药用植物育种的方法:药用植物的“优良品种”对药材生产存在着巨大的潜力, 许多疗效优异的道地药材的形成在某种程度上应归功于“地 方品种”的作用。
药用植物育种的主要目的和特色在于“高 含量育种”,而任何一个新品种的培育都是在原有种质资源的 基础上通过选择、杂交、回交、诱变等方法修饰、加工、改 良后才能符合育种目标的。 药用植物育种的特点:药用植物育种的特点是以提高药材质量,培育优良品种为目标,筛选优良种质资源。
包括遗传多样性鉴定及产量和质量的鉴定。产量和质量的鉴定包括单株生产力的鉴定、生 育期的鉴定、质量鉴定(测定有效化学成分含量或比例的多少、药材的气味、色泽、质地、形状)、抗病虫害性的鉴定、抗逆境性鉴定。
通过以上研究筛选出高产、优质的种质资源。
各类药用植物对自然环境条件,如光照、温度、水分、土壤等主要因子的要求,往往有所差异。
因此,本地区适宜种植哪些药材,首先要摸清当地的自然条件,其次根据供需情况,因地制宜发展发展药用植物生产。切忌贪大求贵,盲目种植。
一、光照 大多数绿色药有植物,必须在一守光照射下进行光合作用,制造有机物质,积累有效成分,如脂尖、蛋白质、核酸、挥发油、甙类。 而各类药用植物对光照强度的要求亦各不相同,如薄荷、菊花、山药、川芎、丹参、白芍、地黄、防风、元胡等宜种植在向阳的环境,称阳生植物;而人参、三七、黄连、玉竹等宜种植在阴凉的环境,称阴生植物;还有许多药用植物,如贝母、郁金、百合、麦冬、白姜、党参、白术等在向阳或稍荫蔽的环境下均能生长,称中生植物。
因此,喜光的植物在阳光充足的条件下,才能使枝条生长充实,茎杆粗壮,叶片肥厚,干物质积累较多。若光照不足,则茎杆细长,叶片嫩黄,容易倒伏,影响药材的产量和质量。
而喜阴的药用植物,不耐强光直射,因此,人工栽培必须搭设棚架来调节阴蔽度,才能正常生长发育。 二、温度 药用植物从种子萌发、出苗、生长、发育直至开花结果,都要求有一定的温度。
不同类的药用植物对温度的要求各不相同。如亚热带药用植物砂仁,喜高温,生长适温为22-23℃;又如吉林人参,性耐寒,在冬季-40℃的严寒条件下,不致冻死,仍能保持生命力。
一般药用植物在低于0℃时不能生长,在0℃以上时,生长随温度的增高而加快,高于35℃生长逐渐趋停止,甚至死亡。生长的最适温度为25℃左右。
三、水分 在植物生命活动中,水分最重要。因水是植物细胞原生质的重要成分,水分在植物体中含量最丰富,据测定约占植物体总重量的80%-90%。
水分过多或过少,对植物生长发育均不利,严重时造成死亡。 不同种类的药用植物,对水分的要求也各不相同。
如甘草、麻黄、芦荟、景天等有发达的根系或茎叶呈肉质。在药用植物生产时,要掌握各类药用植物对水的适应性能,就是同一种类的药用植物,在不同的生长发育阶段对水分的要求也不一样。
四、土壤 土壤是药用植物生和工发育的场所和基础。土壤是最基本的特性是具有肥力,因此能源源不断地供给植物生长时所需的水分、养分和空气等营养物质。
土壤是由固体、液体。气体三相物质组成的一种复杂的有机整体,固体部分是组成土壤的“骨架”。
根据土壤黏性和砂性程度的不同,可将土壤分为黏土、砂土和壤土。 土壤酸碱度是土壤的重要性质之一。
通常用pH值表示。简易测定方法是,将土壤适量水溶解成土壤溶液,用广泛石蕊试纸测定,再与比色板对照。
凡pH值大于7的碱性土,尝之有涩味;凡pH值小于7的为酸性土,尝之有酸味;pH值等于7的为中性土,不涩也不酸。 大多数药用植物喜在中性或微酸、微碱性土壤中生长;但少数药用植物,如厚朴、栀子、肉桂等喜在酸性土中生长;枸杞、酸枣、甘草等则宜在碱性土中生长。
六种育种方法包括植物的四种(杂交育种、远缘杂交、诱变育种、分子育种)和动物的两种(杂交育种、基因工程育种)。
一、杂交育种:
1、原理:基因重组,通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。
2、过程:
2.1杂交前的准备工作首先要熟悉各种鱼类的生殖习性;
2.2选择适当的受精方法进行杂交杂交前期在临近性成熟和生殖季节到来之时,一定要将雌雄两种鱼分池饲养,避免自群交配;
2.3记载、挂牌和管理用不同品种(或种)的鱼类进行杂交;
2.4加速育种进程从杂交到新品种育成推广;
2.5杂交后代的选择采用个体选择法时,选择一般从子二代开始,因子二代变异范围最大,可望从中选出合意的变异体。
3、优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。
4、缺点:不会产生新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。
二:远缘杂交
