藥用植物育種的方法:藥用植物的“優(yōu)良品種”對(duì)藥材生產(chǎn)存在著巨大的潛力, 許多療效優(yōu)異的道地藥材的形成在某種程度上應(yīng)歸功于“地 方品種”的作用。
藥用植物育種的主要目的和特色在于“高 含量育種”,而任何一個(gè)新品種的培育都是在原有種質(zhì)資源的 基礎(chǔ)上通過(guò)選擇、雜交、回交、誘變等方法修飾、加工、改 良后才能符合育種目標(biāo)的。 藥用植物育種的特點(diǎn):藥用植物育種的特點(diǎn)是以提高藥材質(zhì)量,培育優(yōu)良品種為目標(biāo),篩選優(yōu)良種質(zhì)資源。
包括遺傳多樣性鑒定及產(chǎn)量和質(zhì)量的鑒定。產(chǎn)量和質(zhì)量的鑒定包括單株生產(chǎn)力的鑒定、生 育期的鑒定、質(zhì)量鑒定(測(cè)定有效化學(xué)成分含量或比例的多少、藥材的氣味、色澤、質(zhì)地、形狀)、抗病蟲(chóng)害性的鑒定、抗逆境性鑒定。
通過(guò)以上研究篩選出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源。
各類(lèi)藥用植物對(duì)自然環(huán)境條件,如光照、溫度、水分、土壤等主要因子的要求,往往有所差異。
因此,本地區(qū)適宜種植哪些藥材,首先要摸清當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件,其次根據(jù)供需情況,因地制宜發(fā)展發(fā)展藥用植物生產(chǎn)。切忌貪大求貴,盲目種植。
一、光照 大多數(shù)綠色藥有植物,必須在一守光照射下進(jìn)行光合作用,制造有機(jī)物質(zhì),積累有效成分,如脂尖、蛋白質(zhì)、核酸、揮發(fā)油、甙類(lèi)。 而各類(lèi)藥用植物對(duì)光照強(qiáng)度的要求亦各不相同,如薄荷、菊花、山藥、川芎、丹參、白芍、地黃、防風(fēng)、元胡等宜種植在向陽(yáng)的環(huán)境,稱(chēng)陽(yáng)生植物;而人參、三七、黃連、玉竹等宜種植在陰涼的環(huán)境,稱(chēng)陰生植物;還有許多藥用植物,如貝母、郁金、百合、麥冬、白姜、黨參、白術(shù)等在向陽(yáng)或稍蔭蔽的環(huán)境下均能生長(zhǎng),稱(chēng)中生植物。
因此,喜光的植物在陽(yáng)光充足的條件下,才能使枝條生長(zhǎng)充實(shí),莖桿粗壯,葉片肥厚,干物質(zhì)積累較多。若光照不足,則莖桿細(xì)長(zhǎng),葉片嫩黃,容易倒伏,影響藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量。
而喜陰的藥用植物,不耐強(qiáng)光直射,因此,人工栽培必須搭設(shè)棚架來(lái)調(diào)節(jié)陰蔽度,才能正常生長(zhǎng)發(fā)育。 二、溫度 藥用植物從種子萌發(fā)、出苗、生長(zhǎng)、發(fā)育直至開(kāi)花結(jié)果,都要求有一定的溫度。
不同類(lèi)的藥用植物對(duì)溫度的要求各不相同。如亞熱帶藥用植物砂仁,喜高溫,生長(zhǎng)適溫為22-23℃;又如吉林人參,性耐寒,在冬季-40℃的嚴(yán)寒條件下,不致凍死,仍能保持生命力。
一般藥用植物在低于0℃時(shí)不能生長(zhǎng),在0℃以上時(shí),生長(zhǎng)隨溫度的增高而加快,高于35℃生長(zhǎng)逐漸趨停止,甚至死亡。生長(zhǎng)的最適溫度為25℃左右。
