蘭花育種.ppt

1、蘭花育種研究進(jìn)展，蘭科植物68號(hào)，1，世界上有800多個(gè)屬，25 000多個(gè)種，主要產(chǎn)于熱帶地區(qū)。中國(guó)是蘭花的分布中心之一，以陸生蘭花為主，種質(zhì)資源豐富。中國(guó)約有173屬1240多種野生蘭花。只有保護(hù)和利用中國(guó)的野生蘭花，擁有和培育新的種源，我們才能在日益激烈的世界蘭花競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。2 .蘭花育種、引種馴化育種、雜交育種、誘變育種、基因工程育種，2.1引種馴化育種。中國(guó)蘭花資源中的一些野生種具有較高的觀賞價(jià)值，是最適宜引種馴化的種。目前，中國(guó)栽培的蘭花品種絕大多數(shù)是從野生種引進(jìn)和馴化的。重點(diǎn)引進(jìn)和馴化觀賞價(jià)值高的野生物種。首先，我們應(yīng)該把它們引進(jìn)到與原產(chǎn)地生態(tài)條件相似的地區(qū)進(jìn)行栽培和馴化

2、，然后把它們引進(jìn)到其他地區(qū)，創(chuàng)造一個(gè)與蘭花相似的環(huán)境，用人工設(shè)施進(jìn)行栽培。通過(guò)引種馴化獲得的新品種用傳統(tǒng)的分株法繁殖，產(chǎn)生商品效應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展的需要。因此，尋找有效的良種繁育方法勢(shì)在必行。隨著野生蘭花資源的不斷破壞和資源的逐漸枯竭，采用引種馴化的育種方法的可能性將逐漸降低，但其基本功能永遠(yuǎn)不會(huì)被抹去。2.2雜交育種，長(zhǎng)期以來(lái)，蘭花的育種主要是基于自然選擇。由于種子無(wú)菌萌發(fā)，蘭花的品種、種和屬間的雜交育種得以進(jìn)行。培育新品種在附生蘭品種改良方面取得了巨大成功。據(jù)有關(guān)記錄，人工雜交蘭花有4萬(wàn)多種，人工雜交蘭花的數(shù)量正以每年1000多種的速度增長(zhǎng)。只有遠(yuǎn)緣雜交才培育出一個(gè)由7個(gè)屬雜交而

3、成的集體雜種。雜交育種可以創(chuàng)造新的植物類(lèi)型、顏色、花型、花序排列和分枝、花的壽命(切花和盆花)、增強(qiáng)香氣和抗病蟲(chóng)害。確定育種目標(biāo)選配雜交親本、配制雜交組合、培育雜交種子、選育和鑒定優(yōu)良品系、命名品種和登記育種及推廣新品種、蘭花雜交育種計(jì)劃、2.2.1育種目標(biāo)、育種目標(biāo)是指新品種應(yīng)具備的性狀。這是選育新品種的第一步，也是選擇雜交親本和雜交方法的主要依據(jù)。因此，育種目標(biāo)的可行性直接關(guān)系到雜交育種的成敗。蘭花的香、色、型、株型、葉性狀和抗性都是重要的育種目標(biāo)。同時(shí)，蘭花育種的目標(biāo)應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)確定。2.2.2親本選擇是蘭花雜交育種中最重要的環(huán)節(jié)之一。親本選擇一般應(yīng)遵循以下原則：(1)選擇的親本應(yīng)具

4、有育種目標(biāo)所要求的優(yōu)良性狀和較強(qiáng)的遺傳傳遞能力。(2)雜交親本地理位置較遠(yuǎn)，生態(tài)類(lèi)型不同。(3)選擇的親本具有較強(qiáng)的遺傳傳遞能力。(4)選擇親本一般具有較高的配合力。在選擇蘭花親本的過(guò)程中，除了遵循上述原則外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)選擇種子易萌發(fā)的品種作為親本，尤其是種子難萌發(fā)的蘭花品種(如鞋帶)。(2)親本應(yīng)該是特定的品種，而不是集體雜種。(3)選擇可育蘭花作為親本。(4)避免使用第一批開(kāi)花的蘭花作為親本。2.2.3雜交種子培養(yǎng)是蘭花育種中最重要的環(huán)節(jié)之一，關(guān)系到蘭花雜交育種的效率和成敗。中國(guó)蘭花的雜交種子培養(yǎng)比中國(guó)蘭花更困難。雜交種子發(fā)芽時(shí)間長(zhǎng)，種子發(fā)芽率低，植株再生困難。張志勝等培育中