1、原理:基因重组,通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。
2、优缺点:可以把不同种、属的特征、特性结合起来,突破种属界限,扩大遗传变异,从而创造新的变异类型或新物种。产生的后代为远缘杂种。由于远缘杂交往往重演物种的进化的历程,故也是研究生物进化的重要实验手段。远缘杂交一般不易结实,即使结实,杂种也通常不育或夭亡,杂种后代分离幅度大,分离世代长且不易稳定。
三:诱变育种
1、原理:在人为的条件下,利用物理、化学等因素,诱发生物体产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种。
2、优缺点:诱变育种存在的主要问题是有益突变频率仍然较低,变异的方向和性质尚难控制。因此提高诱变效率,迅速鉴定和筛选突变体以及探索定向诱变的途径,是当前研究的重要课题。
四:分子育种
1、原理:将基因工程应用于育种工作中,通过基因导入,从而培育出一定要求的新品种的育种方法。
2、优缺点:传统育种方法属於杂交育种,品种改良主要受种原变异之限制,而不同物种(species) 间之杂交颇为困难,育种成果难有大突破,「绿色革命」(green revolution) 很难再发生。利用基因工程技术进行作物品种改良,系指以遗传工程(genetic engineering) 技术,将特定基因或性状导入缺乏此基因或特性之目标作物(target crop) 的育种方法;因此利用基因工程技术进行作物品种改良,可以突破种原之限制及种间杂交之瓶颈,创造新性状或新品种,亦即未来「基因革命」(gene revolution) 很可能迅速取代「绿色革命」。
五、基因工程育种
1、原理:基因重组(或异源DNA重组)。
2、优缺点:不受种属限制,可根据人类的需要,有目的地进行。可能会引起生态危机,技术难度大。
作物育种方法与作物的繁殖方式有密切关系。有性繁殖作物基本上可分为天然异交率小于 4%的自交(自花传粉)作物和天然异交率大于50%的异交(异花传粉)作物两大类(表1)。介于两者之间的常异交作物,因其适用的育种原理和方法与自交作物基本相同,故在育种上常被归入自交作物一类。但具有相同繁殖方式的作物,因花器构造和开花习性不同,所能采用的育种方法也常有差别。
自交作物群体是一些纯合基因型的混合体,也可能是单一的基因型,异质性不大或同质,遗传上高度纯合。它们自交的后代生育正常,没有衰退现象;杂交后经过若干代自花传粉,又重新形成许多纯合基因型的混合体。对这类作物宜采用的育种方法主要是混合选择、纯系育种、杂交育种(主要是品种间杂交)和回交育种。最终目的是育成纯合度高的品种。但烟草和大豆、花生虽同是自交作物,育种方法也不尽一致:烟草很容易自交和人工杂交,一次传粉便可获得大量种子;而大豆和花生则因人工杂交较为费事,育种方法就不能如烟草那样灵活多样。此外,水稻、烟草、番茄等自交作物和高粱、棉花等常异交作物也可利用其杂种优势。
异交作物群体是异质的,含有很多不同的基因型,在遗传上高度杂合,自交后呈现不同程度的衰退,再杂交时又恢复正常。这类作物宜采用的育种方法主要是混合选择、轮回选择、自交系间杂交和综合杂交。轮回选择是高一级的混合选择,即不仅根据母本植株的性状,而且根据中选植株间互交和自交早代的测交表现,轮复一轮地选优杂交,把母、父本双方拥有的优良基因集聚一起,以便随时从中筛选优良自交系或合成综合杂交种。自交系间杂交以获得高度杂合性(即最大的杂种优势)为目标。综合杂交种是根据测交或多交测验,选择一般配合力好的优良自交系或无性系(多为5~10个),混合种植任其随机互交,以产生异质性大、杂合度高的群体。异交作物群体的异质性可大可小,而杂合度则要求越高越好。但同是异花授粉作物,育种方法也有不同。如玉米自交或杂交都较简单易行,一次授粉就能收到许多自交或杂交种子,因而便于利用杂种优势;而苜蓿则因具有不同程度的自交不亲和性,其花器构造使人工自交和杂交都较困难。此外不少十字花科植物也因存在自交不亲和性,正常自交不能结实,而只能采取与玉米不同的育种程序和方法。
无性繁殖作物如马铃薯、甘薯、甘蔗、草莓等用营养器官繁殖后代,所育成的品种表型虽整齐一致,基因型则高度杂合。它们常会产生突变或芽变,因而可对之进行选择;在有些地区或特定条件下还可进行有性繁殖,给杂交改良和杂种优势利用提供便利。同时,用营养器官繁殖的后代,由于从杂合基因型植株所衍生的性状整齐的无性系可代代相传而不分离,也有利于推广应用。此外还有一种不经受精而结“种子”,或不通过性细胞融合而以营养生殖过程代替有性生殖的类型,通称无融合生殖。这种生殖方式妨碍基因重组,不容易出现新类型,但如发生频率高,通过人工杂交一旦筛选出新的优良组合后,就可相对保持其杂种优势。这在多年生牧草、银胶菊等作物上已见应用。
