淺談生物育種

李志剛

在高中階段所介紹的育種方法主要有：雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種、基因工程育種(轉基因育種)、細胞工程育種(組織培養(yǎng)育種)等。

1雜交育種

(1)原理：基因重組。

(2)方法：連續(xù)自交，不斷選種。即，不同個體間雜交產生后代，然后連續(xù)自交，篩選所需的純合子。

(3)發(fā)生時期：有性生殖的減數(shù)分裂第一次分裂后期或四分體時期。

(4)優(yōu)點：使同種生物的不同優(yōu)良性狀集中于同一個個體，具有預見性。

(5)缺點：育種年限長，需連續(xù)自交才能選育出需要的優(yōu)良性狀。

(6)舉例：矮莖抗銹病小麥等。

2誘變育種

(1)原理：基因突變。

(2)方法：用物理因素(如x射線、y射線等)、化學因素(如亞硝酸、秋水仙素等各種化學藥劑)、生物因素或空間誘變育種(用宇宙強輻射、微重力等條件)來處理生物。

(3)發(fā)生時期：有絲分裂間期或減數(shù)分裂第一次分裂間期(DNA分子復制的時候)。

(4)優(yōu)點：能提高變異頻率，加速育種進程，可大幅度改良某些性狀，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種；變異范圍廣。

(5)缺點：有利變異少，須大量處理材料；誘變的方向和性質不能控制；改良數(shù)量性狀效果較差，具有盲目性。

(6)舉例：青霉素高產菌株、太空椒、高產小麥、“彩色小麥”等。

3多倍體育種

(1)原理：染色體變異。

(2)方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(秋水仙素能抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成)。

(3)優(yōu)點：可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產量高，營養(yǎng)豐富。

(4)缺點：結實率低，發(fā)育延遲。

(5)舉例：三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥。

4單倍體育種

(1)原理：染色體變異。

(2)方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再用秋水仙素等誘導劑人工誘導染色體數(shù)目加倍。

(3)優(yōu)點：自交后代不發(fā)生性狀分離，能明顯縮短育種年限，加速育種進程。

(4)缺點：技術相當復雜，需與雜交育種結合，其中的花藥離體培養(yǎng)過程需要組織培養(yǎng)技術手段的支持，多限于植物。

(5)舉例：“京花一號”小麥。

5基因工程育種(轉基因育種)

(1)原理：基因重組(DNA分子拼接)。

(2)方法：基因操作(提取目的基因→與運載體結合→導入受體細胞→基因檢測和表達→篩選出符合要求的新品種)。

(3)優(yōu)點：目的性強，可以按照人們的意愿定向改造生物；育種周期短。

(4)缺點：可能會引起生態(tài)危機，技術難度大。

(5)舉例：“傻瓜水稻”、抗蟲棉、固氮水稻、轉基因動物(轉基因鯉魚)等。

6細胞工程育種(表1)