育种与育人

2024-10-22 版权声明 我要投稿

育种与育人(精选8篇)

育种与育人 篇1

21育人如同育种,将育种的经验移植到育人,把育人的实践转换到育种中,国家教学名师新疆石河子大学曹连莆教授在育种育人这两个领域取得了成功。他提出的“三式育人”,即“大水浇灌式”、“雨露滋润式”和“整枝打杈式”,既培育了大量的优质良种,更精心培育了一批优秀的人才。在育种实践中升华对育人的思考,这对我们大学的人才培养有着许多哲理的启迪。

种子入土,要使它生根发芽,首先必须给它水分和阳光,在它嗷嗷待哺时,对其“大水浇灌”,会使其深深植根于这片土地。人才的培育又何尝不是如此?对于每一名新入学的学生来说,进入大学后,自然有许多理想甚至幻想,他们天真烂漫,他们激情四射。此时,作为老师来说,首先要做的当然是使他们得到最充分的精神和知识营养,在他们如饥似渴的求知过程中,及时给予他们以文化和知识的水分。

上善若水。有了这样的“大水浇灌”,对于这些有待塑造的人才而言,在其生命之初就有了根的意识。他们会深深知道,无论飞得多高多远,都离不开伴其成长的土地。曹连莆培养的40多位硕士生、博士生中,80%留在了新疆农业工作岗位;留校的16位学生面对国内外多种机会时,都选择留了下来。

半个多世纪前,已在美国取得卓越成就的钱学森,得知中华人民共和国成立,带着一张旧船票,一把旧吉他,毅然选择回国,当时国防部官员惊呼:钱学森一个抵得上5个师。钱学森回国的原因有很多,但其中最为重要的,是中华文化的爱国精神在他身上产生着深厚的影响,这使他无论有多大成就,也不愿意离开这个精神之根。他自己也多次表示:能为国家和人民做点事,是与老师的教育分不开的。

种子成长的第二步是生根发芽,当一颗颗弱小的根芽破土而出时,他们可能难以想象到,等待他们的不仅是和风细雨,不仅是阳光雨露,可能会遇到严寒冰雹,会遇到沙尘暴,等等,如果听任自然风吹雨打,这些幼苗的成活概率一定会非常低。此时最需要的是对幼苗实施“雨露滋润式”的养护。其实这点道理有经验的农民也都明白,但他们顶多是凭经验来培育,曹教授却能从学理层面上对种芽进行精心培护。更为重要的是,把这种精心细致转移到人才培育上,这种培育对象的转换,需要的是智慧和更大的爱心。对于这些人才来说,需要我们老师给予更多的爱心、细心和耐心,帮助他们如何读书,如何进行科学研究,如何走上讲台,这个过程尽管很平淡,但却包含着老师们一生心血和积累。

任何一名学生,包括日后取得成功的各界优秀人士,在他们刚刚作为幼芽破土而出时,总是会遇到精心呵护的养育人,给他们以知识的春风,精神的细雨,在春风化雨中,他们确立了自信,确立了对未来人生的期望定位。获得2011年国家最高科技奖著名物理学家谢家麟院士,不仅在科学研究上作出了杰出的成就,而且以春风化雨般的精细,培育了一个团队,培育了一批优秀的中青年科学家。他的这种高培养率源自于他对人才种子成长过程的了解,他给学生最多的鼓励是在了解学生的实际情况后,给他们以自信,这种自信是他们取得骄人成绩的基础。在总结其一生科研体会时,他深有感触地说道:要树立坚定的自信。资质超人当然占有优势,资质差些也可以用加倍的努力来补偿。科学王国大公无私,但一分耕耘,一分收获,一分努力,一分成果,这是永远的真理。

当幼芽在雨露滋润中茁壮成长时,说不定还会遇到诸多意想不到的自然灾情,这些都可能会使幼苗平添一些伤病,这就需要对其进行“整枝打杈”。同理,人才成长过程从来就不是一帆风顺的,在历史上有不少的少年得志、才华出众的人,最后成为一夜星辰,留下太多的“伤仲永”。与其说这是对青年人的警示,不如说更是对我们老师的严峻考量,因为只有严格、严谨地对待青年学生,在他们春风得意,给予更多严格的训练和要求,明确提出他们身上的缺点和不足,并提出改进的路径,才能让人才经受住历史考验。

育种与育人 篇2

但“第一次绿色革命”也暴露出许多缺点:如技术经济要求较高耗资大污染严重能源浪费,对品质育种措施不力等。因此,上世纪末,一些发达国家已开始应用生物技术和微电子技术等,改革传统的农业生产,把它称为“第二次绿色革命”。第二次绿色革命主要是运用国际合作力量,依托生物技术,为发展中国家培育出既高产又高品质(如β-胡萝卜素、VE、矿物质等)的作物新品种。因此,“第二次绿色革命”是依托生物技术指导育种时代的开始。

生物技术的应用,对当今农业发展中面临的重大问题,如农产品产量、营养及品质等,都可以起到解决或化解的作用。尤其是以分子生物学及基因工程为核心的现代生物技术的突破、发展与应用,为化解这些问题提供了坚实的理论支撑和技术手段。在美国、加拿大、阿根廷、中国,其转基因产品已占相应作物的33%~80%。中国转基因水稻、玉米、大豆、油菜、草、林木的研究已取得了重要进展,400多个品种进入了安全性评价阶段。水稻、玉米等转基因作物已具备了产业化的条件。因此,“第二次绿色革命”又称为“基因革命”。

“第二次绿色革命”育种的方向,主要是主攻低潜力地区,如旱地、低地、丘陵山地。因为,那里的贫瘠农田要维持着世界上20亿农业人口的生计。可见,两次绿色革命,都是以培育新品种为主导的革命,所以重视新品种的培育是农业持续发展的根本。

中国第一阶段沙棘育种,是上世纪80年代中期开始的,培育出了一批新品种,经验丰富,成绩显著[2]。但随着人们对沙棘认识的深入,实验数据的增多,经验的积累,技术的进步,目标的提高,已显示出尚需补充、更新和提高。因此,水利部沙棘开发管理中心沙棘育种课题组,以内蒙古九成宫基地为重点,经过10多年的努力研究,提出了“沙棘生态经济育种”体系。本文就以“沙棘生态经济育种”为依据[3],提出“中国第二阶段沙棘育种”的方法、指标、目标和理论等的探析,以供专家和同行们商榷与讨论。

1 中国丰富的沙棘种质资源是选育新品种的材料宝库

中国是世界上沙棘属主要发源地之一更是沙棘蕴藏量达150万hm2以上的资源最丰富的国家。在世界现有沙棘属6种11亚种中,中国占有6种7亚种,其中3种5亚种为中国所特有[4]。因此,沙棘种质资源的丰富性为沙棘育种奠定了良好的基因库基础。

中国沙棘资源的地理分布广泛,纬度跨度大,生境复杂多变。从辽宁阜新到四川成都连成一条直线,其分布在东经75°~121°,北纬27°~48°,海拔550~5200mm之间,属于森林—草原过渡带的成员。因此,种间性状交错复杂,种内变异丰富,生态适应性强。再者,从我国自西南低纬度高海拔湿润区,向东北方向的高纬度低海拔半干旱区都有沙棘分布来看,它们对纬度、太阳辐射、日照长度、温度、降雨量、有效积温、生育期等都存在着极大的差异。因此,这种地域和纬度极大的差异,形成了种、亚种级水平上的过渡性和多样性。为育种亲本的选择奠定了不同种质资源基础[5],也为基因适应生态选种奠定了地理分区基础。

沙棘生活史具有两型性,既有有性繁殖,又有无性(根蘖)繁殖(克隆繁殖),在田间以有性繁殖建立基株,又以无性繁殖衍生分株,无性与有性的交替繁殖与共存,从而组成了不同年龄、不同基因组配、不同生态适应位的种群。而种群间、种群内又表现出巨大的遗传分化力,借ISSR标记分析证明,种群内和种群间分化变异率分别为93.21%和6.79%[6]。表明了有性和无性繁殖更具有遗传多样性。此外,雌雄异株是沙棘个体间性二态上的高度分化与进化,避免了近交衰退和两个性别间的干扰,更加丰富了田间沙棘个体间杂种多样性。两型性生活史和个体间性二态的特殊性,又为沙棘育种原始材料提供了更多多样性亲本的选择基础[7]。

沙棘是放线菌结瘤植物,由于共生体沙棘与弗兰克菌双重遗传多样性的结合,产生了结构与功能的多样性,并解决了光合碳循环和代谢氮循环之间的连接,从而实现了沙棘具有双重性生态型功能。表现出耐瘠薄、耐干旱、耐酷热、耐风沙、抗酸、抗盐碱等广泛生态幅[8]。也为沙棘育种从种质及共生弗兰克菌菌株的选育,提供了双重生态型亲本的选择基础。

我国现有的沙棘种和亚种间营养和活性成分也存在着显著差异[9]。如种子含油量西藏沙棘最高为17.85%,江孜沙棘最低为7.8%;果肉含油量肋果沙棘最高为18.45%,云南沙棘最低为2.4%;果汁维生素C含量,柳叶沙棘最高为1784.7mg/100g,江孜沙棘最低为30.4mg/100g;种子油维生素E含量,密毛肋果沙棘最高为273.32mg/100g,西藏沙棘最低为98.1mg/100g;果实总黄酮含量,云南沙棘最高为1.18mg/100g,肋果沙棘最低为0.04mg/100g;果实超氧化物歧化酶含量,柳叶沙棘最高为130.2mg/100g,理塘沙棘最低为39.4mg/100g。可见,相同和不同沙棘种和亚种之间它们的营养和活性成分,表现出独有的特性。这种含量上悬殊的差异,表明了它们之间品质上的绝对等级性。因此,利用杂交育种、转基因育种等方法,可以获得高品质的新品种。

近年来,沙棘病虫害发生逐年严重,而且种类逐渐增多[10],除药剂防治外,目前尚无抗病虫的新品种。因此,利用杂交选育、转基因育种等方法,是今后沙棘抗病虫害育种的一条重要新途径。

2 国内外沙棘育种的历史回顾与展望

世界上最早进行沙棘育种的国家是原苏联(主要是俄罗斯),至今已有70多年历史。前后分为三个阶段:资源普查与研究利用;引种和选择育种;杂交与品质相结合的育种。共育出多达100个以上的新品种。引种与选择育种的主要目标是:选育出大果、果柄长、无刺或少刺、高产、果皮厚而采后不破浆的新品种,经过25年共育出5个新品种。杂交与品质相结合育种开始于上世纪50年代,前期重点是产量育种,采用远缘杂交法选育新品种;80年代后重视了品质育种。其实,俄罗斯早在上世纪50年代就重视了沙棘油的药用研究,为此,前后建立了4个沙棘油提取厂。近年来,又重视了类胡萝卜素、VC、VE、果胶、共生固氮力、抗寒性、抗病性等的研究。在杂交育种同时,他们还采用过诱变育种,多倍体育种,无融合生殖育种,无性系育种[11]等。随着“第二次绿色革命”的兴起,俄罗斯更细的研究了果实种子茎皮根中的药用化合物,如5-羟色胺、白花青素、儿茶酸、三帖烯酸、黄酮等[12,13,14]。同时,也重视从中国引进新沙棘资源的利用研究,也重视同种、亚种、不同生态位沙棘的果实、叶片和花粉中的化学成分研究。

