高粱新技術育種的實踐與探討

馬英慧，李光華*

（吉林省農業(yè)科學院，吉林 長春 130124）

高粱作為我國抗?jié)?、抗旱的穩(wěn)產作物，是最早利用雜種優(yōu)勢的重要農作物之一[1]。經(jīng)過無數(shù)實踐證明，高粱雜交育種不僅能夠大幅度提升高粱的單產，而且能夠進一步拓寬遺傳基礎，還能最大限度地突破高粱的現(xiàn)有育種水平[2]。然而近年來，隨著雜交育種技術的反復應用，也暴露了一些問題，如育種時間長、雜交優(yōu)勢明顯降低等。作為除人工雜交育種方法之外的一種技術，高粱育種新技術注重對其實踐的研究和探討，不僅能夠有效緩解這種局面，而且是對傳統(tǒng)高粱育種技術的重要補充和完善。

1 高粱育種新技術相關理論概述

高粱育種新技術主要是指除了人工雜交育種方式和傳統(tǒng)的自然選擇育種方式之外的一種育種技術，主要包括組培育種新技術和航天育種新技術[3]。除此之外，還包括物理誘變育種新技術和化學誘變育種新技術，以及一些潛力較大的育種新技術等。相比于人工雜交育種方法，高粱育種新技術具有育種周期短、試驗規(guī)模小、后代穩(wěn)定快、變異量較小以及在改變個別簡單遺傳性狀時適用性較大等特點[4]。由此可見，對高粱育種新技術的進一步研究是至關重要的。

2 組培育種新技術應用問題及潛力分析

2.1 應用問題

高粱組培育種新技術主要是指依托組培技術，以培養(yǎng)再生苗為基礎，進而篩選再生苗及其后代出現(xiàn)變異植株的過程。高粱組培育種新技術主要包括組培苗再生分化培養(yǎng)環(huán)節(jié)和篩選田間再生苗后代環(huán)節(jié)。顯然，組培苗育種新技術是非常重要的基礎。然而，在應用該技術的過程中，卻存在一定的問題，具體來說，主要包括以下兩方面：第一，相比于常規(guī)雜交育種而言，此種方法產生的變異是在正常組培過程中自然產生的，因而其后代變異量較??；第二，采用該種方法，其后代選育種工作受外部環(huán)境影響較大，如季節(jié)、土壤以及天氣等。盡管相關研究學者已經(jīng)在這方面提出了一些改進的建議，如物理、化學方法，選擇適宜的篩選劑以及改變特定條件等，且取得了一些成果，但其仍存在繼續(xù)改進的地方。

2.2 應用潛力

現(xiàn)階段，盡管高粱被視為一種較難分化再生的作物，但只要選材正確以及方法適當，如通過外植體培養(yǎng)的方式產生再生苗，其分化出苗率還是有很大保障的，如幼穗、幼胚、幼葉等。由此可見，組培育種新技術還是具有重大應用潛力的。具體來說，主要包括以下幾方面：第一，方法簡便易行，且易于普及和推廣。這主要是由于高粱組培育種新技術目前已經(jīng)相對比較成熟，而且采用該種技術所需要的設備相對也比較簡單。第二，方法變異量小、育種周期短，同時還具有性狀穩(wěn)定的特點。第三，全新變異類型出現(xiàn)的可能性較大。這主要是由于高粱育種再生苗及其后代均是在自身遺傳物質下產生的。例如R111就是晉粱5號再生苗后代的一個變異系，其不僅具有較強的抗倒性，而且具有較高的配合力，同時還對高粱絲黑穗病生理小種有較好的免疫性和高抗性。這種變異系在我國高粱類型中是非常少見的。第四，該方法產生的再生苗及其后代變異的類型較為豐富，如籽粒大小、株高以及株型等。

由此可見，高粱組培育種新技術可視為一種可靠性高、實用性強的育種新技術，其雖然在應用過程中存在一定的局限，但其優(yōu)勢更為顯著。因此，未來還應注重這方面的研究深度和力度。

