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作物种质资源的利用现状

2011-03-04 [1518]

20世纪50年代初期,我国农作物遗传育种研究规模小、数量少,但到80年代初期,主要农作物已基本上实现良种化。五十多年来,我国培育的主要农作物品种超过6000个,经历了6-7次大规模品种更换。每一次品种更换都使作物产量提高约10%,很大地促进了农业生产的发展。进入80年代以后,特别是加入WTO以来,随着农业产业结构和种植业结构调整,作物育种方向从以往单纯强调产量为主,转变为产量、品质和抗逆性的协调发展,培育了许多高产抗逆的农作物新品种,支持了我国农村经济发展和种植业结构调整的技术需求。

(一)地方品种的评选、改良和推广

(二)杂交育种技术的普及与优良品种选育

杂交育种技术在20世纪50年代后期初露端倪,我国开始迅速普及杂交育种技术,大规模独立自主地培育主要农作物新品种。进入60年代以后,自育的优良品种已经覆盖大部分生产面积。从60年代中期至80年代中期,我国进行了2-4次品种更换。在这期间,上利用杂交育种技术将水稻和小麦种质资源中的矮秆基因导入到其它品种中,掀起了“*次绿色革命”的浪潮,我国科学家利用水稻地方品种“矮子占”和小麦创新种质“矮孟牛”以及从国外引进的矮秆种质资源育成了大量的水稻和小麦矮秆新品种,进一步提高了主要农作物的产量水平。

(三)杂种优势的利用

在杂交育种过程中,科学家发现有些杂交后代表现出较强的超亲现象,即出现了杂种优势。国外在20世纪60年代以前,就开始在玉米和高粱育种中成功利用杂种优势,使得产量大幅度提高。我国的杂种优势利用较晚,首先是从国外引进玉米自交系和高粱的雄性不育系,进行了玉米和高粱的杂种优势利用,为后来我国两杂技术的迅速发展奠定了种质和技术基础。1970年代,我国“杂交稻之父”袁隆平院士利用其助手李必湖从海南野生稻中发现的“野败”不育株,实现了水稻的“三系”配套,成功地育成了杂交稻,水稻产量大幅度提高,使我国迅速摆脱了粮食紧缺的困扰,有效地提高了生产技术水平和我国的粮食自给能力。目前,我国杂种优势利用技术得到进一步发展,已从玉米、高粱和水稻扩展到谷子、小麦、蔬菜和大豆等主要农作物,我国玉米杂交种普及率近90%;杂交稻种植面积占水稻面积的一半以上;棉花杂种优势利用先后在人工杂交制种技术、核不育系杂交制种技术方面取得突破,培育了一批杂交种;已培育出一批双低杂交油菜新品种,并大面积推广应用。在小麦杂种优势利用方面,实现了三系配套,育成了一批杂交小麦新品种和新组合;攻克了大豆杂优利用面临的雄性不育性保持和大豆田间的昆虫传粉等两大难题,育成了世界上*个杂交大豆品种。

近年来,我国农作物新品种培育获得新进展,产量连创新高,品质显著改善,出口竞争力明显增强。超级稻新组合中浙优1号、II优明86在百亩田中亩产超过800公斤,丰优香占9项品质指标达部颁米一级标准;小麦新品种轮选987等在河北等地创造了亩产超650公斤的百亩丰产方,郑麦9023为面包小麦,年种植面积达2000万亩以上;郑单958是目前种植面积zui大的玉米杂交种,玉米新品种中单808,具有亩产800公斤的生产潜力,蛋白玉米中单9409的籽粒赖氨酸含量达0.4%;大豆新品种中黄13已连续4年年种植面积超过1000万亩,成为我国年种植面积zui大的品种,中黄35大豆在新疆创造了亩产402公斤以上高产记录;抗虫杂交棉银棉2号在黄河流域棉区试中,比对照品种显著增产;油菜新品种华杂8号全国区试比对照增产26.9%。这些优良品种为提升我国粮食综合生产能力和农产品市场竞争力提供了坚实的技术支撑。

      (四)新技术育种

20世纪70年代,分子生物学的发展孕育了现代生物技术,并成为*的高新技术。目前,不论是发达国家还是发展中国家都把生物技术纳入本国生命科学的重点研发领域。我国1978  年*次把生物技术列为八个影响全局的重大新兴技术领域之一,制定了“有限目标、重点突破、跟踪与创新并举”的发展方针,在此方针指导下,我国利用生物技术育成了一系列作物新品种。

细胞工程研究是我国zui早利用生物技术育种的方法之一,经过几十年的努力,细胞培养、体细胞无性系变异、原生质体培养和融合、体细胞杂交等技术已走向成熟。细胞培养技术在禾本科、茄科、十字花科等50多种植物上已广泛应用,取得显著成绩,如花药培养育成的水稻中花8、9、10、11号,小麦京花1号等具有较大的增产潜力;利用体细胞无性系变异技术,在水稻等作物获得早熟品系、新质源细胞质雄性不育系、抗病虫、抗逆境等新材料;利用原生质体培养和融合技术,在种内、种间、属间、科间获得体细胞杂种,如栽培稻与药用野生稻、水稻与大黍、水稻与狗尾草、大豆与野生豆、小麦与冰草、簇毛麦、新麦草和羊草的原生质体融合,将野生豆抗花叶病毒基因转移到大豆中,将小麦属间植物中的抗性等基因转移到小麦中。细胞工程作为作物育种的重要手段,已经为作物育种和生产的发展做出重要贡献。

20世纪80年代后期,我国开始应用分子标记辅助选择技术,其核心是借助与目标基因紧密连锁的分子标记,直接选择目标基因型个体,培育优良品种。由于分子标记辅助选择不受环境影响,不仅可在早代进行准确、稳定的选择,而且可克服再度利用隐性基因时识别难的问题,并能够同时聚合多个目标基因,可大大提高选择效率、缩短育种周期、提高育种水平。

转基因育种是目前上普遍采用的新技术,自1996年美国进行转基因作物规模化应用以来,世界各国特别是拉美国家开始大量种植转基因作物,目前种植的转基因作物包括棉花、玉米、马铃薯、番茄、油菜、烟草、杨树、大豆等几十种作物。目前,我国的转基因技术主要用于棉花育种中,我国90%以上的棉田种植了转基因抗虫棉花新品种,在提高棉花产量的同时大大减少了农药的用量,全国平均每亩节约农药成本和棉花增产为农民带来的效益超过130元,深受农民欢迎。