《植物遗传资源学报》
来。作物基因资源在育种上的利用*梁能基霞鸯源在傅物11孽}种的作用作物基因资源或蘧传、资源(有称,品种资源),‘指的是作物育种及其基础研究的原始材料。基于生物的遗传功能单位一基因一的客观存在,、基因的稳定性穗变异性,萋困支配酶、酶控制性状的发育,在近代遣传学已得到广泛的证实j。同时近代育种技术韵发展,为扫除传统植物分类学上的障碍已握供了可能性。因此,育种的原始材料不应只局限予品种的水乎。从遗传育种的角度看,以基因或遗传资源盼概念,在含义上要深广得多。作物育种是人类促进作物进化的一种手段。一般说来,育种是在选择基因资源舶前提下,通过变异发生、基因熏组、定向选择、生殖隔离的过程,从中选出新的更符合人类需求的基因型。显然,基因资源是作物育种不可缺少的物质基础。五十年代我国首先开始水稻矮化育种,育成高产、适应性广的“广场矮”、“珍珠矮”、“广陆矮”良种。嫒化育种成功的关键之一,与导入原产南洋的矮秆资灞一“广西矮仔占”有关。六十年佼,国际水稻厩由于导入台湾省的矮秆资源——“低脚乌占”,便育成一系列矮秆、高抗、多抗、高产水稻良种。同期,墨西哥由于导入日本的矮秆资源——“农林10号”,育成了·批矮秆、抗病、高产小麦良种,促进了世界小麦产量的增长。七十年代,我国水稻杂种优势利用研究取得了重大突破,在生产秘厨上走在世界前列,目前种植戚积已达7000多万亩,它的突破与导入原产广东崖县野稻瓷源的胞质雄性不育基因有关。这些成果一荐表嘎,基因资源是整个作物育种体系不可缺少的一个组成都分。在某种意义上说,.它在突破性育种上可起到关键性晦作用。基因蠢镳的研究作勃基因资源的方针任务为“征集、保存、研究、利用”八个字。利用是目的,征集、保存,研究是手段,不进行研究就不可能更好地秘用。五十年代视,我省开始普查、征集、整理地方品种,为水稻矮化育种提供的亲本,大多*本文得到我院陈伟钦、陈德智等同志提出许多宝贵的意见,在此深表谢意。只根据生产的评价和田间官能鉴定选出,没有开展深入的研究。据我院1957一1970年不完全统计,杂交已用的亲本有2021个,杂交组合4600个。14年来育成出现千斤绝录丽大面积推广的品种有10个,亲本的利用率为0.55%,组合成功率为0.24%。由此证明,基因资源的利用率相当低。又据1956一1972年全省育成89个矮秆品种的系谱分析;计祖先亲本32个,其中本省的22个,占68.8%;省外的4个,占12.5%,国外的6个,占18.77%。从性状分:矮秆的5个,抗自叶枯病的5个,抗稻瘟的3个,苗期抗寒的、抗寒露风的,抗落粒的各1个,优质的5个。但从育种效果分析:宿产800---1000斤潜力的品种15个,占16.8%,亩产600~800斤的品种74个,占83.2%,而亩产800—1000斤、抗自叶枯兼抗稻瘟的品种,仅有1个,抗寒、抗病、抗虫、抗落粒、优质等性状综台在一起的高产品种1个也没有。我省自然灾害有4风(寒露风、台风、清明风、干热风)、三水(龙舟水、自露水、春季阴雨>、二早(春旱、秋’旱)、一害(霜冻)之称。常年遭受早春烂秧、晚秋寒露风为害的损失达两亿斤,1976年光烂秧损失达_二亿斤,.r978年寒露风袭击,损失也相当严重。另外,病虫种类繁多,·为害也相当频繁,每年损失也达3—5亿斤。当然,造成农业生产损失的原因很多,但如果通过资源研究,把多种抗性综合到高产品种中去,即使有自然灾害,也可把损失减少到一定限度。据此说明,当前对基因资源抗病性、抗虫性、抗寒性、抗落粒性、对不良土壤的抗性等的鉴定研究,具有重要的实践意义。近年国外实行多专业协作育种,譬如国际水稻所根据东南亚水利条件差、病虫害多、低产田多(包括酸、碱、‘缺锌、锰)的特点,拟订早熟、多抗、优质、高产的育种目标,从基因资源至品系、品种,由育种、遗传、生理、生化、土壤、植保等专业统一分工协作,对大量材料进行筛选、鉴定、研究。1976年综合育成了矮秆:早熟、高抗、’多抗、优质、高产的“IR36”等品种,追溯其亲本资源包括野稻崔内,达30多个。。"IR36”·矮秆、早熟,单产高达1700斤,。比“IR26”优质,抗5种病,抗S一6种虫,可忍受5—6种不良的±壤环境.这是多专业协作综合育种的一项成果。当前国外作物基因资源研究出现了新的秘向,据1974年国际粮农组织和国际生物计期机构报导,大多数农业先进国家已建成国家一级的作物基因资源研究中心,在世界各大溯已筹设地区一级或国际一级的研究中心。研究的主攻目标之一,就是运用电子计算机贮存与释放基因资源重要的情报。同时通过各种渠道,把国家一级、地区或国际一级资源中心沟通起来,形成全球作物基因资源情报网,使世界的作物种质得到广泛琏利用。