在亚洲,蒙古国于上世纪60年代也开始了沙棘育种。此外还有印度[15,16]、尼泊尔、巴基斯坦[17]、阿富汗等国。欧洲由于沙棘面积有限,对沙棘研究较迟,像德国[18,19]、芬兰[20,21]、瑞典[22,23]等国也在进行研究。美洲大陆没有天然沙棘分布,但加拿大引种沙棘主要用于营造防护林。美国也有科研机构开始对沙棘进行引种试验[24]。非洲大陆也没有天然沙棘分布,但南非共和国纳塔尔大学看中了沙棘对矿山废弃地的改造作用,也开始了对沙棘引种的研究。

中国沙棘育种工作开始于上世纪80年代中期,在国家有计划的领导下,上百个大学和研究机构合作,从沙棘种质资源普查做起,并接受俄罗斯沙棘育种经验,将资源普查、常规引种、选择育种、杂交育种、无性选择育种、诱变育种等结合进行。以“遗传改良”[2]为其理论基础,经过20多年的努力,提出“多目标育种、多层次选择、选引育繁并进、有性与无性繁殖兼用,多生态区布点、多单位协作”的理论作指导,开展了多方面的工作。在查明中国沙棘种群构成与变异规律的基础上[25],又通过多层次选择,实生选种,引种驯化,利用杂种优势,进行分区域化试验,选育出20多个新品种,部分品种已应用于生产[26],并获得了国家级的重大科研成果奖励。虽然中国沙棘育种起步较晚,但进展较快。

纵观世界与中国沙棘育种研究的历史和现状,我们看到,当前沙棘育种工作仍然是在常规育种范畴内进行,显得在方法、技术和理论上相对滞后。俄罗斯和中国采用杂交育种(特别是远缘杂交),选育出了大批优良品种。因为,杂交是基因有效重组产生新性状的基础,也是鉴定后代能否适应生境条件的基础。但是,杂交育种也有很多不足之处,例如,耗时费力,育种年限长,有利重组性状少,能保留下来的优良性状更少,较难克服种间不育性等,使这一育种方法受到了限制。品质育种目前尚处于探索阶段,至今尚无成熟的经验和方法但利用随机扩增多态性DNA(RAPD)[27,28,29]、微卫星序列多态性扩增(ISSR)[6]和分子序列多态性扩增(AFLP)[30]等标记技术,对沙棘种内、种间,起源间的遗传多样性的分子差异研究,为进一步杂交育种、品质育种和分子育种打下了良好的基础。

“第二次绿色革命”的子系统中,“基因工程育种”,特别是“转基因育种”已成为当前新的最好的育种方法。它既能培育出高产、富含营养的新品种,又能解决生物种间乃至界间杂交不育的难题,又能培育高抗病、抗虫的新品种,还能节省资源、保护环境、恢复生态等功能。因此,沙棘今后的育种研究,除常规育种外,应积极设法创造条件,引进研究“分子育种”。

3“沙棘生态经济育种”体系的提出与概述

中国虽有世界上最丰富的沙棘种质资源和最大的林分面积,但90%以上的沙棘都生长在缺水,少肥,生境严酷的西部半干旱地区,而且种群单调,主要是中国沙棘亚种,品质较差,产量很低。长期以来一直影响着当地林农经济的收益和企业对沙棘原料的需求。因此,研究这些地区沙棘的良种选育和栽培,已是我国当前和长远改造中国沙棘低产、低品质的重要课题。

在总结前期育种经验与实践中,已提出了“生态经济育种”的概念[2]。作者在这一概念的启示下,经过认真的研究与实践,提出了“沙棘生态经济育种”体系,作为我国第二阶段沙棘育种方案,其方法、指标、目的与理论如下:

远缘杂交为手段———是当前最成熟而有效的常规育种法,远缘杂交(包括单交、复交和回交),可以将双亲不同性状的优良基因重组,形成各种不同的类型,为选择提供丰富的材料;还可以将双亲中控制同一性状的不同“微效基因”积累起来,产生超亲的类型。正确选择杂交亲本并予以合理组配,是杂交育种成败的关键。作者重视蒙古沙棘亚种与中国沙棘亚种的杂交,因为,前者果大产量高,后者生态适应性强,同时都具有高度的遗传力和配合力,亲本间优缺点能达到互补。若进一步创造条件,增加“基因工程”育种,收效更大。因为,“基因工程”育种方法目前在理论与方法上都已成熟

以表型调查和生理分析相结合筛选丰产性和适应性优化配置的育种指标,从杂种后代科学选择优良个体,是提高沙棘生态经济育种成效的可靠技术方法。作者利用远缘杂交F1代的选育方法,经过表型对比选择,生理与遗传测定,选出了众多个优良株系,并通过水利部组织的专家鉴定[31,32]。

产量形成诸因子是育种的主要指标———育种目的是获得适应地域性的高产优质新品种。因此,育种指标的遴选是非常关键而重要的。作者认为重点应抓形成产量的诸因子———果枝数、果实数、百果重和单株产量,以及影响产量形成的库/源(果/叶)关系。因为它们在特定的生境条件下(如干旱胁迫)对产量的形成过程,始终存在着正负两方面反馈调控的互为因果关系,而且,深入分析更能解释清楚在特定地域生态条件下产量形成的本质,以及该单株是否是入选的优良株[32]。

生长势是判断选优的总标准———植物在特定地域生态条件下生长好坏的综合表现型指标是生长势。地上部生长势的强弱表现在植物体的大小、树形的结构、叶面积的大小、叶面积指数、二年生枝条的数量、长度、健壮程度、抗逆力,以及营养生长与生殖生长之间的平衡关系;地下部表现为根群的结构、大小和活力。没有强势的营养生长体,不可能有较高的经济学(果实)产量。所以,生长势是综合评价育种指标的重要依据。影响沙棘生长势大小的是种质基因的潜能对生境可塑性的适应能力。作者在九成宫基地育种选优的首要标准就是看被选单株的生长势强弱后,再决定是否入选。

“选优”与“微繁”配合方法———最能缩短育种年限、大大减少选育工作量和加快繁育速度,并能早日应用于生产。无性繁殖使所选株不再产生性状上的分化分离,性状稳定一致,以利于提高产量和适应生境的能力。无性繁殖由于不经过温周期而提前开花结实。无性繁殖还可以使树形矮化,结实层低,便于管理和采收。无性繁殖还可用于遗传多样性基因的搜集、保存和转移。“微繁”育苗是“细胞育种”器官扩大化的方法之一,也是“扦插育苗”微型化方法,它是两者结合的新技术微繁育苗速度高于扦插育苗”250~1000倍。影响“微繁”生根与成苗的内因,主要是解剖结构、韧皮部含糖量、生长激素、NO、抑制剂、种源、家系、年龄等;而外因主要是湿度、温度、光照、基质通气状况与营养等。将来大面积优良品种沙棘林的营造主要应靠“微繁”育苗产业化、标准化、商业化供应。

“沙棘生态经济育种”理论体系———是遗传—生化—生理—生态学综合理论。育种学是一门综合性学科。因为它涉及到遗传学、植物学、植物生理学、植物生物化学、作物栽培学、生态学、气象学、植物病理学、昆虫学、生物统计与田间实验、分子生物学、生物技术等。这些学科都是育种的理论和技术支撑点,而育种只是一个综合理论与方法指导下的实践应用研究过程。作者在“沙棘生态经济育种”体系指导下的育种过程中,就是以这一综合理论,分别综合指导了全过程。表型指标选择,主要以遗传与生态理论为指导;表型指标的内在因果关系分析及品质,主要以生化生理理论为指导;生长发育的平衡与产量、最终是否入选,主要以遗传-生化-生理-生态综合理论分析为指导。

总之,“沙棘生态经济育种”体系,是以最大发挥杂交材料的遗传潜质—生态适应力配合为显性的,理论与方法的综合体系。所以,它不仅适用于普通常规育种,也适用于分子育种;它不仅适应于半干旱地区的沙棘育种,也适用于中国其他沙棘生长与栽培地区的育种。

从本文起,作者将连续在贵刊上发表“沙棘生态经济育种”体系的实验研究性文章,与同行们商榷与讨论,以期共同努力为中国的沙棘育种事业做出新的贡献

摘要:目前,世界沙棘育种研究,仍是常规育种法,方法与理论都比较滞后,需要改进与提高。作者介绍的“生态经济育种”体系,虽也是常规育种,但有其众多的新概念。它是以远缘杂交为途径,以表型和生理结合,以产量形成诸因子为指标,以生长势判断为标准,以遗传-生化-生理-生态为理论,指导选育出适应不同生境和地区的高产、优质、生活力旺、抗逆力较强的生态经济型新品种,同时这一育种体系可与“基因工程育种”法相接轨,在沙棘资源最丰富的中国,沙棘育种有条件做的更好。

育种与育人 篇3

关键词:江苏省;小麦育种;诱变技术;进展;展望

中图分类号: S512.103文献标志码: A文章编号:1002-1302(2014)06-0060-03

收稿日期:2013-09-06

基金项目:江苏省连云港市科技计划农业攻关项目(编号:CG1128)。

作者简介:王龙(1965—),男,江苏扬州人,研究员,主要从事小麦育种与推广工作。Tel:(0518)85102140;E-mail:lygnkyxm@163.com。小麦是世界上种植面积最广、生产量最高的粮食作物之一,也是江苏省仅次于水稻的第二大粮食作物,江苏省小麦常年播种面积在220万hm2左右,总产量100亿kg以上,约占全年粮食总产的30%左右,对全省粮食生产的稳定和发展具有举足轻重的作用[1-2]。持续提高小麦产量对保证江苏省粮食安全和社会稳定有着重要意义。新品种选育是增加小麦产量、改善小麦品质及提高农业资源利用效率最直接有效的措施之一,在小麦新品种的选育过程中,各种优良种质和材料的引入及育种方法的创新对提高育种效率起着至关重要的作用。目前小麦利用的优质种质资源范围已经非常狭窄,迫切需要新种质和新材料的不断发现和创造[3]。诱发突变技术是利用各种理化因素诱发各种有用的突变基因,进而诱发遗传变异,以获得各种类型的有用突变体,并在此基础上择优直接或间接育成新品种。与杂交育种等其他方法相比,它具有突变频率较高、突变谱较宽、后代性状稳定快、育种周期短等优点,可以有效改良株高、熟期、品质、抗病性等性状[4],因此在现有种质资源缺乏、遗传资源日益枯竭的状况下,诱变育种逐渐成为一种重要的育种方法。有资料表明,中国、俄罗斯、荷兰、美国、日本等60多个国家已经利用诱变技术在160多种植物上育成2 000多个品种[5-6]。本文简要综述了江苏省小麦育种工作的研究现状及诱变育种技术的研究进展,并对加强江苏省小麦诱变育种的研究提出了几点建议。

1江苏省小麦育种研究进展

1.1江苏省小麦育种成就

小麦是江苏省仅次于水稻的第二大粮食作物,江苏省是全国小麦主产区之一。江苏省自建国之后经历了6次大的品种更新,所育成的小麦品种在提高产量、改善品质、提高综合抗性水平等几个方面都取得了突破性的进展。

