[生物]現(xiàn)代生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用

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1、[生物]現(xiàn)代生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用摘要：介紹了植物組織培養(yǎng)技術(shù)、重組DNA技術(shù)和分子標(biāo)記在油菜育種中的應(yīng)用。植物組織培養(yǎng)技術(shù)已日趨成熟，應(yīng)用在了油菜的單倍體育種、遠(yuǎn)緣雜交和染色體誘變等方面；重組DNA技術(shù)在油菜抗除草劑，抗蟲和抗病等方面已發(fā)揮巨大作用；隨著基因飽和度的增加，基因圖譜與物理圖譜的建立，分子標(biāo)記將有望在提高選擇效率，培育好的油菜品種方面發(fā)揮大的作用?！　∮筒耸鞘澜缢拇笾饕土献魑镏唬瑢偈只剖|薹屬，包括甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜、白菜型油菜3個(gè)栽培種。多年來，油菜生產(chǎn)國政府和科學(xué)工作者均十分重視油菜的生產(chǎn)和科研工作。從70年代開始發(fā)展起來的現(xiàn)代生物技術(shù)則給動植物品種改

2、良帶來了一場革命，把育種技術(shù)從宏觀水平提高到微觀水平，以植物組織(細(xì)胞)培養(yǎng)技術(shù)、重組DNA技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)為主體的現(xiàn)代生物技術(shù)已成為作物品種改良的前導(dǎo)技術(shù)。本文就生物技術(shù)在油菜育種中的應(yīng)用加以綜述?！　?、植物組織培養(yǎng)　　植物組織培養(yǎng)是指植物的離體細(xì)胞、組織或器官在人工培養(yǎng)基上的生長、維持或分化。組織培養(yǎng)的全部實(shí)踐都是以細(xì)胞的全能性和體細(xì)胞有絲分裂的均等性為依據(jù)的。植物組織培養(yǎng)根據(jù)外植體來源和培養(yǎng)目標(biāo)的不同分為愈傷組織培養(yǎng)，器官培養(yǎng)，分生組織培養(yǎng)，細(xì)胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)及融合等類型。組織培養(yǎng)作為一種新的手段，對植物改良有重要價(jià)值?！　?．1單倍體育種技術(shù)控制和改變植物染色體倍數(shù)來

3、達(dá)到選育優(yōu)良品種的技術(shù)，其中最突出的是單倍體育種。以花藥為外植體組織培養(yǎng)獲得單倍體個(gè)體，無論花粉來源于純合體還是雜合體，經(jīng)加倍后即純化，為加速育種進(jìn)程提供了前所未有的機(jī)會。目前，花藥培養(yǎng)已在200多個(gè)植物種中獲得成功，中外學(xué)者對影響花藥培養(yǎng)的內(nèi)外因素進(jìn)行了廣泛深入的研究，運(yùn)用花藥培養(yǎng)已經(jīng)獲得新品種的重要作物有水稻、小麥和大麥等，通過花藥培養(yǎng)也獲得了一批純合玉米自交系。甘藍(lán)型油菜通過花藥均獲得單倍體植株，進(jìn)而加倍，已成為常規(guī)育種的重要輔助技術(shù)。　　1．2通過胚培養(yǎng)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性和雜種后代的自交不親和性，拓寬種質(zhì)范圍遠(yuǎn)緣雜交是植物育種的二個(gè)重要方面。通過遠(yuǎn)緣雜交，可以獲得品種間雜交

