园艺植物育种的发展趋势
育种目标更加紧密结合生产与科技的发展及市场竞争的需要
育种目标总的趋势培育“髙产优质、,高效”的品种。在激烈的市场竞争中各国都十 分重视园艺植物的品质育种,注重产品的外观、整齐性、货架寿命等商品性状、,提髙鲜食及 加工品质,改善营养保健价值和消除有害成分。,由于农药用量不断增加,不仅增加生产成 本,而且严重污染生态环境,同时农药残留也影响人体健康,因此,培育抗病虫品种乃至兼 抗、多抗品种也成为当务之急。在人口增长、耕地减少及生态环境恶化的情况下,有些专家 预言,将来多数植物将需要在目前认为不适合的区域种植。有些园艺植物需要种植到废弃的 工地和矿物、废物垃圾场地,因此,提高园艺植物对逆境的适应性也会逐渐提到日程上来。 为了提高产量和品质,不仅要考虑产量、品质的构成性状,而且要考虑它们的生理基础,因 此提高品种的光合效率及光合产物的利用率以及理想株型的育种等也引起了育种界的重视。 另外,还有选育适于机械化作业的品种、节省劳动力的品种,针对产品不同用途和加工方式. 分别选育专用及兼用品种等。 、
1重视种质资源的搜集、评价和开发利用
育种界逐渐认识到种质资源是育种事业成就大小的关键彳而且随着园艺生产的规模化, 种质资源多样性疋在不断减少,各国和许多育种者都非常重视种质资源调查、搜集工作,许 多国家都建立了一定规模的种质资源库。发达国家已经建立起比较 1 善、规范化的资源工作 体系,如美国农业部、日本农林水产省都设置专门机构,负责各物种质资源的考察、搜 集、保存、评价工作,以及建立管理资料档案、种子种苗检疫、繁殖、分发、交换等制度, 使种质资源工作和育种工作密切联系,及时满足育种的需要。
3^重视育种应用基础及育种技术的研究
要提髙育种效率,必须加强和育种关系密切的应用基础学科的研究,只有育种者对他所 从事育种的植物,特别是对目标性状的遗传、生理、生态、进化等方面的知识有深刻的了 解,并且以这些知识为基础,采取切合实际的育种方法,才能提高育种效率。近年来,主要 园艺植物有关产量、品质、抗病性、株型、雄性不育等主要经济性状遗传研究方面的进展, 对提高育种效率起到了积极的推动作用。
加强多学科协作和鼓励企业投资育种
对于解决复杂的育种任务,从种质资源的评价、筛选,杂种后代的鉴定、选择,品系、 品种的比较鉴定等以育种工作为中心,根据需要组织育种、遗传、生理、生化、椬保、土 肥、栽培等不同学科的专业人员参加,统一分工、协同攻关是提高效率的有效方式,正受到 比较普遍的重视。园艺植物育种是一个周期长、投入多、风险大,但对发展现代化农业举足 轻重,并且回报率也是非常高的事业。许多国家不仅明确规定对品种选育等工作拨专款予以 推动和扶持,而且鼓励工商企业投资农业育种。
育种途径及育种方法、手段的更新
对新的育种途径和方法的研究,如细胞工程、染色体工程、基因工程和分子辅助育种等 都在积极探索。以现代化的仪器设备改进鉴定手段,提高育种效率。利用先进的仪器设备对 大批量的小样品进行快速准确地定性和定量鉴定,对含量极少的成分进行微量和超微量的分 析;对植物的组织、细胞结构的解剖学性状利用扫描和透射电镜观察;利用分子标记技术等 标记有用性状;利用电子计算机等技术分析处理大跫数据资料等,这些都将极大地提髙育种 的效率和精确度。
论述园艺植物育种的发展趋势,以及取得哪些最新的进展
一、选择具有我国地域特征和代表传统特色的优势品种
云南是国兰主要分布区, 气候类型复杂, 有着丰富的野生兰属资源, 其中春兰、线叶春、春剑、建兰、墨兰、寒兰等有丰富的野生及人工栽培品种。由于国兰杂交育种进展较慢, 大规模的杂交育种还未开展, 所以对国兰进行杂交育种有极重要的意义和经济价值。目前, 云南的兰属野生资源遭到破坏, 而对其进行保护, 杂交育种就更可贵了。
二、借鉴国外花卉培育的先进经验
