作物的抗逆性育種方法

王海燕

摘要：作物對(duì)環(huán)境脅迫的抗耐性稱為抗逆性。作物抗逆性育種目的在于保證其在逆境之下，能夠保證相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)量以及品種應(yīng)當(dāng)具備的品質(zhì)。所以抗逆性育種不能夠只研究農(nóng)作物品種抗逆性的遺傳與改良，應(yīng)把作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和抵抗病蟲(chóng)害的能力等與育種相結(jié)合。

關(guān)鍵詞：作物抗逆性；育種方法；抗寒性；抗旱性；耐鹽性

中圖分類號(hào)： S155.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.09.008

1作物逆境的種類和抗逆性育種方法

一般情況下作物的抗逆環(huán)境的種類分為三個(gè)類別：溫度的脅迫、水分的脅迫以及礦物質(zhì)的脅迫。其中溫度的脅迫中包括低溫、高溫對(duì)作物的危害，而在低溫的危害當(dāng)中又包括凍害與冷害的區(qū)別。在水分的脅迫當(dāng)中包括干旱、濕害以及漬害，其中干旱又包括大氣的干旱與土壤干旱的區(qū)別。這兩類脅迫因素有時(shí)一同對(duì)作物進(jìn)行危害，比如高溫再加上干旱形成的干熱風(fēng)情況。在礦物質(zhì)的脅迫當(dāng)中主要是鹽堿危害以及酸性土壤和鋁的危害等。

在農(nóng)作物的抗逆性育種的方法上可分成三類：一是對(duì)于脅迫的環(huán)境因素的抵抗耐性的間接培育，就是在脅迫環(huán)境因素所存在地塊上來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)性能的培育試驗(yàn)，依據(jù)所得的產(chǎn)量和作物長(zhǎng)成的品質(zhì)表現(xiàn)來(lái)選這個(gè)脅迫因素下的抗耐性品種。主張采取這種育種方法的理由是，在這種條件下能夠表現(xiàn)高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的基因型，自然也就反映出具有對(duì)該脅迫因素的抗耐性，采用這種育種方法取得了一定成效；二是依據(jù)同此抗耐性有著密切的相關(guān)性狀和特性選育的辦法，此法不一定可靠，但可以為種質(zhì)資源和培育品種早期材料上的篩選提供有參考性依據(jù)；三是對(duì)于所存在脅迫因素的抗耐性直接育種的辦法，這類方法又有兩種。第一種是要審慎的選擇能具備足夠代表著重脅迫環(huán)境因素的試驗(yàn)場(chǎng)所和地點(diǎn)，然后在此地進(jìn)行試驗(yàn)性的對(duì)抗耐性來(lái)嚴(yán)格選育，保證要在所選的試驗(yàn)點(diǎn)上脅迫因素的程度穩(wěn)定并且相同，使得所選擇的材料在不同程度上的抗感性方面都能夠得以顯現(xiàn)而且容易識(shí)別。第二種是人工進(jìn)行模擬出相應(yīng)的危害性的環(huán)境或者是在儀器當(dāng)中進(jìn)行的抗耐性鑒定辦法，一般情況下，這一辦法很適用于作物種質(zhì)資源或是在育種的早期材料的篩選方面。然而針對(duì)于抗逆性基礎(chǔ)的特性育種方向，此法不是直接的針對(duì)作物的抗逆性最后的表現(xiàn)來(lái)鑒定，而是要依據(jù)培育過(guò)程當(dāng)中各個(gè)抗性的生理和生化過(guò)程中最關(guān)鍵的幾個(gè)環(huán)節(jié)確定的指標(biāo)來(lái)進(jìn)行測(cè)定得出的結(jié)果選育，當(dāng)然這個(gè)方法也不能說(shuō)是非?？煽康?，但是常常較為便利的在不同程度之上而獲取了一定的功效。就以上所采用的幾種方法，都是分別依據(jù)各地的條件和需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟捎茫部梢越Y(jié)合起來(lái)采用。從育種效果考慮，在育種過(guò)程中，至少有的階段應(yīng)該在田間自然脅迫條件下直接評(píng)選抗耐性，并以這種脅迫對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響為最后依據(jù)。