1.1.1产量水平提高有资料表明,新育成品种的产量较老品种都有不同程度的提高[2,7]。“九五”期间表现突出的有淮南麦区的宁麦9号、扬麦9号、扬麦10号,其在两年省区域试验中比对照品种扬麦158分别增产10.7%、3.7%、18%;淮北麦区品种徐州25号、淮麦16号在两年省区域试验中比对照品种冀5418分别增产10.9%、9.2%;2009年审定的淮南品种,平均产量比2004年提高了2 137.9 kg/hm2,增幅为4198%,平均年增幅高达8.4%;淮北品种平均产量年递增为25%。此外,从产量构成因素来看,淮南品种产量各构成因素增幅均较大,即淮南品种产量水平的大幅度增长是产量构成三因素协同提高的结果;而淮北品种的产量提高主要是依赖每穗粒数的增加。

1.1.2品质明显改善,专用型品质突出由江苏省农业科学院育成的宁麦9号经测定,其品质指标符合国家规定的优质弱筋小麦标准,并且达到了优质饼干小麦的各项指标,是当时国内优良的饼干、糕点专用型小麦品种[2];在2003年我国开始实施《优势农产品区域布局规划》后,江苏省根据地域特征对淮北与淮南麦区进行了划分,要求淮北麦区以强筋小麦为主、淮南麦区以弱筋小麦为主,并实施了小麦良种补贴,这对江苏省小麦优质育种起到了很好的引导和促进作用。2004—2009年审定的36个品种平均粗蛋白含量为13.9%,湿面筋含量为28.5%,稳定时间为5.4 min,平均各项指标均达中筋标准。淮北品种的各项指标高于淮南品种[7]。

1.1.3综合抗性水平有所提高育成品种的株高有所矮化,抗倒性增强,收获指数提高;选育和推广抗病品种受到育种工作者的广泛重视,审定品种的综合抗性水平有所提高,审定品种中兼抗赤霉病、白粉病和纹枯病中2种和3种主要病害的品种比例有所提高。

1.2江苏省小麦育种中存在的问题

1.2.1育种方法有待改进长期以来,江苏省小麦育种工作偏重于育成品种数量,基础研究相对薄弱,采用的育种手段单一,品种的选育往往是凭借经验和运气,较少注重育种方法的改善,因而导致育种周期长、效率低。

1.2.2亲本选用单一,遗传基础狭窄江苏省小麦育种工作存在亲本类型单一,抗源、矮源、优质源、早源及特异丰产源等育种材料贫乏的问题,尤其是突破型亲本资源严重缺乏,造成育成品种遗传基础日趋狭窄。意大利品种st1475/506是淮南麦区育成的扬麦、宁麦和苏麦系列品种唯一亲本来源;淮北麦区育成的品种则多数来源于河南省的郑州891[2,8]。1983—2009年期间,通过江苏省农作物品种审定委员会审定的43个淮北小麦品种中,有23个是用鲁麦13、鲁麦14或其衍生品种作亲本育成的,大多数的品种追溯其系谱,抗源主要来自洛夫林10号和无芒1号,矮秆多粒来自矮牵牛,大穗多粒来自阿勃等[9]。由于遗传基础狭窄,导致育成品種对逆境表现脆弱,这已成为限制江苏省品种改良取得突破性进展的重要因素。

1.2.3推广适应性不强,综合抗性依然有待提高江苏省现有品种的抗病性不容乐观,综合抗病能力不强,兼抗粉病、赤霉病及纹枯病的品种太少,育种单位在重视提高针对某一种病提高抗性的同时,未能有效兼顾对其他病害抗性的提高。所育成品种的适应性不广,年度间产量起伏大,对水肥条件敏感,导致稳产性较差。

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2诱变育种研究进展

2.1诱变育种技术的发展

诱变育种是通过人工利用理化因素诱发遗传变异,再通过选择在较短时间内获得有利用价值的突变体,根据育种目标的要求,培育新品种的育种方法[10],其具有提高突变率,扩大突变谱;性状稳定快,育种年限短的优点,是改进作物遗传、创新种质资源、选育优良新品种的核心和关键,是传统杂交育种技术难以取代的育种手段。最早是在20世纪20年代,Muller和Stadler分別在果蝇及玉米和大麦上证明x射线可以诱发突变。随后逐渐又有遗传育种学家利用x射线育成了大麦、烟草及棉花等突变品种,并在生产上得到了推广。此后,植物辐射诱变育种的研究便相继开展起来。到了20世纪40年代后期,又逐渐有研究者利用芥子气及硫酸二乙酯等处理大麦获得了突变体并育成新品种,此后化学诱变的研究和应用也逐步发展起来[11]。

物理诱变和化学诱变是目前最主要的人工诱变技术,物理诱变通常是人为的利用物理诱变因素(x射线、γ射线、β射线、快中子、激光、电子束、离子注入等具有辐射能的射线)处理生物体,引起生物体中DNA链断裂,若射线击中染色体导致断裂,在修复过程中可能造成交换、倒置及异位等现象而引起突变;化学诱变是利用化学诱变剂(如烷化剂、叠氮化物、碱基类似物等)改变DNA中的碱基构成进而引起突变。60Coγ射线辐射处理与EMS化学诱变技术在作物育种中应用广泛。前人研究发现,60Coγ射线能诱发根尖细胞的染色体畸变和核畸变,出现染色体桥及染色体断片等多种畸变类型,诱发大量的数量性状变异,且因剂量的不同变异率也有差异,并已通过60Coγ射线辐射处理获得了很多优良同质突变体[12-14]。EMS属于烷化剂的一种,其烷化作用主要发生在DNA的鸟嘌呤N27位置上,进而导致烷化的鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对,发生转换型的突变,或是造成置换现象。已有研究者通过用EMS处理成熟花粉等在后代群体中筛选出有利用价值的株型突变体,并有效应用于育种研究工作[15-16]。

随着诱变育种研究的进行,国内外许多研究者在原来的基础上,在诱变材料选择、新诱变因素的开发以及突变体筛选技术的改进等方面做了大量工作,使得诱变育种技术不断发展,出现了离子束注入诱变育种、航天诱变育种、生物诱变育种等新的诱变育种技术,开发出了许多小麦突变体筛选新技术,在有效创造特异突变基因资源和培育小麦新品种方面已经显示出重要的作用。

2.2诱变技术在小麦育种中的应用

自诱变技术应用到小麦育种工作中以来,全世界已诱变育成多个小麦新品种,且有的品种在生产上获得了大面积的推广种植,如新西北利亚67在苏联的推广面积达300万hm2,成为一个适合西北利亚地区种植的突破性的春小麦品种;Taava在芬兰的种植占其硬粒春小麦面积的65%;意大利硬粒小麦的种植面积中有1/3为品种Creso,种植面积达 45万hm2。此外,辐射育成的有利用价值的种质资源超过1万份[17]。

我国小麦诱变育种始于20世纪50年代末期,自1966年育成首批生产用品种鄂麦6号、太辐1号后,几乎每年都有新品种问世。山农辐63、鲁滕1号、新曙光1号、宁麦3号、豫原1号、鄂麦9号、金丰1号、郑六辐、原丰4号、小偃6号、烟农685、龙辐麦16号、扬辐麦2号、4号等诱变品种在生产上得到大面积推广应用,产生了显著的社会效益与经济效益;通过离子束注入小麦诱变育种已先后培育出了高产、优质、高抗、综合性状优良的皖麦32号、皖麦42号及皖麦43号等小麦新品种[18];利用航天诱变技术育成的太空5号和太空6号小麦新品种已进入生产应用,此外,利用航天诱变技术还获得了集极早熟、抗病和强筋等优良性状于一体的小麦新种质SP8581和SP801[19];这些品种的育成均为小麦高产稳产做出了重要贡献,同时也使我国跨入了世界诱变育种的先进行列[20]。

2.3诱变育种存在的问题

虽然诱变育种作为育种工作中创造变异的重要手段之一,具有提高突变率、扩大突变谱、性状稳定快、育种年限短等优点,但目前对诱变育种的研究尚存在诸多问题[21-22],如:基础研究较为薄弱;诱发有益突变的频率低;诱发突变的方向、性质尚难控制;后代突变体的鉴定工作量大;很多化学诱变剂毒性较大,有残留效应;应用范围相对狭窄,在过去很长一段时间内,粮食作物是诱变育种的重点,其研究的重点仅为产量的提高,忽视了高产、优质和多抗的的协同研究。

3诱变技术在江苏省作物育种中的应用

近年来,江苏省在农作物诱变育种研究工作方面取得了较大成就。各科研单位利用辐射诱变育成了水稻、小麦、大麦新品种40余个[23]。其中江苏省农业科学院利用辐射诱变育成的小麦品种宁麦3号、水稻品种南粳23、东亭3号和紫金糯累计种质面积均超过6.7万hm2,粤优938种植面积超过66.7万hm2。江苏里下河地区农业科学研究所通过辐射诱变或杂交与辐射诱变相结合的方法,育成的小麦新品种扬麦158年累计种植面积1 000万hm2以上,获国家科技进步一等奖;育成的水稻品种扬稻6号累计种植面积达 333.6万hm2[23]。通过诱变技术所育成的这些品种在丰产性、抗逆境胁迫及谷物品质等方面有了很大的提高和改善。然而,江苏省诱变育种技术的应用主要集中于江苏省农业科学院及江苏里下河地区农业科学研究所等少数几个育种单位,其他育种单位应用较少或是取得的成果相对不显著。由此看来,加强诱变技术的研究及诱变育种技术的应用是提高育种效率,有效取得育种成果的重要途径。表1江苏省利用辐射诱变技术育成的水稻和小麦品种

育成单位品种名称水稻小麦江苏省农业科学院

南粳23号、南粳24号、东亭3号、R-462、粤优938、02428

宁麦1号、宁麦2号、宁麦3号、86309、86056、34080、34157、34158江苏里下河地区农业科学研究所

nlc202309012351

7404、1870、扬辐粳4928、扬辐粳4901、7738、、扬辐糯1号、扬辐籼2号、扬辐籼3号、扬辐糯4号、扬辐籼5号、扬辐籼9850、扬稻4号、扬稻6号扬麦158、扬麦9号、扬辐麦1号、扬辐麦2号

江苏丘陵地区镇江农业科学研究所辐射3号、辐射5号、后辐9号群众42江苏徐淮地区徐州农业科学研究所徐稻1号、早南粳11宿迁市农业科学研究所74007赣榆县农业局双城糯

4研究展望

近年來,江苏省小麦育种在提高产量、改善品质、提高综合抗性水平等方面都取得了突破性的进展,但也存在诸多问题。诱变技术能有效地创造自然界未有的新基因,有效改良如早熟性、株高、抗病性、籽粒品质性状等[24],因而在育种实践中发挥了不可替代的作用,越来越多的育种家已经注意到,在当前遗传资源日益枯竭的状况下,利用人工诱变方法迫使作物产生变异是获得农作物新资源、选育新品种的重要途径,也是解决育种工作上很多特殊问题的有效手段。以下是对加强江苏小麦诱变育种工作的几点建议。

