联合育种（精选7篇）
联合育种 篇1
品种是动物农业发展的关键因素, 对生产的平均贡献率在40%以上。联合育种是加快动物群体遗传改良、提高育种效益的根本途径。联合育种是指在一定范围内 (一个省、一个区域或全国) 进行跨场的联合遗传评估, 其目的是实现种猪的跨场比较、选择和利用。联合育种工作主要包括7项内容:种猪登记、统一规范的生产性能测定、统一数据管理系统、跨场联合遗传评估、种猪跨场选择与利用、人工授精体系以及网络信息系统建设。
1 我国生猪联合育种工作现状
全国和区域性种猪遗传评估体系已初步建立。2006年建成了全国种猪遗传评估中心, 并在广东、四川、北京、上海、河南和湖北等省 (市) 完成了区域评估中心的建立。2006年10月全国猪联合育种协作组成立, 每年年底召开工作总结和部署会议。从全国范围看, 联合育种已经形成以广东 (包括福建、湖南) 、北京 (包括天津、河北) 、河南、湖北 (包括浙江) 、四川 (包括云南、贵州) 等省市为中心的区域结构, 这些地区的种猪遗传评估工作已初见成效, 为今后联合育种奠定了基础。同时, 全国种猪遗传评估中心已收集大量数据, 包括个体档案:58余万头猪的档案记录, 其中, 大白猪30余万头, 长白猪17余万头, 杜洛克11余万头;生长性能测定:8万余头猪的记录, 其中, 大白猪4.6万余头, 长白猪2万余头, 杜洛克1.3万余头;繁殖记录:近9.5万条, 其中, 大白猪4.6万余条, 长白猪3.5万余条, 杜洛克1.3万余条。农业部分别于2000年和2009年8月发布了《全国种猪遗传评估方案 (试行) 》和《全国生猪遗传改良计划 (2009-2020) 》 (以下分别简称《方案》和《计划》) 两个基本性文件, 为开展联合育种制定了技术方案, 明确了任务和目标。
在取得了进展的同时, 我国的种猪联合育种工作也存在不足: (1) 总体进展缓慢, 没有实现预期目标; (2) 没有开展实质性的联合育种; (3) 没有实现跨场的联合遗传评估。
2 国外生猪联合育种的先进经验
完善的育种体系是养猪发达国家成功的重要原因。在美国和加拿大, 猪的育种体系基本由三部分组成, 即国家育种体系、跨国育种公司和个体育种场或育种公司。目标是为消费者提供遗传材料、技术和服务, 然后通过猪肉产业链创造出较高的利润。采用先进的种畜遗传评定方法BLUP, 实现全国性联合育种。特别值得一提的是, PIC公司在加拿大、英国、美国、法国分别拥有自己的核心群, 各国核心群必须使用30%以上其他国家的核心群精液用于品种改良, 实行的是跨国联合育种。
2.1 美国的国家育种体系
基本由国家种猪登记协会 (NSR) 和种猪性能测定和遗传评估系统 (STAGES) 组成。NSR的目的是保护系谱准确和维持品种纯度, 提供种猪改良方案, 帮助所有成员不断获得遗传进展。NSR能够满足客户的不同育种需求, 包括免费育种咨询、遗传评估和种猪注册登记名录, 这些名录每半年发布1次。目前NSR拓展的业务范围, 主要有在线登记、在线AI授权、在线系谱查询和建立猪DNA文库等。
STAGES始于1985年, 至今已经历了8个阶段, 动态发展体现在: (1) 有计划地更新选择指数经济加权值; (2) 根据产业变化进行调整, 如上市生猪体重增加、早期断奶等; (3) 新添加EPD (期望后代差异) , 将在更大的范围内选出最好的猪作为种猪使用, 可以大大加快遗传进展。所需信息可通过网站, 从而使全美的猪育种信息共享和种猪商务国际化得以实现。
2.2 加拿大国家育种体系
由一个国家中心 (加拿大猪改良中心, CCSI) 和4个区域中心 (西部种猪测定协会、安达略猪改良公司、魁北克猪改良中心和大西洋种猪中心) 组成。CCSI制定国家标准包括种猪测定制度, 每个季度报告1次全国父系、母系育种值。省或地区中心承担数据的收集和测定, 育种场负责现场测定, 并计算场内种猪育种值。每个月要将新的测定数据加入数据库, 同时进行遗传评估。所有的育种者都有权使用CCSI的开放资料, 因此能选择对本猪群有很大改良潜力的优秀种猪。目前拥有一个含有全国1 800万头猪的生产性能测定和遗传评定记录的国家数据库, 年测定规模10万头。
国家遗传评估方案是1985年开始实施的, 最早应用BLUP于育种计划。为了适应养猪产业发展的需求, 由CCSI、育种公司或育种场、加工企业、实验室、大学和地区中心进行合作研究, 主要包括: (1) 选择策略, 确定育种目标、根据市场需求选种、遗传趋势监测、选择手段等; (2) 数量遗传学方法, 遗传联系估计、体型性状、杂合方差等; (3) 分子遗传学, 主基因检测、国家DNA文库、全球协作等; (4) 遗传学在生产群的最佳利用。生产群遗传改良效果的确定、基因型与环境的互作、杂种优势、杂交系统的比较、杜洛克猪作为终端父本等。目前加拿大猪的杂交体系主要是由大白猪、长白猪、杜洛克组成, 汉普夏猪不再使用。种猪优良的生产性能, 使商品猪生产者的效益不断提高。种猪登记是通过加拿大猪育种者协会 (CSBA) 授权的加拿大家畜登记公司来完成的。加拿大养猪业取得的巨大成就与其已经运行100多年的种猪登记制度是分不开的。
2.3 丹麦国家育种体系
丹麦国家生猪委员会组织实施了丹麦猪育种计划, 简称“丹育”, 联合了国内42家种猪场, 约72个种猪群, 拥有180个扩繁场。72个核心群每年测定的种猪头数超过10万头, 中心测定站年测定公猪5 500多头, 为丹育遗传改良计划奠定了坚实的基础, 丹育的10人工授精站拥有1 800多头特优级种公猪。180多个扩繁场也在执行育种计划, 为提高遗传改良速度和向商品猪场提供大批量的优秀种猪做出了巨大贡献。丹育的种猪测定分为中心测定站和农场测定两种形式, 并且受到丹麦国家养猪生产委员会的监督和指导, 中心测定站选留的公猪是人工授精站种公猪的主要来源。人工授精站的收益与农场主联系密切, 以此激励他们加强选育提高种猪质量。丹麦90%～95%的母猪采用人工授精, 此外, 丹麦正在泰国、中国、美国等地建立微卫星场, 寻求一种跨国界联合育种模式。
3 联合育种工作对生猪品种质量的贡献
3.1 开展联合育种工作, 建立我国生猪良种繁育体系
通过广泛的遗传联系和跨场比较, 扩大育种群规模, 从而建立新的生猪良种繁育体系, 更有利于种猪质量和商品猪群质量提高。该体系应由4个主体部分组成: (1) 育种群及以其为核心的含数个层次的宝塔形猪群结构即狭义的繁育体系; (2) 种猪测定中心; (3) 种公猪站; (4) 种猪遗传评估中心。良种繁育体系是实现四者彼此间良性互动的体系, 促使优良基因的传递和扩散。