2抗寒性育種

農(nóng)作物抗寒性的表現(xiàn)應(yīng)該說(shuō)是非常復(fù)雜的數(shù)量遺傳性狀。由于國(guó)內(nèi)外近代作物育種著重提高產(chǎn)量和改良品質(zhì)的選育，所推廣品種的抗寒性大多數(shù)不及早期的品種，特別是原有的地方品種，一般多易于遭受寒害。因此，近年來(lái)抗寒性的選育已經(jīng)得到廣泛的重視，在抗性種質(zhì)資源的利用與創(chuàng)新、抗寒性與豐產(chǎn)性相結(jié)合的選育方法、抗寒性的鑒定與選擇技術(shù)等方面的工作都有所進(jìn)展。在種作物的原始地方品種和引進(jìn)品種中，特別是各作物的野生近緣植物中，存在著對(duì)不同寒害的抗源，可供研究利用。抗寒性遺傳基礎(chǔ)有差異的抗寒品種類型間的雜交，有可能產(chǎn)生抗寒越親的后代，也有可能產(chǎn)生抗寒性與豐產(chǎn)性相結(jié)合的類型。應(yīng)用輪回選擇可能更有希望取得這樣的效果。

3抗旱性育種

在全世界和全國(guó)范圍內(nèi)，有一半以上地區(qū)的作物生產(chǎn)受到干旱的脅迫，抗旱性為廣大干旱地區(qū)中許多作物的重要育種目標(biāo)。

現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門在研究抗旱性育種上，主要手段還是要在田間進(jìn)行試驗(yàn)，并且是在表現(xiàn)非常明顯的干旱地區(qū)，常常都是在具備這類脅迫條件環(huán)境的田間并直接按照受害的表現(xiàn)程度來(lái)進(jìn)行合理的選擇，或是以測(cè)定產(chǎn)量辦法選擇，并間接的選擇抗旱性的；然而，若在干旱偶爾發(fā)生的地區(qū)，則是著重正常的田間環(huán)境和條件之下的測(cè)定產(chǎn)量的表現(xiàn)，予以適當(dāng)?shù)淖⒁馄溆嘘P(guān)的抗旱性能，并依據(jù)與其抗旱的性能有著密切影響的形態(tài)來(lái)進(jìn)行抗旱性間接的鑒定，并對(duì)其品種的抗旱性能的選育有著一定參考。同時(shí)與抗旱性能相關(guān)的品種性狀的指標(biāo)也很多，在許多間接鑒定篩選方法中，還沒(méi)有一種單獨(dú)的技術(shù)足以可靠地測(cè)定所有作物品種的干旱反應(yīng)，只能采用其中與各地區(qū)旱害類型和作物種類相適應(yīng)的方法，配合田間試驗(yàn)，才能得到一個(gè)非常準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。

4耐鹽性育種

各國(guó)的沿海地區(qū)和干旱、半干旱灌溉地區(qū)，都有不同程度的鹽堿危害，有的成為限制某些作物種植的主要因素。更由于灌溉不當(dāng)，許多國(guó)家和地區(qū)還在不斷產(chǎn)生次生鹽漬化土壤。因此，作物耐鹽性的研究已經(jīng)得到了廣泛重視，并得到了較明顯的進(jìn)展。

把土壤中的可溶性鹽類過(guò)量對(duì)農(nóng)作物所造成的危害稱作為鹽害，農(nóng)作物對(duì)鹽害所產(chǎn)生的耐性稱為耐鹽性。鹽脅迫的兩個(gè)組成部分是滲透脅迫和離子效應(yīng)。對(duì)于不同的植物和不同的作物以及同一作物的不同的品種類型對(duì)耐鹽性的耐性都有著非常明顯的差異。

國(guó)內(nèi)外通過(guò)許多作物的種質(zhì)資源，包括各品種類型的鑒定篩選，都分別獲得了耐鹽的材料，可供進(jìn)一步研究和利用。但是，迄今有計(jì)劃的選育耐鹽作物品種當(dāng)中，很成功的例子還不是很多?，F(xiàn)在，除了利用具有耐鹽性較強(qiáng)的種質(zhì)資源作為材料的親本，并且通過(guò)進(jìn)行雜交培育，來(lái)轉(zhuǎn)移其這種耐性到綜合性狀非常優(yōu)良的品種之外，采用輪回選擇可能是解決這樣難度大的有效途徑。近年國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了通過(guò)遺傳工程選育耐鹽基因型的研究，也將促進(jìn)耐鹽性育種的發(fā)展。