4.1结合江苏生产实际,明确育种目标,选择适宜的材料进行诱变

江苏省一般以淮河、苏北灌溉总渠一线为界,分为淮北和淮南。在研究目标的设定上,要根据江苏省小麦生产实际,以生产为导向,又要重视提高科研成果的产业化水平及科技创新能力和在农业生产中的贡献率。要根据淮南麦区及淮北麦区不同的生产实际及各自的主攻目标选择当地表现适应性强、综合性状良好的品种为诱变亲本,确定相应的诱变技术,从分枝小麦、矮秆、早熟、抗性、品质等方面构建小麦突变体库,创新种质资源和育种中间材料,建立江苏小麦高效育种技术新体系,选育出拥有自主知识产权的适宜江苏省种植的小麦新品种。

4.2加强理论研究,完善和丰富小麦的诱变育种技术

诱变育种技术存在诱发突变频率较低、随机性较大及突变方向尚难控制的问题,应将诱变育种技术与现代生物技术及传统杂交育种技术等其他有效的育种技术有机地结合,此外,细胞工程的主要技术如单倍体加倍、体细胞无性系变异、变异体立体筛选以及原生质体培养与细胞融合等,均为诱变育种的发展提供了新的有利条件,在研究诱变育种的过程中要善于利用这些技术。此外,不同的诱变因素各有其诱变特点,为了提高突变效率,拓宽突变谱,可以加强各种诱变因素的综合利用,充分发挥各诱变因素的特异性,增强诱变效果。

4.3充分挖掘和利用地方品种

由于育种单位多倾向于选择育成品种(系)及其育种中间材料作为亲本,较少涉及到地方品种、野生种或其近缘种质,而良种在生产上的大面积推广种植,导致许多地方品种遭淘汰,许多优良的遗传基因流失,在生产上种植的许多骨干品种的遗传基础日趋狭窄。所以,在加强种质资源的研究、利用诱变技术拓宽遗传基础的过程中,要充分挖掘和利用地方品种,甚至近缘种质中的一些耐抗逆性基因,这将有利于推动江苏省小麦育种研究实现新突破。

4.4加强育种单位之间的交流与合作,提高种质资源利用率

在市场经济的竞争机制下,育种家及各育种单位对遗传材料高度保密而不能共享,优异的种质资源不能得到充分利用。江苏省诱变育种技术的应用主要集中于少数几个育种单位,其他育种单位应用较少或是取得的成果相对不显著。加强育种单位间的交流与合作,可以让优异的种质资源得到更多的遗传学分析及评价,进而提高种质资源的利用率。

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[10]李新华,邱登林,孙桂芝,等. 山东省小麦诱变育种[J]. 核农学报,2006,20(1):51-53,18.

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育种与育人 篇4

C.大幅度改良某些性状

A.染色体变异)。

B.育种年限显著缩短 D.需大量处理供试材料

C.基因自由组合)。

④抑制细胞有丝分裂中纺锤

D.基因突变 2.单倍体育种和多倍体育种主要依据的遗传学原理是()。

B.基因连锁互换

3.用秋水仙素处理幼苗,所不能引起的变化是(体的形成 ⑤获得单倍体植株 A.①②③)。

A.单倍体育种 B.多倍体育种)。

C.杂交育种

D.诱变育种

5.下列各项中,可能产生新基因的是(A.用离体花药培养玉米植株

C.通过杂交培养抗病小麦品种 B.②④⑤

C.⑧⑤

D.①③

4.在育种上既要得到更多的变异,又要使后代的变异性状较快地稳定,最好应该采用(①提高突变频率 ②获得无子果实 ③大幅度改良某些性状

B.用低温处理诱导染色体加倍 D.用X射线处理链孢霉

6.经过杂交育种培育的优良品种连续种植几年以后品质会下降,其根本原因是 A.发生基因突变

B.发生基因重组 C.发生基因分离

D.发生性状分离 .2003年我国载人航天飞船“神舟”号飞行成功。“神舟”号飞船曾携带一部分 植物种子,进行诱变育种,这是利用太空中的()因素诱发变异。A.射线等物理因素

B.化学物质等化学因素 C.太空中的微生物

D.自然突变

8.番茄是自花授粉植物,已知红果(R)对黄果(r)为显性,正常果形(F)对多 棱果(f)为显性。以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有红色多棱果品种、黄 色正常果形品种和黄色多棱果品种(三个品种均为纯合体),育种家期望获得红色正常 果形的新品种,为此进行杂交。试回答下列问题:(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?

(2)上述两亲本杂交产生的F,代具有何种基因型和表现型?

(3)在F:代中表现红色正常果形植株出现的比例有多大?凡代中能稳定遗传的红 色正常果形植株出现的比例有多大?

9.良种对于提高农作物产量、品质和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途径。其一是具有不同优点的亲本杂交,从其后代中选择理想的变异类型,变异来源于

用心

爱心

专心 _______________,选育过程中性状的遗传遵循___________、____________等遗传定律。其二是通过射线处理,改变已有品种的个别重要性状,变异来源于__________,实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目,例如用秋水仙素处理植物的分生组织,经过培育和选择能得到________________植株。

10.现有三个番茄品种,A品种的基因型为AABBdd,B品种的基因型为AAbbDD,C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上,并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答:

(l)如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株?(用文字简要描述获得过程即可)

(2)如果从播种到获得种子需要一年,获得基因型为aabbdda的植株最少需要几年?

(3)如果要缩短获得aabbdd植株的时间,可采用什么方法?(只写出方法的名称即可)11.在家兔中黑色(B)对揭色(b)为显性,短毛(E)对长毛(e)为显性,这些基因是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔。请回答下面的问题。(1)试设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案(简要程序): 第第第一二三

步步步________________________________________________________________________; ________________________________________________________________________; ________________________________________________________________________。(2)F2中黑色长毛兔的基因型有____________和____________两种,其中纯合体占黑色长毛兔总数的____________,杂合体占F2总数的____________。(3)此题属于基因的________________________定律。

12.下图纵轴表示青霉菌的菌株数,横轴表示青霉菌产生的青霉素产量,曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化,曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化。请根据图6-1回答下面的问题。

用心

爱心

专心

(1)曲线b和a相比,说明了______________________________________________。(2)b、c、d

3条

线

较,说

了___________________________________________________。(3)比较

13.下图(图6-2)是表示农业生产上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程示意图。请根据图回答下面的问题。b、c、d3

条曲线的变化,最符合人们的菌株是__________________________________,从中我们可得到什么启示?

(1)图中A→B→C→D所表示的育种方法是_____________育种,其显著的优点是______________ ___________________________________________________________________________。

(2)从F1到F4连续多代自交的目的是提高的含量;从F2开始逐代进行人工选择是为了

用心

爱心

专心 淘汰__________,为什么这种选择必须从F2开始而不能从F1开始?__________________ __________________________________________________。

(3)图示的两种育种方法都是从亲本杂交开始,这样做的目的是___________________。.D 2.A 3.C 4.D 5.D 6.B 7.A 8.(l)红色多棱果品种和黄色正常果形品种

(2)RrFf红色正常果形(3)9/16 1/16 9.基因重组

基因分离定律

基因自由组合定律

基因突变

多倍体

10.(l)A与B杂交得到杂交一代,杂交一代与c杂交,得到杂交二代.杂交二代自交,可以得到基因型为aabbdd的种子,该种子可长成基因型为aabbdd植株。(2)4年。

(3)单倍体育种技术。

用心

爱心

专心

用心

爱心

育种与育人 篇5

马友记

(甘肃农业大学动物科技学院兰州730070)

摘要:文章简要回顾了我国现代绵、山羊的育种历史与现状,探讨了现代生物技术在绵、山羊育种中的具体应用情况,并对目前绵、山羊育种工作存在的几个问题进行思考,对构建我国绵、山羊育种技术体系,提高育种效率和技术水平,实现优质高效绵、山羊育种关键技术的突破具有重要意义。

关键词:绵羊;山羊;育种;生物技术;思考

Review and reflection of sheep and goat breeding work in China

MA You-ji

(Faculty of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070,China)Abstract: In this paper the history and current situation of sheep and goat breeding were reviewed, and modern biological technology application were discussed, several questions in the sheep and goat breeding work were thought.This has important significance for build sheep and goat breeding technology system, improve the efficiency of breeding and technology level, and realize high quality, high level, goat breeding breakthroughs in key technologies.Key words:sheep;goat;breed;biotechnology;reflection

我国是绵、山羊养殖历史悠久的国家,品种资源十分丰富,2011年出版的《中国畜禽遗传资源志·羊志》共收录羊遗传资源140个,其中绵羊71个,包括地方品种或资源42个、培育品种21个、引进品种8个;山羊69个,包括地方品种或资源58个、培育品种8个、引进品种3个[1]。截止到2010年6月先后育成了28个经国家审定的品种,其中细毛羊品种13个、半细毛品种5个、羔皮羊品种1个、奶山羊品种4个、绒山羊品种3个、肉用羊品种2个[1]。根据联合国粮农组织(FAO)2011年统计资料,我国已经跨入世界养羊大国行列,羊的饲养量、出栏量、羊肉产量均居世界第一位,到2011末存栏羊

2.81亿只,其中山羊1.42亿只、绵羊1.39亿只,70%以上属于肉用或肉毛、肉皮、肉奶兼用品种,年肉产量398.9万吨。随着现代社会经济的发展,人民生活水平的不断改善,对畜产原料的需求趋于多样化,我国的绵、山羊品种资源、结构正在逐步改变,生产方向也由过去的毛主肉从变为现在的肉主毛从或肉毛兼用,因此培育出生长速度快、产肉力高的绵、山羊品种成为育种方向[3]。然而,由于目前我国绵、山羊育种技术集成创新力度不足,育种的技术水平和效[2]

作者简介:马友记(1976-),男,副教授,硕士生导师,研究方向为羊育种与繁殖, E-mail:yjma@gsau.edu.cn 项目资助:国家科技支撑计划项目(2011BAD28B05)和国家现代肉羊产业技术体系(CARS-39)资助

率还比较低下,致使拥有自主知识产权的优质肉羊品种相当匮乏,现有品种贡献率低,市场竞争力差,加上千家万户分散养殖、饲养管理粗放、生产方式落后以及良种覆盖率低,造成出栏羊胴体重仅有世界平均水平的79%,高档羊肉的比重不足5%。为此,回顾我国绵、山羊育种工作的现状,构建我国绵、山羊育种技术体系,提高育种效率和技术水平,实现我国优质高效绵、山羊育种关键技术的突破,对推动我国养羊业生产水平及其产业化进程已显得十分必要和紧迫。[4]

一、中国现代绵、山羊育种工作进展

新中国成立63年来,我国养羊生产和育种工作取得长足进展。特别是改革开放30年来,随着农业生产结构的调整和农村经济的全面发展,我国养羊生产快速腾飞,养羊业已经成为发展农村经济的一个重要支柱产业。目前,我国已经跨入世界养羊大国行列,其饲养量、出栏量、羊肉产量均居世界第一位。

新中国成立之初国家收集分散在民间的品种资源,兴办多座大型种羊场,并先后从前苏联、德国、英

国、澳大利亚、新西兰等国引进大批细毛羊、半细毛羊、羔皮羊和奶山羊,在东北、西北、中原、西南等地建立原种基地,进行纯种繁育和杂交改良。

1954年在新疆巩乃斯种羊场经20余年的杂交、选育,培育出我国第一个毛肉兼用细毛羊品种—新疆细毛羊,结束了我国没有细毛羊品种的历史。与此同时,开始了对湖羊、滩羊、济宁青山羊、中卫山羊等裘羔皮羊本品种选育工作。

