现代育种技术是怎么样的？

植物育种是一门很复杂的技术，针对不同的植物应采用不同的育种方式，要对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式。 近年来, 随着基因组测序等多种技术实现突破, 基因组学、表型组学等多门“组学”及生物信息学得到迅猛发展, 作物育种理论和技术也发生了重大变革。以分子标记育种、转基因育种、分子设计育种为代表的现代作物分子育种技术逐渐成为了全世界作物育种的主流,本文在比较传统育种和现代育种的优缺点, 由于传统育种工作依赖于育种家的经验和机遇, 往往存在很大的盲目性和不可预测性, 而分子育种能显著提高育种效率, 为保障我国粮食安全、生态安全提供更强有力的技术支撑。
关键词: 植物育种; 传统植物育种;; 分子育种;
增加作物单产对于社会稳定与可持续发展具有重要的战略意义。良种是一种最为经济有效的增产因素，而良种的获得与作物育种方法的不断改进密不可分。随着人类文明的不断进步，作物育种经历了一个漫长的发展过程，从最初的系统选育，到后来的杂交育种、杂交优势育种、诱变育种、分子标记辅助育种、转基因育种等。从20世纪60年代起，我国进入了现代多样化育种阶段，方法的创新呈现出快速发展态势，现在基本形成了以杂交育种方法为主，多种育种方法并存的局面。近些年来，生物技术广泛应用于作物育种当中，展示了其特有的作用和前景，如分子标记辅助育种和转基因育种，但是这些技

1.实生选种
通过果树种子繁殖，产生自然变异，对其加以选择，以改进果树群体（或个体）的遗传组成，从而得到有利的园艺性状的群体品种（或营养系品种）的育种方法就是实生育种，在各种育种方法中历史最为悠久，适合各种果树作物。
从实生选种的历史看，就其具体方法又可分为：原始实生选种和现代实生选种。前者在选种前不注意亲本性状，而只重视实生后代的表现，从方法论看，它缺乏必要的理论指导，盲目性、随机性较大，方法本身简单易行，在人类的选种历史上功不可抹。
现代实生选种，以遗传学理论（特别是群体遗传学）为指导，具有较强的目的性和预测性。实质上就是通过实生繁殖选择不同世代，使有利的遗传性状基因在个体中聚积，从而获得优势个体（或优势个体组成的优势群体）。果树中最有用、最为简单的选择方法是：根据表现型选择已知有利性状的多个体作亲本，让其之间随机交配，再在后代中选择优良类型，这一方法又被称为集团选择（Mass selection）。
从当今果树遗传育种观点看，一些长期以实生繁殖粗放管理的果树，如核桃、板栗、山杏等，实生选育技术仍不失为一种很有应用价值的方法。在其它果树上，可以借用实生选种技术获得新的种质资源。特别在一些野生资源的利用中，可以先采集种子，然后在其播种后代中选择有用的个体类型。当然，在未来新兴野生果树开发中，也如同人类资源利用历史一样，是一条必经之路。
2.自然突变选种
自然界中芽分生组织体细胞发生变异，变异的细胞形成变异的组织（嵌合体），由此进一步形成芽变（变异的芽），而当变异的芽萌发成枝，直至开花结果，表现新的性状，又称之为枝变。人们根据这一特性，将优良的体细胞变异体通过无性繁殖加以巩固（如嫁接），进而传递扩大，形成新的无性品种，这种育种技术被称为芽变选种。
芽变的遗传学基础仅限于个别基因位点发生突变，因而变异基础较小，对于已推广品种局部改良作用较大。如美国红色紧凑型元帅系新品种，都是通过元帅的芽变选种得到的。
3.杂交育种
用已知性状的不同种类作亲本，通过人工控制授粉授精，获得杂交后代，继而选择优良品种（或品系）的杂交育种方法，是人类育种成就的最大突破。果树的杂交育种开始于19世纪，数百年中，该方法一直作为育种方法的主力军。
杂交育种的遗传学基础在于：一方面可以集中父母双方的有利基因，即利用基因重组产生的加性效应；另一方面利用生态地理起源上距离较远的种类（或品种）间杂交，其后代复等位基因的位点数累积，以及基因重组等产生的非加性效应。这种基因交流重组，带来了广阔的遗传变异，为育种选择带来了充分的机会。这一方法从资源利用的观点看，除了用栽培品种作进一步改良利用外，在向栽培品种导入野生近缘种的有利基因，创造抗性新类型上具有十分重要的作用。正是杂交育种方法的这种特性，使育种学家一直持有一种乐观思想，即任何因品种所带来的栽培问题，都可以通过育种方法加以解决。