3.2 开展联合育种工作, 避免长期依赖于引种, 既节约了外汇, 也降低进口疾病的风险, 同时也发展了我国自己的种猪业
对于引种, 吴常信院士曾说:“畜禽引种像工厂引进设备一样, 要有自己的消化, 吸收过程, 有的还要拆卸、改进, 使其更适合我们的生产需要, 甚至改进了的设备和产品再出口”。将我国大量的中小型种猪场组织起来, 利用现有的遗传资源, 走“自主创新”的路, 改变整体上我国是国外种猪扩繁基地的局面。
3.3 实现联合育种, 不仅是减少疫病进口的需要, 也是避免因仔猪长途贩运和种猪调运造成生猪疫病流行的需要
我国养猪业向来就是疫病风险大于市场风险。由于疾病的变杂, 呈现“旧病未除, 新病又发”的严峻局面, 原发性和继发性感染以及混合感染, 使得猪病防控难度日益加大。建立比较完整的、相对独立的、适应本区域养猪产业发展的良种繁育体系, 尽量减少跨省区商品猪和种猪调动是对控制疫病必须的手段。
3.4 开展联合育种工作, 是促进各场建立的基础性育种工作
没有合理的选育, 再好的“原种”也会发生退化。抛弃急功近利的浮躁思想, 开展具有商品生产价值的育种工作, 从而不断提高种猪生产性能。
3.5 开展联合育种工作, 扩大育种群规模, 避免闭锁小核心群育种而导致的退化
通过人工授精技术, 建立场际、区域际的遗传联系, 增加相互之间的关联度, 加快优良基因纯合, 有利于培养、选拔发掘顶尖AI公猪, 并最大限度地扩大其使用。
3.6 开展联合育种工作, 信息公开透明, 有利于公平竞争, 提高种猪整体质量和生产水平
抛弃我国长期以来养猪生产的小农封闭经济模式, 打破各自为政、互相独立、相互竞争的局面, 实现强强联合, 并充分利用优秀遗传资源 (种公猪) , 实现资源共享。
4 当前我国生猪联合育种突出的问题及其建议
4.1 统一规范的生产性能测定
目前, 大多数核心群缺乏牢固的基础性育种, 这是制约我国猪育种工作的决定性因素。育种工作包含3个基本步骤:测定→选种→用种, 然后三者再进行循环。测定是选种的前提, 选种又是用种的前提, 用种才是目的, 正是由于: (1) 我国有种可用, 即长期依赖于进口; (2) 不通过严格选择而制出来的种猪也有市场, 并赚得可观的利润; (3) 我国实行市场经济的时间不长, 体制也不健全, 缺乏系统、持久的育种规划。所以, 导致多数核心群由于主观或客观条件不抓真正的测定工作, 也就没有真正的选择和用种。测定也是当前育种工作中最难迈出的、实际问题较多的步骤。一方面表现在数据准确性差, 不能用于品种选育分析;另一方面, 测定的数据场间缺乏可比性;另外, 在主管部门和学术界中不同程度地存在评估重于测定的现象。对场内测定宣传、指导、支持少, 宏观调控措施不具体、不得力、不到位, 对场内测定的难度和问题估计不足, 强调对测定数据的收集远超过对测定质量的要求。
然而, 不少较好地进行连续测定与评估的场的实践表明, 对核心群测定的投入肯定能从种猪本身和最终产品上得到成百倍的回报。为了提高测定数据的准确性、正确性和场间的可比性, 具体措施有:指定或请所在地域遗传评估中心的专职测定人员至各场进行巡回测定;统一场内测定的设施、性状、程序、工具与方法。有了统一的科学的测定, 才能准确的选种和用种。力求做到“科学测定、准确评估、严格选留、适速更新、精心选配”, 那么, 遗传改良工作就能成功一半以上。
4.2 人工授精 (AI)
跨场遗传评估的纽带, 也是跨场利用种猪的纽带, 也是公猪跨场使用的主要途径, 因此就成为建立和增加场间遗传关联性的关键。但我国实施联合育种几年来, 区域性专业化的AI公司一直不能建立。原因大体有二, 一些规模大、种质资源优秀的企业因利润不大, 担心丧失市场竞争优势, 不愿经营AI;另外, 一些育种实力不强的育种场因疫病顾虑也不愿接受外来优秀公猪精液。导致优秀种猪的血统不能跨场融合, 难以实现高产基因的纯合, 也就不能建立持久的大范围的场间遗传联系, 更不能发现、选出、推广优异个体, 实现共同付出、共同获益的实质性联合育种。必须加大政策扶持和宣传示范力度, 帮助育种企业法人树立战略发展观念。
种畜个体育种值 (EBV) 的跨群比较将可提高参加区域性或全国遗传评估系统的核心群的改良速度并带动商品群的改良, 提高经济效益。研究证明, EBV的跨群比较的可靠性和准确度, 主要仰赖于不同核心群种猪间的遗传联系程度, 也即依赖于AI。正因为如此, 近些年来猪的AI普及率有了较快的提高或达到较高水平, 例如北京市, 自建立北京浩邦猪人工授精中心有限责任公司5年来, 猪的AI普及率由2003年的35.3%提高到2006年的73.8%。在北美 (美国、加拿大、墨西哥) 和巴西的大型猪场也已达到75%, 比利时、意大利、荷兰、挪威和西班牙, 母猪的AI配种率已超过80%。乳牛业发达国家中的跨群比较更是很好的样板, 对于公牛的E-BV, 不仅可在全国范围内进行跨群比较, 还可进行跨国比较。当前最紧迫的任务是各地要按《计划》的要求建立种公猪站 (大型猪AI中心) 并办好, 以带动AI体系的健全和场间遗传联系的增强。并建议促成猪AI中心之间的联合, 既有利于猪AI网的发展, 也可在规范行业行为中发挥作用, 更有利于建立国际合作。
4.3 统一数据管理信息系统
近年来全国推广种猪场育种软件, 但软件多而杂如GBS、GPS、PIGNET软件和各个地方的软件等, 有些软件尚不够成熟;软件之间存在数据交换障碍等;职能机构强行推荐, 导致在实际应用中因人员培训不够;人员流动快;应用流于形式等。
先进的育种软件无需所有种猪场都掌握使用。小型种猪场和商品猪场统一按《方案》技术规范采用EXCEL登记, 不花钱、不需培训、便于发现错误、便于企业简单统计、便于迅速推广, 比一些复杂的育种管理软件容易普及, 也能方便数据交流和软件分析。
4.4 实施真正意义上的品种登记制度
国外从1884年约克夏种猪开展登记以来已历经126年, 迄今仍在坚持, 可见其意义重大。其基本目的首先在于保证系谱的准确和品种的纯度, 因此从血统登记开始 (尽可能向上追溯登记若干代) , 有的国家称之为“纯种猪登记”十分确切。我国按照《种猪登记技术规范》 (NY/T820-2004) 的要求对纯种猪进行登记。这一制度的推进, 必将对当前部分种猪市场出现的以杂种或其他种猪冒充某品种纯种出售的现象起遏制作用。另外, 品种登记有必要与欧美国家接轨, 一要向公众发布种猪登记簿 (册) , 二要按照全国统一的“品种登记编号系统”对种猪进行编号、注册。
4.5 加强疫病控制
健康的种猪是养猪业顺利发展和实现食品安全的基础。疫病状况不透明使联合育种企业法人心存顾虑, 优秀种猪精液难以大面积推广, 导致来之不易的育种成果不能持续巩固。必须实施全面完整的疫病检测, 种猪场疾病净化要跟上种猪发展, 做到种猪卫生状况安全透明, 消除顾虑。
