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桑树育种研究进展

发布时间:2020-06-22 来源:本站原创

桑叶产量及其品质与养蚕收成、经济效益密切相关,夺取蚕茧丰收、增加蚕业经济效益的物质基础,要提高桑园的生产能力,重要的选择优良品种栽培。因此,桑树育种领域的研究历来为蚕业界所重视。近30年来,国桑树育种研究取得了重要的成绩,各蚕区已培育了一大批优良桑品种。随着生物工程研究的发展和多种育种手段的应用,桑树育种技术发展迅速[1]现将近年来桑树育种的研究概况综述如下,并对桑树育种未来的研究发展方向进行初步探讨。

桑树优良品种是重要的蚕业生产资料。

1国桑树育种研究概况

建国初期,国即已开展了大规模的地方品种选育工作,先后育成了湖桑32号、湖桑7号、湖桑197号、桐乡青、火桑、早青桑、蚕专四号等桑树品种,其中湖桑32号、湖桑7号等系列品种由于具有产量高、适应性广的优良特性,全国逾20个省区得到推广,种植面积约占全国桑园面积的40%[2]从20世纪80年代起,通过全国蚕桑品种审定委员会审定,农业部批准的新桑品种有红星五号、华明桑、农桑14农桑12育7117707等30余个,目前我国优良桑品种普及率逾越达80%基本实现了桑树品种良种化[3-4]

1.1杂交育种

国学者利用有性杂交育种技术,对丰产性状遗传规律、杂交亲本选配、授粉技术以及杂交后代选择方法等方面深入研究的基础上,先后育成了育2号、育151号、育711育721农桑系列、强桑1号、丰田5号、川981皖桑1号、皖桑2号[5]等一系列桑树新品种,这些品种都具有产叶量高、抗病性强的特点。利用种间杂交组配特殊性状是杂交育种技术的优势所在;同时,应用杂交桑F1代,可通过有性繁殖进行桑苗繁殖,缩短育苗时间。

1.2诱变育种

桑树诱变育种方面,随着对诱变机理、诱变技术及鉴定技术的深入研究,近20年来有关人工诱变的胜利报道较多。20世纪80年代以后,人工诱变多倍体与有性杂交育种相结合,桑树品种选育上取得了突破性的进展,已育成了嘉陵16号、嘉陵25号、大中华 粤桑3号等三倍体品种,这些品种不只具有高产、抗病性强的特征,而且叶质特别优良。

1.3多倍体育种

选育三倍体、四倍体等多倍体桑品种是以改良桑叶品质、提高桑叶产量为主要目标的桑品种改良的重要途径。杨今后等[6]总结了多倍体桑的性状、人工诱导四倍体的方法,有利于桑多倍体育种研究的进行。而且近年来我国在多倍体种质资源研究和多倍体育种等方面也有突破性进展,常用的方法有γ射线处理、秋水仙碱处置和激光处理。利用人工诱导方法培育的四倍体材料逾100份,人工三倍体桑品种嘉陵16号、大中华、粤桑2号(杂优组合)出现也开创了国三倍体桑品种的新纪元[7]且这些生产上广泛应用的多倍体桑品种资料一般都高产、优质、抗逆性强,有利于提高桑叶的产量和质量。

1.4组织培养快繁育种

植物组织培养技术为桑树优良品种快速繁殖、桑树无毒苗繁殖以及桑树遗传工程品种改良等提供了解决方法和技术基础[8-9]桑树组织培养研究虽然起步较晚,但发展迅速,也取得了很好的研究进展[10-12]冬芽、顶芽或腋芽均可作为培养资料,切取茎尖部分,经初代培养、继代增殖、生根移栽等一系列过程而再生植株[13]桑树组培快繁技术的发展为试管苗大量繁殖、工厂化育苗和桑种质资源保管工作的开展奠定了基础。

2桑树育种方法发展方向

2.1惯例杂交育种

国桑树品种资源丰富,通过有组织、有计划的桑树品种资源调查和统计,目前已整理出我国各类桑树品种资源的数量与分布。可以利用资源作亲本,进行杂交育种选育新品种。目前,常用的优良品种大多是通过惯例系统选育或杂交选育而来的坚持用惯例育种方法与现代科学育种方法相结合的方式开展桑树育种工作,提高桑树育种效率。

2.2分子生物学技术育种

利用分子生物学技术通过定向导入有关目的基因的方法,有目标地进行高产优质、高抗等优良性状的筛选,改变保守的盲目杂交与大量筛选的育种方式,提高育种效率。例如利用桑树原生质体培养获得植株,可将抗菌肽基因导入桑树而得到抗青枯病的桑树植株[8];通过分子标志技术辅助育种可以筛选高产基因、抗逆基因和抗病抗虫基因,发明出高产、优质、多抗的新品种[14]随着重组DNA 技术、外源基因导入等分子生物学技术在桑树育种方面的深入应用,使得桑树育种和桑树品种改良得到突破性的发展。

2.3细胞工程育种

国桑的芽尖、花药组织培养以及单倍体植株早在20世纪80年代就已培育成功,由花药、花粉培育成单倍体,再加倍后育成桑纯系[11]今后各项细胞工程技术在桑树育种方面的广泛应用,将进一步推动细胞工程桑树育种技术的发展。运用细胞工程育种技术完善桑树育种过程中的染色体加倍和优化花培技术,从而提高绿苗诱导效率,促进优良桑苗规模化发展。

虽然惯例育种方法存在周期长、效率低的问题,但激进育种方法作为桑树育种的基础,永远无法被取代,应处置好开展生物技术研究与惯例育种之间的关系。生物技术育种方法应与惯例育种方法相互补充应用,将惯例育种方法与组织培养、分子生物学、基因工程以及细胞工程等多种生物技术相结合是桑树育种技术发展的主要方向[15]

3桑树品种发展方向

3.1高产多抗品种

高产、优质、多抗是桑树育种工作的三大目标,需加强对种质资源的深入评价,发掘优质高产抗病种质、优良多倍体种质、种茧育专用种质、优质抗源等特异性种质以满足需求。同时,为了降低生产本钱,从栽桑工作方面考虑,应该向密植化种植、采收机械化、多回育化等方向发展。3.2特殊用途桑品种

随着我国蚕桑生产的快速发展,对桑种质呈多元化需求,应积极开展特殊用途桑品种的选育工作,如饲料桑、果桑、观赏桑等。通过研究桑树品种间桑叶活性成分及组织结构的差别,育成饲料效率高的新桑品种,收集培育椹多、籽少、味佳的果用种质。