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文檔簡(jiǎn)介
園藝植物遺傳育種第一章
緒論第二章經(jīng)典遺傳與細(xì)胞質(zhì)遺傳第三章數(shù)量遺傳第四章園藝植物種質(zhì)資源與引種馴化第五章選擇育種第六章有性雜交育種第七章雜種優(yōu)勢(shì)利用第八章誘變育種第九章現(xiàn)代生物技術(shù)育種第十章新品種的審定與推廣繁育實(shí)訓(xùn)1-15第四章園藝植物種質(zhì)資源與引種馴化4.1園藝植物種質(zhì)資源4.1.1種質(zhì)資源的概念和重要性4.1.2園藝植物起源中心4.1.3種質(zhì)資源的現(xiàn)狀4.1.4種質(zhì)資源的分類4.1.5種質(zhì)資源的調(diào)查4.1.6種質(zhì)資源的搜集4.1.7種質(zhì)資源的保存4.1.8種質(zhì)資源的研究與利用4.2引種馴化4.2.1引種馴化的概念4.2.2引種馴化的意義4.2.3引種馴化的影響因素4.2.4引種方法
4.2.5引種馴化成功的標(biāo)準(zhǔn)4.2.6引種的注意事項(xiàng)
練習(xí)與思考
本章小結(jié)知識(shí)目標(biāo)●掌握種質(zhì)資源的概念和重要性●了解園藝植物起源中心和種質(zhì)資源的現(xiàn)狀與分類●掌握種質(zhì)資源調(diào)查、搜集與保存的方法●掌握種質(zhì)資源研究與利用的相關(guān)內(nèi)容●掌握引種馴化的概念與意義●理解影響引種馴化的因素●掌握引種方法與引種成功的標(biāo)準(zhǔn)●了解引種的注意事項(xiàng)知識(shí)目標(biāo)●能完成種質(zhì)資源的調(diào)查、搜集和保存工作●能運(yùn)用引種馴化的原理和相關(guān)技術(shù)成功引種園藝植物4.1園藝植物種質(zhì)資源4.1.1種質(zhì)資源的概念和重要性種質(zhì)(germplasm)是指決定生物遺傳性狀,并將其遺傳信息從親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì),在遺傳學(xué)上是指控制生物體遺傳性狀的所有基因。植物種質(zhì)資源(plantgermplasmresources)也稱為遺傳資源或基因資源,是指選育新品種的基礎(chǔ)材料,包括各種植物的栽培種、野生種、近緣種的繁殖材料以及利用上述繁殖材料通過人工創(chuàng)造的各種植物的遺傳材料。種質(zhì)資源可以是種內(nèi)一個(gè)群體基因的總稱,也可以是某一植株或某個(gè)器官,如根、莖、胚芽組織以及花粉、細(xì)胞或染色體的核苷酸片段,甚至可以是生物的一個(gè)DNA片段。園藝植物的種質(zhì)資源是指可用于園藝植物育種的遺傳物質(zhì),包括栽培的果樹、蔬菜、觀賞植物及其近緣野生類型、半野生類型和人工創(chuàng)造的種質(zhì)材料,它是園藝植物保存和改良利用的物質(zhì)基礎(chǔ)。人們可以直接利用種質(zhì)資源創(chuàng)造出園藝植物新品種,也可以將其作為雜交親本,進(jìn)一步綜合親本有利基因來改良現(xiàn)有的園藝植物品種,或作為砧木材料間接利用,或通過誘變等方法創(chuàng)造新的基因類型。種質(zhì)資源是在漫長(zhǎng)的歷史過程中,由于自然演化和人工創(chuàng)造而形成的一種重要的自然資源。它積累了由于自然和人工引起的、極其豐富的遺傳變異,即蘊(yùn)藏著各種性狀的遺傳基因,是人類用以選育新品種和發(fā)展生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),也是進(jìn)行生物學(xué)研究的重要材料和寶貴的自然財(cái)富,對(duì)育種工作具有極為重要的意義?,F(xiàn)代育種實(shí)踐證明,種質(zhì)資源(特別是關(guān)鍵性基因資源)的發(fā)現(xiàn)、研究和利用在植物育種中起決定性的作用,育成好的品種離不開好的種質(zhì)資源。例如,19世紀(jì)中葉歐洲馬鈴薯晚疫病的流行,幾乎毀掉整個(gè)歐洲的馬鈴薯種植業(yè),后來由于利用墨西哥引入的抗病野生種與當(dāng)?shù)氐钠贩N雜交育成抗病新品種,才拯救了歐洲的馬鈴薯種植業(yè)。19世紀(jì)末到20世紀(jì)中,美國(guó)板栗疫病毀滅性蔓延,直到從我國(guó)引入抗原板栗(Castanea
mollisium)后才得到有效控制。百合抗鐮刀菌能力的增強(qiáng)與導(dǎo)入湖北百合(Lilium
henryi)的抗病基因有關(guān)。所謂栽培植物起源中心是指栽培植物野生類型最初集中分布的地區(qū)。為了研究園藝植物種和變種的形成與環(huán)境條件的關(guān)系,以及品種性狀和特性的演化過程與栽培和育種的關(guān)系,都應(yīng)該充分了解世界栽培植物的起源和發(fā)展。1904年,德堪多爾(deCandolleA)在枟栽培植物的起源枠一書中,把世界栽培植物分為兩個(gè)起源中心,即西部原生種群區(qū)和東部原生種群區(qū)。后者指亞洲東部,以中國(guó)為中心并延伸到日本、朝鮮等地,原生果樹有秋子梨、沙梨、山楂、桃、中國(guó)李、杏、梅、板栗、日本栗、柿、棗、枇杷和柑橘類等。4.1.2園藝植物起源中心瓦維絡(luò)夫(BaBИЛOBHИ)于20世紀(jì)20—30年代對(duì)世界作物進(jìn)行廣泛調(diào)查、搜集和研究后,提出作物起源中心學(xué)說。這一學(xué)說認(rèn)為植物物種及其變異的多樣性在地球上的分布是不平衡的,具有多樣性遺傳類型和近親的野生或栽培類型的地區(qū),可能為起源中心。而顯性性狀可以作為起源中心的標(biāo)志。并將世界作物確定為以下8?jìng)€(gè)原生起源中心,由此擴(kuò)展形成次生中心。隱性性狀主要出現(xiàn)在次生中心。①中國(guó)中心:包括中國(guó)中部、西部山區(qū)及毗鄰的低地;②印度中心:不含印度西北部旁遮普等省而包括緬甸,印度-馬來補(bǔ)充中心為印度支那、馬來半島、爪哇、加里曼丹、蘇門答臘和菲律賓群島;③中亞中心:為印度西北部、阿富汗全部、塔吉克斯坦和烏茲別克斯坦及天山西部;④近東中心:即西亞地區(qū),包括小亞細(xì)亞內(nèi)地、外高加索全部、伊朗和土庫(kù)曼高地;⑤地中海中心:包括敘利亞、巴勒斯坦、小亞細(xì)亞南部、希臘、意大利和非洲東北部;⑥阿比西尼亞中心:為埃塞俄比亞、厄立特立亞、索馬里等高地山區(qū);⑦墨西哥-中美洲中心:為中美洲地區(qū),還包括安第列斯群島;⑧南美洲中心:包括秘魯、厄瓜多爾和玻利維亞,還包括智利補(bǔ)充中心、巴西-巴拉圭補(bǔ)充中心。1970年,蘇聯(lián)的茹科夫斯基(ЖyKOBCKИЛЙПM
)將世界栽培植物的起源中心在瓦維絡(luò)夫的8?jìng)€(gè)原生起源中心的基礎(chǔ)上共分為12個(gè)起源中心:①中國(guó)-日本起源和類型形成基因中心;②印度尼西亞-印度支那起源和類型形成基因中心;③澳大利亞起源和類型形成基因中心;④印度斯坦起源和類型形成基因中心;⑤中亞細(xì)亞起源和類型形成基因中心;⑥前亞細(xì)亞起源和類型形成基因中心;⑦地中海起源和類型形成基因中心;⑧非洲起源和類型形成基因中心;⑨歐洲-西伯利亞起源和類型形成基因中心;⑩中美洲起源和類型形成基因中心;?瑏瑡南美洲起源和類型形成基因中心;?瑏瑢北美洲起源和類型形成基因中心。4.1.2.1果樹起源中心世界果樹起源中心按瓦維絡(luò)夫的8大中心說,中國(guó)是世界上最大的果樹起源中心,起源于中國(guó)的果樹至少在52種以上。按茹科夫斯基的12大中心說,主要果樹起源中心如下:(1)中國(guó)-日本起源中心山荊子、湖北海棠、花紅、海棠果、三葉海棠、西府海棠、蘋果、沙梨、杜梨、白梨、豆梨、褐梨、秋子梨、中國(guó)李、梅、杏、山桃、光核桃、甘肅桃、桃、櫻桃屬、棗、柿、板栗、獼猴桃、刺葡萄、核桃楸、枸橘、金橘、宜昌橙、香橙、甜橙和寬皮橘。(2)印度尼西亞-印度支那起源中心面包樹、菠蘿蜜、芒果、柚、檸檬、酸橙、長(zhǎng)梗蕉和椰子。(3)澳大利亞起源中心澳洲沙漠橘、澳洲指橘、澳洲堅(jiān)果。(4)印度斯坦起源中心香櫞、印度芒果、椰子。(5)中亞細(xì)亞起源中心塞威氏蘋果、紅肉蘋果、科爾仁斯基梨、布哈爾梨、瑞格樂梨、杏、櫻桃李、酸櫻桃、山楂、扁桃、阿月渾子、核桃和歐洲葡萄。(6)前亞細(xì)亞起源中心東方蘋果、高加索梨、溫梓、櫻桃李、刺李、歐洲李、甜櫻桃、歐洲酸櫻桃、杏、扁桃、西洋山楂、歐洲葡萄、石榴、無花果和歐洲板栗。(7)地中海起源中心油橄欖、檸檬、酸橙、歐洲葡萄、山李和敘利亞李。(8)非洲起源中心阿比西尼亞芭蕉。(9)歐洲-西伯利亞起源中心森林蘋果、蘋果、山荊子、海棠果、西洋梨、甜櫻桃、酸櫻桃、矮扁桃、核桃、山葡萄、懸鉤子屬、穗狀醋栗屬和麝香草莓。(10)中美洲起源中心長(zhǎng)山核桃。(11)南美洲起源中心智利草莓、菠蘿、番荔枝、牛心果和番木瓜。(12)北美洲起源中心美洲葡萄、美洲李、櫻桃、草原海棠、穗狀醋栗屬、醋栗屬、懸鉤子屬和長(zhǎng)山核桃。在12個(gè)起源中心中,中國(guó)是果樹的重要起源中心。其中關(guān)于起源于我國(guó)的果樹除茹科夫斯基所列舉的種以外,還有龍眼、荔枝、枇杷、楊梅、香榧、銀杏、山核桃和酸棗等,以及梨、桃、核桃、葡萄和柑橘中的一些種。