随着科学技术的发展，现代果树育种的一个显著特点是日益借助室内仪器设备和化学药剂，使育种技术更加多样化，目的性更加专一，效率更高。

1.诱变育种

所谓诱变育种就是采用物理（辐射作用）或化学（化学反应）方法，诱发果树体（植株、枝、芽、花粉等）产生变异，在变异体或其后代中加以人工选择，从而培育出新品种。

诱变育种的遗传学基础在于部分改变染色体组型、结构，以及DNA分子发生某些变化，从而使遗传表现型发生变化。由于这种变化是强烈的外部条件因素所引起的，所以往往伴随着许多对诱变体生存不利的变化。相比之下，诱变比自然变异所引起的变异频率高、而且大，因此便有一些独有的特点。

诱变育种特别适合对已推广品种的生产特性的改造，如法国通过对金冠品种的辐射处理，选育出无锈的金冠系品种金莱斯（Lysgolden），这一方法比传统育种方法所需时间少得多。另外，通过该方法可以诱导一些由显性基因决定的抗病突变体的发生，对抗病育种有一定作用。

从资源利用角度考虑，诱变育种在目前是对一些不孕或无融合生殖的果树种类进行品种改良的唯一有效的育种方法。如改良葡萄品种花叶白鸡心空核结实特性，便可采用此方法。

2.染色体倍性育种

利用细胞染色体组倍数的改变，导致一系列性状的变异，进而选择培育新品种的方法，即染色体倍性育种。它是细胞遗传学应用的重要方面。

多倍体在植物种类进化中起着重要的作用，自然界许多种类都有多倍体存在。多倍体在果树生产中也有很大潜力和前景，主要表现为一些多倍体品种生长健壮，果实巨大，产量和抗性较二倍体有一定改善。形成多倍体的主要途径是不同多倍体之间的有性杂交，以及利用物理或化学因素诱导多倍体的产生。实践中多倍体应用能否成功的关键在于，诱导出的多倍体是否高度杂合（Bingham，1980），一般杂合性越高，其生存能力越强，而同质多倍体生存能力一般极差。由此可以看出，在一些具有多倍体的果树中，引入其它种质基因，并形成多倍体，具有重要应用价值，并由此可望创造全新的品种。

3.组织培养

利用植物器官、组织或细胞，通过无菌操作，在人工培养基上给予一定的光、温条件的培养技术，即为组织培养。这一技术始于本世纪初，进入70、80年代达到了全面发展的顶盛时期。

组织培养的生物学基础是利用细胞组织的全能性。利用该技术，可以解决许多常规育种技术无法解决的问题。例如可以通过茎尖组织培养，在短期内获得某一品种的无病毒苗，从而部分代替了十分困难的抗病毒育种。利用花粉培养，得到单倍体植株，从而可能解决果树因高度杂合所导致的遗传学分析困难，也可能带来果树育种制度的突破，改变由“杂”到“杂”的现状。组织培养技术还可以加速优良品系的快速繁殖，从而缩短常规育种周期。通过胚培养，可解决因种种原因造成的胚败育问题，实现早熟、无核等育种目标。另外，通过组织培养技术，可以进行种质资源的离体长期保存，为开展种质资源的研究和利用等带来极大方便。

4.细胞原生质体培养

原生质体培养是在组织培养基础上更进一步的现代生物技术，这一方法的成功应用，一方面可以直接通过不同性能的体细胞杂交，诱导培育成具有优良性状的植株；另一方面，原生质体培养本身就是人工创造变异的一个重要途径。如中国科学院植物研究所在中华猕猴桃（Actinidia chinensis）原生质体诱导的植株上发现，在来自单性花个体的原生质体植株中发现了广泛的变异，其中就有两性花植株（张远记，1992）。另外，原生质体培养方法可以用于各种抗性筛选上，如抗病、耐盐、抗寒等特性，从而降低育种成本，提高效率。

5.遗传转化

在原生质体诱导培养的基础上，利用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）携带的质粒DNA片段，插入寄主细胞的核基因组，转基因细胞再生、分化，从而获得转基因植株。这种方法是目前作物品种改良最富诱惑力的新技术。果树上已先后在核桃、苹果、草莓等树种上有了成功报道，研究进展极快（程家胜，1992）。

遗传转化技术，可以直接把目的基因（如抗虫、抗病等）定向转入现有优良品种中，目的性十分明确。这种方法对利用种质资源开辟了广阔的途径。具体说，它改变了过去传统方法在导入目的基因的同时，又渗入不需要的其它劣质基因的状况。要完成遗传转化，必须做好两方面工作，其一，原生质体的制备、再生及分化体系的建立，同时探索出遗传转化的最佳条件；其二，建立目的基因文库（Gene library）。这些工作都是十分艰巨的，但给果树育种带来了无限希望。