《杜仲良种繁育和高效栽培技术与宁夏引种栽培》:
2.杜仲多倍体育种
(1)多倍体形成的原理及方法
多倍体细胞形成的途径有两种:体细胞染色体加倍和性细胞染色体加倍。人工诱导多倍体是采用体细胞染色体进行加倍的。人工诱导多倍体的方法包括物理、化学和生物学三种,物理方法有温度骤变、X射线处理,离心力、机械创伤;化学方法有秋水仙素,咖啡碱、萘骈乙烷、三氯甲烷等:生物学方法是采用杂交和嫁接:其中以秋水仙素溶液的处理,使用较普遍,效果较好。
(2)多倍体的鉴定
处理后的植株,不一定都是多倍体,有的形成嵌合体,有的仍是二倍体。简单的鉴定方法是从形态上比较,叶、果、种子是否加大,内含物(含胶、含药量)是否增加。如果种子增大,播种后长成植株,再检查植株的叶片、气孔是否加大,花粉粒是否加大,但最可靠的方法是检查染色体数目。通常以根尖和花粉母细胞为镜检材料。
(3)我国杜仲多倍体育种取得的成果
植物多倍体由于染色体数目倍增,常带来一些形态和生理上的巨大性变化,如细胞体积增大、叶片增大变厚、代谢物含量增多等。因此,多倍体育种一直是杜仲遗传改良的希望所在。朱登云等首先通过胚乳培养获得了三倍性胚乳愈伤组织及其再生植株,但未见后续报道。此后相关研究多集中在体细胞染色体加倍方面,并通过施加秋水仙碱溶液处理杜仲种子及幼苗获得了四倍体,可用于选育三倍体的亲本材料。通过人工诱导2n配子是快速获取三倍体的有效途径,目前也取得了一些成就。虽然进一步研究工作量还很大,但从现在的研究成果已经看到了杜仲多倍体育种的前景。
3.杜仲生物技术育种
随着分子生物学研究方法及其应用技术的不断发展和完善,目前以分子标记辅助育种和遗传修饰育种(遗传转化或转基因育种)为代表的分子育种已成为植物育种的主要方向。分子育种因为能够有效地对植物重要的农艺性状的功能基因和代谢途径进行定向的人为调控和改变,打破原有种属间杂交不亲和的限制,组合多个目的基因于一体,克服传统杂交育种和诱变育种方法选育周期长、变异频率低等缺点,极大地促进了近年来植物育种的迅猛发展。杜仲常规育种已取得了较大的进展,生物技术育种研究也已有一定进步。杜仲组织培养方面建立了以愈伤组织诱导、愈伤组织诱导丛生芽、壮苗生根路线为基础的植株再生体系。杜仲遗传多样性研究方面研究表明我国杜仲资源混杂,遗传多样性较低。杜仲性别分子标记技术为幼苗时期杜仲性别选择及合理配置提供理论依据和实践指导,可大幅提高育种效率。杜仲全基因组精细图谱也于2014年完成,对杜仲的遗传改良、基础生物学和进化研究发挥重要的作用。随着高通量测序的发展,对杜仲功能基因的研究起了极大的促进作用,而功能基因的发掘为杜仲的转基因育种奠定了基础。
杜仲生物技术育种虽然已取得了一定的进展,但仍存在一些问题:(1)在杜仲遗传转化、细胞悬浮培养、原生质体培养、花药培养和离体培养等研究利用方面,仍未建立起一套可操作性强的技术体系。(2)缺乏基因的高效发掘技术,实用分子标记较少,许多重要目标性状基因还需紧密标记,还缺乏品质、产量、抗性等改良的高效育种技术。
4.杜仲良种无性繁殖技术
杜仲硬枝扦插困难,以往一直通过种子育苗繁殖。但也可以采取嫁接、根蘖、插根、压条、嫩枝扦插等方法进行无性繁殖。杜仲新品种选育成功之后,无性繁殖技术则成为这些新品种选育规模栽培和实现产业化的关键。
杜仲具有很强的根蘖性,可以通过根蘖繁殖或利用幼化的根蘖苗嫩枝扦插繁殖。相关研究表明,利用大树埋根萌条、当年播种苗顶梢、出圃苗留根萌条进行嫩枝扦插是非常有效的无性繁殖方法,成活率均达90%以上。
组织培养具有繁殖系数大、苗木幼化整齐、可全年生产等优势,对于杜仲良种规模化生产意义重大。但从近30多年来的研究结果看,杜仲仍是一种难以进行组织培养的植物,原因在于杜仲组织培养芽的诱导率相对较低,在继代增殖过程中丛生芽生长缓慢、且容易黄化死亡,难以获得大量用于生根培养的丛生芽,限制了杜仲组培进入工厂化生产。
对于主要利用杜仲种子的果用良种的繁殖,必须采用嫁接方法,通过采集良种老树枝条作为接穗嫁接扩繁,可保证种植的良种能尽快开花结实。而对于主要利用营养体的杜仲良种,则不宜采用嫁接方法繁殖,因为砧木与良种接穗存在一定的互作,从而影响良种的优良特性发挥。
……
展开