5、國(guó)蘭花遠(yuǎn)緣雜交種子。這2.3誘變育種、物理誘變和化學(xué)誘變已廣泛應(yīng)用于蘭花育種。輻射誘變與組織培養(yǎng)相結(jié)合，可以加速花卉新品種的選育和變異的穩(wěn)定性。徐衛(wèi)輝等人認(rèn)為，在適當(dāng)劑量的紫外光照射下，細(xì)胞無(wú)絲染色體不會(huì)發(fā)生復(fù)雜的變化，也不會(huì)發(fā)生紡錘體聚合和解聚過(guò)程。無(wú)絲分裂直接導(dǎo)致培養(yǎng)細(xì)胞的核物質(zhì)減少，同一個(gè)體中不同細(xì)胞的倍性不同，導(dǎo)致非整倍體。高劑量的紫外線(xiàn)輻射會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞核變形和收縮以及線(xiàn)粒體空泡化。在高濃度激素的作用下，蝴蝶蘭的花和顏色發(fā)生了變化，蘭花的花瓣變厚了，整個(gè)蝴蝶蘭植株也發(fā)生了變化。x光可以誘導(dǎo)大多數(shù)蘭花變成紅色?！?1回科技實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”搭載的蝴蝶蘭材料葉片形狀發(fā)生了變化，產(chǎn)生了波浪狀的邊緣。航

6、天誘變育種，經(jīng)過(guò)精心培育，神舟六號(hào)搭載的金釵石斛已開(kāi)始開(kāi)花，部分植株開(kāi)花提前3-4個(gè)月，抗逆性增強(qiáng)。2.4基因工程育種，蘭科植物對(duì)根癌農(nóng)桿菌或發(fā)根農(nóng)桿菌不敏感，缺乏合適的載體，基因工程起步較晚，進(jìn)展緩慢。楊等從石斛中分離到一個(gè)色素合成基因，并高效表達(dá)。將克隆的蘭花花葉病毒外殼蛋白基因通過(guò)電子槍轟擊導(dǎo)入蘭花的原球莖和愈傷組織，獲得了高效的轉(zhuǎn)化和表達(dá)，為蘭花基因工程帶來(lái)了契機(jī)，并取得了很大進(jìn)展。對(duì)于傳統(tǒng)遺傳改良難以實(shí)現(xiàn)的蘭花，特別是雜交育種中有性世代長(zhǎng)、許多雜交組合存在不親和性或雜交障礙的蘭花，可以利用根癌農(nóng)桿菌或基因槍培養(yǎng)基結(jié)合傳統(tǒng)雜交育種和生物技術(shù)進(jìn)行基因工程育種。轉(zhuǎn)基因植物可以通過(guò)根癌農(nóng)桿菌

7、轉(zhuǎn)移和其他直接導(dǎo)入的方法產(chǎn)生，如聚乙二醇、電穿孔、基因槍和顯微注射。從蘭花種子發(fā)芽的原球，或從莖頂端或葉子誘導(dǎo)的假球，是最容易獲得并能再生植物的材料。許多文獻(xiàn)報(bào)道蝴蝶蘭、文心蘭、大花蕙蘭和石斛都可以成功轉(zhuǎn)移。然而，篩選和再生所需的長(zhǎng)時(shí)間和轉(zhuǎn)移植株的低再生率是阻礙這些蘭花轉(zhuǎn)移效率的原因。2.4.1顏色修飾，高等植物的顏色是由類(lèi)黃酮、類(lèi)胡蘿卜素和甜菜紅素產(chǎn)生的。利用生物技術(shù)可以直接修飾花青素的生物合成，如矮牛和康乃馨。野生香石竹通過(guò)導(dǎo)入其他物種的黃酮3 3，5-羥化酶基因可以產(chǎn)生藍(lán)色花朵，這表明利用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)進(jìn)行分子育種是可行的。牽?；ǖ乃{(lán)色花瓣。天藍(lán)色)在開(kāi)花期間從紫色變成藍(lán)色。顏色變化是由于

