摘要远缘杂交能有效地打破种、属间的隔离,获得远缘杂交新种质资源,进一步拓宽栽培品种的遗传基础,提高其生产潜力,培育出特异性强的植物新类型。但是,远缘杂交中经常存在各种障碍,影响这些优异种质资源的利用。为此,对远缘杂交的重要性和应用、远缘杂交障碍方式以及克服杂交障碍的方法、远缘杂种的鉴定方法进行了全面的概述,并在此基础上对今后鼠尾草属植物远缘杂交育种工作进行展望。
关键词远缘杂交;应用;生殖障碍;杂种鉴定
中图分类号S184文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)01-011-07
Status and Prospect of Plants’ Distant Hybridization Breeding
ZHANG Meiling1, CHEN Hongwei2, WANG Hongli1, LIU Kefeng2* et al (1. College of Landscape, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206; 2. Urban and Rural Development College, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206)
Abstract The distant hybridization can effectively break interspecific and intergeneric isolation of plants. In order to obtain new germplasm resources, further broaden the genetic basis of cultivars, distant hybridization improve the production potential and cultivate new varieties with strong specificity. However, various barriers often exist in plant distant hybridization and severely influence the utilization of these excellent germplasm resources. Therefore, this paper presents a detailed review on the significance and application of distant hybridization, types of incongruity barriers, means of overcoming incongruity barriers, and identification methods. On the basis of this, the prospects of Salvia spp. distant hybridization breeding were forecasted.
Key words Distant hybridization; Application; Reproductive barrier; Hybrid identification
基金项目国家自然科学基金项目(31100509);北京农学院科研质量提高项目(GZL2013007)。
作者简介张美玲(1988- ),女,山西大同人,硕士研究生,研究方向:园林植物栽培生理与生态。*通讯作者,研究员,硕士,从事土壤肥料及花卉栽培、引种选育、工厂化标准育苗方面的研究。
收稿日期20141121
一般来说,远缘杂交(Distant hybridization)指分类学上物种以上分类单位的个体之间交配,包括不同种间、属间植物,甚至更高分类阶元物种之间的杂交,如亚族间杂交(Intersubtribal hybridization)、族间杂交(Intertribal hybridization)等是实现基因远缘转移的一条重要途径。人们早就希望可以借助生物技术等新育种手段,有选择地定向创造新物种和栽培类型,丰富生物的遗传多样性,提高产量、品质和抗逆性等,以满足生产和生活的需要。如果说种质资源是进行品种改良和品种创新的前提和基础,那么远缘杂交则是实现这一目标的一条重要的和有效的途径。
不同种间、属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交,可以把不同种、属的特征以及特性结合起来,打破种、属之间的杂交障碍以扩大遗传变异的范围,从而创造出新颖的变异类群或新的物种。由于远缘杂交经常会重演物种之间的进化历程,它也是研究生物进化的重要手段。远缘杂交一般不容易结实,即便结实了,杂交种通常也是不育或夭亡,杂种后代分离幅度大,分离世代长,且稳定性较差。在育种上,远缘杂交的意义就在于研究物种演化,改良旧物种,创造新物种,创造和利用杂种优势。
1远缘杂交在育种工作中的重要性
在育种工作中,远缘杂交能有效打破种、属间的隔离,把两个或多个物种通过自然界长时间的进化积累的特性重新组合而形成新的类型和品种。利用野生种潜在的抗病基因、营养高效基因、适应性和丰产性基因,可以获得远缘杂交新种质资源,进一步拓宽栽培品种的遗传基础,提高其生产潜力,培育出多抗、营养高效和稳产型的植物新品种。
1.1创造新类型的植物雄性不育系
雄性不育植物是指植物雄性生殖器官不能产生正常功能的雄配子-花粉的现象。在一代杂种优势利用中,利用雄性不育系可以简化制种过程,选育具有自主知识产权和优良性状的新品种。杨宁等[1]以早期育成奶白菜核基因雄性不育系GMS3为不育源,设计定向转育方案,向小菘菜自交系Y05中转育核不育基因,育成稳定遗传、植物学性状和经济性状与待转育品系Y05相近、具有100%不育株率和100%不育度的新的核基因雄性不育系A03及其相应的甲型“两用系”和临时保持系,为解决芸薹属特色杂种优势利用中的杂交制种提供基础。