4、難以得到的變異類型。通過栽培種和野生種間的雜交，還可以從野生種那里獲得如抗病性和對惡劣環(huán)境適應(yīng)性等經(jīng)濟(jì)性狀。但遠(yuǎn)緣雜交也存在許多困難。其中之一是雜種胚乳不能正常發(fā)育，雜種胚也會因饑餓死亡。在蕓薹屬、蘿卜屬等作物上，遠(yuǎn)緣雜交均有成功的報(bào)道，我國也有不少成功的例子，如甘藍(lán)型油菜與蘭花籽、諸葛菜的種屬間雜交等?！　?．3原生質(zhì)體培養(yǎng)及融合技術(shù)植物原生質(zhì)體是指用特殊方法脫去細(xì)胞壁的、裸露的、有生活力的原生質(zhì)團(tuán)。這種裸露細(xì)胞在適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件下，還可以形成細(xì)胞壁，進(jìn)行有絲分裂，形成愈傷組織和誘發(fā)再生植株，因而仍然具有細(xì)胞的全能性。原生質(zhì)體培養(yǎng)就是指以這種裸露細(xì)胞作為外植體所進(jìn)行的離體培養(yǎng)。原生質(zhì)

5、培養(yǎng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣物種的體細(xì)胞雜交和外源染色體、DNA或細(xì)胞器的導(dǎo)入，以這種生物學(xué)手段對植物進(jìn)行改良。在植物育種上應(yīng)用最多而且期望最高的是體細(xì)胞雜交?！　◇w細(xì)胞雜交又稱原生質(zhì)體融合，是指2種原生質(zhì)體間的雜交。它不是雌雄配子間的結(jié)合，而是具有完整遺傳物質(zhì)的體細(xì)胞之間的融合。因此，雜交的產(chǎn)物一異型核細(xì)胞或異核體中將包含有雙親體細(xì)胞中染色體數(shù)的總和及全部細(xì)胞質(zhì)。當(dāng)然，由于自然的原因，由雜種細(xì)胞再生成的雜種植株內(nèi)，染色體數(shù)目和細(xì)胞器的組成以及其它細(xì)胞質(zhì)成分還有不同程度的變化，因而大大增加了后代的變異。此外，由于人為的控制，也會使雜種細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生某種變化，例如體細(xì)胞雜交過程中有意

6、識地去除(或殺死)某一親本的細(xì)胞核，得到的將是具有l(wèi)個(gè)親本細(xì)胞核和2個(gè)親本細(xì)胞質(zhì)的雜種細(xì)胞，通常把這種細(xì)胞稱為胞質(zhì)雜種?！　￡P(guān)于原生質(zhì)體融合技術(shù)，自Carlson(1972)獲得第l個(gè)煙草體細(xì)胞雜種以來，到80年代中期報(bào)道有15個(gè)種內(nèi)組合，38個(gè)種間組合，13個(gè)屬間組合的體細(xì)胞雜種植株。大多數(shù)屬于茄科植物，十字花科只有少數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到90年代，通過體細(xì)胞雜交技術(shù)又增添了再生植株的種內(nèi)雜種14個(gè)，種間62個(gè)，屬間47個(gè)，并有2個(gè)科間組合的胞質(zhì)雜種分化出植株。油菜的原生質(zhì)體融合在70年代也開始了嘗試，如擬南芥菜和白菜型油菜原生質(zhì)體融合獲得了自然界不存在的屬間體細(xì)胞雜種一擬南芥油菜。

7、Banneret等通過種間雜交將Ogura在蘿卜中發(fā)現(xiàn)的雄性不育性胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到甘藍(lán)和甘藍(lán)型油菜中。Pelletier等通過體細(xì)胞融合的方法產(chǎn)生雄性不育的甘藍(lán)型油菜胞質(zhì)雜種，從而得到優(yōu)良的沒有缺點(diǎn)的雄性不育系。Heyn通過油菜雄性不育和Raphanobrassica(蘿卜×甘藍(lán)型油菜雜交的雙二倍體)種間雜交，將恢復(fù)基因從蘿卜導(dǎo)入到甘藍(lán)型油菜中，Pelletier等選擇得到了具有改良的最佳胞質(zhì)雜種組胞質(zhì)全恢復(fù)植株，這類種質(zhì)具有一個(gè)顯性恢復(fù)等位的基因，近年來，通過