3 航天育種新技術應用問題及潛力分析

3.1 應用問題

航天育種新技術，又稱太空育種新技術或空間育種新技術，其伴隨航天技術的發(fā)展而不斷發(fā)展和應用。具體來說，主要是指依托返回式航天器，搭載植物種子，在搭載過程中，植物種子會受到各種因素的影響，如空間輻射、高真空等，在所有因素的綜合作用影響下，產生了各種變異，在此基礎上，返回地面后，由專業(yè)育種人員篩選有價值的特異種質資源材料，進而有效改良物種的一種新技術。相比于其他誘變育種技術而言，高粱航天育種新技術在應用過程中存在一定的問題，具體來說，主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，運用該技術時，航天搭載處理試驗材料的過程具有不可調、不可控的特點，即育種工作者無法按照自己的意愿調控和選擇誘變的強弱。第二，運用該技術，航天搭載誘變處理的高粱育種以及其后代，變異相對比較溫和，且變異的頻率也較低。第三，運用該技術時需要注意的事項比較多，如搭載的高粱種子和品種在遺傳穩(wěn)定性、綜合性方面要求較高。第四，運用該技術時，鑒于航天誘變缺乏方向性，具有一定程度的不可預見性，因此還應做好田間選育工作。由此可見，高粱航天育種新技術在應用過程中具有一定的局限性。

3.2 應用潛力

現(xiàn)階段，航天育種新技術已在大部分國家獲得較為廣泛的應用，而我國也于1987年開始應用該技術，水稻等農作物種子就是在這種情況下發(fā)生變異，進而育出多種新品種的?；诖?，我國還將該技術應用到了花卉、藥材以及其他農作物方面，以豐富品種。由此可見，在高粱農作物中應用航天育種新技術是值得一試的。經(jīng)過實踐表明，高粱航天育種新技術可作為一種較為有效的輔助育種方法，具體來說，其應用潛力主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，采用此種方法，高粱育種后代變異類型具有豐富性，如株高、生育期以及育性等諸多方面的變異等。第二，高粱育種后代還具有穩(wěn)定快、育種周期短等特點。第三，高粱育種后代還能夠出現(xiàn)全新的變異類型。例如，晉雜26號就是高粱航天育種新技術應用的一個較好的例子。

由此可見，高粱航天育種新技術可視為一種有效的輔助育種方法，其雖然在應用過程中存在一定的局限，但其應用潛力也很大。因此，未來還應注重這方面的研究力度和深度。

4 結論

綜上所述，高粱育種新技術主要包括組培育種新技術和航天育種新技術。其中，組培育種新技術具有可靠性高、實用性強等特點，航天育種新技術具有育種周期短、后代穩(wěn)定快等特點。由此可見，不同的高粱育種新技術具有各自的特點和優(yōu)勢，然而在實際的應用過程中，其均存在一定的應用問題和潛力。但無論是高粱組培育種新技術，還是高粱航天育種新技術，其在育種周期方面、全新變異類型方面均具有傳統(tǒng)育種方式無法比擬的優(yōu)勢?？梢哉f，高粱育種新技術能夠對傳統(tǒng)高粱育種技術進行進一步的補充和完善。因此，未來還應注重高粱育種新技術的研究力度和深度，進一步促使高粱的規(guī)?；彤a業(yè)化。

[1]楊立國，石太淵，韓福光，等.現(xiàn)代生物技術在高粱育種上的嘗試[C].中國農學會雜糧分會成立大會暨中國雜糧產業(yè)發(fā)展論壇，2004.

[2]王黎明.黑龍江省高粱生產及育種工作展望[J].作物，2007，16(03)：34-36.

[3]劉曉輝，李玉甫，高士杰.高粱雜交種吉雜99制種技術[J].園藝與種苗，2006，26(04)：299-301.

[4]石貴山，劉洪欣，邴志，等.高粱新品種吉雜210號高產制種技術[J].園藝與種苗，2012，13(11)：31-32.