有关杂交育种的简要探析.doc

有关杂交育种的简要探析摘要：在植物界的育种方面，杂交育种在一些品种选育方面起步较早，发展较快，尤其近几年在科学系统地开展品种选育工作中占很大比例。对异体受精生物来说，自交有衰退而杂种有优势现象显而易见，而自体受精生物则并非全部表现出杂种优势。异花授粉作物等明显有自交衰退、杂交优势的现象，自花授粉作物等被普遍认为无杂种优势。但就近年来的研究和实践表明，杂交优势在自交植物中也表现明显，并且杂交育种业取得了突出成效。本文就杂交育种技术在水稻、杨树、高粱、玉米、枣树、苹果等几个物种上的利用、发展情况与问题现状进行简要探讨。关键词：杂交育种；杂交优势；发展情况；问题现状前言：杂交育种是提高作物产量最成功的技术之一，而杂种优势的利用是作物杂交育种中最重要的遗传学基础。杂交育种指不同种群、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；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，产生在各该性状上超过亲本的类型。正确选择亲本并予以合理组配是杂交育种成败的关键。杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象。杂种优势是许多性状综合地表现突出，杂种优势的大小，往往取决于双亲性状间的相对差异和相互补充。一般而言，亲缘关系，生态类型和生理特性上差异越大的，双亲间相对性状的优缺点能彼此互补的，其杂种优势越强，双亲的纯合程度越高，越能获得整齐一致的杂种优势。杂种优势的利用已经成为提高产量和改进品质的重要措施之一。1. 木本植物杂交育种1.1杨树的杂交育种叶培忠教授于1946年在甘肃天水首次进行杨树杂交育种, 至今对杨属派内种间和派间的杂交育种的研究也已有60余年。我国林业生产中推广应用的杨树良种主要是通过人工杂交培育的, 杂种优势明显.在众多的杨树杂交组合中,派内种间杂交以白杨派、黑杨派成就显著,派间杂交以青杨派与黑杨派杂交成果最为突出。从杂交方式看,有单交、双交、三交、回交等,以杂种作亲本进再杂交能够获得显著杂种优势；从育种目标看,有速生、抗寒、抗旱、抗病虫、窄冠、生根等多个目标；从育种方法看,以常规人工杂交为主,将常规人工杂交与物理辐射、化学诱导等技术有机结合,能够创造出生产潜力较大的三倍体新品种。选育的杨树良种已在生产中产生了巨大的经济效益、生态效益和社会效益。制定长期改良计划，以轮回选择理论为指导,对育种亲本有计划改良,使短期育种工作随着世代前进而持续高效的螺旋式上升。将现代生物技术与常规育种技术有机结合，注重乡土杨树育种资源收集保存与利用，重视多树种、多性状、多水平和多方向遗传改良，以保证选育的杨树良种能适应不同地区生产需求,改良性状应抗逆性优先,在抗逆性基础上追求速生。1.2其他木本植物枣树是中国独有的乡土树种，由于现有枣树品种大多存在缺陷，花量大而坐果率低，存在胚败育现象等问题，生产上迫切需要通过杂交的手段将不同枣树品种的优良性状整合起来，培育综合性状优良的新品种。马庆华等通过局部隔离法获得枣树实生后代，并对其性状的遗传规律进行了总结。这种方法的建立给枣树的杂交育种工作开辟了新的途径。我国是世界梨属植物形成主要起源地。在梨的育种方面，有计划地进行种间或种内的杂交授粉或在近缘属间进行杂交授粉，使其产生基因重组，从后代中选出优良的类型的人工杂交方法很有效。其中“多亲多系杂交”、“多代杂交”等多种形式的杂交方法显著提高了基因重组率.对育种材料进行早期鉴定,是提高育种效率的必要手段。杂交育种技术在苹果的育种工作也已相当成熟,已选育和推广了甜黄魁、辽伏、伏锦、翠秋、迎秋、锦红、长红等七个具有适宜成熟期、适应性强而丰产、质优的新品种。2.