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高粱新技术育种的实践和

马英慧,李光华*

（吉林省农业科学院,吉林长春 130124 ）

摘要：高粱作为我国最先迈入市场的粮食作物,具有抗涝、抗旱、耐盐碱以及耐瘠薄等特性.由此可见,高粱无论是在世界范围内,还是在我国,均具有继续存在和发展的重要价值.近年来,高粱这一稳产作物的发展趋势逐渐开始向干旱地区转移.然而,在转移的过程中却存在一定的问题,尤其是抗性、单产以及品质方面均没有显著的提高,进而严重影响了高粱种植的规模化和产业化.在概述高粱育种新技术相关理论的基础上,比较了组培育种新技术、航天育种新技术在应用过程中存在的问题及潜力,以期为进一步推进高粱育种工作、促进高粱种植业的发展献力.

关键词：高粱；新技术；育种

高粱作为我国抗涝、抗旱的稳产作物,是最早利用优势的重要农作物之一[1].经过无数实践证明,高粱杂交育种不仅能够大幅度提升高粱的单产,而且能够进一步拓宽遗传基础,还能最大限度地突破高粱的现有育种水平[2].然而近年来,随着杂交育种技术的反复应用,也暴露了一些问题,如育种时间长、杂交优势明显降低等.作为除人工杂交育种方法之外的一种技术,高粱育种新技术注重对其实践的研究和探讨,不仅能够有效缓解这种局面,而且是对传统高粱育种技术的重要补充和完善.

1 高粱育种新技术相关理论概述

高粱育种新技术主要是指除了人工杂交育种方式和传统的自然选择育种方式之外的一种育种技术,主要包括组培育种新技术和航天育种新技术[3].除此之外,还包括物理诱变育种新技术和化学诱变育种新技术,以及一些潜力较大的育种新技术等.相比于人工杂交育种方法,高粱育种新技术具有育种周期短、试验规模小、后代稳定快、变异量较小以及在改变个别简单遗传性状时适用性较大等特点[4].由此可见,对高粱育种新技术的进一步研究是至关重要的.

2 组培育种新技术应用问题及潜力分析

2.1 应用问题

高粱组培育种新技术主要是指依托组培技术,以培养再生苗为基础,进而筛选再生苗及其后代出现变异植株的过程.高粱组培育种新技术主要包括组培苗再生分化培养环节和筛选田间再生苗后代环节.显然,组培苗育种新技术是非常重要的基础.然而,在应用该技术的过程中,却存在一定的问题,具体来说,主要包括以下两方面：第一,相比于常规杂交育种而言,此种方法产生的变异是在正常组培过程中自然产生的,因而其后代变异量较小；第二,采用该种方法,其后代选育种工作受外部环境影响较大,如季节、土壤以及天气等.尽管相关研究学者已经在这方面提出了一些改进的建议,如物理、化学方法,选择适宜的筛选剂以及改变特定条件等,且取得了一些成果,但其仍存在继续改进的地方.

2.2 应用潜力

现阶段,尽管高粱被视为一种较难分化再生的作物,但只要选材正确以及方法适当,如通过外植体培养的方式产生再生苗,其分化出苗率还是有很大保障的,如幼穗、幼胚、幼叶等.由此可见,组培育种新技术还是具有重大应用潜力的.具体来说,主要包括以下几方面：第一,方法简便易行,且易于普及和推广.这主要是由于高粱组培育种新技术目前已经相对比较成熟,而且采用该种技术所需要的设备相对也比较简单.第二,方法变异量小、育种周期短,同时还具有性状稳定的特点.第三,全新变异类型出现的可能性较大.这主要是由于高粱育种再生苗及其后代均是在自身遗传物质下产生的.例如R111就是晋粱5号再生苗后代的一个变异系,其不仅具有较强的抗倒性,而且具有较高的配合力,同时还对高粱丝黑穗病生理小种有较好的免疫性和高抗性.这种变异系在我国高粱类型中是非常少见的.第四,该方法产生的再生苗及其后代变异的类型较为丰富,如籽粒大小、株高以及株型等.

