中国大学MOOC(慕课)《作物育种学(双语)》_福建农林大学张立武
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由于作物育种学是一门理论基础与生产应用紧密结合的综合性课程,在《作物育种学》教学过程中,初学者经常碰到一些易混淆的教学内容。这些教学内容由于涉及到不同章节,教材没有进行对比分析。笔者试图结合教学工作对这些内容做出分析,以供学习时参考。
1 不知道性状遗传特点能否选育品种
作物育种包含自然进化和人工进化。在掌握相关科学知识之前,孟德尔定律在被重新发现之前,植物个体之间存在差异的遗传机制并不清楚,人类就已经开展了长期的育种实践。这表明,不知道性状遗传特点也能够选育品种,但盲目性大一些。
如今,人们已经了解了作物进化的科学基础,可以有计划地创造遗传变异。在制定育种目标时,明确落实到具体性状,注重可操作性。这表明,制定育种目标时必须对目标性状进行遗传分析,确定具体性状改良的指标或选择标准,作为新品种选育的依据。如针对高产这一育种目标,要明确实现的不同途径。在稻麦等作物中,是选育多穗型的,还是穗重型或兼顾型的?需要针对性设计,而前提就是明确其遗传规律。
2 作物驯化与人工进化
作物驯化与人工进化既有相似之处,也存在明显的差异。作物驯化是指在人工干预下,受驯化的植物逐渐失去其野生祖先的部分生理、形态和遗传特性,而人们需要的性状不断得到积累和加强。驯化选择常常发在少数关键基因或位点[4-5],对基因的选择几乎是一步到位,如水稻株型由匍匐转向直立、籽粒由落粒成为非落粒、籽粒颜色由红色变成白色、由非糯性变成糯性等。这类性状往往是单基因或寡基因控制的质量性状。这也是为什么基因组编辑少数基因可以达到“从头驯化”的目的。
而人工进化是人类有目的、有计划地通过人工杂交、诱变等方式,促进基因重组和累积,定向改良作物的过程。其突出特点是目的性极强,如产量的提高、品质的改善、对生物和非生物逆境的适应、适合机械化管理和加工等。如稻麦等作物产量的提高涉及到穗粒数、分蘖、粒重等改良[6]。这类性状往往是受多基因控制的数量性状。人工进化,即现代作物育种虽然只有100年左右的历史,但其对基因组影响更为强烈,对基因(等位变异)的选择是逐步的,是一些重要代谢途径不断优化的过程。
3 专用型品种与全能型品种
专用型品种是指为了适应农产品产业发展需要,各地育成一些特色专用的品种,这类品种有一定的市场前景和特定利用价值,在专用性状上更具有针对性。在以品质作为主要育种目标时,选用专用型的品种是一种有效的育种策略,这是因为对产品品质的要求是由产品的用途决定的。如不同的面食对加工的要求差异很大[7],面包要求蛋白质的含量高、面筋质量好;而蛋糕和饼干的制作则相反,专用型品种则能体现其优势。其次,在一个品种中使多种营养品种同时得到改良是很困难的,许多营养品质性状往往是负相关的。例如大豆育种上分别选育高蛋白或高油专用型品种。因此,选用专用型品种可以确保针对某种专门用途而进行的品质改良。对于消费者来说,专用型的农产品可以很好的满足需求。
全能型品种是指综合性状较为优异的品种,适用范围广但针对性差。对于农户来说,如果对市场有所了解,全能型品种在高产、优质、多抗等方面均较好,可大面积推广。全能型品种适用范围比较广,推广面积比较大,不利于品种的多样性。
4 良种配良法与良种适良法
良种配良法是先有优良品种,配以相应的栽培方法,可以极大程度的发挥优良品种的潜力。如果以播种密度来说,良种配良法对一个好品种做密度试验,如果某个密度下产量最高,于是就推荐农民按这个密度种植。实际上,这种小规模试验有很多因素考虑不到,到了生产中有时会出现问题。
而良种适良法,是先有一套相对稳定的栽培模式,再来选育优良的品种[8]。按照生产技术规范和市场需求,朝着既定目标培育新品种。比如现在提出育种目标要适应机械化作业、轻简化栽培等。育种家选育的品种应该具有抗倒伏、耐直播等特性。这种情况下,不要指望栽培专家给你的每个品种都单独搞一套良种配良法。相对良种配良法而言,从企业和社会层面来说良种适良法效率更高,育种家需摆在位置,追随农业机械化等现代农业特点来培育更好的新品种。
5 优良品种与优良亲本
作物品种是指在一定的生态和经济条件下,选育的某种作物的特定群体,与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别(特异性,distinctness),个体间在生物学及经济性状上的相对一致性(一致性,uniformity),且特异性和一致性能够相对稳定的遗传 (稳定性,stability)。这种群体在相应地区和耕作条件下种植,在产量、抗性、品质等方面都能符合生产发展的需要。按这个定义,优良品种可以理解为综合性状优良的品种,是指要符合高产、优质、稳产、生育期适宜和适应机械化的基本育种目标;而优良亲本是指符合亲本选择要点,如优良性状多缺点少、适应当地生态条件、亲本之间遗传差异大及一般配合力好,可以通过杂交等手段而选育出好的品种。
优良品种不一定是优良的亲本,两者有一定的差别。一个优良品种常常是优良亲本,其后代能分离出优良类型,但并非所有优良品种都是好的亲本。同样地,好的亲本未必都是优良品种。有时一个表现并不突出的亲本,能选育出优良品种,即这个亲本的配合力好。优良亲本为选育优良品种提供了可能,优良品种的性状来源于亲本的优良性状。究其实质,优良品种侧重于品种本身性状的好坏,而优良亲本侧重于一般配合力的好坏。两者有一定的关系,但并非一回事。
6 杂交育种与杂交种
杂交育种是指通过人工杂交将两个或两个以上亲本的优良 性状综合到一个个体中,继而在分离的后代群体中,通过人工选择,获得新品种(或新材料)的育种方法。而杂交种是在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体,这个群体既高度杂合( 个体基因型),又具有同质性( 群体内不同个体基因型相同)。这两个名词虽只相差一个字,但需要注意的是:杂交育种是选育纯系品种的育种方法,而杂交种属于杂种优势利用的知识点,是品种类型。
参考文献(略)
该文稿已经被《湖北农业科学》接受