1957年农业部召开绵羊改良座谈会,明确了当时绵羊改良的工作重点就是把粗毛羊改造成为同质细毛羊。1959年成立东北细毛羊育种委员会,20世纪60年代引入半细毛羊万余只,在内蒙古、安徽、山东、湖北、青海、甘肃、四川、云南等省区进行纯繁,开展杂交试验,以期望获得羊毛细度48/50、56/58支的半细毛羊,并制定了本品种选育和新品种培育计划。

1965年全国畜禽育种工作会议上提出了不同地区羊的选育方向。1972年引进澳洲美利奴羊29只,与波尔华斯羊、新疆细毛羊杂交,培育高质量的良种细毛羊;1973年召开全国半细毛羊育种经验交流会,制定了《全国半细毛羊育种协作计划》和《关于半细毛羊育种若干技术问题的意见》。

1977年,国家相关部门联合制定《全国家畜改良区域规划》,提出要大力发展细毛、半细毛改良羊,提高绵山羊的产品率和质量,对我国良种应设种羊场和良种繁育基地,开展本品种选育和繁殖推广工作。这是新中国成立后制定的最全面的一个羊的改良方案,促进了此后的绵山羊育种工作和

地方品种的改良。

1979年6月,成立“全国半细毛育种委员会”。1981年该委员会决定创办《中国半细毛羊》杂志,1984年更名《中国养羊》。

1982年8月在北京召开“中国羔皮羊、裘皮羊研究会”,研讨了育种和生产方面的重大问题,对我国羔皮、裘皮羊生产的发展起了一定的推动作用。

1985年新疆、内蒙、吉林联合育成了中国美利奴羊,实现了细毛羊品种质的飞跃,使中国细毛羊开始进入世界优质细毛羊的行列。接着又开展培育中国美利奴羊毛密品系(新疆、内蒙、吉林)、多胎品系(新疆)、体大毛质好品系(新疆)、无角类型(新疆)以及建立中国美利奴羊品种结构新体系(吉林)等研究工作。

1987年在山东文登召开“全国奶山羊生产工作会议”,提出了进一步开展中国萨能奶山羊选育的技术方案。

进入20世纪90年代,国际市场对细度在21.5微米以下羊毛的用量和羊肉需求量逐年增加,我国养羊业的发展方向开始从“养羊为产毛,淘汰才吃肉”的传统方式,向“以肉为主,肉主毛从,肉毛兼顾,综合开发”的生产方向发展,并形成了优质细毛羊和专门化肉用品种两个绵羊选育方向,养羊结构发生了相应的变化。

当前,肉羊产业以投资少,见效快影响着世界养羊业的发展,相继从国外引入多个绵、山羊品种来改良我国的地方羊种,目的就是生产质优价廉的羊肉和为新品种培育提供育种素材。利用国内外绵、山羊的遗传资源,先后培育出了对高纬度寒冷地区、冷季饲料不足地区具有良好适应性的阿勒泰肉用细毛羊;体格大,生长发育快,四季发情,繁殖率高,泌乳力好,抗病力强,耐粗放饲养,适应能力强,产肉力高和皮板品质好的南江黄羊;肉品质好,对酷热、严寒环境都有较好的适应性,在大群饲养、分散饲养和舍饲、放牧荒漠条件下,都能表现稳定生产性能的中国美利奴羊肉用品系;在荒漠、半荒漠自然条件下,无论炎夏还是-30℃的严冬,均表现出良好生产性能的中国美利奴羊肉用多胎品系;适合舍饲圈养、耐粗饲、抗逆性强、适应性好、羔羊育肥增重快、性成熟早等特点的巴美肉羊。集成我国优良地方绵羊品种小尾寒羊繁殖率高、蒙古羊耐粗饲及引进肉用绵羊品种无角陶赛特羊和波德代羊生长发育快等优良性状的甘肃肉用绵羊新品群。通过这些肉羊新品种(系)的培育,基本在局部生态区形成了肉羊繁育体系和产、加、销一体化的现代肉羊产业化发展雏型,并在一些高效育种关键技术方面有所突破。

二、中国绵、山羊育种存在的主要问题

尽管我国在引入国外优良品种、开展杂交改良、新品种培育以及在地方品种选育提高方面做了[5]

大量的工作,取得了显著成效。但时至今日,我国羊良种化程度依然不高,大大影响了我国养羊业的总体生产水平和产品质量,致使我国养羊业与发达国家相比仍有一定的差距,主要表现在以下几个方面:

2.1育种基础设施薄弱,资金投入严重不足我国肉羊主产区多处于牧区和农牧交错带,总的看来这些地方政府、企业和养羊户都缺乏经济实力,而国家在育种经费、人力等投入上又滞后于猪、禽,致使种羊场、繁育场、改良站等基础建设缺乏资金投入,种羊生产和利用的配套设施相对落后。特别是育种的长期性与市场短期行为的矛盾造成许多国有育种场和扩繁场或名不副实,或倒闭破产,或虽能维持,但处境艰难,而企业投资建设的种羊场多以炒种为主,市场行情好时抬高种羊价格,市场行情不好时转行,所发挥的作用有限。

2.2种质创新研究和肉羊育种水平与生产的实际需求差距巨大尽管我国拥有丰富的绵、山羊种质资源,但是资源的挖掘利用和创新能力不强,除对繁殖性状研究较为系统外,其它高产及优质、抗逆性状一直未得到系统的研究。尽管我国开展育种的科研、教学、国有事业单位多,但存在研究力量分散和经费无法保证的现象,而且我国没有全国性的羊育种协作组织,也没有全国的肉羊遗传改良规划,从事育种的单位基本上各自为阵,没有分工协作,更没有开展联合育种,出现有项目经费就育、项目结束就不育的现象,育种工作往往前功尽弃。

2.3地方资源选育利用不够我国绵、山羊品种资源丰富,地方品种的优良特性除繁殖力高外,还有品质优良、抗应激、适应性强等特性,但由于经费短缺或认识上的缺陷,对这些优良特性的开发还不够充分,加上国外引种热,造成地方品种“只繁不育”,逐步失去其竞争优势和推广利用。但是作为一个拥有13亿人口的大国,解决羊肉短缺的问题仅仅依靠国外品种来杂交改良地方品种提高羊肉产量的做法是不现实的,何况培育出适合我国具有自主知识产权的肉羊品种也不可能—蹴而就,因此地方品种遗传资源的开发利用亟待加强。

2.4肉用绵羊性能测定和品种登记尚未实施,种羊质量没有保证由于我国尚未实行肉用绵羊生产性能测定和品种登记制度,种羊从羊场直接流入市场,对种羊质量缺乏有效监督,以次充好、以假乱真现象常有发生,种羊场普遍存在“重引进,轻选育”的现象,肉羊育种和生产企业的规模化、产业化水平亟需进一步提高。

三、关于绵、山羊育种工作的几点思考

目前,我国养羊业生产水平总体来说还很低,养羊业中的科学研究跟不上生产的发展,特别是“黑板上养羊,实验室搞育种”现象的出现造成科学研究中重实验室研究,轻与生产实践相结合,创新技术和成果少,应该引起广大养羊科技工作者的思考。

1、关于炒种、倒种误导生产的思考近年来,由于优秀种公羊的短缺,从而导致个别企业或个

人炒种、倒种现象时有发生,造成种羊价格过高,一般的农牧户买不起,严重地挫伤了养羊者的积极性。另外关于小尾寒羊或湖羊,我们应该利用用其所长,克服其短,在适宜饲养绵羊,并且生态经济条件较好的地区,如引入小尾寒羊或湖羊作为母系品种与专门化肉用品种公羊进行杂交育种,或为了加快羊的繁殖,缩短世代间隔,用其作为胚胎移植受体,应该是很好的选择,最近几年的生产实践证明,利用小尾寒羊或湖羊“炒种”的做法是欠妥的。

2、关于重引进、轻培育的思考各级政府部门和科研机构花巨资相继从国外引进大量优良绵、山羊品种,用于改良我国地方品种和作为培育新品种的素材,但对地方品种改良存在一定的盲目性,未进行专门的配合力测定,加之不重视选育,优良基因不断流失,群体遗传水平逐年下降,杂交后代生产性能呈现下降趋势。我国现有一些优秀的地方品种,由于对品种选育重视不够,逐步失去其竞争优势。

3、关于生物技术应用的思考生物技术的兴起促进的家畜育种的飞跃,但有两点,其一是由于生物技术是一个新兴的学科领域,许多理论、方法和技术仍处在研究发展阶段,对其在育种中的应用也将随之进一步延伸和扩展,因此,我们在绵、山羊育种工作中使用这些技术推广应该及时吸收这一领域的新成果、新认识,不断完善这些生物技术在绵山羊育种中的应用;其二,现代生物技术实际上是在传统常规技术基础上发展起来的,事实上单凭这些生物技术无法解决羊育种中的所有问题,常规育种技术必须与现代生物技术相结合,才能建立整体的现代绵、山羊育种体系。

4、关于育种合理规划的思考目前养羊生产格局基本形成,并进行了肉羊优势产区规划,分为中原、内蒙古中东部及河北北部、西北和西南4个肉羊优势产区,促进了养羊业的健康持续发展[10]。各地自然条件、饲草资源、品种资源各不相同,应根据本地自然条件,进行市场分析和产品定位,制定合理的产业发展规划,决不能搞“一刀切”。特别是生态经济薄弱地区,盲目引进,盲目发展,加上主管部门对羊产业发展和羊品种培育尚无统一的规划和指导,无序地发展造成了大量财力、人力的浪费,因此搞新品种一定要认真研究,科学规划,慎重行事。

5、关于加强对羊育种工作的统筹协调的思考在刚刚召开的全国畜禽遗传资源委员会会议上明确提出要建立适合不同主产区高产优质育种核心群和跨区域的联合育种体系,那么如何建立是摆在养羊科技工作者面前亟需解决的问题。虽然用引入优质肉羊品种进行杂交有相当规模和基础,但可开展新品种培育的群体分散于不同的单位,群体规模小、各单位技术水平参差不齐等是采集数据、建立遗传评估体系的拦路虎。结合我国肉羊、细毛羊和绒山羊育种情况建议尽快协调成立相应的全国羊育种协作组,制定并实施全国的羊种质资源利用方案和遗传改良计划,指导不同类型、不同地域的羊育种工作。通过农业部的良种建设工程、产业技术体系资金、行业科技专项等项目资助,给育种场和育种项目至少10年以上的长期稳定支持,使育种工作有连续性,切实解决羊育种长期性与

市场短期行为的矛盾性,防止前功尽弃。

6、关于建立育种核心群补贴制度的思考根据羊繁殖周期长、繁殖率低、冷冻精液受胎率低、育种和改良过程中需要的种羊数量多及世代间隔与育种周期长、育种场经济效益差等特点,建立育种核心群补贴制度,对核心群羊只特别是基础母羊给予补贴,确保育种核心群的稳定。

