唐 汇 清
(湖南省蚕桑科学研究所)
桑树育种的目的是要采取各种途径和手段,选育出高产、优质、抗逆性强的桑品种。桑树品种是发展蚕桑生产的重要物质基础。随着育种工作的进展,桑树育种途径已经发展到多种多样,有些新的途径已为生产所采用,有些途径正在研究试用之中。现将桑树育种的有关途径和现状简要地综述如下:
一、地方品种的选拔
地方品种的选拔,是育种工作者,将各地方的优良品种收集、整理选拔出来,是一种简便地解决桑树优良品种的好办法。我国是蚕丝业的发源地,有悠久的栽桑历史,桑树由于长期的自然选择和人工选择,广大蚕区蕴藏着许多优良的地方品种,是选种的好材料,是国家的宝贵财富。据了解,我国各地现有栽培品种大多数是地方品种中选拔出来的,并在杂交育种中是不可缺少的材料,对蚕桑生产发挥了很大作用。
二、实生桑选种
桑树是异花授粉植物,由于自然杂交的结果,实生桑性状表现多种多样。实生桑选种它具有范围广、材料丰富、方法简便易行、在较短的时间内,可获较大成果的特点,其选育方法与地方品种的选拨基本相同,但要针对实生苗的特点,要选择叶形大、叶肉厚、叶色深而有光泽、硬化迟、发条数多、生长势旺盛、枝条长、节间密、花果少、适应性强的单株。广东省农科院蚕研所和华南农学院蚕桑系及省农业厅等协作,在广东荆桑实生桑园中,选出伦教40号等优良品种,这些品种一般比广东荆桑增产20%左右。因此,实生桑选种,是育种工作者选育新品种的重要方法之一。
三、杂交育种 杂交育种是指两个基因型不同的有机体之间的交配,它所产生的后代,称为杂种。有性杂交的方法是目前国内外应用最广泛而且最有成效的育种方法。
杂交育种成败的关键是正确地选择亲本。选择亲本的原则是:一是亲本的遗传性状,二是遗传传递力。此两者是决定杂交表现的遗传基础。因此必须根据育种目标,首先分析了解各原始材料的遗传特性和生态特点,是否具有所需要的优良性状,然后再决定亲本组合,预计通过杂交有可能互相弥补其缺点。根据不同目标可采用单杂交、回交、复合杂交、多父本混合授粉、自由授粉等方式,均能收到良好效果。目前生产上大部分当家品种,都是地方品种和通过杂交育成的杂交种。
为了加快杂交育种进程,利用幼龄桑树生产杂交种子,日本已有报导:将一年生的枝条和桑苗在3—5℃条件下贮存一年以上,分别用作接穗和砧木,用潮湿的锯木把材料包装在箱内进行贮存,盆栽砧木,嫁接两个接穗,每一接穗应具有4个节间和4个芽,这样即可获得满意的种子,又可加速有性杂交(l)。另外利用插条杂交,也能收到良好效果。
四、远缘杂交
远缘杂交是指不同种或属间的杂交。远缘杂交方法早已应用于禾本科作物。桑树的远缘杂交已有报道:江苏省蚕业研究所王登成,用伦教408、弯条桑、中桑5801作母本,与原产于安徽金寨县南溪公社大别山上的野桑树皮桑进行杂交,其后代有明显的差异(2),为桑树远缘杂交提出了希望和可能,可以预料,桑树的远缘杂交育种将有光明的前景。
五、利用芽条变异育种
植物不同组织的细胞,都是来源于顶端生长点分生组织的原始细胞,若生长点最中心的单细胞发生了遗传物质的改变后,会由这种变异了的细胞不断分裂后分化形成变异的组织器官,也就表现出性状特性上的变异。这种变异一般是基因的突变和染色体数量或结构变异所致。变异部分的性状,表现与原品种完全不同或部分不同,故采取变异的芽条,用无性繁殖,可以将其变异性状保持下来,从而选育出新的品种。变异的芽变,如果是比较稳定的纯合芽变,可以通过营养繁殖,将其变异性状保留下去,这种芽变称为“稳定芽变”。有些芽变则不稳定,已经出现的芽变又会消失,表现出芽变的可逆性,称为“回归芽变”。由环境条件影响诱发的变异,称为“彷惶变异”,这种变异一般不能遗传。因此芽变育种时,必须仔细观察研究,选出具有一定经济价值并能遗传的单株。利用芽变国内已选育出“黄芽叶大早生”、“707”等优良品种。
六、单倍体和多倍体育种 单倍体是指具有配于染色体数(n)的个体。用单倍体育种的方法,在草本植物方面,
已培育出多种植物的花粉植株;而在木本植物中,只成功地诱导出杨树、橡胶等少数植物的花粉植株(3)(4)。桑树是重要的经济作物,日本对桑树组织和细胞培养已有一些报导;国内有关单位也进行了这方面的研究。浙江省农科院蚕桑研究所林寿康等人已从胚状体诱道获得小苗,但生长缓慢,根系发育不良(5),诱导桑树单倍体正常发根出苗,迄今未见报道。