4.1.2.2蔬菜起源中心根據(jù)瓦維絡(luò)夫植物起源的初生中心和次生中心學(xué)說,各種蔬菜的起源地區(qū)簡(jiǎn)述如下:(1)中國(guó)起源中心中國(guó)是世界農(nóng)業(yè)及栽培植物起源最早最大的獨(dú)立中心。起源于中國(guó)的主要蔬菜植物有菜豆(次生中心)、豇豆(次生中心)、家山藥、蘿卜、蕪菁(次生中心)、荸薺、茭白、菱角、蓮藕、慈姑、蕹菜、芋、大白菜、小白菜、塌菜、薤、大蔥、小根蒜、大黃、茄子(特別小果類型)、芥菜、蔥、莖用萵苣、無棱絲瓜、中國(guó)南瓜、茼蒿、紫蘇及黃瓜等。(2)印度起源中心從地理順序和重要性上來說,第二個(gè)起源中心是印度,或者更具體地說是印度斯坦(Hindustan)起源中心。這個(gè)中心包括緬甸和阿薩姆(Assam),不包括印度西北部旁遮普?。≒uniab)及西北部邊區(qū)省份。這一中心土生的蔬菜種類有莧菜、茄子、苦瓜、有棱絲瓜、蛇瓜、落葵和印度萵苣等。印度-馬來(Indo-Malan)補(bǔ)充中心較重要的蔬菜植物有姜、冬瓜和芋類。(3)中亞細(xì)亞起源中心這個(gè)中心范圍比較小,包括印度西北部、阿富汗全部、塔吉斯坦和烏茲別克斯坦以及天山西部。起源于這個(gè)中心的蔬菜植物有豌豆、洋扁豆、蠶豆、油菜(次生中心)、芥菜、甜瓜(次生中心)、胡蘿卜(亞洲種的基本中心)、蘿卜(起源中心之一)、洋蔥、大蒜(栽培及野生)和菠菜(次生中心)等。這里是所有重要豆類如豌豆、洋扁豆、菜豆、洋豌豆和鷹嘴豆的誕生地,所有這些植物都含有極其豐富的基因。(4)近東起源中心近東地區(qū)包括小亞細(xì)亞中心部分、外高加索全部、伊朗和土庫(kù)曼高地。蔬菜植物有甜瓜。所有世界上的甜瓜品種基本上都集中在近東地區(qū)。此外,還有南瓜、蛇瓜、黃瓜、蕪菁(次生中心)、甜菜、胡蘿卜、甘藍(lán)、洋蔥、韭蔥、萵苣和馬齒莧等。甜瓜來自土耳其、波斯、俄國(guó)的中亞細(xì)亞地區(qū),為現(xiàn)代植物育種家提供了豐富的資源。(5)地中海起源中心起源于此中心的蔬菜有菜用甜菜、苦苣、甘藍(lán)(栽培及野生)、洋蔥、萵苣、石刁柏、大蒜、韭蔥、香芹菜、芹菜、美國(guó)防風(fēng)、大黃和蘿卜等。瓦維洛夫?qū)懙溃骸斑@里是大量栽培蔬菜植物,包括甜菜在內(nèi)的起源處,與中國(guó)同樣是蔬菜植物的一個(gè)起源中心?!保ǎ叮┌⒈任髂醽喥鹪粗行氖卟酥参镉型愣?、豇豆、芫荽(起源中心之一)及黃秋葵等。(7)墨西哥南部及中美洲起源中心重要蔬菜植物有菜豆、南瓜、辣椒等。這里也是主要的美洲種菜豆、瓜、辣椒的老家。(8)南美洲起源中心包括秘魯、厄瓜多爾和玻利維亞。這里有很多土生的馬鈴薯栽培種、菜豆(次生中心)、普通番茄、野生秘魯番茄、美洲南瓜和辣椒等。秘魯、玻利維亞及厄瓜多爾的高山充滿了土生土長(zhǎng)的植物種,由種類繁多的馬鈴薯到稀有的塊莖類植物,在地球上為這一個(gè)地區(qū)所獨(dú)有。4.1.2.3花卉起源中心花卉種類繁多,主要分布于熱帶、溫帶,極少部分分布于寒帶。由于原產(chǎn)地自然環(huán)境條件相差很大,常分為熱帶植物、溫帶植物、寒帶植物及高山植物。依據(jù)Miller及日本冢本氏對(duì)花卉原產(chǎn)地的氣候型區(qū)別,可分為以下7類:(1)中國(guó)氣候型又稱大陸東岸氣候型。中國(guó)的華北及華東地區(qū)屬于這一類型。氣候特點(diǎn)是冬寒夏熱,年溫差較大。屬于這一氣候型的地區(qū)還有日本、北美洲東部、巴西南部、大洋洲東部和非洲東南部。中國(guó)與日本受季候風(fēng)的影響,夏季雨量較多,因冬季的氣溫高低不同,又分為溫暖型與冷涼型。(2)歐洲氣候型歐洲氣候型又稱大陸西岸氣候型。冬季氣候溫度不高,一般為15~17℃。雨水四季均有,而西海岸地區(qū)雨量較少。屬這一氣候型的地區(qū)有歐洲大部分、北美洲西海岸中部、南美洲西南角及新西蘭南部。(3)地中海氣候型以地中海沿岸氣候?yàn)榇?,自秋季至次年春末為降雨期,夏季極少降雨,為干燥期。冬季最低溫度為6~7℃,夏季溫度為20~25℃。因夏季氣候干燥,多年生花卉常呈球根狀態(tài)。與地中海氣候相似的地區(qū)有南非好望角附近、大洋洲東南和西南部、南美洲智利中部和北美洲加利福尼亞等地。(4)墨西哥氣候型又稱熱帶高原氣候型,分布于熱帶及亞熱帶高山地區(qū)。全年均溫為14~17℃。溫差小,降雨量及分配因地區(qū)而有不同,有的地區(qū)雨量充沛均勻,也有集中在夏季。原產(chǎn)這一氣候的花卉耐寒性較弱,喜夏季冷涼。此氣候型除墨西哥高原之外,有南美洲的安第斯山脈、非洲中部高山地區(qū)和中國(guó)云南省等地。(5)熱帶氣候型熱帶氣候周年高溫,溫差小,有的地方年較差不到1℃。雨量大,分為雨季和旱季。熱帶氣候型可區(qū)分為5個(gè)地區(qū):即亞洲、非洲、大洋洲與中美洲、南美洲。原產(chǎn)熱帶的花卉,在溫帶地區(qū)需要在溫室內(nèi)栽培,一年生草花可以在露地?zé)o霜期時(shí)栽培。(6)沙漠氣候型沙漠地帶周年降雨量很少,氣候干旱,多為不毛之地。屬于這一氣候型的地區(qū)有非洲、阿拉伯、黑海東北部、大洋洲中部、墨西哥西北部、秘魯和阿根廷部分地區(qū)以及我國(guó)海南島西南部。這些地區(qū)只有多漿類植物分布。仙人掌科多漿植物主產(chǎn)墨西哥東部及南美洲東部。其他科多漿植物主要原產(chǎn)南非,如蘆薈屬(Aloe)、十二卷屬(Haworthia)、伽藍(lán)菜屬(Kalanchoe)等。我國(guó)海南島所產(chǎn)多漿植物主要有光棍樹(Euphorbiatirucalli)、霸王鞭(E.neriifolia)、仙人掌屬(Opontia)、龍舌蘭屬(Agave)等。(7)寒帶氣候型寒帶氣候地區(qū)冬季漫長(zhǎng)嚴(yán)寒,夏季短促?zèng)鏊V参锷L(zhǎng)期只有2~3個(gè)月。夏季白天長(zhǎng),風(fēng)大。植物低矮,生長(zhǎng)緩慢,常呈墊狀。此區(qū)包括阿拉斯加、西伯利亞、斯堪的納維亞等寒帶及高山地區(qū)。4.1.3種質(zhì)資源的現(xiàn)狀人類社會(huì)現(xiàn)代文明的發(fā)展使全球生態(tài)環(huán)境受到極大破壞,許多物種面臨滅頂之災(zāi)。全球生態(tài)環(huán)境還在逐年惡化,大片森林、草原、濕地還在被開墾,越來越多的動(dòng)、植物在加速走向滅絕。由于人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾,近代物種的喪失速度比自然滅絕速度快1000倍,比其形成速度快100萬倍。在2004年第一期的枟自然枠雜志中,由多國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)際研究小組發(fā)表報(bào)告稱,如果氣候溫暖的狀況不加控制地持續(xù)下去,則他們所調(diào)查的1103種植物和動(dòng)物物種之中的15%~37%將會(huì)在50年內(nèi)滅絕。2008年,世界自然保護(hù)聯(lián)盟調(diào)查的近45000個(gè)物種中,38%瀕臨滅絕。這項(xiàng)調(diào)查同時(shí)顯示,自1500年以來,至少有780多個(gè)物種在地球上徹底消失,其中包括76種哺乳動(dòng)物。此外,在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中,少數(shù)高效品種在生產(chǎn)中的壟斷地位和無性繁殖植物遺傳基礎(chǔ)狹窄化,也會(huì)造成遺傳資源的減少。1904—1994年,美國(guó)的7098個(gè)蘋果品種中有86%徹底消失了;1985年韓國(guó)一些農(nóng)場(chǎng)種植的14種作物的品種,到1993年已有74%被替代;馬來西亞、菲律賓和泰國(guó)等國(guó)的地方稻谷、玉米,非洲的地方硬質(zhì)小麥,拉丁美洲的不少地方種植作物品種(如玉米、菜豆、莧菜、西瓜、番茄等)也正在被新品種替代或喪失。我國(guó)農(nóng)作物的栽培品種也以每年15%的速度遞減,這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)將不可估量。20世紀(jì)50年代初,我國(guó)種植的小麥品種約1萬個(gè),幾乎都是地方品種,迄今種植的品種只有400個(gè)左右,地方品種已是很少見了。1963年山東種植的花生品種約有470個(gè),如今也只有10來個(gè)了。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)下,園藝植物栽培品種單一化的傾向日趨嚴(yán)重,這也會(huì)大大降低我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源的多樣性。4.1.4種質(zhì)資源的分類種質(zhì)資源的分類方法很多,如植物學(xué)分類、生態(tài)學(xué)分類、栽培學(xué)分類及按來源分類等。根據(jù)園藝植物的特點(diǎn),下面著重介紹后兩種分類。4.1.4.1花卉起源中心(1)種種是植物分類學(xué)上的基本單位。它具有一定的形態(tài)特征與地理分布,常以種群形式存在。一般不同種群在生殖上是隔離的。但在果樹中,同屬不同種間常能雜交,如蘋果屬、梨屬、栗屬和核桃屬的多數(shù)種間都可雜交;葡萄亞屬內(nèi)也可雜交;在核果類中,桃的不同種彼此可以雜交,桃、杏、梅及櫻桃相互間都不易雜交。