三、水分 在植物生命活動(dòng)中,水分最重要。因水是植物細(xì)胞原生質(zhì)的重要成分,水分在植物體中含量最豐富,據(jù)測(cè)定約占植物體總重量的80%-90%。
水分過(guò)多或過(guò)少,對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育均不利,嚴(yán)重時(shí)造成死亡。 不同種類(lèi)的藥用植物,對(duì)水分的要求也各不相同。
如甘草、麻黃、蘆薈、景天等有發(fā)達(dá)的根系或莖葉呈肉質(zhì)。在藥用植物生產(chǎn)時(shí),要掌握各類(lèi)藥用植物對(duì)水的適應(yīng)性能,就是同一種類(lèi)的藥用植物,在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)水分的要求也不一樣。
四、土壤 土壤是藥用植物生和工發(fā)育的場(chǎng)所和基礎(chǔ)。土壤是最基本的特性是具有肥力,因此能源源不斷地供給植物生長(zhǎng)時(shí)所需的水分、養(yǎng)分和空氣等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
土壤是由固體、液體。氣體三相物質(zhì)組成的一種復(fù)雜的有機(jī)整體,固體部分是組成土壤的“骨架”。
根據(jù)土壤黏性和砂性程度的不同,可將土壤分為黏土、砂土和壤土。 土壤酸堿度是土壤的重要性質(zhì)之一。
通常用pH值表示。簡(jiǎn)易測(cè)定方法是,將土壤適量水溶解成土壤溶液,用廣泛石蕊試紙測(cè)定,再與比色板對(duì)照。
凡pH值大于7的堿性土,嘗之有澀味;凡pH值小于7的為酸性土,嘗之有酸味;pH值等于7的為中性土,不澀也不酸。 大多數(shù)藥用植物喜在中性或微酸、微堿性土壤中生長(zhǎng);但少數(shù)藥用植物,如厚樸、梔子、肉桂等喜在酸性土中生長(zhǎng);枸杞、酸棗、甘草等則宜在堿性土中生長(zhǎng)。
六種育種方法包括植物的四種(雜交育種、遠(yuǎn)緣雜交、誘變育種、分子育種)和動(dòng)物的兩種(雜交育種、基因工程育種)。
一、雜交育種:
1、原理:基因重組,通過(guò)基因重組產(chǎn)生新的基因型,從而產(chǎn)生新的優(yōu)良性狀。
2、過(guò)程:
2.1雜交前的準(zhǔn)備工作首先要熟悉各種魚(yú)類(lèi)的生殖習(xí)性;
2.2選擇適當(dāng)?shù)氖芫椒ㄟM(jìn)行雜交雜交前期在臨近性成熟和生殖季節(jié)到來(lái)之時(shí),一定要將雌雄兩種魚(yú)分池飼養(yǎng),避免自群交配;
2.3記載、掛牌和管理用不同品種(或種)的魚(yú)類(lèi)進(jìn)行雜交;
2.4加速育種進(jìn)程從雜交到新品種育成推廣;
2.5雜交后代的選擇采用個(gè)體選擇法時(shí),選擇一般從子二代開(kāi)始,因子二代變異范圍最大,可望從中選出合意的變異體。
3、優(yōu)點(diǎn):可以將兩個(gè)或多個(gè)優(yōu)良性狀集中在一起。
4、缺點(diǎn):不會(huì)產(chǎn)生新基因,且雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,育種過(guò)程緩慢,過(guò)程復(fù)雜。
二:遠(yuǎn)緣雜交
1、原理:基因重組,通過(guò)基因重組產(chǎn)生新的基因型,從而產(chǎn)生新的優(yōu)良性狀。
