作物育种学

来自中文百科,文化平台
跳转至: 导航搜索

作物育种学英语:crop breeding science),研究培育作物优良品种的原理与方法的学科。是农业科学中一门重要的应用科学。   

简史

1719年T.费尔柴尔德开始进行植物人工杂交试验,并获得杂种。1823年T.A.奈特利用豌豆进行杂交试验,发现父母本对杂种一代贡献均等,第二代有分离现象。1856年L.德维尔莫兰提出用“后裔鉴定”法检查甜菜育种的选择效果。这几位科学家被视为作物育种学研究的鼻祖。19世纪中叶C.R.达尔文在《物种起源》(1859)和《植物界中异花授粉和自花授粉的效果》(1877)中阐明了植物选择和杂交等与植物进化的关系,对作物育种学的形成和发展起了重要作用。1900年孟德尔定律被重新发现,为杂交育种提供了理论指导。1903年W.L.约翰森提出了“纯系学说”,为纯系育种奠定了理论基础。1908年G.H.沙尔最先报道了玉米自交系间杂种一代的增产效果,从而推动了植物杂种优势的广泛利用。从1920年开始,玉米杂交种在生产中推广应用。1927~1928年发现X射线能引起大麦基因突变,遂产生了辐射育种技术。1937年A.F.布莱克斯利等用秋水仙碱诱导植物染色体加倍获得成功,开创了多倍体育种技术。1964~1973年袁隆平等中国农业科学家研究培育成功籼型杂交水稻,极大地丰富了作物育种学理论。此后,由于现代生物技术和航天技术的蓬勃发展,单倍体育种细胞杂交育种转基因育种航天育种等应运而生。

基本内容

作物育种学涉及诸多方面,主要包括:

1.作物育种原理,即作物遗传、变异和选择理论。

2.作物种质资源,包括作物种质资源的分布、类型、搜集、保存、鉴定、创新和利用。

3.作物育种方法,包括选择育种杂交育种、杂种优势利用、诱变育种单倍体育种多倍体育种、细胞杂交育种、转基因育种和航天育种等。

4.作物引种驯化,包括引种的原则、方式、程序、观察圃的建立等。

5.作物育种程序和田间试验方法,包括品种资源圃–选种圃–鉴定圃–品种比较试验–国家区域试验等程序,田间试验设计技术、田间栽培技术、田间试验准确性及其提高方法、试验结果统计分析和品种审定等。

6.作物良种繁育,包括繁育程序、技术特点和种子品质检验等。

研究方法

采用严密的田间试验和选择鉴定方法。以田间试验为主,以“误差控制”为理论依据,按照重复原则、随机排列原则、局部控制原则进行田间试验设计。同时辅之以温室、网室的盆栽试验和实验室的测试分析方法,以及借助于特殊的方法和仪器设备,进行抗病性、抗虫性、抗逆性和品质鉴定等。随着现代科学技术的发展,一些新兴的技术和方法也应用于作物育种,如核技术、激光技术、现代生物技术、电子计算机技术、航天技术等。作物育种学属于实验生物学领域,与植物学、遗传学、植物生理学、植物病理学、昆虫学、生物统计学等有密切关系,一些实验生物学技术和方法,如显微技术、光谱技术等也应用于作物育种学。

作用

1.促进作物种质资源的搜集、保存和鉴定工作。要培育出优良品种,必须有丰富的种质资源为基础。中国、美国、俄罗斯、日本等许多国家都保存十几万份甚至几十万份种质资源,成为人类宝贵的财富。

2.为人类提供大量的作物优良品种,提高了农作物产量,改善了农产品品质和抗性,促进了农业生产的发展。

3.为人类创新物种提供了技术保证。通过远缘杂交、转基因技术等可培育出一些新的特异种质,增加生物的多样性。

随着细胞工程基因工程蛋白质工程等现代生物技术的发展,作物育种研究将由植株、器官、组织的水平向细胞、基因、分子水平发展。这必将有助于克服育种工作的某些盲目性和不能逾越种间的障碍,加快育种工作进程,按人类需要培育出更多、更好、更特异的优良品种。

参见