(2)變種同種植物在某些主要形態(tài)上存在差異。如佛手是枸櫞的變種,橘紅是柚的變種,光頭荔枝是荔枝的變種等。佛手與枸櫞同屬于‘CitrusmedicaL.’這個(gè)種,但佛手的果實(shí)形態(tài)與枸櫞存在顯著差異,所以是枸櫞的變種,學(xué)名為C.medicavar.Sarcodactylis
Swingle。(3)品種群品種群是由相似生態(tài)型或相似農(nóng)業(yè)生物學(xué)特性的許多品種歸類而成。如歐洲葡萄中的東方品種群、黑海品種群與西歐品種群;桃中的華中與華北兩個(gè)品種群;甜橙中的普遍甜橙品種群、臍橙品種群、夏橙品種群和血橙品種群等。
(4)品種品種是栽培作物的基本單位,是育種的主要對(duì)象,具有穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)性狀。營(yíng)養(yǎng)繁殖的果樹或無性繁殖的花卉,實(shí)際上就是來自一個(gè)母株的無性系群體,或是一個(gè)芽條變異繁殖后形成的群體。有性繁殖的園藝植物實(shí)際上是一個(gè)優(yōu)株的自交系,或具雜種優(yōu)勢(shì)的雜種第一代群體。(5)品系品系在實(shí)際應(yīng)用中有兩種含義。一種是指品種內(nèi)的不同類型,如柑橘品種“本地早”中有大葉系和小葉系;另一種是指在育種過程中,表現(xiàn)較好但還沒有成為品種以前的變異類型,往往稱為品系(或單株、優(yōu)系等)。(6)群體品種群體品種指某些主要通過實(shí)生繁殖的園藝植物品種,彼此個(gè)體之間在主要性狀上能保持一定的相似性,但次要性狀卻有較多差異。(6)群體品種群體品種指某些主要通過實(shí)生繁殖的園藝植物品種,彼此個(gè)體之間在主要性狀上能保持一定的相似性,但次要性狀卻有較多差異。4.1.4.1花卉起源中心(1)本地種質(zhì)資源本地種質(zhì)資源是指原產(chǎn)于本地的或在本地長(zhǎng)期栽培的各種植物種,是育種工作最基本的原始材料,其主要特點(diǎn)是對(duì)本地的自然生態(tài)環(huán)境具有高度的適應(yīng)性,對(duì)當(dāng)?shù)夭涣細(xì)夂蚝筒∠x害有較強(qiáng)的抗性。本地種質(zhì)資源包括地方品種、過時(shí)品種和當(dāng)前推廣的主栽品種。①地方品種地方品種指那些沒有經(jīng)過現(xiàn)代育種手段改良的,在局部地區(qū)內(nèi)栽培的品種。雖然這些品種在某些方面不符合市場(chǎng)要求,或者適應(yīng)性不夠廣泛,但往往有罕見的特殊種質(zhì),如適應(yīng)特定的地方生態(tài)環(huán)境,特別是抗某些病蟲害,適合當(dāng)?shù)厝藗兊奶厥馍钚枰?,以及具備一些在目前看來還不特別重要的潛在有利性狀。地方品種往往在大面積推廣優(yōu)良品種的過程中被淘汰,因此,地方品種的搜集和保存是種質(zhì)資源征集的重要內(nèi)容之一。同時(shí),以地方品種為親本進(jìn)行雜交育種可培育出在某些性狀上特殊的品種。②過時(shí)品種過時(shí)品種指原來在生產(chǎn)上的主栽品種,由于生產(chǎn)條件的改善,種植制度的變化,人們需求的日益提高,新品種的不斷出現(xiàn),而逐漸被淘汰。但這些品種仍是選擇改良的好材料,也應(yīng)予以保存。③主栽品種主栽品種指那些經(jīng)過現(xiàn)代育種手段育成,在當(dāng)?shù)卮竺娣e栽培的優(yōu)良品種,包括本地育成的,也可能是從外地(國(guó))引種成功的。主栽品種具有良好的植物學(xué)性狀、農(nóng)業(yè)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和較廣泛的適應(yīng)性,是育種的基本材料。實(shí)踐表明,以本地主栽品種作為親本是雜交育種的成功經(jīng)驗(yàn)之一。(2)外地種質(zhì)資源引自外地區(qū)或外國(guó)的資源與本地種質(zhì)資源相比具有不同的生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)上的遺傳性狀,特別是產(chǎn)于起源中心和次生中心的許多原始品種,集中反映了某種植物的遺傳多樣性,從中可以篩選出本地種質(zhì)資源所不具備的某些性狀,是植物育種工作中不可缺少的、改良本地品種的重要材料。但是,外地區(qū)與外國(guó)的資源,對(duì)本地區(qū)的自然和栽培條件、抗病蟲性以及生產(chǎn)要求等,一般不能全面適應(yīng)。在育種上主要是從中選出具有某種有利基因的品種作為育種材料,并將這些有利基因有效地導(dǎo)入需要改良的品種中去。此外,有些外地種質(zhì)資源經(jīng)試驗(yàn)證明能適應(yīng)本地區(qū)栽培,可以直接在本地區(qū)推廣種植。例如,溫州蜜柑現(xiàn)在成為世界性栽培果樹,也是通過長(zhǎng)期搜集引種而實(shí)現(xiàn)的。(3)野生種質(zhì)資源野生種質(zhì)資源是指各種植物的近緣野生種和有價(jià)值的野生植物。它們是在嚴(yán)酷的自然條件下經(jīng)過長(zhǎng)期自然選擇所形成的,具有很強(qiáng)的適應(yīng)性與抗逆性(耐瘠薄、抗寒、抗旱、抗鹽堿和抗病蟲害等),具有豐富的抗性基因,并大多為顯性,具有很強(qiáng)的遺傳力,可在抗性育種中利用。近年來植物遠(yuǎn)緣雜交和體細(xì)胞雜交的進(jìn)展,進(jìn)一步擴(kuò)大了種間基因交流的范圍,使野生種質(zhì)資源的作用更加突出,因而受到各國(guó)的重視。野生種質(zhì)資源還是砧木的重要資源,在擴(kuò)大園藝植物栽培地區(qū)的抗性栽培和土壤適應(yīng)性方面有重要作用。野生資源除少數(shù)種類只需經(jīng)過引種、馴化就可以直接應(yīng)用于生產(chǎn)外,多數(shù)種類的觀賞性狀和經(jīng)濟(jì)性狀較差,在育種中要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短、選擇應(yīng)用。(4)人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源是指應(yīng)用雜交(包括有性雜交和體細(xì)胞雜交)、誘變等方法所創(chuàng)造產(chǎn)生的各種突變體或中間材料,可供進(jìn)一步培育新品種所利用的種質(zhì)資源。這類資源雖不一定能直接在生產(chǎn)上應(yīng)用,但一般具有某些特異性狀,是培育新品種和進(jìn)行有關(guān)理論研究的珍貴資源材料,有很高的利用價(jià)值。4.1.5種質(zhì)資源的調(diào)查在搜集種質(zhì)資源前,應(yīng)對(duì)本地區(qū)種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查。這是一項(xiàng)需要花費(fèi)較大人力、物力,摸清家底的工作。目的是親臨現(xiàn)場(chǎng),對(duì)植物的自然環(huán)境及生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查,以期獲得有關(guān)植物種類及其生態(tài)環(huán)境方面的重要信息。調(diào)查重點(diǎn)放在野生種及近緣種豐富的地區(qū)。(1)野生種質(zhì)資源調(diào)查我國(guó)是園藝植物起源中心之一,野生資源豐富多彩,不少野生果樹、蔬菜、花卉已被發(fā)掘,并直接為生產(chǎn)所利用或間接作為雜交育種的親本和砧木資源。如新疆大面積的蘋果和桃的原始資源的發(fā)現(xiàn),河南、浙江、江西、湖南和四川等省廣泛分布的野生獼猴桃等,有些具有商品特點(diǎn)可直接利用,有些只要稍加改良即可成為有發(fā)展前途的品種;四川大金川、小金川發(fā)現(xiàn)許多主要落葉果樹的野生種,為研究落葉果樹種的起源提供了線索。近年來,對(duì)野生花卉資源的調(diào)查和研究利用也十分重視,不少野生花卉已直接用于園林綠化,如木蘭科(Magnoliaceae)、茶科(Theaceae)、杜英科(Elaeocarpaceae)等的許多野生植物。4.1.5.1園藝植物種質(zhì)資源調(diào)查工作的重點(diǎn)(2)資源復(fù)查我國(guó)絕大部分省區(qū)在1980年以前都進(jìn)行了果樹資源、蔬菜資源的普查,并編寫了果樹品種志、蔬菜品種志。1986—1997年,我國(guó)針對(duì)長(zhǎng)江三峽地區(qū)多次組織植物種質(zhì)資源調(diào)查,搜集到各種植物資源萬余份。但至今仍有部分省區(qū)的種質(zhì)資源調(diào)查工作尚未全面進(jìn)行,加之原有品種資源又有一些變化,特別是稀有珍貴品種,在調(diào)查之后大多沒有及時(shí)作好搜集、保存工作,導(dǎo)致有些正在自生自滅,甚至部分已經(jīng)丟失。由于園藝品種推廣應(yīng)用過程中欠缺規(guī)范意識(shí)和相關(guān)措施,還出現(xiàn)了同物異名、異物同名的現(xiàn)象。為了準(zhǔn)確、及時(shí)地搜集、保存、研究與利用,以做好園藝植物(果樹、蔬菜、花卉)志編撰工作,有必要對(duì)這些園藝植物品種資源進(jìn)行復(fù)查落實(shí)。4.1.5.2種質(zhì)資源調(diào)查的主要內(nèi)容(1)種質(zhì)資源調(diào)查前的準(zhǔn)備根據(jù)調(diào)查的任務(wù)大小成立相應(yīng)的組織,一般一個(gè)調(diào)查小組有2~4人,其中包括精通植物生態(tài)和分類的人員,以便順利開展野外工作。