4.6 突出区域性联合育种的重要性
(1) 我国许多省区的生猪年度出栏量比国外一个国家的数量都多, 而且我国地域广、跨度大、气候环境差异显著。 (2) 我国的引进品种来源复杂, 形成了不同特点的品系, 选育重点、选育方向有所不同, 目前全国的遗传评估方案不能适应所有的品系, 也使许多企业对联合育种积极性不高, 单一的全国性联合育种无法满足多样性的要求, 但在一定区域, 品种类型相同的种猪企业实施联合育种是提高我国猪育种效率的有效途径。 (3) 养猪产业形成区域性良种繁育体系, 尽量减少跨省区的种猪调动是有意义的, 同时对控制疫病也是必须的手段, 是可以实现的。因此, 需要建立比较完整、相对独立、适应本区域的联合育种中心, 然后再由不同区域的中心组成全国的联合育种体系。
综上所述, 种猪性能测定和场内遗传评估是我国种猪场遗传改良的基本点, 人工授精作为跨场遗传联系的纽带和种猪跨场利用的纽带, 这些都是联合育种必不可少的组成成分。然而, 另两个非组成成分则在很大程度上制约着联合育种的发展, 那就是组织管理和资金, 前者是关键, 后者是难点, 此二者贯穿联合育种的每个过程。由于对种猪遗传评估的认识水平、种猪市场的发育现状、企业经济状况等一系列主观和客观条件的限制和影响, 使得组织管理问题和资金问题一直很突出。这里实质上是观念在起作用, 观念的转变需要示范效应, 更需要政策的引导和管理。这是一个复杂的系统工程, 需要全区域/全国一盘棋统一规划, 需要上级有关部门的大力支持, 同时也需要教学、科研、生产等相关部门的积极合作和密切配合。通过多种渠道共同努力, 才能完成上面所述的“两统一、两跨场, 一登记”, 实现实质性的联合育种, 建立生猪良种繁育体系。将我国从养猪大国变成养猪强国, 从种猪进口大国变成出口大国。
论杂交育种和单倍体育种 篇2
一、杂交育种
在所有育种方法中, 最简捷、常规的育种方法就是杂交育种。杂交育种指在不同种群、不同基因型个体间进行杂交, 并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法。杂交可以使双亲的基因重新组合, 形成各种不同的类型, 为选择提供丰富的材料。杂交育种依据的原理是基因重组, 通过基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体, 或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来, 产生在该性状上超过亲本的类型, 从而得到优良品种。
杂交育种常用的方法:1.杂交→所需杂交品种;2.杂交→自交→选优→自交。
采用方法1能够得到杂交种子一代, 具体的育种程序如下:
杂交种子一代在生长、成活、繁殖能力或生产性能等方面均优于双亲, 往往比它的双亲表现得器官发达、体型硕大、产量更高, 或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等方面的提高, 这是生物界普遍存在的现象。但具有杂种优势的杂交子代一般都表现自交衰退现象, 因为自交后代会发生性状分离, 所以杂交品种只能选用杂种一代。例如:农业上所用的玉米种子就是杂交种子一代, 它具有杂种优势, 植株整齐、产量很高, 而杂交种子二代玉米就会长得参差不齐、产量极低。
采用方法2能得到性状稳定遗传的品种, 具体的育种程序如下:
通过杂交育种方法2可以得到性状稳定遗传的新品种 (F3) , 但此育种方法需要的时间长, 而且需要及时发现优良品种。
二、单倍体育种
单倍体育种是植物育种手段之一, 即利用植物组织培养技术 (如花药离体培养等) 诱导产生单倍体植株, 再通过某种手段使染色体组加倍 (如用秋水仙素处理或低温环境) , 从而使植物恢复正常染色体数。单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。
单倍体育种依据的原理是诱导精子直接发育成植株, 再用秋水仙素加倍成纯合子。单倍体育种得到的全为纯种, 自交后代不发生性状分离。
单倍体育种常用的方法是通过花药离体培养获得单倍体植株, 然后经过人工诱导使染色体数目加倍, 重新恢复到正常植株的染色体数目, 从而得到所需要的品种。
单倍体育种程序如下:
单倍体育种得到的都是纯种, 后代不发生性状分离, 表现整齐一致, 而且可以缩短育种年限。单倍体植株中由隐性基因控制的性状, 虽经染色体加倍, 但由于没有显性基因的掩盖而容易显现, 这对诱变育种和突变遗传研究很有好处。在诱导频率较高时, 单倍体能在植株上较充分地显现重组的配子类型, 可提供新的遗传资源和选择材料。单倍体育种如能进一步提高诱导频率并与杂交育种、诱变育种、远缘杂交等相结合应用, 则在作物品种改良上的作用将更显著。但是单倍体育种技术复杂且须与杂交育种配合, 且有自身高度不育、植株弱小等缺点, 因而在生产上无直接使用价值。
三、实例探究
为了更明确形象地说明杂交育种和单倍体育种的方法, 现举例如下。
小麦高秆 (D) 对矮秆 (d) 为显性, 抗锈病 (R) 对易感锈病 (r) 为显性, 两对性状独立遗传。用一个纯合易感病矮秆品种 (抗倒伏) 与一个纯合抗锈病高秆品种 (易倒伏) 作亲本, 如何得到既抗倒伏又抗锈病类型的小麦纯种。
1、杂交育种
可见, 要得到既抗倒伏又抗锈病的纯种, 要从F2中选育出矮秆抗锈病植株, 再让F2自交, F3中不发生性状分离的矮秆抗锈病品种即为所求, 而且需要三年时间才能得到一个稳定的纯系品种。
2、单倍体育种
可见, 单倍体育种得到的都是纯种, 再从F2中选出既抗倒伏又抗锈病的品种即可, 无需再进一步自交, 因此单倍体育种只需要两年时间, 缩短了育种年限。
联合育种 篇3
1 昌黎县毛皮动物养殖基本情况
目前, 昌黎县养殖户达到4.62万户, 2014年养殖量达到1300万只, 出栏量达1100万只。貉的养殖量居全国之首, 质量在全国也是佼佼者, 中国农协会特养产业协会授予昌黎县“中国毛皮产业化基地”和“中国养貉之乡”称号。
2 存在的问题及改进措施
昌黎县毛皮动物养殖业大多数以家庭分散式养殖为主, 规模较小, 技术含量较低, 抗风险能力较差, 产品质量普遍不高, 在国际市场上缺乏竞争力。主要原因有以下几点。
第一, 种兽群质量普遍偏低, 皮张尺码小, 毛绒品质差, 缺乏市场竞争力;在培育新的优良品种方面仍和先进国家存在显著差距。第二, 没有建全的良种登记制度、种兽选种标准及良种推广体系。第三, 饲养标准和日粮配方不科学, 以营养代谢障碍症为主的疾病表现得非常突出。
