作物育种

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作物育种英语:crop breeding),改良作物遗传特性,以培育高产、优质、多抗品种的技术。又称作物品种改良

自从人类栽培野生植物以来,年复一年地在收获时从喜欢的植株上采种,这就促使了植物的一些性状变化,产生了一系列品种。这种传统育种方法是凭经验的,也带有偶然性。从19世纪下半叶到20世纪初,逐步进入有计划、有意识的科学育种阶段。英国学者C.R.达尔文在《物种起源》(1859)中指出,变异性、遗传性和自然选择,是生物界得以进化的三因素。随后在《动物和植物在家养下的变异》(1868)、《植物界中异花授粉和自花授粉的效果》(1877)等著作中,具体说明了变异性、遗传性和自然选择在生物界进化过程中的作用,阐述了植物界异花受精在进化中的意义。这些著作为近代作物育种奠定了理论基础。与此同时,奥地利G.孟德尔于1856~1863年从事豌豆遗传试验,1866年发表了《植物杂交实验》一文,提出了杂交后代中遗传因子的显性定律、分离定律和独立分配定律。当时这项重要的科学成果未被学术界所重视,到1900年孟德尔定律才被重新发表,为杂交育种提供了理论指导。1903年丹麦学者W.L.约翰森建立纯系学说,为选择育种提供了科学依据。1909年美国育种家G.H.沙尔指出了杂种优势的实用意义,随后美国育成世界第一个玉米杂交种,并于1920年提出了培育玉米双交种的方案,为广泛利用杂种优势开辟了新途径。1928年W.M.斯坦利证实X射线玉米等作物的诱变效应,开创了辐射育种技术。A.F.布莱克斯利等于1937年用秋水仙碱诱导植物染色体加倍成功,使多倍体育种成为可能。此外,R.A.费希尔等人首先将数理统计应用于作物育种的研究领域,对提高育种效率起了重要作用。

作物育种是一种需要长期坚持的连续性工作,在育种工作开始之前,应先从策略上考虑,制定出明确的育种方案,包括育种目标、使用的育种材料和育种方法。一般通用的育种方法有选择育种杂交育种杂种优势诱变育种倍数性育种等。

育种方法与作物的繁殖方式有密切关系。自交作物宜采用的主要是混合选择、纯系选择、杂交育种和回交育种;异交作物宜采用混合选择、轮回选择、自交系间杂交和综合杂交;无性繁殖作物常会产生突变或芽变,可以对之进行选择,或者在特定条件下进行有性繁殖,为杂交改良和杂种优势利用提供便利。

以上所列举的是指可以为多数人所掌握的一些育种方法。从国内外情况来看,80%左右的推广品种,都是应用杂交或系统选择方法育成的。杂交育种是促进基因重组,产生有利的遗传性变异,从而培育出优良品种和组合的有效方法;系统选择可以对各种育种材料进行优中选优或提纯。

改良作物品种,是农业生产取得不断进步的重要手段之一。良种的功用:一是提高作物生产力,二是扩大作物种植区域,三是增强作物抵抗病虫、自然灾害能力,四是改进作物品质,五是有利于提高劳动生产率。

经过近百年的发展、演变,世界许多国家目前已经建立起一套比较完整的育种和良种繁殖体系与制度,使农业生产实现了农作物良种化、良种繁育专业化和种子标准化,并拥有强大的育种和种子科研队伍,雄厚的育种科学储备和种质资源储备。特别是20世纪80年代以来,生物技术研究领域取得很大进展,利用这方面的研究成果,将使生物技术更有效地应用于作物品种改良。生物技术与常规育种技术相结合的作物育种新途径,将大大提高育种工作者对作物的遗传操作能力,逐渐实现按人类需要育种,并提高育种效率,缩短育种周期,为农业生产发展作出更大贡献。

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