查閱有關(guān)文獻(xiàn),搜集有關(guān)資料,了解有關(guān)種的分化演變、生長(zhǎng)地區(qū)和種的鑒定,了解植物的分布帶、氣候、地形、土壤、植被、農(nóng)業(yè)、交通、人文地理以及植物的生活史、萌芽、開花、成熟等物候資料。調(diào)查訪問當(dāng)?shù)厝罕娂坝嘘P(guān)人員,以便制定調(diào)查計(jì)劃。(2)具體調(diào)查內(nèi)容①一般概況:來源、栽培歷史、分布特點(diǎn)、栽培現(xiàn)狀;若是野生資源還包括經(jīng)緯度、海拔、坡向坡度、立地環(huán)境等。②生物學(xué)特性:生長(zhǎng)習(xí)性、開花結(jié)實(shí)習(xí)性、物候期及抗病、抗寒、抗旱、耐澇性等。③形態(tài)特征:株型、分支特點(diǎn)、有無毛茸、葉片、花和果實(shí)等。④經(jīng)濟(jì)性狀:產(chǎn)量、品質(zhì)、用途和儲(chǔ)運(yùn)性等。(3)標(biāo)本的采集和圖表制作調(diào)查的各種資源性狀除按表格所列項(xiàng)進(jìn)行記載外,對(duì)葉、枝、花、果等要制作浸漬或蠟葉標(biāo)本。根據(jù)需要對(duì)果實(shí)及其他器官進(jìn)行繪圖和照相,并進(jìn)行果品成分的分析,繪制種類、品種分布圖及分類檢索表。(4)調(diào)查資料的整理與總結(jié)根據(jù)調(diào)查記錄資料,應(yīng)及時(shí)做好資料整理和總結(jié)分析工作。主要內(nèi)容包括:資源調(diào)查概況,其中應(yīng)包括調(diào)查地區(qū)范圍、自然條件和經(jīng)濟(jì)概況、分布特點(diǎn)、栽培歷史、栽培技術(shù)以及對(duì)該地區(qū)資源利用發(fā)展的建議等;品種類型的調(diào)查,應(yīng)有記載表及說明材料,同時(shí)要附上圖片和照片,最后繪制出該植物的分布圖。4.1.6種質(zhì)資源的搜集4.1.6.1種質(zhì)資源調(diào)查的主要內(nèi)容資源搜集是整個(gè)種質(zhì)資源工作的首要環(huán)節(jié)。搜集的范圍和重點(diǎn)因搜集者(單位)承擔(dān)的任務(wù)和目的而異。就中國(guó)目前園藝植物種質(zhì)資源工作的現(xiàn)狀,大體分為3個(gè)不同的層次:一是國(guó)家級(jí)資源工作機(jī)構(gòu),如中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國(guó)林業(yè)科學(xué)院所屬果樹研究所、蔬菜花卉研究所、作物品種資源研究所、林業(yè)研究所,以及分設(shè)在各地的全國(guó)性直屬各類作物資源圃。國(guó)家級(jí)機(jī)構(gòu)主要從國(guó)內(nèi)農(nóng)林資源的戰(zhàn)略高度及農(nóng)林應(yīng)用或基礎(chǔ)研究的需要出發(fā),全面搜集和長(zhǎng)期保存國(guó)內(nèi)、外重要的種質(zhì)資源,包括有特殊種質(zhì)的作物原生種、近緣野生種及半野生種。國(guó)家級(jí)單位除本身研究和征集、保存任務(wù)外,還要面向全國(guó),負(fù)責(zé)向地方級(jí)資源及育種單位提供外地區(qū)及外國(guó)的種質(zhì)資源。二是省級(jí)資源工作機(jī)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)省級(jí)農(nóng)業(yè)科學(xué)院或研究所都陸續(xù)建立起品種資源室,主要負(fù)責(zé)省內(nèi)種質(zhì)資源的搜集和保存工作,向省內(nèi)、外提供資源服務(wù)。同時(shí),也負(fù)責(zé)向國(guó)家級(jí)資源工作單位提供本省重要的種質(zhì)資源。三是育種單位根據(jù)本單位承擔(dān)的育種任務(wù),搜集與育種對(duì)象、目標(biāo)有關(guān)的種質(zhì)資源。由于育種單位人力、物力的限制,其搜集工作主要為本單位育種服務(wù),因此征集工作的重點(diǎn)常隨不同時(shí)期的育種任務(wù)而變化,資源保存時(shí)間也較短。育種單位可根據(jù)需要向國(guó)家或省級(jí)資源工作單位查詢或搜集必要的種質(zhì)材料。另一方面也有責(zé)任把自己搜集或創(chuàng)新的種質(zhì)提供給國(guó)家或省級(jí)資源單位長(zhǎng)期保存,不斷豐富國(guó)家種質(zhì)資源寶庫(kù)。4.1.6.2種質(zhì)資源搜集的原則(1)明確目的和要求搜集種質(zhì)資源必須根據(jù)搜集的目的和要求以及單位的具體條件和任務(wù)來確定搜集對(duì)象、類別和數(shù)量。搜集時(shí)必須在普查的基礎(chǔ)上,有計(jì)劃、有步驟、分期分批地進(jìn)行。搜集的材料應(yīng)根據(jù)需要,具有針對(duì)性。(2)多途徑搜集通過各種途徑搜集種質(zhì)資源??筛鶕?jù)資料報(bào)道、品種名錄進(jìn)行通訊聯(lián)系,也可以到現(xiàn)場(chǎng)引種,或者組織專業(yè)人員發(fā)掘所需的資源,還可發(fā)動(dòng)群眾就地報(bào)種。(3)嚴(yán)格種質(zhì)質(zhì)量種苗的搜集應(yīng)該遵照種苗調(diào)撥、交流制度的規(guī)定,并注意檢疫。材料要求可靠、典型、質(zhì)量高。無論是種子、枝條、花粉或植物組織都必須具有正常的生活力,有利于繁殖和保存。(4)由近及遠(yuǎn)搜集的范圍應(yīng)該由近及遠(yuǎn),根據(jù)需要先后進(jìn)行,首先重點(diǎn)搜集本地資源中最優(yōu)良的種質(zhì),特別是瀕臨滅絕的珍稀地方資源;其次從外地區(qū)引種,逐步搜集到一切有價(jià)值、能直接用于生產(chǎn)以及特殊的遺傳種質(zhì),如突變種、育種系、純系、遠(yuǎn)緣雜交的中間類型和有利用價(jià)值的野生種等,盡可能保存生物的多樣性。(5)工作細(xì)致無誤搜集工作必須細(xì)致周到、準(zhǔn)確無誤,盡量避免材料的重復(fù)和遺漏,在搜集材料時(shí)應(yīng)清楚地進(jìn)行分門別類,對(duì)于新的類型應(yīng)不斷予以補(bǔ)充。4.1.6.3種質(zhì)資源的搜集方法搜集種質(zhì)資源主要包括:野外考察搜集、種質(zhì)資源機(jī)構(gòu)或育種單位間相互引進(jìn)交換和群眾性征集等方法。首先要有一個(gè)明確的計(jì)劃,包括目的、要求、方法、步驟以及搜集的地區(qū)和單位等。為此,必須事先進(jìn)行調(diào)查摸底,如查閱有關(guān)資料、通訊聯(lián)系等。目前我國(guó)主要作物的種質(zhì)資源已不同程度地被各級(jí)種質(zhì)資源機(jī)構(gòu)或育種單位保存起來,搜集工作往往從這里開始。(1)野外考察搜集要考慮搜集對(duì)象的多樣中心。種內(nèi)多樣中心常集中在該植物的起源中心及栽培悠久的生產(chǎn)區(qū);而種間多樣中心決定于種的自然分布,有時(shí)遠(yuǎn)離作物發(fā)源地。栽培類型的搜集以品種為對(duì)象,著重品種的典型性,而野生類型的搜集以變種、變型為對(duì)象。搜集的材料可以是植株、種子和無性繁殖器官、花粉等。搜集的數(shù)量總的原則是應(yīng)在注重類型基本特征的基礎(chǔ)上力爭(zhēng)獲得遺傳上最大的多樣性和最多的變異,搜集一切能搜集到的品種或類型。根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn),每個(gè)地方搜集50~100個(gè)植株為宜,每個(gè)植株可采集50粒左右的種子。如果考慮保存需要,每份樣品采集的種子應(yīng)以2500~5000粒為宜,但這些數(shù)目也隨調(diào)查搜集目的和具體情況而異。對(duì)于無性繁殖植物的采集,栽培種在一個(gè)采集區(qū)只搜集50~200份材料。對(duì)于野生種,可隨機(jī)采集10~20份。對(duì)于磷莖、球莖、塊莖等植物的采集時(shí)間最好在植物地上部分剛枯死、地面仍可見到殘留物時(shí)挖掘。對(duì)于瀕危植物應(yīng)盡可能從所有植株上采種,隨機(jī)取樣。如果數(shù)量很少又無種子,宜采用高空壓條等繁殖后再搜集。在種質(zhì)資源搜集時(shí),搜集植物營(yíng)養(yǎng)體應(yīng)防止干枯,采取快速運(yùn)輸?shù)姆椒?。即使是種子也在稍微干燥后運(yùn)輸,避免過濕過干,并注意檢疫,防止病蟲害的傳入和蔓延。同時(shí)必須詳細(xì)記錄品種或類型的名稱,主要的形態(tài)特征、生物學(xué)特性和經(jīng)濟(jì)性狀,樣本的來源(如荒野、農(nóng)田、庭院等)以及采集的地點(diǎn)、時(shí)間等,還要注意調(diào)查了解資源原產(chǎn)地的自然條件和栽培條件、栽培特點(diǎn)等資料,為進(jìn)一步研究利用提供參考。如發(fā)現(xiàn)資料不全或有錯(cuò)誤,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充、修正。(2)從種質(zhì)資源機(jī)構(gòu)搜集我國(guó)建有國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)。枟種子法枠規(guī)定:“國(guó)家有計(jì)劃地搜集、整理、鑒定、登記、保存、交流和利用種質(zhì)資源,定期發(fā)布可供利用的種質(zhì)資源目錄”。因此,作為育種單位,搜集種質(zhì)資源可到國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)搜集。(3)育種單位間相互引進(jìn)交換根據(jù)育種的需要,有計(jì)劃、有目的、有重點(diǎn)地從相關(guān)育種研究單位征集或交換種質(zhì)資源,以達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短、互通有無的目的。4.1.7