植物的细胞核内具有三倍或三倍以上的染色体组的有机体,称为多倍体。多倍体染色体组的来源不同又分为同源多倍体和异源多倍体,同源多倍体是同一物种的染色体组增加了一倍或几倍;异源多倍体是不同物种染色体组复合而成。多倍体的产生,由于受外界条件的影响,势必引起生物体一系列的生理、生化、组织结构等的变化。桑树多倍体在一定数目内往往表现出叶肉厚、叶色深、枝条粗壮、叶质好、抗逆性强等优点,因此,许多育种工作者企图利用低温、麻醉剂、温度骤变、切伤、摘芯、秋水仙碱等处理方法,培育多倍体品种。目前常用的化学药剂是秋水仙碱,它是从百合科的秋水仙中提炼出来的一种植物碱。日本用秋水仙碱诱导桑树多倍体,已选出改良鼠返等四倍体桑品种,苏联也选出了阿什一58,阿什一41等四倍体桑品种(6)。国内许多育种工作者开展了桑树多倍体的研究,浙江省临海县花园区供销社茧站,已成功的培育出临育1号、临育2号、临育3号(7)
另外,利用桑树实生苗的芽培养和桑树茎段离体培养已获得完整植株,为今后培苗工厂化、科学化提供了可能性,尝试了新途径。
七、抗性育种
桑树的抗逆性,是指对旱、涝、寒、毒及病虫等不良环境因素的适应与低抗能力。不同的桑树品种,抗逆性的能力不同。
目前我省桑树栽培中,存在着土壤瘠薄、水分缺乏、低温危害、宾湖洪涝、煤烟中毒等问题,最近部分地区发生了毁灭性萎缩病,桑蓟马、桑天牛等害虫也非常猖獗,因此选育高产优质抗逆性强的桑品种,是育种工作者的当务之急。
八、辐射育种 辐射育种,就是利用X射线、入射线、β射线、γ射线、紫外线、中子及激光等对有机
体进行照射,使其产生变异,从而选育出新的优良品种,这是现代选种的新途径。
辐射是能量在空间传递或转移的一种物理现象。能使构成基因的化学物质直接发生电离作用,引起细胞内染色体变化和基因突变,使遗传性状发生改变而产生变异。
目前应用较多的是Co60-r射线,桑树的处理材料、剂量率和照射剂量等问题,未见成熟的资料报道,但目前的倾向是处理材料以处理休眠期桑苗及接穗效果较好,剂量率以100-130伦/分效果较好;照射剂量因处理材料种类、品种、时期及生长情况不同而不同,特别是品种间的差异很大。目前一般认为苗木以5000-8000伦琴效果较好,干种子以12000—15000伦琴较好,湿种子以10000伦琴较好。
桑树辐射育种,虽然缺少成熟的报道,但它将是一条有希望的育种途径。
九、高光效育种 众所周知,形成作物产量的干物质中,占总干重90-95%的有机物是从光合作用中得
来。所以光合作用与作物产量的关系非常密切。而光合作用能力的大小,与作物品种、发育时期有关。高光效育种就是采取各种手段,选育出光能利用率高的品种。据日本报道:春伐桑园光能利用率为1.2%,夏伐桑园只0.9%,从育种的角度出发,如何提高桑园光能利用率,目前尚未报导。能否通过“同室效应”“遗传工程”等方面的研究手段,来提高桑树的光能利用率。人工诱发非豆科植物固氮根瘤(8),王曼新已研究成功.将固氮基因转移到树上也是有希望的研究课题。
+、杂种优势的利用
利用杂种优势,提高农作物的产量和质量,是育种上广泛应用的重要手段之一。桑树的杂种优势的利用,是选择亲本,培育一代杂种,从中选出群体性状较一致、经济性状较优良的杂交组合供生产直栽,从而代替手续繁锁、技术性强、经过时间长的嫁接繁殖方法。
桑树杂种优势的利用,中国农科院蚕研所孙晓霞等选育出中桑5801×育82号等组合,产量比湖桑32号提高15%左右,叶质良好,已在生产中试栽;广东省近年来进行了200对以上的杂交组合,目前在生产中试栽推广的有塘10
×伦109等10对杂交组合,这些杂交组合的一代杂种产叶量一般比广东荆桑产叶量增产 15%左右,对广东蚕桑生产起了推动作用。国外:苏联在50年代初期开始研究一代杂种的实生直栽试验,并选育出(胜利)×(少先队员)的一代杂种。近年来日本为了培育速成密植适应机耕的桑品种,采用杂交途径,选育群体性状优良的一代杂交种,目前研究较多,据报道已有37个杂交组合供生产鉴定试验,并认为具有一定的实用价值。
桑树杂种优势的利用,虽然在国内外存在着不同的看法和观点,但是它不失为一项桑树育种的有效途径,值得今后进一步探索研究。
目前,我国桑树育种工作取得很大成就,方法和手段不断改善和提高,但与国外先进经验相比还有差距。因此需要大力加强这方面的研究,同时也要借鉴作物育种学、林木育种学等各学科的最近研究成果,把它们移植、应用到桑树育种研究工作中去,加速桑树育种工作的进展。
一九八二年元月
参 考 文 献
(1)《蚕业文摘》:1981,1:14
(2)王登成:1977,《遗传与育种》,2:38
(3)王敬驹等: 1975,《植物学报》, 17( l):56-59
(4)黑龙江省林业科学研究所,1976《遗传学报》,3(2):145-149
(5)林寿康等: 1981,《蚕业科学》, 7( 2)76-78
(7)王侠剑:1981,《蚕业科学》,7(2):83-86
(8)人民日报,1981年12月22日第1版
|