20 min;沉淀用0·2 mol/L PBS悬浮至4·0~6·0 mL; 2%磷钨酸(pH=6·8)负染色2 min,电镜(HITACH-7 000)下观察,每个样品做3个铜网,每个铜网至少取20个不同视野检测病毒,并以未脱毒的样品作为对照,以确定脱病毒的效果。通过在电镜下反复观察检测,确定有10个样品脱病毒彻底,将作为今后提供无病毒优质种苗的原种苗。 1.3百合快繁体系的建立 1.3.1无菌材料的建立取百合鳞茎,流水冲洗1~3 h,取出加入10%的84消毒液浸泡20

我国药用植物育种的现状与发展前景

我国药用植物育种的现状与发展前景 日期:2009-05-27 作者:高山林来源:《中国农业信息》 摘要:药用植物是中医药事业的原材料,其质量的优劣直接影响中药系列产品的质量和疗效。药用植物的遗传育种工作对提高中药材的产量和质量起着十分关键的作用,是重要的应用基础研究领域。是真正实现我国GAP药材标准化生产的前提和基础。药用植物的遗传和品种改良在国内外均已引起了有关方面的重视。本文对目前药用植物遗传育种的现状和国内外已经取得的工作成果进行了综述,尤其对应用生物新技术进行药用植物育种的成果和今后的研究前景提出了展望和建议。 关键词:药用植物,遗传育种,中药现代化 中医药是我国民族医药的瑰宝,历史悠久,疗效确切,越来越受到世界各国的重视,目前,随着全球人民生活水平的提高和对回归大自然呼声的日益增长,人民对天然药物的向往和需求越来越强烈和迫切。加上目前大部分化学药物都具有一定的毒副作用,对人类的健康产生较大的潜在影响和威胁,而天然药物往往具有确切而稳定的疗效和保健功能,一般较少有毒副作用;因此各国政府和人民越来越多地把健康和保健寄托在天然药物上。近几年来,天然药物研究和开发的产品越来越多,产值正在快速增长。天然药物的原材料主要来自药用植物,因此深入进行药用植物的研究和开发将具有十分重要的意义。为了保证和不断提高药用植物的质量(尤其是有效化学成分的含量)和产量,药用植物的遗传研究和育种改良工作必将提到一个重要的议事日程:现就本人30年来从事药用植物遗传育种方面研究工作的体会、结合目前国内外药用植物遗传育种工作开展的情况和其应用发展前景,提出来进行商榷和探讨。 1 药用植物的特殊性和重要性 药用植物是一类具有特殊用途的经济植物,对人类健康具有重要的医疗和保健作用,尤其在我国,药用植物经过几千年的应用和发展,已经形成了具有悠久历史的传统中医药学,到目前为止,我国已报道应用的药用植物有11000种,中药材是我国药用植物的主要部分,有300多种,而常用的中药材有120多种,是我国中医药事业的原材料,其质量的优劣直接影响中药系列产品的质量和疗效。在中药材的研究和生产方面,药用植物的遗传育种工作是十分重要的应用基础研究。药用植物的品种改良工作在国外已引起了有关方面的重视,1983年联合国工业发展组织(UNIDO)在匈牙利召开的第二次世界药物生产研讨会上,各国专家一致呼吁:重视和加强药用植物的遗传改良工作。植物药在世界上需求量增长很快,而植物药主要分布在亚洲,非洲和拉丁美洲等地区的发展中国家,这些国家拥有极其丰富的药用植物资源,也是全人类的珍贵财产和宝库。因此,发展中国家有条件,也义不容辞地肩负着药用植物遗传资源

三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程

三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程 三系法杂交水稻育种 (1)三系法杂交稻的由来:两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。具体地讲,杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。 水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。水稻杂种优势利用,只有依靠雄性不育的特性,通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢复系(R)来配制杂种一代。由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套,故称为三系法杂种优势利用。用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。水稻三系之间关系密切,其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外,其余性状与保持系基本无异。保持系与不育系杂交,获得的不育系种子供来年制种和繁殖用;不育系与恢复系杂交,获得的杂交水稻种子供下季大田生产用;保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。(2)三系法杂交稻育种的历史:1958年,日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板5号产生雄性不育。1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中65杂交,育成BT型不育胞质台中65A,并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了BT型不育系的同质恢复系,于1968年实现粳型杂交稻三系配套。我国杂交水稻的研究始于1964年,当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到6株雄性不育株,并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型3种。随后进行的遗传和数以千计的测交试验表明:这些材料属于单基因控制的隐性核不育,找不到能完全保持其不育特性的品种,利用价值不大。1970年11月,李必湖等在海南省三亚市南红农场的水沟边发现了1株花粉败育的野生稻(简称野败),为雄性不育系的选育打开了突破口。次年春季的试验就表明广场矮3784、6044、二九南等品种(系)对野败不育株具有很好的保持能力。经过随后2年全国各育种单位的通力合作,到1972年冬在海南冬繁时就获得了农艺性状一致、不育株率和不育度均达到100%的不育系群体,如珍汕97A和B、二九南1号A和B等。至此,我国第一批野败细胞质不育系宣告育成。水稻雄性不育系育成以后,1973年原广西农学院等单位陆续筛选出IR24、IR26、泰引1号、古154等一批强优恢复系,并选配出汕优2号、南优2号等系列强优势杂交稻组合。从此,以我国籼型三系杂交水稻实现配套为标志,宣告杂交水稻选育成功。 (3)雄性不育系与保持系的选育:选育水稻雄性不育系首先要获得能稳定遗传的雄性不育株,其次是有能把雄性不育株的不育特性传递下去的保持材料,然后通过测交和连续成对回交,完成全部核置换之后就可育成三系雄性不育系及其相应的同型保持系。 ①雄性不育株的获得:获得原始的雄性不育株,可从大田自然群体中寻找或通过远缘杂交产生。前者如袁隆平早期从胜利籼、洞庭早籼、矮脚南特等籼稻品种中发现的C系统不育材料;后者如李必湖等发现并被试验证实由野生稻与栽培稻天然杂交产生的野败雄性不育株;四川农业大学通过地理生态远缘杂交获得的用于培育冈46A等不育系的不育株,湖南杂交水 稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川农科院水稻高梁研究所通过籼粳交获得的用于培育K系列不育系的不育株。这些不育株均为核质互作型不育,比较容易找到保持系,是选育三系雄性不育系不育单株的主要来源。 ②保持材料(B)的选育:保持系的选育可采取测交筛选和人工制保法进行。 测交筛选法:获得雄性不育株后,选用掌握的国内外育成的大量优良品种(系)与之杂交,

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