有关资料显示, 貉的优良种群仅占l/4, 狐的优良种群约占1/6, 严重制约了毛皮动物养殖业的发展。品种性能的高低, 将直接影响产品质量和劳动生产率。在相同的饲料、技术、设备和管理条件下, 优良品种就能取得较高的经济效益。
2.1 健全育种组织机构
育种是一项长期的系统工程, 应成立毛皮动物育种领导小组和技术协作组, 将品种改良工作任务和种兽管理任务进行层层分解、责任到人, 统一安排部署, 技术协作组负责种兽的统计登记、谱系档案的记录及性能测定等技术工作。
2.2 加强种兽管理
一是严格按照国家种畜禽管理条例, 加强种兽的管理, 规范种兽场、人工授精站的建设;二是各种兽场和人工授精站的种兽必须及时编号、建档立卡, 建立完整系谱、配种记录、妊娠检查和生产记录等档案;三是严格种兽的调种, 对不符合要求和育种记录不完善的种兽一律不允许调种;四是对种兽场和授精站给予政策和技术支持, 在国家良种补贴项目、资金等方面予以倾斜。
2.3 建立良种繁育基地
选择规范的貉、狐动物养殖场建立良种繁育基地, 通过引进、选育和培育优良品种, 尽快调整品种结构, 提高种群质量, 同时制定统一种兽标准和质量认证体系, 按标准统一选育。
2.4 加强科技培训和技术指导
抽调具有实践经验丰富、业务技术精湛的技术骨干深入基层, 现场开展科技培训与技术指导。
3 貉的选育标准
3.1 体形外貌要求
头:头形似狐, 但面部较狐略宽, 嘴细短, 额部隆起, 耳小钝圆。颈部短粗, 肩宽, 背腰略宽、平直, 臀部丰满。四肢较细短、端正。趾行性, 前足5趾, 后足4趾, 趾垫发达无毛。爪尖利弯曲, 无伸缩性。尾较短粗, 尾毛蓬松。公貉包皮口位于腹下, 包皮口前缘有一束长于周围腹毛的阴毛。睾丸位于肛门下方会阴部, 繁殖期膨大可见。母貉阴门位于肛门下方, 发情期裸露。
3.2 毛色特征要求
两颊和眼周围的被毛短齐为黑色, 额部被毛呈淡灰色, 从颧部开始显著变长、变黑, 并向两侧延伸, 形成“八”字形的毛束, 突出了头部两侧。背部被毛呈青灰色, 由头侧至腹部毛色逐渐变浅。腹部毛绒为灰或灰白色。腹部和体侧针毛毛干为灰色, 尖端为黑色, 颜色趋于一致。前胸和四肢被毛为黑褐色。
3.3 生产性能要求
(1) 繁殖性能。成年种公貉睾丸发育良好, 发情日期不晚于2月15日, 交配早、性欲旺盛、交配能力强;性情温和, 无恶癖, 择偶性不强;每年交配母貉5只以上, 配种20次以上;精液品质好, 受配母貉产仔率高, 每胎产仔数多, 生活力强, 与配母貉平均产仔数不低于7只。对交配晚、睾丸发育不好 (单睾或隐睾) 、性欲低、性情暴燥、有恶癖、择偶性强的公貉应予淘汰。
成年母貉应选择发情早 (不能迟于2月中旬) 、性情温驯、性行为好、胎平均产仔数多、初产不少于5只、经产不少于7只、母性好、泌乳力强、仔貉成活率高、生长发育正常的留作种貉, 仔貉初生重不低于110g, 仔貉成活率不低于90%。凡是外生殖器畸形、发情晚、性行为不好、母性不强、无乳或缺乳、仔貉死亡率高、胚胎吸收、流产、死胎、烂胎、难产、有恶癖的母貉必须淘汰。
当年幼貉应选择双亲繁殖力强、同窝仔数6只以上、生长发育正常、性情温驯、外生殖器官正常、4月20日前出生。根据观察, 貉的产仔力与乳头数量呈强正相关 (相关系数0.5) , 一般乳头多的母貉产仔数也多, 所以应选择乳头多的当年生母貉留种。
(2) 被毛品质。周身针毛挺爽, 毛峰平齐, 油润光亮。绒毛致密丰厚, 富有弹性。背正中线1/2处针毛长8~9cm、绒毛长5~6cm。背正中线1/2处针毛直径 (中部) 58μm左右、绒毛直径14μm左右。绒毛密度, 夏季 (8月份) 2000根/m2以上, 冬季 (12月份) 9000根/m2以上。
种公貉的毛绒品质最好是一级, 三级的不应留种。母貉的毛绒品质最低的也应是二级。
(3) 生长发育。当年貉初生重不低于110g, 断乳重不低于350g, 11月份体重不低于6.5kg, 健康状况良好。成年貉体重不低于7kg。
联合育种 篇4
1 主效QTL育种
主效QTL育种除具有常规育种技术的优点 (能有效利用具有加性效应的基因座) 外, 还能利用具有互作效应和上位效应的基因座来改良动物重要生产性状。从理论上讲, 任何一个可观察的QTL在连锁图谱中都可找到一个与之连锁的DNA标记。对主效基因或标记的连锁基因, 结合传统育种技术和物种生物学特性, 通过候选基因法或基因扫描法检测个体与群体的遗传组成, 将上述遗传与表型数据经现代生物统计方法进行处理可以建立选择强度大、效果好的综合的动物育种技术。
1.1利用QTL育种理论的核心要素
(1) 记录数量性状的表型值, 基因型选择结合表型选择是建立优良基础群体和选择优良亲本的核心技术。
(2) 测定已知位置的多态遗传基因型, 依据群体或家系QTL等分析结果。
(3) 避免近亲繁殖是建立优良品种和进一步保护品种优良性状的关键环节, 利用共显性分子标记可以准确检测群体或家系的基因和基因型频率。
(4) 如发现了连锁关系, 则通过统计手段推测与标记临近的QTL位置, 效应值大小及QTL等位基因间的频率, 一旦在标记区间内发现存在QTL, 下一步就是分离和鉴定QTL本身, 即通过比较图谱研究法和组织特异性DNA文库来筛选侯选基因。
2 MAS育种
MAS是指由于某些容易识别的DNA标记与某一数量性状基因座存在相关性或连锁关系, 通过判断标记的基因型对种畜进行选择的方法, 对数量性状进行直接选择或与之相连锁的DNA进行标记辅助选择来改良动物生产性状, 从而提高动物生产效率和经济效益。无论是标记距离较远的连锁平衡选择, 标记距离较近的连锁不平衡选择, 还是基因辅助选择都有很多优点, 可以做出早期选种, 减少了繁琐的性能测定;缩短世代间隔, 提高选择的准确性、提高选择强度, 降低育种成本, 加快遗传进展, 特别对于遗传力低的性状、晚期表现性状, 以及活体难于度量的性状更具有价值。
3 动物分子育种进程
1974年首次提出用限制性片段长度多态性 (RFLP) 作为遗传标记, 开创了直接用DNA作为遗传标记的先河;1970s发现了与肉牛产肉性能有关的双肌 (Doppellender) 基因, 影响家禽体型大小的矮小 (Dwarf) 基因与猪应激敏感性和瘦肉率有关的 (Weawer) 基因;1980s发现了与澳洲美利奴羊高繁殖力有关的 (Brooroola Fecb) 基因;1990s发现了与奶牛产奶性能有关的 (Weawer) 基因, 与猪繁殖力有关的雌激素受体ESR基因;1994美国PIC公司将ESR基因型加入核心群母系的选择指数中, 使产仔数的遗传进展提高了30%, 其后代杂种母猪的平均窝产仔数也有明显提高;1999美国ARS公司将猪主要组织相容性复合体MHC基因作为分子标记进行辅助选择在大约克猪中育成了仔猪腹泻和水肿病的抗性猪;2001我国第一个关于猪产仔数的DNA标记, 使整个种群产仔数提高了0.8头, 利用传统选择方法则需至少20年以上;2003年在鸡分子标记技术发展与育种应用方面, 鸡性连锁矮小基因突变体的发现为农大3号小型节粮蛋鸡培育提供了分子基础, 节约饲料20%, 每只平均可增收9元;2006年基因组选择技术分别在鸡群 (荷兰) , 牛群 (澳大利亚) 中大规模商业应用;2008年Avoncrof计划将基因组选择应用于奶牛的选育。