種質(zhì)資源的保存4.1.7.1就地保存就地保存又稱原地保存,指將種質(zhì)資源在原生地進(jìn)行保存。就地保存的主要優(yōu)點(diǎn)是保存資源的生態(tài)系統(tǒng),保存足夠的遺傳多樣性,使種群得以充分發(fā)揮其進(jìn)化潛力。就地保存通常要求幾千株保持自體更新能力的群體,要注意對(duì)極端環(huán)境及遠(yuǎn)緣群體的保存,它們可能產(chǎn)生有特殊潛在價(jià)值的類型。Menges提出就地保存?zhèn)€體數(shù)應(yīng)以103~106個(gè)為宜。自然保護(hù)區(qū)是就地保存的重要方式。我國(guó)自1956年在廣東鼎湖山建立第一個(gè)自然保護(hù)區(qū)以來,截止2009年底已建成各種類型的自然保護(hù)區(qū)2541個(gè),總面積達(dá)147746809hm2(引自中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部的統(tǒng)計(jì)結(jié)果)。4.1.7.2遷地保存遷地保存又稱異地保存,指將種質(zhì)資源遷移出原生地栽培保存。遷地保存常針對(duì)資源植物的原生境變化很大,難以正常生長(zhǎng)及繁殖、更新的情況,選擇生態(tài)環(huán)境相近的地段建立遷地保護(hù)區(qū),有效地保存種質(zhì)資源。為了保持種質(zhì)資源的種或無性繁殖器官的生活力,并不斷補(bǔ)充其數(shù)量,種質(zhì)資源材料必須每隔一定時(shí)間(如1~5年)播種1次。各地建立的植物園、樹木園、藥物園、花卉園、原種場(chǎng)、各種種質(zhì)資源搜集圃和測(cè)定圃等均屬遷地保存的方式。4.1.7.3離體保存離體保存指種質(zhì)資源的種子、花粉及根、穗條、芽等繁殖材料離開母體進(jìn)行貯藏。(1)種子貯藏保存主要用于一、二年生的蔬菜及草本花卉資源,其次用于野生果樹、砧木材料及其無融合生殖類型。用于保存種子的種質(zhì)庫(kù)有3種類型:普通庫(kù)、中期庫(kù)和長(zhǎng)期庫(kù)。普通庫(kù)任務(wù)是臨時(shí)儲(chǔ)存應(yīng)用材料,并分發(fā)種子供研究、鑒定、利用,庫(kù)內(nèi)溫度為11~12℃,一般種子可保存3~5年。中期庫(kù)任務(wù)是繁殖更新,對(duì)種質(zhì)進(jìn)行描述鑒定、記錄存檔,向育種家提供種子,庫(kù)內(nèi)溫度為1~3℃,可保存20~25年。長(zhǎng)期庫(kù)是中期庫(kù)的后盾,防備中期庫(kù)種質(zhì)丟失,庫(kù)內(nèi)溫度為-15℃,可保存50~70年。(2)植物組織培養(yǎng)保存植物組織培養(yǎng)保存是將植物外植體在無菌環(huán)境下進(jìn)行組織培養(yǎng),并儲(chǔ)存在各類生長(zhǎng)抑制條件下,使其緩慢生長(zhǎng)或停止生長(zhǎng),以達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的,而在需要利用時(shí)可迅速恢復(fù)正常生長(zhǎng)。作為保存種質(zhì)資源的細(xì)胞和組織培養(yǎng)物有:愈傷組織、懸浮細(xì)胞、幼芽生長(zhǎng)點(diǎn)、花粉、花藥、體細(xì)胞、原生質(zhì)體、幼胚和組織塊等。植物組織培養(yǎng)保存打破了植物生長(zhǎng)季節(jié)的限制,具有節(jié)省儲(chǔ)存空間、便于運(yùn)輸和交流等優(yōu)點(diǎn)。目前有兩個(gè)系統(tǒng):緩慢生長(zhǎng)保存系統(tǒng)和超低溫保存系統(tǒng)。①緩慢生長(zhǎng)保存系統(tǒng)緩慢生長(zhǎng)保存系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)條件,抑制保存材料生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)繼代時(shí)間,減少操作和節(jié)省勞力的保存方法。影響保存的因素有保存時(shí)的光照、溫度、濕度、季節(jié)變化、培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、種質(zhì)資源的地理分布和生態(tài)類型等,可以根據(jù)具體材料采取不同的方法來延緩其生長(zhǎng)。緩慢生長(zhǎng)保存適于中、短期種質(zhì)保存,但需多次繼代培養(yǎng)才能延長(zhǎng)保存期。②超低溫保存系統(tǒng)超低溫長(zhǎng)期保存主要是指在液態(tài)氮(-196℃)條件下保存植物組織或細(xì)胞。在超低溫條件下,細(xì)胞處于代謝不活動(dòng)狀態(tài),從而可以防止或延緩細(xì)胞的老化;由于不需多次繼代培養(yǎng),也可抑制細(xì)胞分裂和DNA的合成,細(xì)胞不會(huì)發(fā)生變異,因而能保證種質(zhì)資源的遺傳穩(wěn)定性。植物組織細(xì)胞超低溫保存的類別根據(jù)組織類型可分為:懸浮培養(yǎng)細(xì)胞和愈傷組織超低溫保存,生長(zhǎng)點(diǎn)超低溫保存,體細(xì)胞胚和花粉胚的超低溫保存,原生質(zhì)體超低溫保存。種質(zhì)資源在發(fā)現(xiàn)其利用價(jià)值后,及時(shí)用于育成品種或中間材料是一種對(duì)種質(zhì)資源切實(shí)有效的保存方4.1.7.4利用保存4.1.7.5基因文庫(kù)保存建立和發(fā)展基因文庫(kù)技術(shù),為搶救種質(zhì)提供了一個(gè)有效的途徑。這一技術(shù)的要點(diǎn)是從資源植物提取大分子的DNA,用限制性內(nèi)切酶切成許多DNA片段,再通過一系列步驟把連接在載體上的DNA片段轉(zhuǎn)移到繁殖速度快的大腸桿菌中,增殖成大量可以保存在生物體中的DNA片段。這樣建立起來的基因文庫(kù)不僅可以長(zhǎng)期保存該種類的遺傳資源,而且還可以反復(fù)培養(yǎng)增殖、篩選來獲得各種需要的基因,已構(gòu)建好的基因組文庫(kù)可在-70℃低溫下長(zhǎng)期保存。4.1.8.1基因文庫(kù)保存4.1.8
種質(zhì)資源的研究與利用搜集種質(zhì)資源的目的是為了有效地利用,以作為培育新品種的原始材料。要做到原始材料的合理利用,就必須對(duì)所搜集的種質(zhì)資源進(jìn)行系統(tǒng)研究??梢哉f研究得越深入,就越有利于高效利用。(1)分類學(xué)性狀的研究通過對(duì)搜集到的種質(zhì)資源各種材料的主要器官形狀、大小、數(shù)量、色澤等外部特征的比較分析,可以判斷各種材料之間的親緣關(guān)系及其在分類學(xué)中的地位。通過對(duì)分類學(xué)性狀的研究,可為以后的有性雜交、倍性育種等工作奠定基礎(chǔ)。(2)生物學(xué)特性的研究通過對(duì)生物學(xué)特性的研究,可了解種質(zhì)材料的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律、生育周期及其對(duì)溫、光、水、礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等的要求等,從而為今后引種栽培、雜交技術(shù)等育種工作打好基礎(chǔ)。(3)抗性特點(diǎn)的研究對(duì)搜集的種質(zhì)材料,還需進(jìn)行抗寒性、抗旱性、耐熱性、耐濕性、耐鹽堿和抗病蟲害等方面的研究,從而通過抗性育種,培養(yǎng)出更多、更好的園藝植物品種。(4)分子生物學(xué)研究種質(zhì)資源的分子生物學(xué)研究主要是重要性狀的分子機(jī)制、分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)等的研究。4.1.8.2種質(zhì)資源的利用(1)直接利用對(duì)搜集到的適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、具有開發(fā)潛力、可取得經(jīng)濟(jì)效益的種質(zhì)材料,可直接在生產(chǎn)上應(yīng)用。例如,我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)大量果樹、蔬菜品種,經(jīng)試驗(yàn)研究后作為品種直接在生產(chǎn)上推廣;刺梨、獼猴桃、沙棘原是野生植物,發(fā)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值后,已成為新的果樹植物;二月蘭、猬實(shí)等野生植物已直接應(yīng)用于城市園林綠化。(2)間接利用從外地區(qū)或外國(guó)搜集的資源材料,對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境及氣候條件不適應(yīng),或其綜合性狀不符合生產(chǎn)要求時(shí),不能在生產(chǎn)上直接利用。但它們可能含有一些當(dāng)?shù)仄贩N所不具備的優(yōu)良性狀或特殊性狀,可采用有性雜交、體細(xì)胞雜交或基因工程等方法加以利用,對(duì)當(dāng)?shù)仄贩N進(jìn)行改造。(3)潛在利用對(duì)于一些不能直接利用或間接利用的材料也不能丟棄,隨著育種工作研究的深入和鑒定技術(shù)的提高,可能發(fā)現(xiàn)其潛在的基因資源,發(fā)揮其獨(dú)特的利用價(jià)值。4.2引種馴化4.2.1