四、小结

近年来,我国羊遗传繁育研究从理论、方法、技术到育种实践各方面,均取得很大进展。可以预见,随着研究的不断深入和国家对绵、山羊育种工作的投入加大,一定会使选种的准确性逐渐提高,必将推动育种再上一个台阶,也会促进绵、山羊的经济用途更加宽广。

参考文献

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4.赵有璋主编.羊生产学[M].北京:中国农业出版社,2000

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6.陈建武,龙 华.现代育种理论和育种技术的新思路[J].现代农业科学,2008,3:3-5

7.乔海云,张应禄,赵倩君,等.绵、山羊生产科技支撑现状与未来需求技术研究分析[J].中国畜

育种与育人 篇6

师德为先

小学教师师德论文 教书育人 师德为先 社旗县太和镇中心学校 王华领 电话:*** 二0一二年六月 教书育人 师德为先“教书育人”是指教师关心爱护学生,在传授专业知识的同时,以自身的道德行为和魅力,言传身教,引导学生寻找自己生命的意义,…

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小学教师师德论文

教书育人 师德为先

社旗县太和镇中心学校 王华领

电话:***

二0一二年六月

教书育人 师德为先

“教书育人”是指教师关心爱护学生,在传授专业知识的同时,以自身的道德行为和魅力,言传身教,引导学生寻找自己生命的意义,实现人生应有的价值追求,塑造自身完美的人格。因此,这就要考教师了,教师是知识的化身,是智慧的源泉,是道德的典范,是人格的楷模,是学子们人生可靠的引路人。教书是手段,育人是目的。因此,我们教师在任何时候都不能忘记,自己不单单是为教书而教书的“教书匠”,而应是人类灵魂的工程师。教师只有热爱学生,才能教育好学生,才能使教育发挥最大限度的作用。可以说,热爱学生是教师职业道德的根本。对学生冷漠,缺乏热情,决不是一个有良好师德的好教师。教师对学生的爱,既是敬业精神的核心,又是教师高尚品德的自我表现,既是育人的目的,又是教师教书这个职业的具体表现。现代著名教育家竺可桢说过:教者,传授知识也;育者,培养思想品德也。教中有育,育中有教。也就是说:既教书又育人是教育的本质要求,也是师德的基本要求,更是教师的责任和义务。教书和育人是不可分割的统一体,二者相互作用,相互渗透,相辅相成,即:教书育人,师德为先。

教育的根本目的是培养人。雅斯贝尔斯说:“将教育仅仅停留在知识的传授上,这种教育是没有灵魂的。”教师职业的本质特性就是影响人的心灵,提升人的道德境界。教育的根本目的就是育人,教育以培养真正的人,培养全面、完整的人为己任。对于所有学校来说,教学都是中心工作,但它不是目的而是手段,学校的根本任务是育人。德国教育家赫尔巴特指出:教学如果没有进行道德教育,只是一种没有目的的手段;道德教育如果没有教学,就是一种失去了手段的目的。具体落实在教师职业行为上就是通过教师的劳动培养人,塑造人,改造人,促进人的全面发展。

因此,教师职业是以教书育人为中心的一种职业。教师承担着传播人类文化,开发人类智能,帮助学生形成科学的世界观和正确的人生观,用人类崇高的思想、高尚的道德去塑造学生的灵魂,引导学生养成良好的行为习惯。塑造人类灵魂的神圣职责。这一职责可以更集中地概括为“教书育人”。教书也要遵循教育规律,实施素质教育。素质教育是我国改革开放实践,尤其是教育改革深化和发展的需要在教育理论和思想认识上的产物,是一个具有鲜明时代特征和重要理论价值的命题。素质教育是针对应试教育的弊端提出来的。在以往的应试教育过程中,认识上存在着两个误区:一是忽视了对大多数学生的培养,只对少数人服务。客观现实决定了只有少数人能够通过考试进入大学,片面强调和追求升学率,必将牺牲大多数人的利益,从而使基础教育成为面向少数人的教育。二是在教育内容上忽视德育、体育、美育和生产劳动教育,只重知识传授,忽视能力与心理素质培养,追求的是片面发展,而不是全面发展。甚至把学生当做考试的“机器”,分数的“奴隶”,根本违背人才培养规律。素质教育是为了全面提高学生的素质,也就是为了提高全体受教育者综合素质的教育。素质教育从本质上说,是以提高全民族素质为宗旨的教育。

第一,它具有主体性。素质教育要求弘扬学生的主体性,把每一名学生都当作一个活生生的人来对待,作为一个完整的人来加以影响,使学生整体得到发展。

第二,它具有全体性。素质教育是面向全体学生的教育,并非只重视所谓“尖子”学生,而忽视一般学生。

第三,它具有全面性。素质教育是以全面提高学生的基本素质为根本目的,以注重开发受教育者的潜能,促进受教育者德智体诸方面

生动活泼的发展为基本特征的教育。

第四,它具有长效性。素质教育着眼于受教育者群体和社会长远发展的要求,强调培养学生的基本素质和终身学习的能力,促进学生可持续地自主发展。

素质教育就是要实现从过去仅仅看分数转变为去看思想道德、文化科学知识、劳动技能、个性特长和身体心理健康等素质的全面提高。这就对教师提出了更高的要求。孔子也说过:“其身正,不令则行。其身不正,虽令不从。”我们教师若不是路标,纵然你的理论再高,教育的形式再好,艺术性再强,都是无根之木、无源之水!每个教师的一举一动、一言一行、一思一想、一情一态,都清晰而准确地印在学生的脑海里,这就是无声路标的示范性,这种示范性将在学生的心灵深处形成一股排山倒海般的内化力。

我从小就喜欢教师这一职业。现在是一名普通的教师。从教至今已经有十几个年头,我深深地感到教师的物质生活相对清贫,但每当看到那一双双渴求的目光,一张张专注的面容,不由得让人身心激动,似乎融入到无比圣洁的情境,生命也因此赢得了壮丽的升华。我们的奉献虽然不见什么轰轰烈烈的壮举,但却是用平凡与崇高的师德之光,照亮了一片清纯的天地。课堂内外淳淳的教诲,一点一滴,潜移默化,日积月累,耳濡目染,久而久之,教师的道德品格便在学生心中生根发芽,开花结果。这正是:“随风潜入夜,润物细无声。”

是的,教师的职业是平凡而琐碎的,教师的生活清贫而艰辛的。但是我们也看到了,老师们脸上却永远挂着晨曦般的笑容,正是因为老师们都愿自己像一片绿叶,默默地去成就果实的辉煌,才有今天的桃李满天下„„有一个曾做过教师的人说:教师这工作是少有的净土,如果能在光荣感之余再多点幸福感,是值得一直干下去的。

说起来,教师这职业到底给了我们什么,是一份可以矜持一些的 心态,是一种相对安定的生活,是一日三餐准时的习惯„„所以,那些多年不见的朋友听说我做了老师,往往都会问:你的薪水高吗?你的待遇不错吧?可是,即使是再关心我的好友,也无人问及,你幸福吗?我幸福吗?幸福是什么?也许我们记住了许多快乐的场面,可幸福却是一种自己灵魂的问答。但当你身为一名教师,就有了一份以爱为主题的职业,那就去爱你身边的孩子吧,像宽容你亲人的小脾气,和原谅你的孩子的恶作剧一样,去接纳他们的优点和缺点。关爱别人,是一种发自灵魂的芬芳,一种深入骨髓的甜蜜,日子久了,它就会萦绕成一团幸福,紧紧裹住你的心灵。多少次,当你辛勤的工作日见成效,当你发现孩子们一个小小的进步时,无不欢欣雀跃,这样巨大的幸福感难道还不够吗? 十几年的工作经历,使我深深懂得,教育是爱的事业,教师的爱不同于一般的爱,她高于母爱、大于友爱、胜于情爱。不是吗?母爱容易出现溺爱,友爱需要回报,情爱是专

一、自私的爱。而师爱是严与爱的结合,是理智的科学的爱,是积极主动的爱。这种爱包涵了崇高的使命感和责任感。教师对学生的爱,是一种美好而积极的情感,它能促使学生内心产生积极的情绪,教师这种呕心沥血、诲人不倦的精神,能诱发学生积极进取、奋发向上的激情,并影响学生的理想、志趣、爱好和毅力,从而使师生之间产生一种默契,在感情和心理之间架起一座互相信赖的桥梁。对教师敬业精神和行为的崇敬,会使学生对教师的举止、言谈,以及内在的气质、信念、生活态度都进行自然的模仿。教师的教导会像春风一样吹进学生的心田,使他们感到温暖、欢乐和幸福,从而激起对美好事物的追求。这样,教师的爱作为一种外部情感因素,就转化为学生自身的道德动机,转化为推动自己进步的内部动力。

在我的工作生涯中,最大的事就是用爱滋润每一个孩子的心田。

虽然有时也会因学生的调皮而埋怨,因他们的退步而急躁,因他们的违纪而失态,虽然有时也感到很累,很烦,但这时心中总会涌起一种强烈的责任感:我是老师,我要给这些寻梦的孩子引路,在他们心里写一本最美的书。这强烈的意识不断激励我以真诚去拥抱每一个学生。与孩子朝夕相处,我始终想着两句话,那就是“假如我是孩子”“假如是我的孩子”。这样的情感使我对孩子少了一份埋怨,多了一份宽容;少了一份苛求,多了一份理解;少了一份指责,多了一份尊重。家长把天真烂漫、聪明伶俐的孩子交给我们培养,这是对我们的极大信任。我又怎么能不全身心地去爱他们呢?我坚信,我们也一定能以一片至真至诚的爱心感动我面对的全体学生。

“起始于辛劳,收结于平淡”。这是我们教育工作者的人生写照。但是,我既然选择了这个职业,就会无怨无悔,当清晨走进校园,面对一个个标准的队礼,一声声清脆的“老师早”;当走进圣洁的课堂,看到一双双渴求甘霖的双眸,一颗颗等待塑造的无邪的心灵;当课间跟孩子们泡在一起,看到一个个生龙活虎的身影,一张张天真烂漫的笑脸;我又是那么激动,那么满足,终而丢不下九月的承诺,离不开那笑靥的花朵。

今天,网络时代和知识经济的并驾齐驱为教育赋予了全新的内涵,“育人”已不能简单地理解为传授知识,而是要教在今天,想在明天,以明日建设者的素质要求,做好今日的教育教学工作。我可以培养他们扎实的自学能力、独立思考的能力、探求新知的欲望、动手实践的能力和创造的本领。我愿以一个平凡教育工作者的诚挚,投身于教育改革的风尖浪头,与时俱进,改革创新,不断地丰富自我、完善自我、发展自我,赢得世人的尊敬,社会的肯定,努力实现我真诚的育人理想。我要不断加强师德修养,提高自己的思想境界,把师德放在第一位。

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小学教师师德论文 教书育人 师德为先 社旗县太和镇中心学校 王华领 电话:*** 二0一二年六月 教书育人 师德为先“教书育人”是指教师关心爱护学生,在传授专业知识的同时,以自身的道德行为和魅力,言传身教,引导学生寻找自己生命的意义,…

