摘要:植物遺傳資源是人類賴以生存和發展的物質基礎,是人類開展栽培、育種和生物學研究的基礎材料。植物遺傳資源的保存對生物多樣性、生態平衡、農業未來的發展具有十分重要意義。本文主要就利用原生境和非原生境的方式保存植物遺傳資源,從高產、優質、抗病蟲、抗旱、高肥效等方面進行了系統研究,它對於植物遺傳基因的挖掘和利用研究具有一定的參考。
關鍵詞:植物遺傳資源;保存;利用
植物遺傳資源是生物多樣性的重要組成部分,是地球上極爲重要的財富,是人類生存和發展的重要物質基礎。作物遺傳資源也稱種質資源,是具有特定種質或基因,可用於栽培、育種和生物學研究的各種生物類型的總稱。長期以來,人類對作物遺傳資源的保存缺乏足夠的認識和重視,遺傳資源流失加速,遺傳多樣性減少和一致性增強,其後果是導致作物遺傳脆弱性和病蟲害的暴發而造成農業損失,並影響農業的可持續發展。
1.植物遺傳資源保存的緊迫性
1.1人類活動的加劇,加速了植物遺傳資源的流失
隨着人類認識自然、改造自然能力的不斷增強,人口增長,對資源的需求增多,特別是對資源不合理的過度開發與利用,加速了作物遺傳資源的流失。rs(1988)估計在過去2億年間,大約每27年有一種高等植物滅絕,而現在的滅絕速度是自然滅絕速度的1000倍(on 1988)。我國雲南景洪原有野生稻分佈點26個(1968年),現僅剩1處;江西東鄉原有野生稻分佈點7～8個(1978年),現僅有2處。這些種質的消失,是難以用任何現代生物技術重新創造的。
1.2遺傳多樣性的減少,導致遺傳脆弱性和病蟲害的暴發造成農業損失
20世紀以來,隨着新品種的大量推廣,少數品種成爲優質品種,品種遺傳的多樣性減少,遺傳基礎越來越狹窄,現代品種基因的等位性變異愈來愈少。建國初期,我國有1萬個小麥品種(主要是農家品種)在種植使用,到20世紀70年代僅存1000個品種。我國育成的小麥品種數百個,其親本大都離不開14個骨幹親本。賈繼增等用分子檢測方法證明現代選育品種遺傳多樣性最差,地方品種較好,野生種遺傳多樣性最豐富。用RFLP標記在14個普通小麥品種各條染色體的472個位點進行遺傳多樣性檢測,發現283個位點有多態性,其中硬粒小麥與粗山羊草雜交後染色體加倍育成的Synthetic持有等位變異175個,10個品種間雜交育成的品種只有0～7個。美國在過去100年間,玉米品種喪失91%,西紅柿品種喪失81%。作物品種單一化和遺傳基礎狹窄,增加了作物對病蟲害抵抗能力的遺傳脆弱性。19世紀40年代,愛爾蘭馬鈴薯晚疫病流行,造成200萬人移居美國,50萬人死亡。
1.3作物遺傳資源的保存,關係到農業的可持續發展
農業的發展歷史,充分證明植物遺傳資源在農業發展中具有不可替代的重要作用。洲際引種開創了高產作物引種,使農業總產量提高1倍;石油農業雖使作物產量進一步提高,但也帶來了環境污染、作物倒伏等問題的出現。1960年左右小麥、水稻等矮稈基因的開發和利用,標誌着第三次農業發展“綠色革命”開始了。雜交水稻之父袁隆平發明的“水稻野敗型雄性不育株轉育成不育系”,開創了我國“三系”配套雜交水稻生產的新局面。農業未來的發展取決於人類對植物遺傳資源的保存和廣泛利用,用一種生產效益型、資源節約型、環境保護型、食物安全型的可持續發展農業方式代替傳統的農業運作方式。
1.4遺傳資源是人類賴以生存和發展的物質基礎,應進行科學分析和客觀評價
對植物遺傳資源的科學分析和評價是推廣利用的前提,特別是利用現代生物技術從分子水平上研究遺傳多樣性。隨着生產發展,人民生活水平的提高,對品種的`要求越來越高,也越來越多,而任何一個品種和類型都不可能具有與社會發展需要完全相適應的性狀(基因),必須通過育種途徑來實現這一需要。育種工作就是要按人類的意圖對植物遺傳資源進行加工、改造、選擇和培育出符合人類需要的品種,遺傳資源爲人類提供食品、藥品,併爲人類構建了良好的生態環境。