8、表皮細(xì)胞液泡的酸堿度從6.6增加到7.7。開(kāi)花期間花瓣細(xì)胞液泡酸堿度的增加是由于細(xì)胞質(zhì)中的鈉和/或鉀通過(guò)鈉/氫交換體(NHX1)被主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡中，花瓣顏色變化與NHX1的相關(guān)性通過(guò)組織化學(xué)染色和北方雜合性分析得到證實(shí)。這種顏色變化的模型，鈉/氫交換體，可以應(yīng)用于蝴蝶蘭的基因轉(zhuǎn)移，使顏色變?yōu)樗{(lán)色。這可能是培育藍(lán)色轉(zhuǎn)基因蝴蝶蘭的另一個(gè)選擇。2.4.2開(kāi)花控制：不同種類(lèi)的蘭花有不同的開(kāi)花習(xí)性，有些受光照影響，有些受生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)。蝴蝶蘭在夜間1520和25天的溫度下可誘導(dǎo)莖的提取，持續(xù)4周。低溫誘導(dǎo)的花芽期光照強(qiáng)度會(huì)影響蝴蝶蘭植株的抽莖和品質(zhì)。蝴蝶蘭開(kāi)花的調(diào)控已經(jīng)成為世界各地蘭花園的標(biāo)準(zhǔn)措施。蝴蝶

9、蘭的開(kāi)花控制包括兩個(gè)方面，一是按照生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)間控制開(kāi)花，二是在運(yùn)輸過(guò)程前抑制出口成熟植株的抽莖，以利于國(guó)外的催花栽培。為了了解花序誘導(dǎo)和隨后的花芽生長(zhǎng)和組織發(fā)育的機(jī)制，有必要在開(kāi)花誘導(dǎo)過(guò)程中分離調(diào)控基因。在模式植物擬南芥和許多單子葉植物物種中，由開(kāi)花誘導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控的研究已經(jīng)相當(dāng)清楚。結(jié)果表明，不同植物物種的相似基因序列是保守的，LFY是調(diào)節(jié)植物從營(yíng)養(yǎng)期向生殖期轉(zhuǎn)化的重要基因。蝴蝶蘭LFY基因在控制開(kāi)花中的作用可以通過(guò)選擇蝴蝶蘭與LFY基因雜交，然后將選擇的蝴蝶蘭LFY基因轉(zhuǎn)移到缺少LFY基因的擬南芥突變體中，然后研究蝴蝶蘭LFY基因的啟動(dòng)子來(lái)了解其在開(kāi)花誘導(dǎo)和植物發(fā)育中的作用。3.新品種的

10、選育和推廣是蘭花育種的最終目標(biāo)和重要環(huán)節(jié)之一。新品種的觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值只有在大量繁殖并投放市場(chǎng)后才能得到認(rèn)可和體現(xiàn)。目前培育新品種主要有兩種方法，一種是分株繁殖，另一種是組織培養(yǎng)。進(jìn)行快速繁殖。3.1分株繁殖，也稱(chēng)缽分，是將假磷莖叢分離出來(lái)，并獨(dú)立培養(yǎng)，以達(dá)到培育良種的目的。分株繁殖速度較慢，但這種方法簡(jiǎn)單、易行、可靠，能保持優(yōu)良品種的新品種，且分株蘭花植株生長(zhǎng)快，因此分株繁殖是蘭花育種中最常用的方法。目前，郭蘭新品種的繁殖仍以分株繁殖為主。3.2組織培養(yǎng)是蘭花新品種快速繁殖的重要方法。與分株繁殖相比，該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)速度快；(2)不受時(shí)間和季節(jié)限制，可每年進(jìn)行；(3)蘭花快速繁殖與脫毒技術(shù)相結(jié)合，可以生產(chǎn)出蘭花脫毒種苗，提高種苗質(zhì)量；(4)節(jié)省場(chǎng)地和勞動(dòng)力；(5)生產(chǎn)的蘭花試管苗干凈、無(wú)病蟲(chóng)害，有利于國(guó)際貿(mào)易和交流。然而，通過(guò)組織培養(yǎng)快速繁殖蘭花也有一些缺點(diǎn)：(1)需要大量的人和高技術(shù)；(2)蘭花試管苗開(kāi)花需要很長(zhǎng)時(shí)間；(3)在蘭花的快速繁殖過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些克隆變異，不利于品種和物種的保持。綜上所述，我國(guó)有豐富的蘭花資源，培育具有優(yōu)良資源的優(yōu)良品種將是今后蘭花育種的重要方向。然而，以組織培養(yǎng)為主要手段進(jìn)行蘭花多途徑綜合育種，特別是通過(guò)種間雜交和染色體加倍形成的異四倍體(即二倍體)，具有廣