高油玉米育种与应用探讨 篇7

1.1 高油玉米在美国的研究进展概况

著名美国学者Hopkins C G从1986年开始以“Burr’s white”(含糖量是1.2%)群体进行高、低2个方向选择育种的试验[1]。经过百年数代学者的继承研究,在87代选择后得到的高油含量选系,其含油量达21.3%[2],此后,研究表明,在玉米带典型的硬粒自交系中含油量为2.5%~5.5%,商业化典型杂交种已达4%~5%的含油量。同时,高农艺性状和高含油量的群体已开拓,但仍有摆在育种者面前的基本问题。Alexander D E[3]1988年曾提出“育成高含油量的玉米将会成功吗?”,在20世纪80年代后期提出这个问题,绝非偶然。其一,选择方法和效应。IHO群体经过漫长岁月的混合选择,含油量虽高达20%以上,但平均每轮选择值仅为0.19%[4]。ASK群本花费Alexander 20余年的时间,由于采用轮回选择以及磁共振仪进行单粒油分的测定,把平均每轮选择值提高到0.59[4]。组配的杂交种农业性状低劣,难以增产,影响了育种的进展;其二,含有较高油分的玉米作为饲料,其碳水化合物的能量水平不高,实际代谢能量(TME)[3]较低;其三,油分的品质。玉米油的成分主要是脂肪酸,可分为不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和亚麻酸)和饱和脂肪酸(软脂酸)。早期对脂肪酸的代谢与遗传研究不深,难以辨别玉米油的实用价值。再加上育种工作进展不力,尤其是某些高油杂交种常常伴随着产量的下降,致使高油玉米育种限入困境;其四,在20世纪80年代初,美国部分种子公司,由高油自交系组配的杂交种含油量达5%~8%,由于认识方面的原因,直到80年代末,推广力度仍处于弱势。

20世纪90年代初,杜邦公司买断伊利诺斯大学高油玉米种质资源技术的世界专利以后,导致国际油脂的震动,也引起了高油玉米育种者与种植者的思考。1990年笔者访问美国先锋公司,就高蛋白与高油玉米的推广应用缓慢进行探讨,结果是其高官对此也有困惑。21世纪初,我国农业界有些学者对高油玉米、高蛋白玉米的育种工作表现不满,对育种者和媒体的宣传加以责备,有的学者甚至指责美国的玉米育种研究。我国著名高油玉米育种专家宋同明,创造了不小的高油玉米育种业绩。20世纪90年代,随着科学进步,尤其是农业资源的开发、食品品质的评鉴与食品深加工的进展,对高油玉米附加值的探讨引起了市场的关注。加上美国杜邦公司买断伊利诺斯高油玉米的技术专利,美国有关种子公司相继加速高油玉米的种质和组配杂交种的应用研究,推广面积不断扩增。推广杂交种的含油量已达6%上下,面积也达80万公顷,而且还将继续增长。

1.2 高油玉米在我国的研究与发展

高油玉米在我国的起始研究时期较难查考。虽然在19世纪末Hopkins对玉米进行含油量的试验早已传播,但对育成含油量高的玉米杂交种鲜有人问津。中国人以“五谷”维生有着悠久的历史,五谷中除大豆充作油料的来源,其他四谷均不能供给脂肪;添加玉米为六谷,也自然设想到以六谷充作油料。我国老一辈遗传育种专家,除李竞雄以外,多数未能专心于高油玉米育种领域。高油玉米的起始工作,可能开始于1972年许运天访问南斯拉夫时引进一批高油与高赖氨酸的自交系,潘才暹教授于当年秋天赴广东扩繁,才开始转育提供国内育种单位应用。北京农业大学宋同明,于20世纪70年代就已涉及到玉米含油量的研究领域,是高油玉米育种的开拓者、富有创新的领军专家。中国农业大学在80年代中后期,先后育成了高油1号、2号……高油8号(1989)等杂交种,曾在国内各地试种推广,多因产量略低于普通杂交种、农艺性状较次和株型不够理想等因素,难以在生产上推广应用。

1990年前后,宋同明访问美国,一方面了解美国高油玉米育种艰难途径和停滞不前的状态,另一方面在育种实践中积累了较丰富的经验,力图创新,改变我国高油玉米的困境,采用合法途径引入一些半成品的高油玉米群体,借助于新技术磁共振仪的筛选与普通玉米进行群体改良的方法,进行研究,取得以下进展[4]:一方面改变了高油玉米种质狭窄的困境。美国IHO玉米群体的改良费时近百年,凝集了数代科学家的精力;ASK高油玉米群体,Alexarder费时30余年均未获得成功,这种马拉松的研究令人生畏,加之狭窄的高油玉米种质使育种工作停滞。中国农业大学的研究人员改变了玉米高油质种质面貌,创造了新的种质群体,诸如北农大高油(BHO),由中综2号C3群体进行17轮选择而得,从C13轮选择得到By788……By9112等优良自交系;亚伊高油(AIHO)来自(IHO C80X ASK C23)F3,11轮选择过程得到优系,如在49个单粒中,发现平均含油量达25%;该群体蛋白质含量达14%,出现双高群体,值得重视。近年还育成其他创新种质[5,6]。另一方面改进群体改良的方法,提高籽粒含油量的选择进度。美国高油群体IHO是经混合选择改良得到的。历经90代的选择,含油量达20.4%,但其农业性状不良,感病易倒,尤以遗传种质极差,难以应用于生产。90代的选择效果较低,平均每轮仅有0.19%[2]。中国农业大学对较有名气的美国ASK高油群体经表型轮回选择,在磁共振仪对单粒含油量的检测,平均每轮选择较混合选择高出3.1倍,达0.59%。在20世纪80年代后期,宋同明与合作伙伴在掌握优异种质的基础上,结合先进科学技术与方法,在提高轮回选择平均值上取得了可喜的成果。1987年对引进的中综2号C3高油群体经17轮选择,含油量由原来的4.70%增加到15.73%,平均每轮使含油量提高0.65%,较之ASK的选择效率提高了10%。另外,1996年用链状杂交法,以14个优良自交系创建新群体KYGHO,对其在含油量与粒重的轮回选择,仅经4轮选择,含油量即由原始群体的3.73%提升到8.82%,平均每轮效值为1.27%[5]。

2 高油玉米的遗传与种质

2.1 高油玉米的遗传

玉米的遗传研究是伴随着遗传学、基因组学的进展而日益发展的。但对高油玉米的遗传研究与高油玉米百年的含油量选择探讨相比,前者相形见绌。研究者从高油玉米籽粒含油量发现广泛的变异,Baumom L E[7]在对玉米单籽粒含油量的变异中发现具有相关性,F1与F2间的含油量相关系数呈0.75,而在F2与F3家系间的变化为0.54~0.84。Dudley J W等报导[8],历经76个世代的选择,IHO(高油家系)与ILO(低油家系)的含油量相差悬殊,分别为18.8%和0.3%,经分析:高、低含油量的家系,含油量大都可以遗传,据此推断高油玉米含油量的遗传受基因主宰。对高油玉米轮回选择的研究,经85代选择,玉米含油量从4.69%增加到20.48%。因受多基因控制,估测至少有54个基因控制含油量的遗传。并指出含油量的增加主要是由于胚的增大与子粒中淀粉含量的降低。1992年Dudley J W与Lambert R J报导[2],对IHO群体的90轮选择,依据其在不同轮次的世代选择过程,可以初步认为控制高油玉米(IHO)的含油量遗传受基因主宰。估测在第28轮选择,控制含油量的基因位点是33个;第76轮和第90轮选择,基因位点分别为54和69个。并指出,这些复基因呈显隐性效应,有些是低含油量对高含油量为显性,也存在高含油量对低含油量为显性。Miller R L及Dudey J W等指出[9],玉米高油群体Reid Yellow Dent在提高含油量的轮回选择过程的统计分析显示,复基因控制的显性变异未达到显著的标准;而加性遗传变异是存在显著差异的。

玉米含油量其质地的高低与脂肪酸的类别有密切的关联,玉米油的主要成分可归为亚油酸(50%)、油酸(37%)、棕榈酸(10%)和硬脂酸(30%)。这些脂肪也受到遗传基因的影响。1966年Jellum M D研究了双亲自交系与回交过程对玉米油质量组成的脂肪影响[10],1979年他又进行了多项试验与调查并指出[16],脂肪中油酸含量为14%~64%,亚油酸为10%~71%,变异范围较大。Widstrom N W与Jellum M D研究指出[11],油酸与亚酸油酸呈高度负相关(r值为-0.96,达极显著水平),含油量与油酸呈正相关、与亚油酸呈负相关(r值分别为0.51和-0.48,达极显著水平)。Weber E J[13]指出,油酸、亚油酸受单基因或单基因加修饰基因的控制,但也有指出研究者认为是受多基因控制的。Jellum M D指出[10],对育成的硬脂酸含量18%的自交系分析,高硬脂酸含量受单隐性基因主宰。控制油酸、亚油酸的基因位于第2、4染色体长臂上[14]。近年来,对控制玉米籽粒中油量的QTL研究发现,某些分子标记位点对油分有明显的效应。油脂的遗传数量性状是一个高难度的研究问题。

2.2 高油玉米种质的扩增创新

从1896年就开始进行玉米油分增加试验的研究,至今已有110年。近20年的研究有了“质”的进展,即种质创新的概念已经落实到实践研究工作中。创新应建立在种质扩增基础上,具体的手段与途径有:一是基于现存的优良高油群体与自交系,着重分析油分含量与农艺性状,挑选优势群体与自交系,借用普通玉米改良种质的方法(以杂交手段)组配群体与选育优良的自交系。二是以合作与协作的精神扩增种质,创建新的高油玉米富有特色的新群体,必须借鉴近代玉米育种的理论与经验。一方面构建种质新颖的亚热带、热带高油玉米群体,方法为改良轮回选择的技术,以创新思路的技术路线开展研究;另一方面重视我国地方品种,可借鉴中国农业科学院张世璜研究员与合作研究者的思路,在现存不多的地方品种中扩增种质,以创建我国特有的高油玉米新材料、新群体,创建手段应视种源来定选择技术。温带玉米资源,应在现存的种源中择优组配新的群体。三是采用生物技术手段,借用转基因成功的抗虫、抗除草剂的技术以及用分子标记组建高油玉米群体,以利于杂交种的选育。四是根据Mosse S P 2004年的报导[15],从Hopkins C G开始玉米含油量高低方向的选择,历经103轮长期的混合选择与轮回选择,粒籽饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的化学组成显示出效应,预示着为油脂、化学成分、分子结构以及生化代谢探讨开辟了新途径,有利于创造新种质。