在早熟园艺植物品种的选育中,某些早熟品种的杂种后代种子生活力低下,自然条件下难以萌发成苗,如早熟桃,果实发育期短,胚发育不良,种子发芽率低或不发芽,阻碍早熟桃的杂交育种;兰花种子由于缺乏胚乳,使种子无法单独萌发。
通过人工胚培养,则可以解决此类问题。远缘杂交是植物育种工作的重要途径之一,但远缘杂种常有胚发育不良或中途败育现象,克服杂种不育性的最好办法是通过幼胚培养,这在许多园艺植物如葡萄、番茄、甘蓝等都得以实现。
所以,幼胚人工离体培养技术的发展,对于遗传学研究和育种学研究有极重要的指导意义。
告诉你6种吧,呵呵..
六种育种方法比较
一、诱变育种:
诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法
原理:基因突变
方法:辐射诱变,激光、化学物质诱变,太空(辐射、失重)诱发变异→选择育成新品种
优点:能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广。
缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。
二、杂交育种:
杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。
方法:杂交→自交→选优
优点:能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。
缺点:时间长,需及时发现优良性状。
三、单倍体育种:
单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获得所需要的纯系植株的育种方法。(主要是考虑到结合中学课本,经查阅相关资料无误。)其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间。
原理:染色体变异,组织培养
方法:选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。
优点:明显缩短育种年限,加速育种进程。
缺点:技术较复杂,需与杂交育种结合,多限于植物。
四、多倍体育种:
原理:染色体变异(染色体加倍)
方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
优点:可培育出自然界中没有的新品种,且培育出的植物器官大,产量高,营养丰富。
缺点:只适于植物,结实率低。
五、细胞工程育种:
细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞,利用细胞的全能性,用组织培养的方法培育杂种植株的方法。
原理:细胞的全能性
方法:(1)植物:去细胞壁→细胞融合→组织培养
(2)动物克隆:核移植→胚胎移植
优点:能克服远缘杂交的不亲和性,有目的地培育优良品种。动物体细胞克隆,可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。
缺点:技术复杂,难度大;它将对生物多样性提出挑战,有性繁殖是形成生物多样性的重要基础,而“克隆动物”则会导致生物品系减少,个体生存能力下降。
六、基因工程育种:
物质基础是:所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是:所有生物的DNA均为双螺旋结构。一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达,是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶(限制性内切酶、DNA连接酶)和运载体(质粒),质粒上必须有相应的识别基因,便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后,可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素;抗虫棉植株的培育;将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。固氮基因的表达方式为:
原理:基因重组(或异源DNA重组)。
方法:提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。
优点:不受种属限制,可根据人类的需要,有目的地进行。
缺点:可能会引起生态危机,技术难度大。
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