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1、现代分子生物技术在苜蓿育种中的应用前景张晓霞（2007级草业科学专业）摘要：苜蓿适应性广、产量高、营养丰富，粗蛋白含量可达18％-26％，矿物质、维生素含量高，素有“牧草之王”的美称。近年来，随着全球生态环境保护的加强和中国西部大开发战略的实施，以及蛋白质饲料短缺和种植结构的调整等原因，苜蓿的重要性日益突出。面对巨大的苜蓿种植面积，种子紧缺成为当务之急，苜蓿产业化的逐渐形成，使苜蓿育种的研究更为重要。本文就现代分子生物技术在苜蓿育种中的应用前景作以浅谈。关键词：苜蓿；育种技术；分子生物技术苜蓿属植物大多分布在温带和寒温带，主要以多年生、异花授粉的种为主,其中又以紫花苜蓿(Medicagosa
2、tivaL.)最为重要。在牧草和畜牧业生产领域,“牧草之王”实际上主要是指紫花苜蓿及以紫花苜蓿为亲本之一的杂种苜蓿。由于其优良的生产特性及其良好的品质,世界各国都非常重视苜蓿育种工作。目前,我国的苜蓿育种主要采用常规育种方法,这些方法简单易行,应用广泛,便于充分利用不同生态区优良的种质资源培育出适合当地种植的优良新品种,但培育新品种所需时间一般较长。基因工程等现代生物技术在作物育种中已日益显露出巨大潜力,在未来苜蓿育种中必将占据越来越重要的地位。因此,了解苜蓿的遗传特性,追溯育成品种所采用的技术方法,将有助于苜蓿育种工作的进一步开展。1传统育种方法1.1根据基因突变的原理育种常用的方法有：X
3、光或者紫外线照射及综合处理；将植物体通过基因突变产生变异芽体，将变异芽体发育成的枝条进行嫁接或扦插，也可以将变异芽的细胞进行组织培养，以上均能获得新品种。1.2根据基因重组的原理育种常用的方法为杂交育种，是遗传性不同的个体之间进行杂交获得杂种，继而在杂种后代中进行选择以育成符合生产要求的新品种的方法，根据进行杂交的亲本亲缘关系远近，杂交又分为品种间杂交和远缘杂交两大类。杂交育种的手段有系谱法、混合法等，通过杂交获得杂交育种在作物和牧草育种中占据很重要的位置，据1999年统计，我国已通过审定登记的牧草品种攻击207个，其中杂交育成84个，占育成品种总数的40.6%。2000-2001年参加国家
4、品种区域试验的冬小麦品种80个，春小麦品种36个，其中69个冬小麦品种和34个春小麦品种都是用杂交方法选育而成的，站育成品种的88.8%。在农作物上杂交育种在20世纪50年代占育成品种的14.8%；60年代和70年代分别占35.5%和35.4%；80年代大79%。由此可见杂交育种方法在作物育种中的重要意义。1.3根据染色体变异的原理来进行育种1.3.1单倍体育种首先通过花药离体培养得到单倍体，然后将单倍体的幼苗用秋水仙素处理使染色体数目加倍，这样就得到纯合的品种。这种育种方法的优点：明显缩短了育种的年限。1.3.2多倍体育种可以分为自然条件下多倍体育种和人为条件下多倍体育种。自然条件下的多倍
5、体：如帕米尔高原地区气候条件比较恶劣，如温差骤变等，导致一个已经完成染色体复制的细胞中的纺锤体形成受阻。人为条件下的多倍体：可以使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，抑制纺锤体的形成，最终得到染色体加倍的个体。1.3.3利用体细胞杂交进行育种利用白菜和甘蓝的体细胞进行融合得到白菜－甘蓝杂种细胞，将这样的杂种细胞通过组织培养得到新品种。这种育种方法的优点：继承了双亲的遗传特性，克服了远缘杂交不亲和的障碍。1.4利用核质互作进行育种主要利用了恢复系和雄性不育系。利用雄性不育系，可以省去人工去雄，降低制种成本，提高种子质量。它的重要意义更在于对一些不能大量去雄的植物，如水稻、高粱等，开拓了利用杂种优势
6、的新途径。通常所见到的雄性不育大致可分为两大类，一类是由环境条件不适、生理差异等所引起，往往不能遗传;另一类是由细胞质及核内基因控制，是可遗传的类型。Sears(1943—1947)在总结前人的工作的基础上，把各种植物的雄性不育性概括为三种类型：质不育型、核不育型和核质互作不育型。Edwardson（1956）将雄性不育分为核不育和质不育两大类，质不育实质上就是核质互作不育。2细胞生物技术在苜蓿育种中的应用2.1组织培养在苜蓿育种中的应用细胞组织培养及其与诱变结合的技术是作物育种中创造种质资源变异、改良目标性状、培育新品种(系)的一个重要途径。细胞组织培养是指在人工控制条件下,将作物的任何一
7、部分,如器官、组织、细胞,进行离体培养使其发育形成完整的植物体。其具体应用于:原生质体培养和体细胞杂交,脱毒和快繁培养,花粉培养(单倍体育种),转基因受体培养,胚挽救培养(防止远缘杂种幼胚早夭),诱变体培养等。在组织培养过程中作物的细胞处于不断分裂的状态,极易受培养条件和外界条件的影响而发生变异,使突变频率大幅度提高,这为选择有利的变异性状创造了条件。若在此时加入物理和化学等诱变因子,便可培养出含目的性状的变
