林木遗传改良与良种工程
6页1、橡胶树育种技术概述摘要 :本文介绍了生物技术在橡胶树育种中的应用,主要包括组织培养技术、染色体工程技术、 分子标记技术、 基因工程技术等方面的内容; 并分析了在橡胶树育种中存在的问题,提出了相应的解决办法。关键词 : 橡胶树;生物技术;组织培养;育种1 前言新中国成立以来 , 我国天然橡胶生产获得了快速的发展。据统计 , 1951 2007年的近 60 年间 , 我国橡胶单产由450 kg /hm 2 上升到 1168 kg /hm 2, 净增 1. 6 倍,种植总面积由 2000 多 hm22净增 436. 5 倍。进入 20 世纪90扩增到 87. 5 万 hm ,年代以来 , 由于育种技术上没有取得重大突破,橡胶的单产和总产始终徘徊不前。据国际橡胶研究组织预测 , 我国到 2020年对天然橡胶的年需求量将比现在增加一倍 , 达到 400 万 t, 而年生产能力仅达65 万 t, 单产约 1200 kg /hm2,为满足我国对橡胶日益增长的需求 , 每年需要进口橡胶 300 多万 t 。因此 , 今后10年我国要不断提高橡胶自给率 , 橡胶单产应在2008 年 1000 kg /h
2、m 2 的基数上每年递增 2%。在难以扩大生产规模的条件下 , 只有通过提高单产水平 , 才有助于缓解有限生产量与出现大幅增长态势的消耗量间的矛盾 , 要完成这项目标 , 橡胶生产必须有优良的品种和有效的丰产栽培措施作技术支撑。 因此 , 对我国橡胶树育种目前所面临的问题进行深入分析并努力寻找对策是我国橡胶树育种界肩负的重任 , 也是橡胶树育种科技发展的重要组成部分。2 生物技术在橡胶树育种中的应用2. 1 组织培养技术在橡胶树育种中的应用橡胶树的组织培养,无论在理论研究还是在实际应用上都具有十分重要的意义,尤其是花药培养。以花药培养来培育近似“实生树 ”植株,可消除目前在实生树砧木上芽接造成的遗传性变异,并可为研究各种经济性状的遗传规律提供优良材料。自从20 世纪 70 年代末我国科技工作者利用离体花药相继成功地培育出花粉单倍体及花药二倍体植株以来,有关这方面的研究得到迅速发展。1977年,中科院遗传所等单位率先诱导出花粉单倍体植株。1981 年小植株诱导率 (小植株 /接种花药数 )可达 3%,现在已诱导出 13 个品种 1505 株的单倍体植株,移栽成活 499 株,移栽成活率
3、64.2%。吴胡蝶等对橡胶花药体细胞胚形成及植株再生都获得了再生植株。研究表明诱导愈伤组织阶段为 26 ,诱导胚状体阶段为2425 ,诱导胚状体萌发成苗阶段为 26 27 。从而可以看出,温度是橡胶雄蕊培养及体细胞植株再生非常重要的培养条件。2. 2 染色体工程技术在橡胶树育种中的应用在植物界中,多倍体普遍存在,是植物在进化过程中的一种现象,人工诱导多倍体可以改良某些不良性状,促进作物向人类有益方面发展。目前人工诱导橡胶树细胞染色体数加倍方法的研究已有不少报道。热带作物生物技术国家重点实验室于1979 年首次诱导橡胶雄性细胞染色体加倍,获得加倍了的花粉(n36),结合常规人工授粉技术,在一个花季内,一次性获得纯合三倍体,从而免去通常先诱导出四倍体,等其开花后再与二倍体杂交培育三倍体所花去的时间,并增强了父本的特性, 大大缩短了育种周期, 加快了育种步伐。 曾宪松等用 0.5%的秋水仙素处理橡胶树二倍体花药体细胞愈伤组织(浸泡或滴渍 )1 d,可有效地从多倍性的细胞再分化成多倍性胚状体并再生植株。赖杭桂等用秋水仙素诱导橡胶花芽进行性细胞染色体数加倍,用加倍的父本小孢子(n36)与未加倍的
4、母本 (n 18),或与胚珠加倍的母本 (n36)人工杂交,便可形成三倍或四倍性合子,由此发育而成的植株可获得纯合的三倍体或四倍体,从而消除植株的混倍现象。2. 3 分子标记技术在橡胶树育种中的应用分子标记是以生物大分子 (主要是遗传物质 DNA) 的多态性为基础的一种遗传标记。与传统的形态学标记、 细胞学标记及生化标记相比, 分子标记具有以下优点: 直接以 DNA 的形式表现。在植物的各个组织、器官及发育时期均可检测到,不受季节、环境条件限制,不存在表达的问题。 数量极多。遍及整个生物基因组。 多态性高。存在着许多自然的等位变异 ( 多态性 ),不需专门创造特殊的遗传材料。 表现为 “中性 ”。即不影响目标性状的表达,其与不良性状无必然的连锁。 许多分子标记表现为共显性,能够鉴别出纯合基因型和杂合基因型。 随机分布在基因组内,具有代表性 15。现常用的分子标记技术有限制性片段长度多态性 (RFLP)、随机扩增多态性 DNA(RAPD) 、扩增片段长度多态性 (AFLP) 、简单重复序列 (SSR)、简单重复间序列 (ISSR)等。目前这些技术已广泛应用于橡胶树育种的各个方面。2. 4
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