2023-09-04 11:40:06
種業(yè)是糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，而品種選育最重要最基本的基礎(chǔ)是種質(zhì)資源，農(nóng)作物種質(zhì)資源被喻為農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新和現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的“芯片”。大量育種實踐表明，每次作物產(chǎn)量突破都有賴于特異種質(zhì)資源的發(fā)現(xiàn)和利用。小麥的近緣種是一個巨大的、彌足珍貴的基因資源庫，蘊藏著非常豐富的遺傳變異，具有許多栽培小麥所不具備的優(yōu)良特性，如抗病、抗逆、耐瘠薄，高營養(yǎng)、高蛋白和大穗多花多粒等優(yōu)異性狀。應(yīng)用遠緣雜交、染色體工程的方法，可以將小麥近緣種屬中的優(yōu)異基因?qū)肫胀ㄐ←?，?chuàng)制新種質(zhì)資源，拓寬小麥的遺傳基礎(chǔ)，進而可以培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗廣適的小麥新品種。
小麥遠緣雜交與染色體遺傳育種研究
我國從20世紀60年代以來，就開展了小麥遠緣雜交與染色體遺傳育種研究，以李振聲院士、李璋研究員、薛秀莊研究員和吉萬全教授等為代表，開創(chuàng)的小麥遠緣雜交及染色體工程研究為基礎(chǔ)，形成了一套小麥遠緣雜交與染色體工程育種理論技術(shù)體系。先后開展了小麥與偃麥草、大麥、黑麥、濱麥、山羊草、簇毛麥和華山新麥草等8個屬的遠緣雜交，創(chuàng)制出一大批雙二倍體、異附加系、異代換系和易位系等近緣種屬種質(zhì)，通過聚合雜交、回交篩選創(chuàng)制了一批綜合性狀優(yōu)良的小麥育種新材料，獲得了普通小麥穩(wěn)定自交結(jié)實缺體系統(tǒng)20個，綜合采用基因組原位雜交、分子標記、芯片分析和經(jīng)典細胞遺傳學鑒定等手段，對這些新創(chuàng)制的小麥新種質(zhì)進行了染色體基因定位、遺傳效應(yīng)和傳遞規(guī)律等系統(tǒng)分析，結(jié)合常規(guī)育種技術(shù)，育成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗廣適的小麥品種20余個，獲得國家技術(shù)發(fā)明三等獎1項，國家科技進步二等獎3項，陜西省科技進步一等獎3項。
遠緣雜交的技術(shù)性難題
遠緣雜交雖然是創(chuàng)制種質(zhì)很有效的技術(shù)，但遠緣雜交需要克服三大困難，一是所創(chuàng)制的異附加系、異代換系和易位系新種質(zhì)存在遺傳不穩(wěn)定性；二是外源基因在保存的過程中容易出現(xiàn)丟失和變異；三是需要大量的細胞學鏡檢工作。新種質(zhì)除具有優(yōu)異性狀外，還會攜帶外源植物不利性狀，需要大量回交轉(zhuǎn)育成育種可用的、綜合性狀較好的新材料。面對品種間同質(zhì)化愈來愈高的問題，不僅要加強種質(zhì)資源的創(chuàng)制、收集和保存，更要重視種質(zhì)資源的利用。遠緣種質(zhì)材料、國外引進資源、農(nóng)家種等雖然在個別性狀上有突出表現(xiàn)，但大部分農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)中的品種有較大差異，通過1-2次雜交或回交難以得到有效改良。小麥是異源六倍體，遺傳背景復雜，眾多性狀之間相互關(guān)聯(lián)和影響，通過轉(zhuǎn)基因和基因編輯技術(shù)，也難于僅改變個別性狀而不影響其他性狀。另外，通過分子標記輔助育種、轉(zhuǎn)基因和基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù)，只是有計劃的創(chuàng)造變異，其后代還需要常規(guī)育種技術(shù)在大田進行選擇和適應(yīng)性鑒定，因此常規(guī)育種將是長期的和不可替代的。
作者：西北農(nóng)林科技大學 蔡東明
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