2、優(yōu)缺點(diǎn):可以把不同種、屬的特征、特性結(jié)合起來(lái),突破種屬界限,擴(kuò)大遺傳變異,從而創(chuàng)造新的變異類(lèi)型或新物種。產(chǎn)生的后代為遠(yuǎn)緣雜種。由于遠(yuǎn)緣雜交往往重演物種的進(jìn)化的歷程,故也是研究生物進(jìn)化的重要實(shí)驗(yàn)手段。遠(yuǎn)緣雜交一般不易結(jié)實(shí),即使結(jié)實(shí),雜種也通常不育或夭亡,雜種后代分離幅度大,分離世代長(zhǎng)且不易穩(wěn)定。
三:誘變育種
1、原理:在人為的條件下,利用物理、化學(xué)等因素,誘發(fā)生物體產(chǎn)生突變,從中選擇,培育成動(dòng)植物和微生物的新品種。
2、優(yōu)缺點(diǎn):誘變育種存在的主要問(wèn)題是有益突變頻率仍然較低,變異的方向和性質(zhì)尚難控制。因此提高誘變效率,迅速鑒定和篩選突變體以及探索定向誘變的途徑,是當(dāng)前研究的重要課題。
四:分子育種
1、原理:將基因工程應(yīng)用于育種工作中,通過(guò)基因?qū)?,從而培育出一定要求的新品種的育種方法。
2、優(yōu)缺點(diǎn):傳統(tǒng)育種方法屬於雜交育種,品種改良主要受種原變異之限制,而不同物種(species) 間之雜交頗為困難,育種成果難有大突破,「綠色革命」(green revolution) 很難再發(fā)生。利用基因工程技術(shù)進(jìn)行作物品種改良,系指以遺傳工程(genetic engineering) 技術(shù),將特定基因或性狀導(dǎo)入缺乏此基因或特性之目標(biāo)作物(target crop) 的育種方法;因此利用基因工程技術(shù)進(jìn)行作物品種改良,可以突破種原之限制及種間雜交之瓶頸,創(chuàng)造新性狀或新品種,亦即未來(lái)「基因革命」(gene revolution) 很可能迅速取代「綠色革命」。
五、基因工程育種
1、原理:基因重組(或異源DNA重組)。
2、優(yōu)缺點(diǎn):不受種屬限制,可根據(jù)人類(lèi)的需要,有目的地進(jìn)行??赡軙?huì)引起生態(tài)危機(jī),技術(shù)難度大。
作物育種方法與作物的繁殖方式有密切關(guān)系。有性繁殖作物基本上可分為天然異交率小于 4%的自交(自花傳粉)作物和天然異交率大于50%的異交(異花傳粉)作物兩大類(lèi)(表1)。介于兩者之間的常異交作物,因其適用的育種原理和方法與自交作物基本相同,故在育種上常被歸入自交作物一類(lèi)。但具有相同繁殖方式的作物,因花器構(gòu)造和開(kāi)花習(xí)性不同,所能采用的育種方法也常有差別。
自交作物群體是一些純合基因型的混合體,也可能是單一的基因型,異質(zhì)性不大或同質(zhì),遺傳上高度純合。它們自交的后代生育正常,沒(méi)有衰退現(xiàn)象;雜交后經(jīng)過(guò)若干代自花傳粉,又重新形成許多純合基因型的混合體。對(duì)這類(lèi)作物宜采用的育種方法主要是混合選擇、純系育種、雜交育種(主要是品種間雜交)和回交育種。最終目的是育成純合度高的品種。但煙草和大豆、花生雖同是自交作物,育種方法也不盡一致:煙草很容易自交和人工雜交,一次傳粉便可獲得大量種子;而大豆和花生則因人工雜交較為費(fèi)事,育種方法就不能如煙草那樣靈活多樣。此外,水稻、煙草、番茄等自交作物和高粱、棉花等常異交作物也可利用其雜種優(yōu)勢(shì)。
