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牧草育种
    来源:辈宠网

以牧草种质资源为材料,运用遗传变异规律,通过适当途径改良牧草的遗传素质和群体的遗传结构, 选育出符合人们需要的优良新品种的过程。牧草品种是草地畜牧业的重要生产资料。一个新品种有可能使牧草增产10%~30%, 为大幅度提高畜产品的产量和品质提供物质基础。

简史 有目标地选择和培育牧草品种工作始于20 世纪初期。1897~1909年北美科学家汉申(N. E. Hanson) 对欧亚大陆进行的远征植物探查, 开始注意到苜蓿的种质。1909~1910年,美国和加拿大开始了苜蓿的育种工作, 并提出以提高产量和增强适应性为主要目标。1914年英国的瑟马克 (E.Von.Tschermark)用普通野燕麦与普通栽培燕麦进行杂交得到可育种子。同期前苏联也开始引用西欧苜蓿与当地苜蓿杂交, 之后又利用当地苜蓿和野生苜蓿资源杂交。1925年美国鉴定出苜蓿细菌性凋萎病的病原,从而把苜蓿抗病育种放在重要地位。1936年就育成了一批抗病品种。1921年在美国发现了豌豆蚜为害苜蓿,到1934年琼斯 (L.G.Jones) 等人找到了抗豌豆蚜植株,1966年育成了抗豌豆蚜苜蓿品种。1938年当北美遭受酷寒干旱后,发现野生黄花苜蓿耐寒、耐旱,而且有耐牧性的根蘖性状,通过种间杂交1955年正式育成了适应性较强的润布勒苜蓿(Rambler)。1931年发现草木樨中香豆素影响了家畜的适口性和牧草品质。到1957年加拿大育出了含香豆素低的草木樨。到20世纪70~80年代,国际上牧草育种的方向已从强调产量转向产量和品质并重, 从单一抗性到多种抗性和综合增产的目标发展。同时,牧草育种体系更加完善,布局更加合理,每年都有许多新品种被登记,育种水平不断提高。

在改良牧草品种的方法上,加拿大的柯克(L. E.Kirk, 1927)提出了用自交改良牧草与饲料作物。英国的詹金(T. J. Jenkin, 1931)对多年生黑麦草和猫尾草的研究明确提出采用基本的单株选择和集团选择方法的有效性问题。伯卡特(A.Burkart, 1937)在阿根廷提出用后裔测验选择亲本, 并推荐用自交不育系保证异花授粉。泰斯达尔 (H. N. Tysdal, 1942)提出后代多元杂交方法。弗赖尔 (J. R. Fryer, 1939)总结出苜蓿的母系选择法。科姆斯托克 (R. E. Comstock,1949)等人在苜蓿上应用了轮回正反交选择法等。海斯(H. K. Hayes, 1919)和加伯 (R. J. Garber)首先在玉米上提出综合品种的可能性,1944年在开展配合力测定的基础上把培育综合品种变成为现实。各国科学家把这一方法移植于牧草,到50年代瑞典、英国、美国、加拿大等许多国家就育成一系列豆科及禾本科牧草综合品种。随着自然科学和遗传学理论的不断丰富和植物育种方法的改进,研究手段的提高,牧草育种已成为一门广泛应用的学科。

中国20世纪30~40年代就有少数先驱开展了牧草研究, 但正式的牧草品种选育工作开始于50年代。东北农业科学研究所(现吉林省农科院)选育了公农一号和公农二号苜蓿。60~70年代内蒙古农牧学院用天然杂交和人工杂交方法育成了草原一号和草原二号杂花苜蓿。黑龙江省畜牧研究所用苜蓿与扁蓿豆进行远缘杂交并育成新品种。新疆八一农学院草原系育成新牧一号和新牧二号苜蓿等,与此同时,还选出了大批地方良种和引进国外良种。1981年成立了中国草原学会牧草育种委员会。1986年成立全国牧草品种审定委员会, 到1993年国家正式审定登记的牧草品种达150个,包括苜蓿品种30个,其中苜蓿地方品种17个,野生栽培品种1个, 引进品种1个, 育成新品种11个。