引種馴化的概念植物的種類和品種在自然界都有一定的分布范圍。把園藝植物的品種從原有分布范圍引入新的地區(qū)栽種,通過試驗(yàn)鑒定,選擇其優(yōu)良者繁殖推廣,稱為引種。植物引入新地區(qū)后有兩種反應(yīng):一種是原分布區(qū)的自然條件與引入地區(qū)差異較小,或由于引種植物適應(yīng)范圍較廣,植物不需要改變遺傳性也能適應(yīng)新的環(huán)境條件,正常地生長(zhǎng)發(fā)育和開花結(jié)果,稱為簡(jiǎn)單引種(introduction),屬于“歸化”的范疇;另一種是原分布區(qū)的自然條件與引種地區(qū)差異較大,或由于引種植物的適應(yīng)范圍較窄而生長(zhǎng)不正常,但經(jīng)過精細(xì)的栽培管理或結(jié)合雜交、誘變、選擇等改良植物的措施,逐步改變其遺傳性以適應(yīng)新的環(huán)境,稱為馴化引種(domestication)。通常以引種植物在新地區(qū)能正常開花結(jié)果作為馴化引種的基本要求。對(duì)于無性繁殖的木本植物來說,簡(jiǎn)單引種和馴化引種有明顯的界限,前者引入接穗或其他無性繁殖的材料,而后者必須采用種子。然而對(duì)種子繁殖的植物來說,則難以區(qū)分“歸化”和馴化的效果,因?yàn)榻?jīng)過基因重組,品種后代個(gè)體間有著較大的差異,有可能造成引種植物的群體遺傳結(jié)構(gòu)朝著適應(yīng)性加強(qiáng)的方向產(chǎn)生不同程度的變異。4.2.2
引種馴化的意義引種是解決生產(chǎn)應(yīng)用品種的一條重要途徑。在一些新興城市,新建果園及工礦區(qū),由于過去沒有規(guī)模性栽種過蔬菜、果樹和園林植物等,基礎(chǔ)薄弱,種類品種也很少,大量依靠引種。即使是園藝植物種類品種較豐富的地區(qū),引種也是必不可少的途徑。因?yàn)橐粋€(gè)地區(qū)往往受自然條件的限制,作物的種類、品種還是有限的。在全國(guó)其他地區(qū)乃至世界各國(guó)都可能有許許多多的栽培品種比當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的栽培品種更優(yōu)良。如我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了臍橙、蘋果、甜櫻桃、核桃、葡萄、番茄、花椰菜、櫻花和大麗菊、薔薇等一大批園藝植物的優(yōu)良品種,就是一個(gè)明顯的例子。因此,引種是實(shí)現(xiàn)園藝植物良種化的一個(gè)重要的手段。引種不僅能豐富品種資源,并直接應(yīng)用于生產(chǎn),以提高產(chǎn)量、提高品質(zhì)、增加效益,而且還可以充實(shí)育種的基因資源,為其他育種途徑提供種質(zhì)材料。從外地區(qū)引入的品種,有些不能直接適應(yīng)新地區(qū)的氣候條件、土壤條件以及人們的要求,但往往卻表現(xiàn)出多種優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性狀,經(jīng)本地栽培或作為雜交親本,出現(xiàn)某些有利的變異后代,通過優(yōu)良單株選擇,有可能選育出新的品種,從而成為可貴的種質(zhì)資源。4.2.3
引種馴化的影響因素根據(jù)表型是基因型與環(huán)境相互作用的結(jié)果,即G+E=P。在引種馴化中,P可認(rèn)為是引種的效果,既可指簡(jiǎn)單引種,也可指馴化引種;G主要是指植物適應(yīng)性的反應(yīng)規(guī)范,即適應(yīng)性的寬窄(大?。?;E是指原產(chǎn)地與引種地的生態(tài)環(huán)境??梢娨N馴化是建立在植物遺傳變異性與氣候、土壤等自然生態(tài)因素矛盾統(tǒng)一的基礎(chǔ)上的。4.2.3.1遺傳學(xué)因素(1)簡(jiǎn)單引種過程中的遺傳學(xué)因素簡(jiǎn)單引種是園藝植物品種在遺傳性適應(yīng)范圍內(nèi)的遷移,這種適應(yīng)范圍是受基因型嚴(yán)格控制的。同一種植物的不同品種,由于適應(yīng)性范圍的差異,在引種中有不同表現(xiàn)。例如,桃的品種“白風(fēng)”和“玉露”分布范圍很廣,南到浙江、福建,北到河北、遼寧,都能成為主要生產(chǎn)栽培品種;而山東肥城的桃則適應(yīng)范圍狹窄,在北京和杭州都不適于生產(chǎn)栽培。在自然界廣泛分布的品種,具有自體調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)的遺傳特性,對(duì)異常外界條件的影響有某種緩沖作用。據(jù)MatherK(1942)研究,品種的自體調(diào)節(jié)能力和品種基因型的雜合性程度有關(guān)。果樹中有些親緣較復(fù)雜、雜合程度高的品種,如“康德梨”、“貴妃梨”、溫州蜜柑等,均具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。還應(yīng)指出,同一基因型在不同的環(huán)境條件下會(huì)形成不同的表型,有時(shí)對(duì)外界條件具有不同的適應(yīng)能力。如同一品種在比較干旱的條件下培育的苗木,比在高溫多濕的條件下培育的苗木較為抗旱。(2)馴化引種過程中的遺傳學(xué)因素引種實(shí)踐證明,在改變植物的遺傳適應(yīng)范圍過程中,把一些園藝植物引入原來不能適應(yīng)的地區(qū),不僅是必要的,而且也是可能的。桃原產(chǎn)于我國(guó)西北干旱、氣溫較低的地區(qū),引入南方后經(jīng)過長(zhǎng)期的培育選擇,已馴化成為耐高溫、多濕的華中系品種群,這就是一個(gè)典型事例。如何改變園藝植物遺傳適應(yīng)范圍,使其適應(yīng)新的環(huán)境條件,在理論和實(shí)踐中也有一個(gè)認(rèn)識(shí)過程?!帮L(fēng)土馴化理論”認(rèn)為,要使原產(chǎn)南方的優(yōu)良品種在北方進(jìn)行馴化,只要從南方引入大量的嫁接苗木或接穗進(jìn)行繁殖,在北方的風(fēng)土條件影響下,就會(huì)逐漸馴化。這一理論事實(shí)上在實(shí)踐中都遭到失敗。蘇聯(lián)著名的果樹育種學(xué)家米丘林在他的早期曾根據(jù)這種理論進(jìn)行大量的引種工作,結(jié)果都沒有成功,隨后米丘林在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上指出:除了該植物在原產(chǎn)地已經(jīng)具備了適應(yīng)新環(huán)境的遺傳性外,不能用移栽、扦插、嫁接或其他無性繁殖方法來進(jìn)行馴化,只有種子播種的實(shí)生苗引種到新的環(huán)境條件下,才有可能馴化成功。實(shí)踐還證明,從生態(tài)地理上距離遠(yuǎn)、不同種間或品種間雜交所產(chǎn)生的雜種較易馴化。人們從實(shí)踐中雖然總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),但在理論上有不同的解釋。一種解釋是,通過種子繁殖能較好地進(jìn)行馴化,其關(guān)鍵在于通過有性過程形成多樣復(fù)雜的基因重組,可以從中選擇適應(yīng)性最強(qiáng)的重組類型。而遠(yuǎn)緣雜交所產(chǎn)生的雜種由于雜合度大,因而對(duì)異常條件具有較大的緩沖適應(yīng)能力,同時(shí)也具有較高的合成能力和較低的特殊要求。另一種解釋是,實(shí)生苗處于幼齡階段的個(gè)體,具有較大的遺傳可塑性,易于接受外界各種條件的影響,從而能較好地定向改變其遺傳適應(yīng)范圍。扦插苗或嫁接苗是在原有階段發(fā)育成熟的基礎(chǔ)上形成的,遺傳保守性較強(qiáng),因而適應(yīng)性也較差。4.2.3.2引種馴化的生態(tài)學(xué)因素(1)氣候相似論德國(guó)慕尼黑大學(xué)林學(xué)家MayrHM教授在《歐洲外來園林樹木》(1906)和《在自然歷史基礎(chǔ)上的林木培育》(1909)兩本著作中,論述了氣候相似論(theoryofclimaticanalogues)的觀點(diǎn),指出:“木本植物引種成功的最大可能性是在于樹種原產(chǎn)地和新栽培區(qū)氣候條件有相似的地方。”受綜合生態(tài)因素的影響,各地區(qū)形成了典型的植物群落。如我國(guó)東部的森林從南往北,大致可分為熱帶雨林帶、亞熱帶常綠落葉闊葉混交林帶、暖溫帶落葉闊葉林帶、溫帶針闊葉混交林帶和寒溫帶針葉林帶5大林帶。