由于欧美, 日本等发达国家在花卉育种和栽培上已经取得了令世瞩目的成就和宝贵的经验, 各主要花卉出口国已出现国际性的专业分工, 致力于形成独特的花卉生产优势, 如荷兰的郁金香、月季、菊花、香石竹日本的菊花、百合、香石竹、月季哥伦比亚的香石竹以色列的唐菖蒲、月季泰国、新加坡的热带兰还有荷兰、日本的种球生产等。因此我们有必要向这些国家学习借鉴他们的花卉栽培选育的经验, 从而推动我国发展具有民族和国家特色的自主知识产权的花卉产业。
三、培育品种时注意多种方法的选择运用
1.节能的研究
如选用绝热性能好、透光率强、坚韧耐久的新建筑材料研制增温快、保温强的新型温室考虑太阳能、沼气、天然气等加温措施选育耗能少、生长期短和对土壤病虫害抗性强的品种等。
2.无土栽培的推广应用
广泛应用于工厂化育苗, 利用无菌、透气、吸水、保水性能好的介质制成育苗容器或快速膨体模块。
3.组培技术的普及
商品化优质种苗生产, 如兰花、菊花、香石竹、非洲菊、满天星等已实现组培苗的工厂化生产利用组培技术繁殖优良品种, 包括各种名贵花卉、珍稀品种、重要的鳞茎花卉等。同时, 利用茎尖培养技术对易感病毒的花卉品种进行脱毒苗的批量生产。
4.激素及化学物质的应用
目前已在促进生根、打破休眠、延缓生长、促进分枝、采后保鲜等方面取得广泛性应用成果。在切花商业化应用方面最有突破性意义的包括生根剂( 萘乙酸、吲哚丁酸等) 、矮化剂( 矮壮素、多效唑等) 、催花剂( 赤霉素等) 、保鲜剂( 硫代硫酸银、8- 羟基喹啉等) 。
5.花卉育种快速多样化
广泛引进野生花卉资源, 利用杂交育种、多倍体育种、辐射育种等进行选育, 现已开始运用体细胞杂交、基因工程等最新技术培育, 新品种迅速增加。目前主要花卉的园艺栽培品种有上千、甚至上万个。如荷兰全国有7 个研究中心, 专门从事花卉品种的研究,并在二战以后育成了大批的郁金香、风信子、水仙、唐菖蒲及球根鸢尾的新品种蔷薇育种以法国为首, 品种美丽强健美国育成茶香月季品种系统, 其抗寒性强, 且色、香、姿俱佳。最新发展的基因工程及其它生物技术手段, 有可能使花卉育种带来革命性的突破,如耐贮耐插的香石竹品种已经商品化, 蓝色月季花已经问世等。我们有理由相信在不远的将来, 有可能根据人们的意志来改变花卉的花色、形态、香味等。
以下我们从中科院植物研究所成功选育宿根福禄考新优品种的例子看看一些可行的培育方法:
福禄考属植物自花、异花均可授粉, 通常结实率极低, 通过人工不定向杂交辅助授粉措施可提高种子结实率。利用杂种实生苗的观赏性状和抗性变异性较大的特性, 经过长期栽培观察, 从中筛选出适应性强、花期长、花色丰富、色彩鲜艳的10 个优良单株, 通过组培快繁和嫩枝扦插繁殖技术将其扩繁为10 个单株无性系。这10 个优良品种适宜在长江以北地区露地或盆栽栽培观赏。它们分别为红宝石、粉群、胭脂红、粉晕、橙红、茜草红、石竹紫、堇紫、白雪、粉眼、红艳、猩红、泰尔红紫等品种。宿根福禄考新品种红艳、猩红、粉晕、胭脂红、泰尔红紫在多种栽植形式中均表现出良好的生长状态和较强的抗病性栽植成活率在95%以上。花色鲜艳, 花期长, 两次花期效果好。植物配植容易, 与百日草、勋章菊、鸡冠花等搭配种植于花钵中, 或与松果菊、八宝景天、矾根、美人蕉等搭配种植于混合花境中, 或与四季海棠等搭配种植于露地花坛中, 均被用作主体材料, 形成了突出的景观效果。病虫害少, 养护管理简便。宿根福禄考新品种红艳、猩红、粉晕、胭脂红、泰尔红紫生长势及抗病性均较强,花色亮丽, 开花期长, 株型高矮适中, 栽植形式多样,植物搭配容易栽植施工和养护管理简单形成的景观效果突出, 能担当园林设计中景观中心的角色成为难得的花境布置植物, 并能在园林景观建设中, 特别是大型公园及公共绿地中大量应用。
四、保护本土野生种质资源, 防止资源外流