联合育种 篇5
玉米良种繁育是按照一定的技术规程, 有计划地繁殖优良品种的优质种子的农业生产行为。良种繁育是连接玉米品种选育和玉米大田生产的桥梁和纽带, 是育种成果转化为生产力的重要措施。本文在分析国内今后育种发展方向的基础上, 提出今后贵州育种工作开展可选择的策略, 为今后本省育种玉米育种工作的开展提供参考和借鉴。
1 国内育种发展方向
1.1 更加重视对种质基础的拓展研究
从建国初期到现在, 国内玉米种植产量得到了很大的提高, 单位产量提高了三倍以上, 年产量更是增加了八倍多, 这样的功勋与国内大面积使用杂交种有着很大的关系。但是大面的推广杂交种系也使得玉米品种遗传基础是越来越狭窄, 调查显示, 在过去几十年1000万公顷的玉米种植土地上, 国内可种植的杂交种系仅仅有160~190个, 遗传基础相当的狭窄。如此狭窄的遗传基础, 却要对付着遗传基础较为广泛的病虫害, 长久下去国内难免会出现大面积病虫害灾难。由此, 重视对种质基础的拓展研究将成为今后育种工作开展的重要方向。
1.2 更加重视对育种优良品质的要求
随着市场经济的发展, 各国农产品商品化和产业化的发展趋势日趋明显。为了顺应市场发展需求, 对于产品良好品质地生产要求也日趋明显, 有的甚至要求要有耐储藏、耐运输等等特殊品质。在中国加入世贸组织之后, 国内育种工作的开展为顺应国际市场发展需求, 在今后的研究中必将加大对农产品品质的研究, 以便中国生产的农产品更加适应国际市场的需要, 开拓局面, 多创外汇。
1.3 更加重视对种质抗病虫害性能的研究
到目前为止, 已经发现有近8000种植物病原真菌、200种植物病原细菌和700种植物病毒。针对玉米生长的病虫害就有近百种, 我国国内发现的就有30多种, 其中发生普遍、危害严重的玉米真菌、细菌和病毒病害有玉米大斑病、玉米小斑病、玉米丝黑穗病、玉米青枯病和玉米矮花叶病。统计发现, 常年由于这些病虫害而导致玉米损失的产量大约有10%, 造成的经济损失极其严重。由此, 在未来的育种工作开展中, 针对抗病虫育种的研究将显得越来越重要。
1.4 更加重视育种工作中生物技术的引入
随着生物技术的迅猛发展, 它在玉米育种工作中的重要也是日趋明显。以DNA重组技术为核心内容的生物工程技术可以实现种间、属间、甚至动植物间的基因流动。研究已经证明:将生物技术与常规育种方法相结合, 可以有效提高育种工作开展的效率, 这将是人类育种工作开展过程中的革命性变革, 也必将成为今后育种工作开展的重要趋势之一。
2 贵州育种策略的选择
2.1 育种工作开展的主要方向
从贵州本地气候特点来看, 这里气候比较复杂、生态环境多样化明显, 由此而形成多生态类型的玉米种植环境。此外, 贵州本地山地高原特点较为明显, 光照、热量、水源等等不仅有着水平方向的差异, 垂直方面的差异性也更为明显, 自古就有着“一山分四季, 十里不同天”的立体农业特点。所以, 本地区育种工作的开展一定要本着“因地制宜, 有的放矢”的原则, 不可想当然的用少数优良单交种来解决大部分山区玉米地产的问题。“因地制宜, 有的放矢”就是要将育种工作开展的主攻方向要切合本地实际, 以中山丘陵区和高海拔特殊生态区为主。中山丘陵区要以培育抗干旱、耐贫瘠、高产量的品种为主, 种类以单交种为主。高海拔特殊生态区要以培育抗病虫害、耐荫、优质高产的品种为主, 种类以三交种为主, 同时辅以单交种。培育品种的经济价值可兼顾粮食供给、养殖饲料、特殊用途等等多个方面。其中高海拔特殊生态区玉米种植可用作粮食供给, 中山丘陵区可做养殖饲料供给。而特殊用途玉米的种植则包括了甜玉米、糯玉米、黑玉米等等多个品种, 随着经济生活水平的提高, 这些品种在未来的市场中必将供不应求, 值得大面积推广种植。
2.2 育种工作开展的主要策略
2.2.1 加强外来种质资源的引进, 积极拓宽种质基础。
玉米育种工作顺利开展有赖于丰富的遗传材料, 加强外来种质资源的引进工作, 可以说是目前贵州省育种工作进一步开展的重要保障。引进外来种质资源, 可把国外优质品种作为选育对象, 这样可为本地区育种工作提供优良的等位基因, 提高本地自交系的配合能力, 构建全新的杂交优势模式。同时, 国外著名的种质研究专家M Z Zuber研究指出在瑞德系统和Lancaster系统中, 玉米有着丰富的遗传变异基因, 完全可以满足种质基础的拓展。由此, 积极引进国外优质种质资源, 可有效拓宽种质材料的遗传基础, 有效增加基因重组的几率, 进而提高本省玉米育种的数量和质量。
2.2.2 因地制宜, 发展“生态育种”。
鉴于贵州气候比较复杂、生态环境多样化, 有着多生态类型的玉米种植环境。同时, 结合着“一山分四季, 十里不同天”的立体农业特点, 非常有必要因地制宜根据不同的生态区域特点选择培育不同种植类别的杂交品种。在育种过程中, 除了要考虑自交系的特点之外, 还要将组配好的杂交组合用于不同的生态环境中进行筛选, 这样有针对性的选育可以提高育种工作开展的效益。
2.2.3 加强政府职能, 实现育种工作的产业化发展。
在如今经济飞速发展的现在, 贵州育种工作的开展要想顺应时代潮流, 就必须走产业化发展的道路, 也就是要实现杂交种子生产的商品化, 逐渐摆脱过去育种工作开展事业型的模式, 走向选育、繁殖及销售的商业化发展。在这个过程中, 政府首先要制定切实可行政策法规, 在体制上保障育种工作产业化发展。其次, 要转变政府职能, 加强政策引导, 引导育种工作由过去个人化的行为向集体流水操作行为发展。最后, 要实现政府行为公司化转变。将育种研究成果积极投入种子产业中去, 加快繁育、促销一体化发展进程, 促进育种产业健康有序的发展。
参考文献
[1]彭忠华, 戴保威, 顾金春.贵州不同生态条件下玉米育种目标及杂种优势组配模式探讨[J].种子, 2003 (, 2) :65-67.
[2]佟屏亚.浚县农科所玉米育种成绩斐然——访河南省浚县农科所玉米育种家程相文[J].中国种业, 2004 (, 6) :20-22.