在同一林帶內(nèi)引種,成功的可能性較大;在不同林帶間引種,成功的難度就大。要實(shí)現(xiàn)不同林帶間的引種,就應(yīng)選擇特殊的小氣候環(huán)境。北京位于暖溫帶落葉闊葉林帶,若要從相臨的亞熱帶常綠落葉闊葉混交林帶引種闊葉常綠樹種,困難較大。迄今,僅女貞、廣玉蘭等常綠喬木能在小氣候環(huán)境下栽培和生長(zhǎng)。以植物群落為代表的氣候相似論,實(shí)質(zhì)上是要求綜合生態(tài)條件的相似性,是對(duì)現(xiàn)有植物分布區(qū)的補(bǔ)充和完善,主要采取“順應(yīng)自然”的方式來引種和馴化。(2)主導(dǎo)生態(tài)因子園藝植物的環(huán)境包括園藝植物生存空間的一切條件,其中對(duì)園藝植物生長(zhǎng)發(fā)育有影響的因素,稱為生態(tài)因子。主導(dǎo)生態(tài)因子是指植物生長(zhǎng)發(fā)育的限制因子,包括氣候、土壤和生物因素等。這些因子處在相互影響、相互制約的復(fù)合體中,共同對(duì)園藝植物產(chǎn)生作用。這樣的復(fù)合體稱為生態(tài)環(huán)境。各種植物、各品種類型對(duì)同一生態(tài)環(huán)境有不同的反應(yīng)。所謂生態(tài)型就是植物在特定環(huán)境的長(zhǎng)期影響下,形成對(duì)某些生態(tài)因子的特定需要或適應(yīng)能力,這種生態(tài)型或生態(tài)習(xí)性是通過遺傳變異在長(zhǎng)期人工選擇和自然選擇的作用下形成的。如桃在我國(guó)西北、華北形成的品種群成為耐冷、涼、干燥的生態(tài)型;而華中系水蜜桃品種群,是在南方溫暖多濕條件下形成的,則成為耐高溫、多濕的生態(tài)型;番茄在亞熱帶地區(qū)的臺(tái)灣省形成高溫、多濕生態(tài)型,在地中海的意大利,夏季炎熱、干燥,該地區(qū)的番茄則形成耐高溫不耐濕的生態(tài)型。①溫度溫度是影響園藝植物適應(yīng)性最重要的因子。溫度對(duì)引種植物的影響大體可歸納為兩個(gè)方面:第一,溫度不能適應(yīng)或不能滿足生長(zhǎng)發(fā)育的基本需要,致使引種植物不能正常生存,或者出現(xiàn)高溫或低溫對(duì)植物不同部位和器官造成致命傷害的現(xiàn)象;第二,引種植物雖能生存,但由于溫度不適合,花芽無法形成或影響果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的形成,使引種植物失去栽培經(jīng)濟(jì)價(jià)值。臨界溫度是園藝植物能忍受的最低或最高溫度的極限,超越臨界溫度會(huì)造成嚴(yán)重傷害或死亡。冬季臨界最低溫度是南方園藝植物北引成敗的關(guān)鍵。例如,菠蘿的臨界低溫為-1℃,廣州氣溫一般在0℃以上,所以菠蘿品種都能適應(yīng);而韶關(guān)多數(shù)年份常出現(xiàn)-2~-3℃的低溫,故粵北韶關(guān)成為菠蘿北引的分界線。高溫是植物南引的主要限制因子。如北方植物紅松、水曲柳南引時(shí)就很難越夏。在引種中,除考慮最高、最低溫度外,還要注意低溫持續(xù)的時(shí)間。以云南陸良縣種植藍(lán)桉為例,1975年12月的最低溫度-5.4℃,持續(xù)5天,這期間藍(lán)桉遭受嚴(yán)重的凍害,15年以上的大樹有69%被凍死。有效積溫也是影響園藝植物引種適應(yīng)性的重要因素。就園藝類的喜溫作物品種來說,10℃以上的有效積溫相差在200~300℃以內(nèi)地區(qū)引種,一般對(duì)生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量的影響不十分明顯。不同成熟期的葡萄品種對(duì)活動(dòng)積溫的要求,極早熟品種群為2000~2400℃,早熟品種群為2400~2800℃,中熟品種群為2800~3200℃,晚熟品種群為3000~3500℃,極晚熟品種群為3500℃以上。此外,生長(zhǎng)期的溫度是影響一年生作物適應(yīng)性的限制因子,如蔬菜生長(zhǎng)季節(jié)的長(zhǎng)短主要決定于生長(zhǎng)起始溫度和臨界最低和最高溫度相隔的天數(shù)。例如,大白菜的生長(zhǎng)起始低溫約7℃,臨界高溫約25℃,“北京大青口”白菜在北京生育期為110天左右,而在沈陽地區(qū)的生育期為80~90天,故引入沈陽后結(jié)球不充實(shí)。②光照光照對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響主要是光照度和光照時(shí)間,其中以光周期的影響最大。光照與緯度有關(guān),不同緯度光照時(shí)數(shù)是不同的,緯度越高,晝夜長(zhǎng)短差異越大,夏季白晝時(shí)間越長(zhǎng),冬季白晝時(shí)間越短;而低緯度地區(qū),夏季白晝長(zhǎng)度并不比冬季增加多少。長(zhǎng)期生長(zhǎng)在不同緯度上的植物,對(duì)晝夜長(zhǎng)短有一定的反應(yīng),這就是光周期現(xiàn)象。根據(jù)對(duì)光周期反映的不同把植物分為長(zhǎng)日照植物(如唐菖蒲)、短日照植物(如菊花)和日中性植物(如桃、蘋果、月季等)。凡是對(duì)光照長(zhǎng)短反應(yīng)敏感的種類或品種,應(yīng)在相近的緯度間引種。對(duì)多年生木本植物南樹北引時(shí),因日照加長(zhǎng),常造成生長(zhǎng)期延長(zhǎng),影響枝條封頂或促使副梢萌發(fā),減少植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累,影響其抗寒性。北樹南引時(shí),因日照縮短促使枝梢提前封頂,縮短了生長(zhǎng)期,抑制了正常的生命活動(dòng),對(duì)花芽分化不利,影響產(chǎn)量和品質(zhì)。不同的園藝植物對(duì)光照的要求也是不相同的。棗、桃、李、杏、甜櫻桃、梨、葡萄、扁桃、臭椿、懸鈴木、烏桕、黃連木、松屬和柳屬等為喜光樹種;羅漢松、楊梅、枇杷、杜鵑屬和山茶屬等為耐陰樹種。光照晝夜的交替常關(guān)系到果樹營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)化,影響果樹進(jìn)入休眠期的早晚和越冬的儲(chǔ)備。③水分水分對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響主要是空氣濕度、年降水總量及其在一年內(nèi)的分布。降水量的分布常常是決定引入品種能否適應(yīng)的重要因素。東北地區(qū)年降水量在600~800mm,并集中在7—8月,冬、春干旱,所以引進(jìn)的南方樹種有些不是因低溫凍死,而是因初春干旱、干風(fēng)襲擊造成生理脫水而死亡。因此,陰性植物引進(jìn)后不易栽培成功。空氣相對(duì)濕度對(duì)引種來說,陽性植物適合于引種到空氣濕度小的地區(qū),陰性植物應(yīng)引種到空氣濕度大的地區(qū)。對(duì)于園藝植物引種一般是從降水量多、空氣濕度大的地區(qū)向降水少、空氣濕度小的地區(qū)引種容易成功,因?yàn)榭蓜?chuàng)造灌溉條件,來滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分的要求。④土壤土壤生態(tài)因子包括土壤的理化性質(zhì)、含鹽量、酸堿度以及地下水位的高低等。其中含鹽量和酸堿度是影響植物種類和品種分布的限制因子。根據(jù)植物對(duì)土壤酸堿度要求不同分為酸性植物(馬尾松、杜鵑、梔子、五針?biāo)?、山茶等)、堿性植物(紫穗槐、桂鄉(xiāng)柳等)和日中性植物,引種時(shí)要注意各種植物對(duì)土壤酸堿度的要求,在適應(yīng)的范圍內(nèi)引種或進(jìn)行局部的土壤改良,避免引種失敗。如梔子、杜鵑引種到華北后由于土壤過堿,即使盆栽也難以成活,后來采取能使土壤酸化的特殊礬肥水灌溉后生長(zhǎng)良好。上海、蘇北等地的土壤也屬中性偏堿性,酸性植物在這些地區(qū)引種也會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)不良的現(xiàn)象。此外,一個(gè)地區(qū)地下水位的高低也會(huì)影響某一樹種引種的成敗,如木蘭科植物的許多種為肉質(zhì)根,不耐水濕,不宜引種于地下水位過高的地方。⑤其他生態(tài)因子
在引種時(shí)還應(yīng)考慮某些特殊的限制生態(tài)因子。如目前還難以控制的病蟲害。浙江、廣東以及某些柑橘產(chǎn)區(qū)的潰瘍病限制了甜橙的引種;華北、東北一帶的棗疫病限制了棗樹的引種;葡萄歐洲種群品種在長(zhǎng)江流域易染黑痘病,影響了一些高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葡萄品種的發(fā)展。又如有些風(fēng)害嚴(yán)重的地區(qū),引種時(shí)必須重視品種間抗風(fēng)力的差異。植物在長(zhǎng)期生長(zhǎng)、演化過程中,還與周圍的生物建立了協(xié)調(diào)或共生的關(guān)系。如板栗(Castaneamollissima)、金錢松(Pseudolarix
