例析生物品種的培育

繆茜+俞如旺

摘 要 從馴化和育種等兩個方面例析了生物品種的培育，并分析了育種特點及其相互聯(lián)系。

關(guān)鍵詞 馴化 育種 基因工程

中圖分類號 Q-49 文獻標志碼 E

人類社會發(fā)展至今已有數(shù)千年的農(nóng)耕歷史，無論是在飼養(yǎng)動物，還是種植植物方面，人類對品種的改良從未停止。馴化作為人類最早的育種方式，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。遺傳定律被發(fā)現(xiàn)后，人們開始廣泛地應(yīng)用雜交手段育種?；蚬こ痰呐d起，使人類可以按照意愿，改造出新的生物品種。

1 馴化

1.1 馴化的概念與特點

馴化，又稱為選擇育種，指在一定的環(huán)境下，人類利用生物的變異，經(jīng)過長期選擇，優(yōu)勝劣汰，培育出滿足人類需要的優(yōu)良品種的方法。馴化使得野生動植物演變?yōu)榧茵B(yǎng)動物和栽培作物，例如看家的土狗、能夠產(chǎn)蛋、產(chǎn)肉的家畜以及具有抗病蟲害、高產(chǎn)量等特性的糧食作物。馴化所需要的周期很長，同時培育出新品種的概率也較小，但它作為人類早期的育種方式對人類進化起到了不可替代的作用。

1.2 動物的馴化

動物的馴化指野生動物經(jīng)人類長期飼養(yǎng)后，逐漸改變原來的習(xí)性，成為聽從人類指揮的寵物或家畜。這些動物為人類社會的發(fā)展和人類文明的進步做出了巨大貢獻，不僅為人類提供了生活的用品，如奶、皮、肉等，還充當(dāng)生活幫手，如作為運輸工具、狩獵耕田等。

狗是人類最早馴化的動物，在4萬～1.5萬年前由狼馴化而來。在農(nóng)業(yè)社會，養(yǎng)狗是為了看守家園和肉食。發(fā)展至今，狗的功能不僅僅是看家和食用，狗按照用途可以分為狩獵犬、工作犬、家庭犬和玩賞犬。它們分別在狩獵、從事特殊工作（緝毒、導(dǎo)盲等）、看家護主和撫慰人心等方面發(fā)揮著自己的作用。

1.3 植物的馴化

植物的馴化指人類提供合適的生存環(huán)境，通過長期栽培，使野生植物形態(tài)特征和生理功能發(fā)生改變，成為栽培作物的過程。馴化植物使農(nóng)業(yè)得以發(fā)展，同時還推動著人類物質(zhì)文明的進程。早期的植物馴化主要局限于糧食作物的馴化，這與那時人們的生產(chǎn)力水平和處境是相符的。如今，馴化的植物除了作為經(jīng)濟作物外，還應(yīng)用到園藝、農(nóng)林、醫(yī)療事業(yè)和環(huán)境保護等各方面。

1960～1970年間，流行以野生稻作為育種材料，借以加速新品種的形成。經(jīng)過長期的自然選擇，野生稻已經(jīng)具備了抗病蟲害、耐堿、耐澇、耐旱等特性，成為世界上最重要的育種原料之一。

植物引種馴化指人類為了滿足自身的某種需要，從外地或外國引進本地或本國沒有的植物物種或品種，經(jīng)過馴化培育，使其成為本地或本國的栽培物種或品種的過程。

美國作為當(dāng)今世界上的農(nóng)業(yè)強國，其三大作物——玉米、小麥、大豆產(chǎn)量名列前茅。但曾經(jīng)的美國卻是農(nóng)作物極度匱乏的國家，這些作物都是通過植物引種馴化而來的，它們分別來自于熱帶美洲、中亞和中國。在植物引種馴化的基礎(chǔ)上，美國才有了如今勃勃生機的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。

2 育種

育種指以人為的方式創(chuàng)造出可遺傳的變異，再進行人工選擇，從而培育出優(yōu)良動植物品種的技術(shù)。育種經(jīng)歷了傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代育種兩個發(fā)展階段。