联合育种 篇6
1 我国狐繁育工作的现状
我国狐养殖从20世纪50年代起步, 20世纪90年代得到快速发展, 2002年出现高峰, 之后几乎每3年出现1次低潮。据中国毛皮信息网统计, 受国际市场影响, 2007年国内蓝狐皮张由350元/张降至230元/张, 因难以承受价格冲击而出现种群剧减现象。说明我国养狐业产业化程度低, 盲目性大, 压力与动力并存, 要想立足于国际毛皮市场就必须培育我国的良种, 创立品牌。
为改进种狐质量, 1996年引进芬兰北极狐以改良我国地产蓝狐。随着人工授精技术的推广, 实现狐的属间杂交和育种工作开展起来。通过这些年的育种, 我国蓝狐的各项性状指标都有提高, 高雅琴等[1]、谭书岩等[2]对东北、山东地区改良蓝狐的皮张、毛绒等性状进行分析。结果发现:改良蓝狐的皮张性状等指标虽与原种蓝狐有差距, 但已极显著高于地产蓝狐。这说明我国蓝狐改良已取得较大遗传进展, 在育种工作中杂交改良取得了阶段性成绩。
但新问题随之出现:种质提高速度慢;种兽利用时间短;种狐谱系及繁殖记录简单, 易造成近亲繁殖。其根本原因是我国狐育种工作未建立统一标准, 长期沿用传统育种方法, 以表型选择为主, 选种的主观性强, 先进育种技术难以推广。
2 狐的育种方法
2.1 常规选择育种方法
个体表型选择以个体自身表型值高低为选择依据。对于可直接测得的经济性状, 养殖场常依据多个经济性状的成绩进行综合选择。但表型值受基因和环境因素的综合影响, 难以确定基因型, 因此仅用表型选择不能使所有良好性状稳定遗传。
系谱测定则通过分析祖先生长发育、生产性能及其他资料 (如遗传病史记录等) 来推断后代可能出现的品质。系谱记录包含种狐品种类型、编号、经济性状、生产、疾病等多项内容, 数据统计越详细、记录时间越长信息越可靠, 表观性状指标的评估越准确。基因库扩充慢的养殖场, 利用系谱选择交配可降低种兽近交的比率。
对于毛绒品质、皮张尺码等低遗传力性状, 在生产中可利用其同胞平均表型值估测种狐育种值, 如狐繁殖力 (产仔、泌乳等) 的测定可通过其全同胞姊妹的繁殖力测得。后裔测定法可加快低遗传力性状的遗传进展, 但所需世代间隔长, 狐世代间隔约1年, 效率低。
2.2 成年银黑狐、蓝狐经济性状选择的要求
银黑狐:躯体被毛乌黑, 绒毛深灰, 被毛丰满、柔滑、有弹性, 背部黑带清晰, 银毛率70%以上, 银环宽8~15 mm, 呈圆柱尾且尾尖8 cm以上为纯白毛。公狐年交配次数为10次以上;母狐窝平均产仔4只以上, 育成3只以上。
蓝狐:体重4.5~5.0 kg, 体长 (耳根到尾根) 61~63 cm, 狐体尺与皮张大小呈正相关、与繁殖力呈负相关, 大体型母狐产仔率平均值低于小体型母狐。公狐每年人工授精配种60只以上, 精液品质优良;母狐窝平均产仔8只以上, 育成7只以上。
此外, 还要求狐成熟早, 发情期短且集中, 泌乳力强, 母性好, 产活仔数高。但繁殖性状遗传力不等, 如蓝狐发情适配期和配种遗传力高, 但产仔、断奶成活率等遗传力低。遗传力低的蓝狐受环境因素影响大, 故选择时外界影响因素也不可忽视。信任有中等遗传力的蓝狐, 尤其是公狐, 能极大提高生产力, 因此还要对蓝狐的信任度性状进行选择。
2.3 计算机信息育种技术
将计算机技术与数量性状遗传学结合进行畜禽育种已得以实现。我国开发了众多畜禽育种软件, 如奶牛生产信息电脑管理系统、猪育种生产微机系统、AMBLUP和SMBLUP专业繁育软件等, 并得到了应用。
计算机信息技术育种在毛皮动物繁育上的应用才刚刚起步, 并已设计出水貂养殖场生产管理信息系统和中国狐繁育电子数据处理系统等繁育管理软件, 包含种群管理、个体信息管理、统计分析、系统维护等六大功能模块, 拥有数据采集、加工、查询、统计等功能, 覆盖了水貂、狐养殖场的大部分管理工作。芬兰开发的SAMPO毛皮动物育种软件是用最佳线性无偏预测值-动物模型计算动物育种值及亲缘系数的, 使育种值估计准确度大大提高, 更合理、科学、实用。
最佳线性无偏预测值是当前育种值最佳估计法, 将计算机技术与数量遗传学有效结合能有效校正环境效应, 充分利用所有亲属信息来估计个体育种值, 校正了非随机交配所造成的偏差, 适合育种场人为进行选种交配。
计算机信息技术育种将为我国狐育种的遗传选配工作提供决策依据, 使选育工作更精确、便捷, 是改良和培育我国优秀狐种的有效手段。
2.4 分子育种
分子育种是在数量遗传学基础上结合分子生物学等学科发展起来的技术, 从分子水平确定性状所对应的基因型并进行选择, 能加快遗传进展速度, 使性状遗传稳定。
分子育种首先要确定经济性状对应的主效基因并进行数量性状座位 (QTL) 的精确定位[3]。对狐一些重要数量性状座位的定位和基因作用机制的研究已成为热点。王雷[4]进行了水貂微卫星多态性与经济性状的相关性研究, 证实利用微卫星遗传标记识别水貂品种、类群间亲缘关系的可行性, 间接为我国狐遗传资源的研究与利用提供了方法和依据, 便于早期选种和间接选种。
狐是多胎动物, 但成活率不高, 又因多数繁殖性状遗传力较低, 国内外多采用激素和化学方法提高狐产仔率。Rothschild M发现了雌激素受体 (ESR) 激素结合功能区, 对它的系统研究将助于直接了解多仔基因的分子机理, 找到多仔基因的特异分子标记。若通过数量性状座位检测和定位出与类似繁殖性状相关的其他主效基因并导入能加快数量性状的遗传进展, 且不受微环境影响。分子育种的应用将为狐养殖业创造巨大的经济效益。
3 发展趋势
从动植物育种历程来看, 不同技术、学科间的交叉融合成为育种发展的必然趋势。计算机信息技术育种、分子育种等在毛皮动物繁育中处于基础研究阶段, 尚未转化为生产力, 故在较长的一段时间内常规育种还是主要的育种手段。但常规育种法难以挖掘限性性状、低遗传力性状及难测性状的遗传优势, 必须发展更先进的育种方法加以辅助, 因此狐育种也必将步入到在遗传学理论指导下的分子生物学、计算机信息技术与常规育种实践经验有机结合的综合发展大趋势中。
参考文献
[1]高雅琴, 常玉兰, 梁丽娜.我国蓝狐皮改良效果的分析研究[J].特种养殖, 2007 (6) :94-95.
[2]谭书岩, 谭树良, 张爱东, 等.芬兰原种北极狐改良提高地产狐[J].经济动物学报, 2007, 11 (2) :80-82.
[3]杨永青, 杨公社.现代猪分子育种技术[J], 黑龙江畜牧兽医, 2003 (12) :66-67.