異交作物群體是異質(zhì)的,含有很多不同的基因型,在遺傳上高度雜合,自交后呈現(xiàn)不同程度的衰退,再雜交時(shí)又恢復(fù)正常。這類(lèi)作物宜采用的育種方法主要是混合選擇、輪回選擇、自交系間雜交和綜合雜交。輪回選擇是高一級(jí)的混合選擇,即不僅根據(jù)母本植株的性狀,而且根據(jù)中選植株間互交和自交早代的測(cè)交表現(xiàn),輪復(fù)一輪地選優(yōu)雜交,把母、父本雙方擁有的優(yōu)良基因集聚一起,以便隨時(shí)從中篩選優(yōu)良自交系或合成綜合雜交種。自交系間雜交以獲得高度雜合性(即最大的雜種優(yōu)勢(shì))為目標(biāo)。綜合雜交種是根據(jù)測(cè)交或多交測(cè)驗(yàn),選擇一般配合力好的優(yōu)良自交系或無(wú)性系(多為5~10個(gè)),混合種植任其隨機(jī)互交,以產(chǎn)生異質(zhì)性大、雜合度高的群體。異交作物群體的異質(zhì)性可大可小,而雜合度則要求越高越好。但同是異花授粉作物,育種方法也有不同。如玉米自交或雜交都較簡(jiǎn)單易行,一次授粉就能收到許多自交或雜交種子,因而便于利用雜種優(yōu)勢(shì);而苜蓿則因具有不同程度的自交不親和性,其花器構(gòu)造使人工自交和雜交都較困難。此外不少十字花科植物也因存在自交不親和性,正常自交不能結(jié)實(shí),而只能采取與玉米不同的育種程序和方法。
無(wú)性繁殖作物如馬鈴薯、甘薯、甘蔗、草莓等用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖后代,所育成的品種表型雖整齊一致,基因型則高度雜合。它們常會(huì)產(chǎn)生突變或芽變,因而可對(duì)之進(jìn)行選擇;在有些地區(qū)或特定條件下還可進(jìn)行有性繁殖,給雜交改良和雜種優(yōu)勢(shì)利用提供便利。同時(shí),用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖的后代,由于從雜合基因型植株所衍生的性狀整齊的無(wú)性系可代代相傳而不分離,也有利于推廣應(yīng)用。此外還有一種不經(jīng)受精而結(jié)“種子”,或不通過(guò)性細(xì)胞融合而以營(yíng)養(yǎng)生殖過(guò)程代替有性生殖的類(lèi)型,通稱(chēng)無(wú)融合生殖。這種生殖方式妨礙基因重組,不容易出現(xiàn)新類(lèi)型,但如發(fā)生頻率高,通過(guò)人工雜交一旦篩選出新的優(yōu)良組合后,就可相對(duì)保持其雜種優(yōu)勢(shì)。這在多年生牧草、銀膠菊等作物上已見(jiàn)應(yīng)用。
在早熟園藝植物品種的選育中,某些早熟品種的雜種后代種子生活力低下,自然條件下難以萌發(fā)成苗,如早熟桃,果實(shí)發(fā)育期短,胚發(fā)育不良,種子發(fā)芽率低或不發(fā)芽,阻礙早熟桃的雜交育種;蘭花種子由于缺乏胚乳,使種子無(wú)法單獨(dú)萌發(fā)。
通過(guò)人工胚培養(yǎng),則可以解決此類(lèi)問(wèn)題。遠(yuǎn)緣雜交是植物育種工作的重要途徑之一,但遠(yuǎn)緣雜種常有胚發(fā)育不良或中途敗育現(xiàn)象,克服雜種不育性的最好辦法是通過(guò)幼胚培養(yǎng),這在許多園藝植物如葡萄、番茄、甘藍(lán)等都得以實(shí)現(xiàn)。
所以,幼胚人工離體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于遺傳學(xué)研究和育種學(xué)研究有極重要的指導(dǎo)意義。
告訴你6種吧,呵呵..