育种目标 高产、优质、多抗和广泛的适应性是牧草育种的主要目标,特定的育种方案要根据生产需要、草种特性和当地环境条件而制定。按目标要求可分为抗病虫育种、抗逆育种和品质育种等。在特殊的目标中还包括提高生活力,延长或缩短生长周期和成熟期,改善种子习性、利于收获,改良根系发育和侵占性以及植株生长习性, 改善牧草的化学成分等。

育种途径和方法 根据不同牧草的繁殖方式、利用特点、育种目标的要求采取适当的途径和方法,如自花授粉牧草采用控制杂交、回交和母系选择等方法;天然异花授粉牧草采用单株选择、近交、杂交和轮回选择等方法;无融合生殖或雄、雌性不孕牧草采用杂交后单株选择法等。现代牧草改良已成功地运用了引种育种法、选择育种法、杂交育种法、倍性育种法(单倍体育种、多倍体育种)、无融合生殖、诱变育种(辐射育种、物理诱变育种、化学诱变育种)以及生物技术方法等。引种育种法和选择育种法是利用原有变异过程, 而杂交育种和诱变育种法则是通过不同类型优良基因累加和重组创造出新的变异过程。因此,牧草育种工作的核心是这两个过程的综合利用, 即充分利用现有变异和创造新变异。①系谱法。自杂种的第一个分离世代开始选择,分别种植成株行,每行成为一个系统,各代都在优良系统中继续选择单株,种成株行,直至选择出优良一致的系统时,进行产量比较试验。②混合选择。从原始品种或杂交后代中选出优良的单株或单穗混合收种,下一年种植在一个小区,再经比较鉴定选育出新品种。③集团选择法。在一个混杂群体或杂交后代中,根据主要性状、特征特性,分别选择属于各种类型的优良单株,按类型混合脱粒,组成几个集团,然后在各集团内进行混合选择, 最后比较出好的集团。④多元杂交法。选择出优良单株扦插成无性繁殖系,从中选择优良无性系种植在多元杂交圃里进行开放传粉,按系收种,经配合力测定选出优良无性系在隔离区内开放授粉,混合收种,进行鉴定比较,最后组合成综合种。⑤母系选择法。从原始混杂群体或杂交后代中选择优良植株种成无性繁殖系, 再从中选择优良无性系在隔离区内自由授粉,按母系收种,再从按系播种材料中继续选择单株,在隔离区内开放授粉混合收种,形成综合育成系统,经鉴定成新品种。⑥轮回选择法。选择原始品种或杂交后代的一个群体和一个测交种进行测交, 然后分株播种进行配合力测定, 最后选择出优株开放传粉混合收种,即为一个轮回,一个轮回约经3~4年,经2~4个轮回选择出新品种。⑦回交育种法。两个亲本杂交后,将亲本之一与子代回交,再以该亲本与回交后代中所选单株回交。如此进行若干代,然后将所选单株经数代自交, 选择育出新品种。

新品种或品系育成后都要通过鉴定、评价与测试,进行新品种或新品系比较试验、区域试验和生产试验,最后经品种审定、登记,方可在生产上推广应用并进入商品流通过程。

展望 在近百年牧草品种改良工作过程中, 从利用现有的自然变异发展到有目的地创造新的变异使牧草育种成为一门人工进化的应用学科。传统的常规育种方法在整个20世纪发挥了重要的作用,几乎所有生产中应用的牧草品种都是用常规方法育成的。在未来的工作中也将继续适用,但育种年限长,远缘杂交不孕难以克服等缺点已显示出传统育种方法的局限性。随着分子生物学和分子遗传学的研究, 生物工程技术正不断地丰富育种方法和推进育种事业的发展, 如种属杂种胚培养技术、细胞融合、DNA转移技术、抗病和耐不良环境细胞诱变筛选技术、遗传资源的保存和无融合生殖扩繁种子等新技术和常规育种技术相结合,取长补短, 综合利用将有巨大潜力。

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