联合育种 篇7
但“第一次绿色革命”也暴露出许多缺点:如技术经济要求较高耗资大污染严重能源浪费,对品质育种措施不力等。因此,上世纪末,一些发达国家已开始应用生物技术和微电子技术等,改革传统的农业生产,把它称为“第二次绿色革命”。第二次绿色革命主要是运用国际合作力量,依托生物技术,为发展中国家培育出既高产又高品质(如β-胡萝卜素、VE、矿物质等)的作物新品种。因此,“第二次绿色革命”是依托生物技术指导育种时代的开始。
生物技术的应用,对当今农业发展中面临的重大问题,如农产品产量、营养及品质等,都可以起到解决或化解的作用。尤其是以分子生物学及基因工程为核心的现代生物技术的突破、发展与应用,为化解这些问题提供了坚实的理论支撑和技术手段。在美国、加拿大、阿根廷、中国,其转基因产品已占相应作物的33%～80%。中国转基因水稻、玉米、大豆、油菜、草、林木的研究已取得了重要进展,400多个品种进入了安全性评价阶段。水稻、玉米等转基因作物已具备了产业化的条件。因此,“第二次绿色革命”又称为“基因革命”。
“第二次绿色革命”育种的方向,主要是主攻低潜力地区,如旱地、低地、丘陵山地。因为,那里的贫瘠农田要维持着世界上20亿农业人口的生计。可见,两次绿色革命,都是以培育新品种为主导的革命,所以重视新品种的培育是农业持续发展的根本。
中国第一阶段沙棘育种,是上世纪80年代中期开始的,培育出了一批新品种,经验丰富,成绩显著[2]。但随着人们对沙棘认识的深入,实验数据的增多,经验的积累,技术的进步,目标的提高,已显示出尚需补充、更新和提高。因此,水利部沙棘开发管理中心沙棘育种课题组,以内蒙古九成宫基地为重点,经过10多年的努力研究,提出了“沙棘生态经济育种”体系。本文就以“沙棘生态经济育种”为依据[3],提出“中国第二阶段沙棘育种”的方法、指标、目标和理论等的探析,以供专家和同行们商榷与讨论。
1 中国丰富的沙棘种质资源是选育新品种的材料宝库
中国是世界上沙棘属主要发源地之一更是沙棘蕴藏量达150万hm2以上的资源最丰富的国家。在世界现有沙棘属6种11亚种中,中国占有6种7亚种,其中3种5亚种为中国所特有[4]。因此,沙棘种质资源的丰富性为沙棘育种奠定了良好的基因库基础。
中国沙棘资源的地理分布广泛,纬度跨度大,生境复杂多变。从辽宁阜新到四川成都连成一条直线,其分布在东经75°～121°,北纬27°～48°,海拔550～5200mm之间,属于森林—草原过渡带的成员。因此,种间性状交错复杂,种内变异丰富,生态适应性强。再者,从我国自西南低纬度高海拔湿润区,向东北方向的高纬度低海拔半干旱区都有沙棘分布来看,它们对纬度、太阳辐射、日照长度、温度、降雨量、有效积温、生育期等都存在着极大的差异。因此,这种地域和纬度极大的差异,形成了种、亚种级水平上的过渡性和多样性。为育种亲本的选择奠定了不同种质资源基础[5],也为基因适应生态选种奠定了地理分区基础。
沙棘生活史具有两型性,既有有性繁殖,又有无性(根蘖)繁殖(克隆繁殖),在田间以有性繁殖建立基株,又以无性繁殖衍生分株,无性与有性的交替繁殖与共存,从而组成了不同年龄、不同基因组配、不同生态适应位的种群。而种群间、种群内又表现出巨大的遗传分化力,借ISSR标记分析证明,种群内和种群间分化变异率分别为93.21%和6.79%[6]。表明了有性和无性繁殖更具有遗传多样性。此外,雌雄异株是沙棘个体间性二态上的高度分化与进化,避免了近交衰退和两个性别间的干扰,更加丰富了田间沙棘个体间杂种多样性。两型性生活史和个体间性二态的特殊性,又为沙棘育种原始材料提供了更多多样性亲本的选择基础[7]。
沙棘是放线菌结瘤植物,由于共生体沙棘与弗兰克菌双重遗传多样性的结合,产生了结构与功能的多样性,并解决了光合碳循环和代谢氮循环之间的连接,从而实现了沙棘具有双重性生态型功能。表现出耐瘠薄、耐干旱、耐酷热、耐风沙、抗酸、抗盐碱等广泛生态幅[8]。也为沙棘育种从种质及共生弗兰克菌菌株的选育,提供了双重生态型亲本的选择基础。
我国现有的沙棘种和亚种间营养和活性成分也存在着显著差异[9]。如种子含油量西藏沙棘最高为17.85%,江孜沙棘最低为7.8%;果肉含油量肋果沙棘最高为18.45%,云南沙棘最低为2.4%;果汁维生素C含量,柳叶沙棘最高为1784.7mg/100g,江孜沙棘最低为30.4mg/100g;种子油维生素E含量,密毛肋果沙棘最高为273.32mg/100g,西藏沙棘最低为98.1mg/100g;果实总黄酮含量,云南沙棘最高为1.18mg/100g,肋果沙棘最低为0.04mg/100g;果实超氧化物歧化酶含量,柳叶沙棘最高为130.2mg/100g,理塘沙棘最低为39.4mg/100g。可见,相同和不同沙棘种和亚种之间它们的营养和活性成分,表现出独有的特性。这种含量上悬殊的差异,表明了它们之间品质上的绝对等级性。因此,利用杂交育种、转基因育种等方法,可以获得高品质的新品种。
近年来,沙棘病虫害发生逐年严重,而且种类逐渐增多[10],除药剂防治外,目前尚无抗病虫的新品种。因此,利用杂交选育、转基因育种等方法,是今后沙棘抗病虫害育种的一条重要新途径。
2 国内外沙棘育种的历史回顾与展望
世界上最早进行沙棘育种的国家是原苏联(主要是俄罗斯),至今已有70多年历史。前后分为三个阶段:资源普查与研究利用;引种和选择育种;杂交与品质相结合的育种。共育出多达100个以上的新品种。引种与选择育种的主要目标是:选育出大果、果柄长、无刺或少刺、高产、果皮厚而采后不破浆的新品种,经过25年共育出5个新品种。杂交与品质相结合育种开始于上世纪50年代,前期重点是产量育种,采用远缘杂交法选育新品种;80年代后重视了品质育种。其实,俄罗斯早在上世纪50年代就重视了沙棘油的药用研究,为此,前后建立了4个沙棘油提取厂。近年来,又重视了类胡萝卜素、VC、VE、果胶、共生固氮力、抗寒性、抗病性等的研究。在杂交育种同时,他们还采用过诱变育种,多倍体育种,无融合生殖育种,无性系育种[11]等。随着“第二次绿色革命”的兴起,俄罗斯更细的研究了果实种子茎皮根中的药用化合物,如5-羟色胺、白花青素、儿茶酸、三帖烯酸、黄酮等[12,13,14]。同时,也重视从中国引进新沙棘资源的利用研究,也重视同种、亚种、不同生态位沙棘的果实、叶片和花粉中的化学成分研究。
在亚洲,蒙古国于上世纪60年代也开始了沙棘育种。此外还有印度[15,16]、尼泊尔、巴基斯坦[17]、阿富汗等国。欧洲由于沙棘面积有限,对沙棘研究较迟,像德国[18,19]、芬兰[20,21]、瑞典[22,23]等国也在进行研究。美洲大陆没有天然沙棘分布,但加拿大引种沙棘主要用于营造防护林。美国也有科研机构开始对沙棘进行引种试验[24]。非洲大陆也没有天然沙棘分布,但南非共和国纳塔尔大学看中了沙棘对矿山废弃地的改造作用,也开始了对沙棘引种的研究。
