12-论作物的耐逆性和耐逆性育种的技术与方法-徐君

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1、论作物的耐逆性和耐逆性育种的技术与方法徐君南京农业大学作物遗传与种质创新国家乘点实验室棉花所摘要植物抗逆性遗传极其复杂，因而植物抗逆性能(包括抗非生物胁迫如盐、碱、干旱、涝、高温、低温、重金属、农药等的能力和抗生物胁迫如真菌、细菌、病毒、线虫和食草动物的能力等)的提高受到了极大限制。这些逆境胁迫严重威胁着粮食的产量和安全，而每年仅非生物胁迫导致作物减产近50%,培育耐逆的品种是十分必耍的也是迫切的。近年來，基因组学的兴起对我们全面理解植物抗逆性起着革命性作用。结构基因组学将会使我们挖掘人量全新的抗逆基因，并能揭示各抗逆性基因的详

2、细结构以及抗逆性遗传进化机理。功能慕因组学将会阐明植物抗逆中的复杂的调控网络，揭示涉及抗逆蛋白的多样性。通过比较基因学的研究，可以把从模式槓物上获得的抗逆遗传信息推广到基因组较复杂的槓物上去。本文总结了作物的耐逆性和耐逆性育种的技术、方法等，希望能推动抗逆育种的发展。关键词：非生物胁迫；生物胁迫；耐逆性；耐逆性育种；抗逆性基因0引言植物的一生必然要受外界的物理、化学与生物因素的影响。而外界条件不可能总是对植物生长发育有利，因此研究在不利条件下植物是怎样生存适应，冇些什么反应和变化，就成为植物生理学的一个逼要组成部分。环境因子(如

3、干早、盐碱和极端低温等)和病虫害严重影响农作物的正常生长发育和产量：门。这些环境因子被称为逆境可分为两类：1、非生物胁迫一一盐、碱、干旱、涝、高温、低温、重金屈、农药等；2、生物胁迫一一真菌、细菌、病毒、线虫和食草动物。逆境是指对植物生存和生长发育不利的各种环境因索的总称。植物对逆境的抗性包括避逆性、御逆性和耐逆性。植物的抗性是植物与逆境长期斗争中逐渐形成的适应性和抵抗能力，既受系统发生的遗传基因所控制，又受个体发育屮生理生态因素所制约。环境污染和人口爆炸则使粮食的供应更趋紧张。因而需要培育高抗性和高产优质的粮食作物円。自然界中

4、存在许多耐逆植物，如耐盐碱的棉花，耐盐的红树，耐早的仙人掌等。然而，常见作物的耐逆性都很弱。植物耐逆性主要包括I耐盐性、耐寒性、耐旱性、耐碱性、耐涝性、耐铝等金属离子性、耐湿性、耐除草剂等。这些逆境不但威胁着粮食产量，而且影响粮食安全，所以培育耐性品种是迫切的。1传统的耐逆性育种的技术与方法在作物生长、发育过程中，除了受到病虫等生物因素侵袭外，也常常受到不良气候和土壤因素的影响，而使其产量和品质受到影响，这种不良影响称为坏境胁迫(environmentalstress)或逆境。作物对坏境胁迫的抗耐性称为抗逆性。通过抗逆性育种，可

5、使所育成的品种在相应的环境胁迫下保持相对稳定的产量和品质。不同植物、不同作物以及同一种作物的不同品种类型，对各种环境胁迫因素，都存在着不同程度的抗耐性，为抗逆性育种提供了可能性。抗逆性品种的推广应用对于合理利用口然资源，保持农业生产的可持续发展有重要意义。1.1耐盐品种的选育国内外已有许多作物或作物品种类型的耐盐性鉴定筛选报道，分别获得了耐盐的种质资源，可供进一步研究和利用。如1RR1在对上万份稻种资源进行耐盐性评价，发现冇5%左右的材料具冇不同程度的耐盐性，其中农林72和Pokkilid等不仅耐盐性强，而TL一般配合力高，在育

6、种上冇较好的利用价值。秘彩莉等(1999)通过对400份材料的芽期和苗期鉴定，筛选出耐盐性较强的普通小麦(TriticumaestivumL.)品种“红蚂蚱”、"科遗26”和“希望”(Hope)以及小麦和黑麦(SecalecerealeL.)杂交后代材料98-46.98—113>98—131、小麦和延安赖草［Levmuschinensis(Trin.)Tzvel.］杂交后代材料98—160、98—161和98—163。耐盐性表现最突出的材料是98—113和98—160彳。多数硏究认为耐盐性是由多基因控制的数量性状，基因有加性与非

7、加性效应。Blum等(1988)认为，小麦抗盐性通常表现连续变异的数量性状，其表达在很大程度上取决于遗传背最；水稻杂交种F1的耐盐性表现显性，部分显性或超显性，苗期耐盐性的广义遗传率49%—83%,表明早期选择是有效的山。但在大豆耐盐性遗传研究中发现，显性基因Nel控制泌盐，而隐性等位基因控制吸收盐。利用耐盐性强的种质资源材料为亲木，通过杂交和选择育种法可以选育获得耐盐的高产品种。1.2抗寒品种选育近年來，在抗寒性种质资源的发掘、创新与利用，抗寒性与丰产性相结合的选育方法等方而的研究工作都有很大进展。在各种作物的原始地方品种和引

8、进品种中，特别是各种作物的野生近缘作物中，存在着对不同寒害的抗源可供研究利用。如來自日木北海道和我国云南高原稻区许多水稻资源多比较抗寒，可以在水稻抗寒育种中加以利用。柏光晓等(2000)在对贵州省玉米种质资源的搜集、整理、保存和鉴定评价工作中，发现抗冷性强的资源