3 高油玉米育种技术与生产利用

3.1 高油玉米育种技术若干问题

首先是“三利用技术的模式”,这是中国农业大学在我国利用的一种育种技术[16,17,18,19],已初步试用于生产。在90年代初,Seka D等报导[20,21],玉米花粉直感与母本籽粒发育的效应,以及对农艺性状的影响。Letchworth M B等及Lamber R J等在20世纪末依据前人有关基础的研究,提出花粉亲本对籽粒、含油量、蛋白质和淀粉的效应,以及高油授粉亲本增加了杂种籽粒含油量及其对玉米杂交种的效应等论点[22],都为高油玉米在生产上的应用奠定了育种技术新的思路与方法。笔者对“三利用技术的模式”提出商榷的看法:第一,雄性不育性的利用。1970年美国利用T型不育系,由于T型不育系胞质对小斑病的感染,生产遭到巨大损失,此后转向C型不育系的利用。这个惨痛教训深深影响着我国开展不育化育种与应用,迄今未能大面积推广。我国试种不育化杂交种在生产上遭受到的损失并非育种家的技术责任,实为推广过程中的管理问题,例如把不育系当成掺和的不育杂交种发放等。现在看“三利用技术的模式”不育化制种核心技术是不育化普通玉米杂交种与高油杂交种(授粉者)相伴种植,仅就不育化的普通玉米杂交种制种来说,经过数十年的研究表明,在我国不育化制种过程中,存在的系列问题中的混杂问题最突出,最低有3%~5%以上混杂株,高的达到10%~15%以上。杂株来源是多方面的,在此不赘述,但经常发现一些不育植株散粉是个别小穗开颖,受遗传或环境影响,目前可从分子水平得到解释。据此,伴侣杂交种可能相互串粉,必然影响品质与产量,此外,还应提出利用不育化配种是否可因不育胞质而增产5%的问题。第二,杂种优势的利用。如果伴侣杂交种都是单交种,实质上是利用双交种,在20世纪60年代中期,美国首先在生产上从双交种与三交种的应用急转采用单交。当时研究表明,单交种的优势较高于双交种,河南新乡农科厅张庆吉研究员首先在1963年育成新单一号,1972年推广133.3万公顷[23]。第三,美国实际上在近20多年中,吸取了1个世纪玉米油马拉松式的选择工作的教训,目前“三利用技术的模式”已达产业化,优质抗病高产的“三利用技术的模式”的杂种已大面积推广,由于该项工作受到DVR和UPOV的主宰,公开发表的文章受到控制,我国近年集中进行择优伴侣化杂交种和高油受粉杂交种的组配,已收到一定的效果。

3.2 高油玉米在生产中的应用

高油玉米的实践应用存在诸多问题,现仅就其产业化的发展进行讨论。由于培育高油玉米的技术环节多端。除育种本身以外还涉及到饲料、加工领域,新型的食品行业也可能随之兴起。这意味着培育高油玉米将在生产上大面积推广应用。这是一项产前、产中和产后的系列工程,还应得到农业政策体系的支持。为此,必须遵从当代产业化生产的规则,审核制定一条可行性的技术路线,贯彻合作与协作准则,以开拓创新的意识加强管理(husbandry),促进高油玉米杂交种获得在生产及养殖、加工业上的推广应用。另据称在欧洲,如法国增值的进度略低。对养猪大户调查,高油玉米也受欢迎。

高油玉米在我国玉米产区种植已初显优势。在营养价值、加工及能量转化方面都有较大的优越性。我国玉米带东北地区,种植的春油一号、601号,在适应地区获得较高产量,含油量可达6%~8%。在饲养牛、猪、鸡的试验中,均获得良好的效益,光明奶业奶牛产量因此提高,质量较好,被评为特级奶。据王空军报导[18],高油玉米比普通玉米在含油量与蛋白质皆有增高的效应。国外私人通讯资料显示,高油玉米在国外受到养殖业的青睐,据养鸡农主的统计,5 000kg高油玉米加工为粗饲料以普通玉米为对照,不仅显示出鸡群喜食高油玉米,且从鸡群增重推算,每50kg可增值2.5~3.0美元。

高油玉米应用于生产,育种技术日臻成熟。产业化在国外已付诸实施,我国也急起赶超,并初获成果,在高油玉米群体改良研究工作中突破难点,居于领先。“三利用技术的模式”也逐渐到位,高油玉米的利用前程似锦,作为粮、饲、经三元作物玉米,高油玉米的经济属性已引起人们的关注,作为可再生的生物资源,应与时俱进地按照市场需求加速培育,创造附加值较新、较高的玉米深度加工产品,为持续发展我国玉米产业经济作出贡献,促进农村脱贫、奔小康的步伐进一步加快。

摘要:对高油玉米国内外的研究与应用进展进行概述,介绍了玉米含油量的遗传特性以及玉米种质的扩增与创新的梗概,并对“三利用技术模式”中的若干问题作了评述。

转基因与常规育种的异同 篇8

大体而言,转基因与常规育种都是人为的行为,是人类为了获得高产和优质的作物而对种子进行的人工培育,这是最大的相同点。但是,转基因与常规育种却有较大的不同,最大的不同是,转基因不太遵循生物繁衍、生长的自然方式,常规育种则符合或比较符合生物繁衍、生长的自然方式。这主要体现在几个方面。

风马牛的相及与不相及

风马牛不相及指的是,即使马或牛雄、雌发情,但由于物种不同,也不会交配。对生物的改良当然是从遗传物质上进行改变,但是,转基因可以对生物进行大范围或跨物种的遗传物质的转移,常规育种不会让遗传物质大范围地超越物种转移。转基因可以强行做到“风马牛相及”,而常规育种会遵循风马牛不相及的原则。

生物的分类最早是由瑞典植物学家林奈创立并由后来的拉马克等人补充修正而确立为今天通用的生物分类,生物分为界、门、纲、目、科、属、种7个阶元系统。物种是基本单元,近缘的种归并为属,近缘的属归并为科,科隶属于目,目隶属于纲,纲隶属于门,门隶属于界。林奈在1758年第10版《自然系统》中首次将阶元系统应用于植物和动物,后来1969年美国生物学家魏泰克提出五界说,对生物分类进行了统一,在界的最高阶元上可分为动物界、植物界、原生生物界、原核生物界和真菌界。

但是,由于五界说并没有纳入病毒、噬菌体、类病毒等,美国生物学家卡尔·沃斯等人于1990年提出了三域系统,分为细菌域、古菌域、真核域,将所有生物纳入这三域中。因此,在生物分类上,就有了域、界、门、纲、目、科、属、种8个阶元系统。

今天,转基因可以跨域或跨界把一种生物的基因转移到另一种生物,例如,把细菌的基因转移到植物,也可以把植物的基因转移到动物。一些转基因玉米就是转入了苏云金杆菌毒素的基因,从而让玉米能抗虫害,而这是一种最大范围物种遗传物质的转移,即跨域的基因转移。

常规育种的遗传物质转移则一般不会超越属和种。例如,人们最熟悉的远缘杂交是马和驴的杂交,这是不同属的杂交(遗传物质交换和转移)。但是,这类远缘杂交的结果常常是后代会出现“疯狂分离”现象。所谓“疯狂分离”是指后代性状分离的类型很多,稳定性差,有时甚至到10多代后还出现分离。而且,有些远缘杂种在胚胎发育过程中会发生一个亲本排斥另一个亲本染色体的现象,即染色体的不亲和与生理平衡受到严重干扰,从而产生不育。同时,远缘杂种生物的生活力一般低下,在很多情况下在胚胎期就死亡。更重要的是远缘杂种不育是很普遍的现象。例如母马和公驴杂交生下的骡子不能生育。

基因交换的少与多

转基因通常只有一个或几个外源性基因转移到受体生物中,是一种极不完全的基因转移和融合(匹配),但常规育种,如杂交,则是杂交的两个亲本(父本、母本)所有遗传物质(基因组)的完全配对或匹配。

以作物(植物)为例,小麦的进化历史就是一部远缘杂交史。现在种植的普通小麦是由3种野生植物经过两次天然远缘杂交及9000多年的自然选择和人工选择而形成,经历了一粒小麦、二粒小麦和普通小麦的进化过程,它们的染色体组型是:

一粒小麦:性细胞染色体数为7;体细胞染色体数为14,命名为AA组。

二粒小麦:性细胞染色体数为14;体细胞染色体数为28。有两组染色体,其中一组来自一粒小麦,命名为AA组。另一组来自拟斯卑尔托山羊草,命名为BB组。因此二粒小麦的染色体组型就是AABB组。

普通小麦:性细胞有21条染色体,体细胞有42条染色体。其中两组来自二粒小麦AABB,另外一组来自粗山羊草,命名为DD组,所以普通小麦的染色体组型就是AABBDD组,简称ABD组。

中国的优良小麦品种泰山一号是山东省农科院作物所以54405(碧蚂4号×早熟一号)做母本,欧柔(原产于智利)做父本,经有性杂交选育而成。也就是说,泰山一号是经过54405母本的21条染色体与欧柔父本的21条染色体中全部基因组的配对而形成新的适应性强、成穗率高、丰产性好的品种。

转基因只是把一种基因(DNA片段)转入受体作物中发挥某种功能。例如,一种转基因抗黄瓜花叶病毒西红柿(8805R)就是对普通西红柿转入了烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白CP基因,因此能让西红柿抗黄瓜花叶病毒,该病毒能侵害1000多种单、双子叶植物。

基因控制的难易和产品的不确定性

常规育种的后代或果实是容易控制的,因为获得了品质、性状好的后代种子后,还要经过栽培几代以证明其稳定后才能推广种植。转基因有较大的不稳定性,尽管转基因作物(或动物)也需要验证转入的外源性基因已经稳定地表达后才会推广种植(养殖),但是,转基因的方式决定了转基因作物(动物)在未来的种植(养殖)过程中具有不稳定性,表现在几个方面,即基因的超强度或超量表达、基因序列的不精确和容易变异。

转基因通常需要一个转基因工具箱,里面含有几种零件,如启动子、内含子和终止子。启动子是控制基因表达(转录)的起始时间和表达程度的一种基因,就像开关一样决定基因的活动。内含子是阻断基因线性表达的一种基因,在选择性剪接方面扮演重要角色,一个基因可以因此而产生多种不同的蛋白质。终止子是指终止核糖核酸(RNA)转录的一种基因。

虽然正常的作物中含有几万个基因,但它们并不都处于活跃的表达状态。一个基因是否表达以及表达到何种程度,取决于所在细胞或组织的整体需要,这就首先要通过一个启动子来开启。要向受体作物转入一个外源性基因,就必须配置一个特定的开关(启动子)。

但是,这个配备的启动子是按操作者的意愿来控制的,为了让转入的基因表达,就需要这个启动子来驱动所转入的基因的超强度表达。这种超强度表达显然是独立于受体植物细胞本身的自然调节机制,而且这种转入的启动子也有可能在无意中打开一个原本不该活跃的基因,或使得受体植物的基因组中原本有的特定表达程度的基因会大大地增强表达程度。因此,这会让受体植物的基因不再受制于自身的自然调控,会因失控而产生非预期后果。而且,由于转入基因的过度表达,可能会让转基因编码的蛋白超量,从而在拥挤的细胞质里面堆积大量的异源垃圾蛋白但又无法清除,最终干扰受体植物(动物)细胞的正常生理功能。

另外,为了增强外源性基因的表达效果,操作者还往往在转入的外源性基因中加入一小段内含子,这段内含子通常加在启动子和基因编码区域之间,这也使得转入的外源性基因会产生其他的表达,生成额外的蛋白产品,并引发意外。

终止子被安置于所转基因的终止处。大多数转基因作物中所用的终止子叫NOS终止子。但是,这种人工配置的终止子常常会出错,不会如操作者的意愿那样恰当地给出终止指令,结果会导致核糖核酸的超长度转录。超长的核糖核酸中既有对所转基因DNA的转录,又包含了在其后面邻接的基因片段的转录。因此,转基因作物中产生的超过预期长度的核糖核酸可能产生危险的不知功能和性质的核糖核酸或其他蛋白产品。

【责任编辑】张田勘

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