由此可见,高粱组培育种新技术可视为一种可靠性高、实用性强的育种新技术,其虽然在应用过程中存在一定的局限,但其优势更为显著.因此,未来还应注重这方面的研究深度和力度.

3 航天育种新技术应用问题及潜力分析

3.1 应用问题

航天育种新技术,又称太空育种新技术或空间育种新技术,其伴随航天技术的发展而不断发展和应用.具体来说,主要是指依托返回式航天器,搭载植物种子,在搭载过程中,植物种子会受到各种因素的影响,如空间辐射、高真空等,在所有因素的综合作用影响下,产生了各种变异,在此基础上,返回地面后,由专业育种人员筛选有价值的特异种质资源材料,进而有效改良物种的一种新技术.相比于其他诱变育种技术而言,高粱航天育种新技术在应用过程中存在一定的问题,具体来说,主要表现在以下几方面：第一,运用该技术时,航天搭载处理试验材料的过程具有不可调、不可控的特点,即育种工作者无法按照自己的意愿调控和选择诱变的强弱.第二,运用该技术,航天搭载诱变处理的高粱育种以及其后代,变异相对比较温和,且变异的频率也较低.第三,运用该技术时需要注意的事项比较多,如搭载的高粱种子和品种在遗传稳定性、综合性方面要求较高.第四,运用该技术时,鉴于航天诱变缺乏方向性,具有一定程度的不可预见性,因此还应做好田间选育工作.由此可见,高粱航天育种新技术在应用过程中具有一定的局限性.

3.2 应用潜力

现阶段,航天育种新技术已在大部分国家获得较为广泛的应用,而我国也于1987年开始应用该技术,水稻等农作物种子就是在这种情况下发生变异,进而育出多种新品种的.基于此,我国还将该技术应用到了花卉、药材以及其他农作物方面,以丰富品种.由此可见,在高粱农作物中应用航天育种新技术是值得一试的.经过实践表明,高粱航天育种新技术可作为一种较为有效的辅助育种方法,具体来说,其应用潜力主要表现在以下几方面：第一,采用此种方法,高粱育种后代变异类型具有丰富性,如株高、生育期以及育性等诸多方面的变异等.第二,高粱育种后代还具有稳定快、育种周期短等特点.第三,高粱育种后代还能够出现全新的变异类型.例如,晋杂26号就是高粱航天育种新技术应用的一个较好的例子.

由此可见,高粱航天育种新技术可视为一种有效的辅助育种方法,其虽然在应用过程中存在一定的局限,但其应用潜力也很大.因此,未来还应注重这方面的研究力度和深度.

4 结论

综上所述,高粱育种新技术主要包括组培育种新技术和航天育种新技术.其中,组培育种新技术具有可靠性高、实用性强等特点,航天育种新技术具有育种周期短、后代稳定快等特点.由此可见,不同的高粱育种新技术具有各自的特点和优势,然而在实际的应用过程中,其均存在一定的应用问题和潜力.但无论是高粱组培育种新技术,还是高粱航天育种新技术,其在育种周期方面、全新变异类型方面均具有传统育种方式无法比拟的优势.可以说,高粱育种新技术能够对传统高粱育种技术进行进一步的补充和完善.因此,未来还应注重高粱育种新技术的研究力度和深度,进一步促使高粱的规模化和产业化.

参考文献：

[ 1 ] 杨立国,石太渊,韩福光,等.现代生物技术在高粱育种上的尝

试[C].中国农学会杂粮分会成立大会暨中国杂粮产业发展论

坛,2004.

[ 2 ] 王黎明.黑龙江省高粱生产及育种工作展望[J].作物,2007,16(03)：

34-36.

[ 3 ] 刘晓辉,李玉甫,高士杰.高粱杂交种吉杂99制种技术[J].园

艺与种苗,2006,26(04)：299-301.

[ 4 ] 石贵山,刘洪欣,邴志,等.高粱新品种吉

杂210号高产制种技术[J].园艺与种苗,

2012,13(11)：31-32.

（收稿日期：2017-12-10）