草本植物农作物的杂交育种2.1 水稻的杂交育种Jones于1926年首次报道了水稻的杂种优势，之后许多研究者证实了水稻在许多性状上存在着明显的杂种优势。袁隆平首先在国内提出水稻三系配套杂交育种的构想并进行实践。1970年李必湖找到野生水稻的雄性不育株“野败”后，“野败”型不育系随即育出,水稻杂种优势利用及杂交稻育种在中国取得了巨大成就。袁隆平随后提出了两系配套杂交育种和一系育种方法，并结合现代生物技术手段，在杂交水稻中转入高产、优质、具有特殊抗性的基因，调整控制生产条件，获得良好株型，不仅解决了制种关，还有效突破了生产关。超级水稻的生产与发展为世界的粮食安全提供了保障。2.2杂交育种在其他方面的应用由于植物雄性不育性的发现和利用，不少两性花植物，如高粱、玉米、油菜、小麦、向日葵、甜菜等作物或蔬菜的杂交优势已广泛应用于生产。汤文光、刘海军等认为我国杂交高粱育种的主要途径有三系法、两系法杂种优势利用无融合生殖、生物技术、多倍体等；高士杰、王阳等得出中国利用杂交高粱生产中应用的细胞质主要有A1和A2两种类型；温度是影响高粱不育性的主要因子。杂交高粱育种的创新主要包括优良籽粒品质材料的创新、中矮杆种质材料的创新、不同细胞质、细胞核雄性不育性的创新及高产杂种优势种质材料创新等，杂交育种模式也向多元化方向发展。 3. 杂种劣势现象目前，虽然杂种优势是自然界的一种普遍现象，但在杂交育种实践中也时常发现生殖障碍和杂种劣势的现象。生殖障碍和杂种劣势现象是完善作物杂交育种理论和揭示品种本质的基础。无论是亚种内的杂交育种，还是亚种间的杂交育种，都会受到生殖障碍的影响。外部因素引起的生殖障碍，从物种繁衍和生存保护的角度来看，有利于物种在一定环境下保持自身的种性，合理安排时空隔离可调节生殖障碍（ 即避免双亲花期不遇和生物学混杂），提高种子生产的产量和纯度。由于内部因素引起生殖障碍的主要原因有：受精受阻即杂交不亲和, 杂种失活, 杂种败育, 杂种衰退等，这都对杂交育种工作有很大影响，使杂交育种受阻。4.展望作物育种程序一般包括原始材料观察、亲本圃、选种圃、产量比较试验等环节。杂交育种一般需79年时间才可能育成优良品种，可采取加速世代的做法，结合多点试验、稀播繁殖等措施，尽可能缩短育种年限。对于光温敏不育型，导致不育的起点温度受微效多基因控制，不育起点温度上的遗传基础不纯或遗传杂合性是导致不育性表达不稳定的内在原因。在育种上可考虑不育性表达的数量性状特征,采取花培育种途径或在杂交育种中采用系谱法和混合法相结合的后代选择方法,以达到选育不育性表达稳定的光温敏不育系的目的。 对于杂交育种中杂交优势的机理研究还有很大发展空间，充分利用杂种优势，避免杂种劣势的影响，组合较好的杂交组，借用现代生物技术手段，发展良好株型，最大限度地利用杂交育种技术，取得最大的经济、社会、生态价值。参考文献：1庞金宣,郑世锴,刘国兴,等.窄冠型杨树新品种的选育J.林业科技通讯, 2001, 4: 8-9.2 彭建营,梁春莉,张云鹏,等.3 个主栽枣品种花粉贮藏及其发芽特性的研究J.北方植物学研究,2002,4:38-41.3 Kapil R N, Bhatnagar A K. A fresh look at the process of double fer-tilization in angiosperms. Phytomor phologh. 1975, 25:334-368.4BrownA.等著.蒲富慎译:1981.苹果、梨育种进展。农业出版社5廖伏明,袁隆平,杨益善.水稻实用光温敏核不育系培矮64S不育性稳定化研究J.中国水稻科学,2001,15(1):1-6.6 ，（）：7高士杰,刘晓辉等中国杂交高粱育种研究进展Jl中国农业信息,2009(1):19一238 Li W, Lei C L, Cheng Z J, Jia Y L, Huang D Y, Wang J L, WangJ K, Zhang X,