六種育種方法比較
一、誘變育種:
誘變育種是指利用人工誘變的方法獲得生物新品種的育種方法
原理:基因突變
方法:輻射誘變,激光、化學(xué)物質(zhì)誘變,太空(輻射、失重)誘發(fā)變異→選擇育成新品種
優(yōu)點(diǎn):能提高變異頻率,加速育種過(guò)程,可大幅度改良某些性狀;變異范圍廣。
缺點(diǎn):有利變異少,須大量處理材料;誘變的方向和性質(zhì)不能控制。改良數(shù)量性狀效果較差。
二、雜交育種:
雜交育種是指利用具有不同基因組成的同種(或不同種)生物個(gè)體進(jìn)行雜交,獲得所需要的表現(xiàn)型類(lèi)型的育種方法。其原理是基因重組。
方法:雜交→自交→選優(yōu)
優(yōu)點(diǎn):能根據(jù)人的預(yù)見(jiàn)把位于兩個(gè)生物體上的優(yōu)良性狀集于一身。
缺點(diǎn):時(shí)間長(zhǎng),需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀。
三、單倍體育種:
單倍體育種是利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)獲得單倍體植株,再誘導(dǎo)其染色體加倍,從而獲得所需要的純系植株的育種方法。(主要是考慮到結(jié)合中學(xué)課本,經(jīng)查閱相關(guān)資料無(wú)誤。)其原理是染色體變異。優(yōu)點(diǎn)是可大大縮短育種時(shí)間。
原理:染色體變異,組織培養(yǎng)
方法:選擇親本→有性雜交→F1產(chǎn)生的花粉離體培養(yǎng)獲得單倍體植株→誘導(dǎo)染色體加倍獲得可育純合子→選擇所需要的類(lèi)型。
優(yōu)點(diǎn):明顯縮短育種年限,加速育種進(jìn)程。
缺點(diǎn):技術(shù)較復(fù)雜,需與雜交育種結(jié)合,多限于植物。
四、多倍體育種:
原理:染色體變異(染色體加倍)
方法:秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。
優(yōu)點(diǎn):可培育出自然界中沒(méi)有的新品種,且培育出的植物器官大,產(chǎn)量高,營(yíng)養(yǎng)豐富。
缺點(diǎn):只適于植物,結(jié)實(shí)率低。
五、細(xì)胞工程育種:
細(xì)胞工程育種是指用細(xì)胞融合的方法獲得雜種細(xì)胞,利用細(xì)胞的全能性,用組織培養(yǎng)的方法培育雜種植株的方法。
原理:細(xì)胞的全能性
方法:(1)植物:去細(xì)胞壁→細(xì)胞融合→組織培養(yǎng)
(2)動(dòng)物克隆:核移植→胚胎移植
優(yōu)點(diǎn):能克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,有目的地培育優(yōu)良品種。動(dòng)物體細(xì)胞克隆,可用于保存瀕危物種、保持優(yōu)良品種、挽救瀕危動(dòng)物、利用克隆動(dòng)物相同的基因背景進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究等。
缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜,難度大;它將對(duì)生物多樣性提出挑戰(zhàn),有性繁殖是形成生物多樣性的重要基礎(chǔ),而“克隆動(dòng)物”則會(huì)導(dǎo)致生物品系減少,個(gè)體生存能力下降。
六、基因工程育種:
物質(zhì)基礎(chǔ)是:所有生物的DNA均由四種脫氧核苷酸組成。其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是:所有生物的DNA均為雙螺旋結(jié)構(gòu)。一種生物的DNA上的基因之所以能在其他生物體內(nèi)得以進(jìn)行相同的表達(dá),是因?yàn)樗鼈児灿靡惶走z傳密碼。在該育種方法中需兩種工具酶(限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶)和運(yùn)載體(質(zhì)粒),質(zhì)粒上必須有相應(yīng)的識(shí)別基因,便于基因檢測(cè)。如人的胰島素基因移接到大腸桿菌的DNA上后,可在大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)指導(dǎo)合成人的胰島素;抗蟲(chóng)棉植株的培育;將固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去,培育出固氮植物。固氮基因的表達(dá)方式為:
原理:基因重組(或異源DNA重組)。
方法:提取目的基因→裝入載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→基因表達(dá)→篩選出符合要求的新品種。
優(yōu)點(diǎn):不受種屬限制,可根據(jù)人類(lèi)的需要,有目的地進(jìn)行。
缺點(diǎn):可能會(huì)引起生態(tài)危機(jī),技術(shù)難度大。
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