amabilis)具有菌根,引種時(shí)還要把共生菌一同引進(jìn)才能成功。另外,有些樹種自交不結(jié)實(shí),在引種的同時(shí),要引進(jìn)授粉樹和特殊的傳粉昆蟲。4.2.3.3歷史生態(tài)條件因素植物適應(yīng)性的大小不僅與現(xiàn)分布區(qū)的生態(tài)條件有關(guān),而且與歷史生態(tài)條件有關(guān)?,F(xiàn)代植物自然分布區(qū)域只是在一定地質(zhì)時(shí)期,特別是最近一次冰川時(shí)期造成的結(jié)果。在這次巨大變遷中,一些地區(qū)由于生態(tài)歷史發(fā)生了巨大的變化,其中一些植物種可能被毀滅了,只有那些不斷適應(yīng)的植物才能生存到今天。所以,現(xiàn)存的植物,在其系統(tǒng)發(fā)育過程中,經(jīng)歷了極端多種多樣的生活條件,有著非常豐富、復(fù)雜的生態(tài)歷史。當(dāng)然也有一些地區(qū)的植物,在地質(zhì)史上的氣候變遷時(shí)期沒有發(fā)生多大變化,所以生態(tài)歷史基礎(chǔ)比較窄。分布在浙江天目山的銀杏和四川與湖北的交界處的水杉,在引種到世界各地后,均表現(xiàn)出極強(qiáng)和極廣的適應(yīng)性。原因在于這兩種古老的孑遺植物在冰川時(shí)代之前曾在北半球有廣泛分布。與此相反,華北地區(qū)廣泛分布的油松(Pinus
tabulaeformis),當(dāng)引種到歐洲各國(guó)時(shí)都屢遭失敗,這可能與該樹種過去分布范圍窄、歷史生態(tài)條件簡(jiǎn)單有關(guān)。所以,對(duì)植物歷史生態(tài)條件進(jìn)行分析,有利于對(duì)引種對(duì)象的正確選擇。一般來講,進(jìn)化程度高的、經(jīng)歷的歷史生態(tài)條件復(fù)雜的,適應(yīng)的潛在能力就強(qiáng),引種成功的可能性就大。4.2.4
引種方法(1)確定引種目標(biāo)引種目標(biāo)通常是針對(duì)本地區(qū)的自然條件、現(xiàn)有植物種類、品種存在的問題、市場(chǎng)的需求及其經(jīng)濟(jì)效益等來確定。一般來講,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境條件,以當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)需求的品種為主攻方向,其次是新、奇、特及抗逆性。(2)引種材料的搜集和選擇引種前要對(duì)引種材料的選育過程、生態(tài)類型、遺傳性狀和原栽培地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)水平等做全面了解。根據(jù)引種原理,選擇經(jīng)濟(jì)性狀符合引種目標(biāo)要求的種類或品種,并預(yù)計(jì)到引入地區(qū)后有良好的適應(yīng)性。通過實(shí)地調(diào)查、通訊郵寄等搜集方式獲取引種材料。4.2.4.1引種程序(3)編號(hào)登記引種材料搜集后必須進(jìn)行詳細(xì)登記并編號(hào),登記的主要內(nèi)容有種類、品種名稱,繁殖材料的種類、來源及數(shù)量,收到日期及收到后采取的處理措施等。收到后的材料只要來源和時(shí)間不同都要分別編號(hào),將每份材料的植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、原產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)等記載說明并分別裝入檔案袋。(4)嚴(yán)格檢疫種子和苗木是傳播病蟲害、雜草的重要媒介,為防止病蟲、草害隨種子和苗木傳播,必須對(duì)引種材料進(jìn)行嚴(yán)格檢疫,并通過特設(shè)的檢疫圃隔離種植,發(fā)現(xiàn)疫情及時(shí)采取根除措施,避免給引種地區(qū)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。(5)引種試驗(yàn)由于各地區(qū)生態(tài)條件存在差異,所以一個(gè)品種引入到新地區(qū)后,與在原產(chǎn)地相比較表現(xiàn)可能不同,必須進(jìn)行引種試驗(yàn)以便確定其優(yōu)劣及適應(yīng)性。試驗(yàn)時(shí)以當(dāng)?shù)刈钣写硇缘膬?yōu)良品種作為對(duì)照,試驗(yàn)地的土壤條件和管理措施應(yīng)力求達(dá)到一致。(6)引種材料的評(píng)價(jià)引入材料經(jīng)過試驗(yàn)后,需組織專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),包括兩方面:一是根據(jù)引種馴化成功的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)性評(píng)價(jià),二是根據(jù)生產(chǎn)成本和市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。(7)擴(kuò)大繁殖和推廣引種試驗(yàn)往往在少數(shù)科研單位或大、中院校進(jìn)行,引種成功的材料數(shù)量少,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)上的需要,所以必須及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)大繁殖,以供生產(chǎn)之需,這樣才能使引種成果產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。4.2.4.2引種材料的選擇原則與引種方法(1)引種材料的選擇原則①明確引入品種影響適應(yīng)性的主要生態(tài)因子當(dāng)引進(jìn)某一園藝植物種或品種時(shí),要從當(dāng)?shù)鼐C合生態(tài)因子中找到對(duì)適應(yīng)性影響最大的主要因子,作為分析適應(yīng)性的重要依據(jù)。如遼寧省中北部蘋果、梨的引種,影響適應(yīng)性的主導(dǎo)因子常常是冬季低溫及持續(xù)時(shí)間,這樣就可以用旬平均溫度是否低于-14℃作為引種可行性指標(biāo)。又如,長(zhǎng)江以南葡萄病害猖獗,成為引種葡萄適應(yīng)性的主導(dǎo)因子。因此,應(yīng)將對(duì)主要病害的抗性強(qiáng)弱作為引種的主要因素。②確定引種類型的分布范圍研究引入樹種或品種的原產(chǎn)地及分布界限,分析引入對(duì)象的適應(yīng)范圍,對(duì)比主要農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo),從而估計(jì)引種適應(yīng)的可能性。如華中、日本等地原產(chǎn)的桃品種耐高溫、多濕,而華北、西北原產(chǎn)的桃品種多耐寒、抗旱。因此,了解品種原產(chǎn)地的農(nóng)業(yè)氣象資料就可以分析引種適應(yīng)的可能性以及適應(yīng)的范圍。這些資料包括緯度、年平均溫度、10℃以上的有效積溫、年最高溫度、最高氣溫持續(xù)時(shí)間、年最低溫度、最低溫度持續(xù)時(shí)間、年降水量、雨季和旱季的時(shí)間以及全年雨量的分布等。③據(jù)親緣關(guān)系進(jìn)行引種親緣關(guān)系相近的園藝植物,包括種、品種在一起生長(zhǎng)時(shí),常常表現(xiàn)出共同的適應(yīng)性,因此可以通過相近的種或品種分析引入品種適應(yīng)的可能性。如上海水蜜桃與玉露桃栽培在相同區(qū)域內(nèi),抗寒、抗霜能力相近,故上海水蜜桃能正常生長(zhǎng)的地方,引種玉露桃成功的可能性大。又如,楊梅可能適應(yīng)的栽培地區(qū),一般引種柑橘、枇杷,較易成功。④據(jù)中心產(chǎn)區(qū)和引種方向之間的關(guān)系進(jìn)行引種在樹種的中心產(chǎn)區(qū)以北的不同地點(diǎn)進(jìn)行相互引種時(shí),向南(向心)的引種適應(yīng)可能性總是大于向北(離心)的引種。⑤從病蟲害及災(zāi)害發(fā)生頻繁的地區(qū)引入抗性類型在病蟲害和自然災(zāi)害因素經(jīng)常發(fā)生的地區(qū),由于長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇的影響,往往形成了抗性強(qiáng)的品種或類型。如原產(chǎn)加拿大冬季較寒冷的蘋果品種,抗寒性強(qiáng)于原產(chǎn)美國(guó)的品種。⑥借鑒前人引種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)長(zhǎng)期以來,全國(guó)各地開展過許多的引種工作,特別是新中國(guó)成立以來,農(nóng)林院校、科研部門和國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)等生產(chǎn)單位開展過較大規(guī)模的引種,其結(jié)果有的適應(yīng)或基本適應(yīng),有的不能適應(yīng)而被淘汰。所以在引種時(shí)應(yīng)仔細(xì)了解過去曾經(jīng)引入的種類和品種、原產(chǎn)地、引種的方法及引入后的表現(xiàn),總結(jié)成敗原因,以便使引種工作
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