中国沙棘育种工作开始于上世纪80年代中期,在国家有计划的领导下,上百个大学和研究机构合作,从沙棘种质资源普查做起,并接受俄罗斯沙棘育种经验,将资源普查、常规引种、选择育种、杂交育种、无性选择育种、诱变育种等结合进行。以“遗传改良”[2]为其理论基础,经过20多年的努力,提出“多目标育种、多层次选择、选引育繁并进、有性与无性繁殖兼用,多生态区布点、多单位协作”的理论作指导,开展了多方面的工作。在查明中国沙棘种群构成与变异规律的基础上[25],又通过多层次选择,实生选种,引种驯化,利用杂种优势,进行分区域化试验,选育出20多个新品种,部分品种已应用于生产[26],并获得了国家级的重大科研成果奖励。虽然中国沙棘育种起步较晚,但进展较快。
纵观世界与中国沙棘育种研究的历史和现状,我们看到,当前沙棘育种工作仍然是在常规育种范畴内进行,显得在方法、技术和理论上相对滞后。俄罗斯和中国采用杂交育种(特别是远缘杂交),选育出了大批优良品种。因为,杂交是基因有效重组产生新性状的基础,也是鉴定后代能否适应生境条件的基础。但是,杂交育种也有很多不足之处,例如,耗时费力,育种年限长,有利重组性状少,能保留下来的优良性状更少,较难克服种间不育性等,使这一育种方法受到了限制。品质育种目前尚处于探索阶段,至今尚无成熟的经验和方法但利用随机扩增多态性DNA(RAPD)[27,28,29]、微卫星序列多态性扩增(ISSR)[6]和分子序列多态性扩增(AFLP)[30]等标记技术,对沙棘种内、种间,起源间的遗传多样性的分子差异研究,为进一步杂交育种、品质育种和分子育种打下了良好的基础。
“第二次绿色革命”的子系统中,“基因工程育种”,特别是“转基因育种”已成为当前新的最好的育种方法。它既能培育出高产、富含营养的新品种,又能解决生物种间乃至界间杂交不育的难题,又能培育高抗病、抗虫的新品种,还能节省资源、保护环境、恢复生态等功能。因此,沙棘今后的育种研究,除常规育种外,应积极设法创造条件,引进研究“分子育种”。
3“沙棘生态经济育种”体系的提出与概述
中国虽有世界上最丰富的沙棘种质资源和最大的林分面积,但90%以上的沙棘都生长在缺水,少肥,生境严酷的西部半干旱地区,而且种群单调,主要是中国沙棘亚种,品质较差,产量很低。长期以来一直影响着当地林农经济的收益和企业对沙棘原料的需求。因此,研究这些地区沙棘的良种选育和栽培,已是我国当前和长远改造中国沙棘低产、低品质的重要课题。
在总结前期育种经验与实践中,已提出了“生态经济育种”的概念[2]。作者在这一概念的启示下,经过认真的研究与实践,提出了“沙棘生态经济育种”体系,作为我国第二阶段沙棘育种方案,其方法、指标、目的与理论如下:
远缘杂交为手段———是当前最成熟而有效的常规育种法,远缘杂交(包括单交、复交和回交),可以将双亲不同性状的优良基因重组,形成各种不同的类型,为选择提供丰富的材料;还可以将双亲中控制同一性状的不同“微效基因”积累起来,产生超亲的类型。正确选择杂交亲本并予以合理组配,是杂交育种成败的关键。作者重视蒙古沙棘亚种与中国沙棘亚种的杂交,因为,前者果大产量高,后者生态适应性强,同时都具有高度的遗传力和配合力,亲本间优缺点能达到互补。若进一步创造条件,增加“基因工程”育种,收效更大。因为,“基因工程”育种方法目前在理论与方法上都已成熟
以表型调查和生理分析相结合筛选丰产性和适应性优化配置的育种指标,从杂种后代科学选择优良个体,是提高沙棘生态经济育种成效的可靠技术方法。作者利用远缘杂交F1代的选育方法,经过表型对比选择,生理与遗传测定,选出了众多个优良株系,并通过水利部组织的专家鉴定[31,32]。
产量形成诸因子是育种的主要指标———育种目的是获得适应地域性的高产优质新品种。因此,育种指标的遴选是非常关键而重要的。作者认为重点应抓形成产量的诸因子———果枝数、果实数、百果重和单株产量,以及影响产量形成的库/源(果/叶)关系。因为它们在特定的生境条件下(如干旱胁迫)对产量的形成过程,始终存在着正负两方面反馈调控的互为因果关系,而且,深入分析更能解释清楚在特定地域生态条件下产量形成的本质,以及该单株是否是入选的优良株[32]。
生长势是判断选优的总标准———植物在特定地域生态条件下生长好坏的综合表现型指标是生长势。地上部生长势的强弱表现在植物体的大小、树形的结构、叶面积的大小、叶面积指数、二年生枝条的数量、长度、健壮程度、抗逆力,以及营养生长与生殖生长之间的平衡关系;地下部表现为根群的结构、大小和活力。没有强势的营养生长体,不可能有较高的经济学(果实)产量。所以,生长势是综合评价育种指标的重要依据。影响沙棘生长势大小的是种质基因的潜能对生境可塑性的适应能力。作者在九成宫基地育种选优的首要标准就是看被选单株的生长势强弱后,再决定是否入选。
“选优”与“微繁”配合方法———最能缩短育种年限、大大减少选育工作量和加快繁育速度,并能早日应用于生产。无性繁殖使所选株不再产生性状上的分化分离,性状稳定一致,以利于提高产量和适应生境的能力。无性繁殖由于不经过温周期而提前开花结实。无性繁殖还可以使树形矮化,结实层低,便于管理和采收。无性繁殖还可用于遗传多样性基因的搜集、保存和转移。“微繁”育苗是“细胞育种”器官扩大化的方法之一,也是“扦插育苗”微型化方法,它是两者结合的新技术微繁育苗速度高于扦插育苗”250～1000倍。影响“微繁”生根与成苗的内因,主要是解剖结构、韧皮部含糖量、生长激素、NO、抑制剂、种源、家系、年龄等;而外因主要是湿度、温度、光照、基质通气状况与营养等。将来大面积优良品种沙棘林的营造主要应靠“微繁”育苗产业化、标准化、商业化供应。
“沙棘生态经济育种”理论体系———是遗传—生化—生理—生态学综合理论。育种学是一门综合性学科。因为它涉及到遗传学、植物学、植物生理学、植物生物化学、作物栽培学、生态学、气象学、植物病理学、昆虫学、生物统计与田间实验、分子生物学、生物技术等。这些学科都是育种的理论和技术支撑点,而育种只是一个综合理论与方法指导下的实践应用研究过程。作者在“沙棘生态经济育种”体系指导下的育种过程中,就是以这一综合理论,分别综合指导了全过程。表型指标选择,主要以遗传与生态理论为指导;表型指标的内在因果关系分析及品质,主要以生化生理理论为指导;生长发育的平衡与产量、最终是否入选,主要以遗传-生化-生理-生态综合理论分析为指导。
总之,“沙棘生态经济育种”体系,是以最大发挥杂交材料的遗传潜质—生态适应力配合为显性的,理论与方法的综合体系。所以,它不仅适用于普通常规育种,也适用于分子育种;它不仅适应于半干旱地区的沙棘育种,也适用于中国其他沙棘生长与栽培地区的育种。
从本文起,作者将连续在贵刊上发表“沙棘生态经济育种”体系的实验研究性文章,与同行们商榷与讨论,以期共同努力为中国的沙棘育种事业做出新的贡献
摘要：目前,世界沙棘育种研究,仍是常规育种法,方法与理论都比较滞后,需要改进与提高。作者介绍的“生态经济育种”体系,虽也是常规育种,但有其众多的新概念。它是以远缘杂交为途径,以表型和生理结合,以产量形成诸因子为指标,以生长势判断为标准,以遗传-生化-生理-生态为理论,指导选育出适应不同生境和地区的高产、优质、生活力旺、抗逆力较强的生态经济型新品种,同时这一育种体系可与“基因工程育种”法相接轨,在沙棘资源最丰富的中国,沙棘育种有条件做的更好。