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生物技术与蔬菜种质资源的发展有什么联系?
现代生物技术的进步对于种质资源的保存、评价和创新起到了开拓性的作用。生物技术主要包括组培(花药培养、胚培养等)、快繁、脱毒技术和原生质体培养、细胞融合、游离小孢子培养、染色体工程技术、分子标记及应用等等。
首先在组培技术方面,通过研究组培的培养条件如培养基的成分、激素诱导的机理以及培养环境(温度、光照等)等,进而提高其诱导率,形成了不同种和不同基因型作物组织培养的综合技术。如前所述,除了在辣(甜)椒、白菜等作物通过花药培养技术,成功地进行亲本材料的改良,选育出优良品种和杂交种外,成熟的组培技术,还为种质资源的保存提供了新的途径。有不少蔬菜是用块茎和块根等器官进行无性繁殖的,如马铃薯、生姜、大蒜、芋、莲藕等,通常需要在种质资源保存圃中保存,而组织培养技术的成熟,即可通过组培方法保存种质资源。目前国家已建立了甘薯、马铃薯两个试管苗库(董玉琛,2001)。组织培养技术在优异种质资源和特殊亲本的繁殖上也发挥了重要作用,如中国农业科学院蔬菜花卉研究所方智远主持的甘蓝课题组,在世界上首次发现并育成不育性稳定、配合力优良的显性雄性不育系,在实际应用中,采用组织培养方法繁殖纯合显性不育株;再用纯合显性不育株作母本,与原回交亲本作父本配制制种用的雄性不育系。采用组织培养方法,就可以保护具有特殊性状的优异种质和亲本材料。关于采用游离小孢子培养技术,进行种质资源的创新和提高育种效率,前面已有叙述,在此不再赘述。
从20世纪80年代兴起的分子生物技术,使种质资源的鉴定、评价和创新提高到一个崭新的水平。以分子标记技术来说,它可以构建分子标记连锁图;通过DNA指纹分析,进行种质资源的起源分类研究;利用分子标记进行早期辅助选择可以大大加速育种进程,而且育种过程中可以把优良的农艺性状聚合在一起;对许多数量性状的基因如产量、抗逆性等,可通过QTL的定位进一步进行辅助选择;还可进行品种种子的纯度鉴定和品种特异的数位指纹识别等等。国外从20世纪80年代以来,已陆续在马铃薯、芜菁、甘蓝、菜豆、豇豆、莴苣、黄瓜、番茄、菊苣等蔬菜上进行分子标记连锁图的研究报道(陆维忠、郑企成、王斌,2003)。国内已开始了白菜、甘蓝、黄瓜、西瓜、甜椒等作物的分子图谱的构建研究,并有了很好的进展。此外,还开展了甘蓝、白菜雄性不育基因表达谱研究,获得多个与雄性不育基因有关的基因(方智远、侯喜林,2004)。总之,分子生物技术的迅猛发展使种质资源的鉴定、评价和创新进入了大发展的阶段,应用高新技术千方百计在种质资源中发掘新基因将是21世纪作物种质资源学科发展的热点(董玉琛,2001)。
植物的营养生物工程技术有哪些应用?
植物营养生物工程技术主要有常规的选种和育种、细胞遗传学育种、植物组织培养和细胞工程、植物转基因工程技术等。常规的选种和育种包括引种、群体筛选、杂交与谱系选择、轮回选择等,这方面已获得不少成功的经验。例如通过谱系选择获得了铁高效燕麦品种、轮回选择获得了铁高效高粱品种等。细胞遗传学育种以人工构建多倍体为前提,再通过杂交的方法实现远缘杂交,突破了常规杂交育种只能在近缘亲本间进行的局限性。
如既有小麦的优良性状又有黑麦的高抗逆性和铜高效吸收基因的小黑麦(tricale)的育成便是一个成功的例子。
植物组织培养和细胞工程的基础是植物细胞的全能性,包括花药和小孢子培养、原生质体培养和细胞杂交、人工诱导突变等。离体培养不仅极大地提高细胞遗传变异的概率,还可以大大地提高选择和繁殖的效率。我国在离体组织培养和细胞工程方面居国际领先水平,一些单子叶植物的原生质体培养成株结果尤为突出。植物转基因工程技术是将特定的外源目的基因导入植物细胞,获得能使外源基因稳定表达的转基因植物的技术,同时使转基因植物既保留原有的各种优良农艺性状,又增加一个新的目的基因控制的优良性状,这不仅在理论上具有重要意义,而且在植物的品种改良上具有广阔的应用前景。植物转基因工程技术在植物营养性状改良方面的应用已取得了突破性的进展,这里就着重介绍该领域的相关内容。
生物信息数据增长缓慢导致能够直接用于育种工作的数据很少。()
错误。
生物技术在油菜育种上的应用:
植物组织培养技术。从杂种的花粉再分化出的植物体进行加倍处理, 可直接得到遗传上稳定的二倍体植物。
王汉中等培养了Polima CMS的保持系、恢复系以及轮回选择群体小孢子植株, 通过筛选和染色体加倍, 选育出优质杂交油菜新品种中油杂1号、中油杂3号和常规品种中双8号。
在应用小孢子培养技术方面, 在应用小孢子培养技术方面, 吴江生等选育出华双3号, 李加纳等获得了一批甘蓝型黄籽油菜纯系。
分子标记技术。华中农大利用分子标记辅助技术已经育成多个双低油菜品种, 如新型超级杂交油菜种H9901、H9909、H2156,利用分子标记辅助选育方法改良现有的优良恢复系。
再利用轮回选择方法选育优质、抗病、高配合力新恢复系, 通过以上育种方法和技术, 选育出最优的不育系和恢复系, 再将二者进行组合而育成。
生物技术在油菜育种上的前景:
随着生物技术的发展与在育种上的应用的增加,更多的有价值的基因被定位和利用,大大增多了油菜育种中可利用的基因,从而使油菜品种越来越符合人们的需要。
同时随着生物技术利用的增多,加速了育种的过程,避免了传统育种的耗时长的问题。