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观赏植物抗性育种综述观赏植物抗性育种综述.doc

花匠小妙招
2024-10-05 01:44

观赏植物抗性育种综述观赏植物抗性育种综述

观赏植物抗性育种一、前言植物抗性研究已有130多年历史，观赏植物和其他作物相比在栽培方式、栽培周期等方面有较大差别，要求周年生产全年供应，且生产地和原产地基本不一致，因此发生各种病虫害和不适环境造成伤害的可能性相对较大，而仅仅依靠防治措施不但无法保证产品的质量和良好的效果，而且会对环境造成污染和提高生产成本。观赏植物被视为流动性最大的一类植物，在人为作用下，从一个地区转移到另一个环境相差迥异的地区。由于不同地区气候条件的差异，观赏植物的适应性受到很大考验，而抗性育种是提高其抗耐性、适应性的最重要和有效的手段之一(滕年军等，2002)。二、课题研究的进展及现状抗逆性育种（breeding for stress resistance )，就是充分利用林木抗逆性的遗传变异，通过一定的育种途径，选育出对某种不良环境具有抗性或耐性的群体和个体，应用于生产，这一过程可称为抗逆性育种。逆境主要有生物逆境（如病虫害、杂草等）和非生物逆境（如温度、水分、矿物质胁迫等）。目前采用的抗性育种手段有常规抗性育种（如杂交育种等）和抗性基因工程。常规抗性育种，在抗性新品种选育中作出了很大贡献，但存在育种时间长、难以引入亲缘性较远种的优良种质，难以定向单一地引入某一优良性状等方面的缺陷。转基因技术就可以克服这些缺点，与常规育种相比更具有目的性、预见性和可控性。（一）杂交育种杂交育种是传统的经典的方法, 是国内外创造观赏植物新品种、新类型的基本途径。我国通过人工杂交已育成荷花、碗莲、梅花、紫斑牡丹等新品种等。杂交育种还可以大大加快新品种形成的速度, 如蔷薇属原来全世界约有150种, 通过多次转基因技术种间杂交而育成的现代月季已有2万多个品种,在丰富园林景观中起了极其重要的作用。（1）由于植物生理习性及育种目标的差异，抗性育种的侧重点也不同，目前抗性育种主要集中在抗病性、抗虫性、抗寒性、抗旱性等方面。如2O世纪初，俄罗斯利用西伯利亚生长的百合如毛百合，山丹所具有的抗寒性状，培育抗寒品种，得到了大量耐低温、观赏性好的百合新品种；将毛百合与麝香百合( Lilium longiflorum) 杂交产生的部分子代个体具有与毛百合相同的抗性，实现了抗镰刀菌育种的目标；刘延杰等以龙香、矮香为亲本杂交育成丰产、抗寒的新品种梨早香水；张书芬等培育出高产优质油菜三系杂交种豫油5号,具有优质、高产、抗寒、抗病等特点。（2）关于亲本的选择。选择亲本是进行育种的第一步，也是最重要的一步，因此在育种中首先要明确对新品种性状需求。根据杂种优势，利用亲本性状互补的原则，尽量选配满足育种目标性状、生物学特性变化幅度大、生态学特性差异显著的父母本进行杂交, 培育适应型杂种优势, 使杂种在适应环境能力上优于双亲, 提高对不良环境的抵抗力或忍耐力, 增强抗病性, 充分利用F1 的杂种优势, 然后采用营养繁殖法保持杂种后代的稳定性。如在秋海棠抗性育种中，选择抗病亲本与具观赏性的易感病亲本杂交, F1 自交两代使抗病性状纯合稳定, 获得具观赏性、抗病的类型。连续回交将抗病性转移到具可看性而易感病的亲本中, 培育出目的新品种。（3）杂交育种的方法。杂交育种可选择近缘杂交和远缘杂交。在远缘杂交种可以采用切割柱头授粉、蒙导花粉授粉、热处理或激素处理授粉来克服受精前障碍。切割柱头授粉是现代育种中使用最广泛的一种杂交方法。在母本开花前，把母本花柱切除或截短，授父本花粉于柱头或花柱切口处，使父本花粉可以更容易地到达子房，提高授精成功率。（二）抗性基因工程通过分子手段，导入控制某种( 些) 性状的基因而扩大其基因库,可以定向修饰观赏植物的某个性状而不改变其原有性状, 因此可在保持原有性状的基础上,改变观赏植物的花色, 甚至创造该物种所不具有的花色。在较短时期内培育出稳定遗传的新品种、新类型。近年来, 分子育种一直为观赏植物育种的研究热点, 并在花型、花色、株型、花香、抗逆性和采后保鲜方面取得了重大进展。花卉抗性基因工程包括抗冻、抗病毒、抗虫、抗病菌、抗旱、抗盐碱、抗除草剂基因工程等诸方面。如美国学者Thomashow 发现调节蛋白( 如各种反式作用因子等) 在与低温反应有关的基因表达调控中起着重要作用。将转录因子GBF1 基因导入拟南芥,转录因子GBF(C-重复序列结合因子)与COR 基因中的C-重复序列识别结合, CBF1能够作为COR 蛋白( 低温调节蛋白)表达的开关,诱导了一系列COR 蛋白的表达, 使未经过低温驯化的植株就有很高的抗冻力。国内一些研究机构已着手将CBF1 基因导入重要的经济作物和名贵花卉。Bt基因在花卉中的转化成功,使花卉增强了对鳞翅目害虫幼虫及食草害虫的抗性. 利用抗病基因进行分子育种,配体-受体模型阐明了植物抗病分子的机制。在抗病毒育种方面，Lipsky 等将黄瓜花叶病毒