2.1 傳統(tǒng)育種

傳統(tǒng)育種指在動物和植物的育種中，讓帶有不同性狀或特征的個體進行有性繁殖的一種方式。傳統(tǒng)育種耗時長，只能在同一物種或親緣關(guān)系較近的物種間進行，同時后代容易出現(xiàn)性狀分離的現(xiàn)象，不能穩(wěn)定遺傳。

（1） 雜交育種，將具有優(yōu)良性狀的不同品種進行交配，再經(jīng)過選育獲得新品種的方法。雜交育種使一個個體同時具有不同個體上的多個優(yōu)良性狀，在生長勢、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)方面具有優(yōu)勢。雜交優(yōu)勢往往表現(xiàn)出經(jīng)濟效益。例如，將順從人類的雌馬與載重佳的雄驢雜交，產(chǎn)生既能負重，又能順從人類的騾。

（2） 誘變育種指利用物理因素（紫外線、X射線，激光等）或化學(xué)因素（亞硝酸、硫酸二乙酯等）誘發(fā)基因突變，從而產(chǎn)生優(yōu)良性狀的過程。誘變育種能提高突變率，產(chǎn)生從未見過的新品種，同時育種年限縮短，性狀穩(wěn)定，但往往要經(jīng)過多次誘變。例如，抗病小麥誘變育種過程如圖1所示。

2.2 現(xiàn)代育種

現(xiàn)代育種即基因工程，就是按照人們的愿望，利用DNA重組技術(shù)有目的地改造生物的某種基因，以此達到定向地改造生物遺傳性狀的目的。其過程包括獲取目的基因、構(gòu)建基因表達載體、導(dǎo)入受體細胞、檢測目的基因等?，F(xiàn)代育種打破物種間的生殖隔離，能夠按照人們的想法定向修飾生物性狀。自20世紀70年代興起以來，基因工程在生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，同時在實際應(yīng)用領(lǐng)域也展現(xiàn)出美好的前景。

實例1：近年來，醫(yī)療事業(yè)的快速發(fā)展，使野生藥材資源供不應(yīng)求，再加上許多原料性藥用植物資源的快速枯竭，使得將基因工程技術(shù)應(yīng)用于藥用植物育種變得刻不容緩。利用遺傳轉(zhuǎn)化，將目的基因（抗病毒、抗逆性等有關(guān)基因）導(dǎo)入藥用植物中，改變其原來的遺傳特性，優(yōu)化品種，強化藥用植物抗病毒、抗逆性的能力，既滿足了發(fā)展需要，又保護了資源。

實例2：由于野生鮭魚僅在天氣溫和時分泌生長激素，成魚體積有限，但利用基因工程技術(shù)可以將生長激素（目的基因）植入鮭魚卵（包括構(gòu)建基因表達載體和導(dǎo)入受體細胞階段）中，使其全年都可分泌激素，因此基因改造后的鮭魚生長更快速，體積更肥大（定向改造鮭魚生長特性）。

3 馴化、傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代育種的聯(lián)系

3.1 馴化、傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代育種之間的關(guān)系

馴化、傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代育種之間的關(guān)系如表1所示。

馴化是育種的基礎(chǔ)與前提，為育種提供材料；育種是借助新技術(shù)的馴化。育種不能完全代替馴化，馴化也無法脫離育種，兩者相輔相成，缺一不可。

3.2 當(dāng)代育種過程

綜上所述，不同的育種方式優(yōu)缺點不同，故而在育種時應(yīng)該合理選擇，制定恰當(dāng)?shù)挠N方案，具體過程為：以馴化得到的生物作為育種材料，利用基因工程技術(shù)打破物種間的生殖隔離，產(chǎn)生新品種，再結(jié)合傳統(tǒng)育種進行選育。當(dāng)代育種就是將馴化、傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代育種三者相結(jié)合，揚長避短，借以加速新品種的形成。

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