‘每种傺物基因资源输入和贮存的情报,包括材料编号、名称、来源、分布、类型、形态学、生物学、经济性状等等,有些如抗病性、抗虫性、挠寒性、抗摹性,抗碱性、抗落粒性、e矮秆抗倒性等等,必须输入有关遣传的情报。目前国陈水稻所已有份材料35个项目,淡州甘蔗数千份材料亦有35个项目输入贮存予电子计算机。这样,就可根据育种目标,在最短期间内,从电子计算机释出综合育种所要求的亲本和组合一系罗巷的信息,为制订育种具体方案提供科学的俄据。因此,有计划有目的组织有关专业的力量,在统一目标下,分工协作,实现基因资源档案化,是实现基因资源信息化的关键t而实现这个目标,将大大提高育种的预见性和科学性。基因资源的改造据近年我院水稻围绕4矮、丰、、扰、早、优”综合育种进行基因资源筛选、鉴定的鳍果,在9800个材料中,矮秆资源(衍生的不计)仅有10个,占0.1%,在d000个材料中,苗期抗寒的仅有3个,do.07男,在4800个棒辩中_【来孥鉴定>.,.据生产上表现抗寒露风的有3令,占钆02%,抗稻瘟的在lSooo个中,仅有.1{o个,约do。06形;抗自升枯瘠前在7000个中,仅有20个,占国.影髟(其中包括6个周外露知的抗病品种)J高光效的在32+9个中,仅有6个,占2髟'崔1336个材料巾k高蛋白的仅5个,约占0.4另。据此说明,我省虽然稻种资源丰富多彩,.数以万计,但符合综合育种要求的理想的基因资源,,只有百分之几,有些只有千分之几以至万分之n。。扩大理想基因资源来源的途径l一是通过考察有目的地从省外以至周外加以征集,但引进的资源与我省生态条件有一个适应性的,问题。就南驱,j东南驻、非洲、美洲引进的稻种来看,在我省大多表现迟熟¨典型感光性品种即使晚造短日高温的条件下。也臻入冬始出穗,非移植温室就不能结实。二是利用自然突变类型。但据前人研究,:水稻的自然突变率为。l x10-‘。1962年我院从粳稻“水源80”中发现一个籼型、矮秆,筑质。藕数偏申问型的突变系,曾与“广矮6”杂交,育成了“广农矮1号”。但这个途径是等待自然恩赐的办法,其出现的频率极低,而且需要在较大的种植量和相当长的年限始得发现。三是采用理、化诱变相结合的方法,对不理想的基因资源分期分批进行改造。据国内外所获得的突变谱分析,凡是自然界存在的自然突变,都可通过诱变重演出来,有些还可出现自然界所没有的突变‘对基因资源进行改造,以美国花生最为突出,他们从1936年开始在世界搜集花生的资源,包括345个野生种在内,数达3838份。根据其亲缘关系分为7个类型。由于大多数资源在育种上已反复利用,便以x射线分年分批进行改造,结果诱发出大量有经济价值而遗传基础不同的突变体,至1973年止,已拥有新的基因资源(包括杂交选出的品系在内)份,比屎数增大孑倍多。美国为世界花生平均亩产最高纳图家,1975年全国914】/亩,平均亩产383斤·单产:氍高的品种为82乱.6斤。这与扩大理想基因资源,-培育良种有密切的关系。又据1973年维啦纳国际原子能研究机构摄导#苏联虽然拥有小麦基因资源数万份之多,但由予理想性状的基因资源的数晕远远落后予育种灼需求,他们仍应用辐射等手段.,诱发有经济擒值的突变体}以丰富育种的物质基础。又据_:年汉纳报导,美国;己从珍珠蘩通过辐射诱变,获得了雌性不育,雄性不育。兼性无融生殖的突变体,认为用雌性不育蒸与兼性无融生殖的掺系杂交,可获得绝对无融生殖的雌..性不育系,再以雄性不育系为母本,与绝对无融生殖的雌性不育系广泛测交,从中选出强优组合。,这个组合的Ft的杂种优势,将可髓通过本身无融生殖的遗传性“固定”下来j而获得周定F。杂种优势的“永久性”的杂种。另一个值得注意的动向是,当前国内外鹚麦杂种优势研究,追切需要一批由显性基因支配的矮秆亲本,组是,现在稻麦的矮生性多数受1—2个隐性基因所控劁。这些矮秆资源与高秆的杂交,其优势度往往比矮秆资源之闻絮交的强得多。嗣为前者的觋皆表现高秆,。抗饲耐肥性低,.极不利F。杂种优势的发挥和剩用。.如找到犀性的矮秆资源,就可在杂交中使用高秆寒本。我国西藏小麦“姆指矮”据认为是一个由显性基因所支配的矮生性的品种。据此,从现有稻、-麦基因资源诱发出由显性基因支配的矮生突变体是可能的。这个设想一量实现,将使稻、麦杂种优势利用研究打开新的局面。因此,有目的地与辐射育种相结合,使有可筐把认为“旧”丽“废”的基因资源转化为新的有价值的基因资源。这不仅仅是育种资源贫乏所必要,即使基因资源相当丰富也不应忽视。基因资源的开拓基因资源在作物育种的利用,大多停留在品种的水平,即选择遗传差异较大的品种进行品种问杂交育种,而对野生近缘或远缘的基因资源,楣对利用较少。