我国花卉遗传多样性突出, 是世界上野生花卉资源和园林植物资源最为丰富的国家之一。原产我国的观赏植物达113科523 属1万~2万种。许多名贵花卉为我国所独有, 我国花卉业要从大国走向强国, 逐渐改变花卉市场洋花、洋草占统治地位的被动局面,从根本上来讲, 就是发展民族花卉种业, 发挥我国花卉业在种质资源特别是野生花卉资源、生态资源、人才资源等方面的优势, 千方百计地提升我国花卉育种水平,不断开发花卉新品种, 最大限度地降低花卉生产成本, 使民族花卉产业立足于世界花卉之林, 领导
产业潮流, 使我国成为新世纪的“世界园林之母”。
植物育种就是利用植物的自然变异和人工创造变异并进行人工选择的进化。
良种是指在适应的地区和耕作条件下,采用优良的栽培技术,能够生产出高产、优质,并能适时供应产品和具有较高经济价值的品种。
发展农业生产,提高农业生产水平,基本上是通过两个密切相关的途径来实现的:
1. 改良植物的遗传特性,选育符合农业技术进步要求、有更强适应性的新品种——育种学
2. 改进栽培技术和改善栽培条件,充分发挥品种遗传潜力——栽培学
第一节 植物的进化与遗传改良
进化过程是指自然界现有各种各样的植物包括用于栽培的形形色色的品种类型都是从比较原始植物演变而来的,而且又都处于不断演变发展的过程中。
达尔文主义者认为所有生物,包括野生植物和作物的进化决定于三个基本因素:变异、遗传和选择;变异、遗传是进化的内因和基础,选择决定进化的发展方向;自然进化是自然变异和自然选择的进化。
人工进化是指现在栽培的园艺植物和其他的农作物都是由最初的野生类型,通过人工驯化、培育和选择而形成的。
植物育种实际上就是作物的人工进化,是适当利用自然进化的人工进化
现代达尔文主义认为种群是进化的基本单位;物种是隔离的种群;突变和由杂交实现的基因重组是进化的基本原料;选择的基础在于差别繁殖,造成中群内基因频率发生改变;隔离促进了新类型的形成。进化的基本要素是突变、基因重组、隔离和选择。
遗传改良是指作物品种改良。
第二节 品种的概念和作物良种的作用
品种(cultivar, 简作cv.)是经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费要求,在一定的栽培条件下,依据形态学、细胞学、化学等特异性可以和其他群体相区别,个体间的主要性状相对相似,以适当的繁殖方式(有性或无性)能保持其重要特性的一个栽培植物群体。
品种不是一个植物学分类单位。
作物品种的特性:
1. 特异性是指作为一个品种,至少有一个以上明显不同于其他品种的可辨认的标志性状。
品系是指个别性状与原品种不同,而其他形状基本与原品种相同的群体。
2. 一致性是指采用适于该类品种的繁殖方式的情况下,除可预见的变异外,经过繁殖,其相关的特
征或者特征一致。品种内个体间在株型、生长习性、物候期和产品主要经济性状等方面应是相对整齐一致的。
可预见的变异是指由于外界环境因素的影响,有的特征或特性有一定的变异,如株高和生育期等。
3. 稳定性是指该品种经过反复繁殖后或者在特定繁殖周期结束时,其相关特征或特性保持相对不变。
4. 地区性是指品种的生物学特性适应于一定地区生态环境和农业技术的要求。
5. 时间性是指该品种在一定时期内的产量、品质和适应性等主要经济性状符合生产和消费的需要。
良种的作用:
1. 提高单位面积产量
2. 改进产品品质
3. 提高抗病虫害能力,减少农药污染
4. 增强适应性和抗逆性,节省保护地生产时的能耗
5. 延长产品的供应和利用时期
6. 有利于耕作制度的改革和机械化的发展,适应集约化管理、节约劳力
第三节 植物育种与植物育种学 植物育种学是研究选育与繁殖栽培植物优良品种的原理和方法的科学。
植物育种的历史:
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