1楼:中国农业出版社
植物的种质保存是利用天然或人工创造的适宜环境,使个体中所含有的遗传物质保持其遗传完整性,有高的活力,能通过繁殖将其遗传特性传递下去,最大限度地保持每种植物的遗传多样性。长期以来种质保存主要依靠种植保存和种子低温保存,前者需要很多土地和人工,后者只适合能够产生种子的种质资源的保存,因而保存的种质是有限的。
随着组织培养技术的发展,特别是细胞工程和基因工程的发展,需要收集和贮存各种植物的基因型,这就需要建立一种妥善的种质保存方法,离体保存技术也就应运而生。植物种质资源的离体保存是采用组织培养技术,保存业已建立再生体系的任何一种植物的多种培养物,如单细胞、原生质体、愈伤组织、悬浮细胞、花药、花粉、胚、分生组织及试管苗等。
通过连续继代虽然可把植物无限期进行保存,但要使植物组织培养方法在遗传资源保存中成为一项实际可行的措施,一个基本的要求是把继代的次数减少到最低限度,以减少微生物污染和人为错误造成的损失,并降低成本。20世纪70年代以来发展了种质资源冷冻保存法,把冷冻生物学和植物离体培养微型繁殖结合起来,获得了很好的效果,目前已在这一领域进行了广泛的基础和应用研究,取得了一定的进展,形成了一系列行之有效的技术体系。常用的两条途径是超低温保存和低温保存。
果树种质资源的保存范围是怎么样的?
2楼:中国农业出版社
一般言,果树种质资源圃或种质库的建立需符合两个条件,一个是保证种质资源不受病虫害和不利环境的影响,资源圃或种质库所在地的环境条件适于种质的生存、生长和结果;另一个是资源圃或种质库应设在或靠近研究中心或教育机构,这些研究或教育机构在种质资源工作,尤其收集、保存和研究方面已有一定的基础,以便于在对种质资源广泛收集、妥善保存的基础上,进行植物学、形态学、分类学、细胞遗传学及其有关学科的深入研究。
果树种质资源圃或种质库设立后,保存的果树种质资源的范围应包括以下几个方面:
(1)国内外栽培品种中的新、老品种和地方品种,尤其是地方品种中有许多行将淘汰的“濒危品种”亟待抢救保存。
(2)果树栽培品种的近缘野生种。
(3)对育种工作有特殊价值的种、变种、品种、品系以及杂种,或具有特定用途,如作为砧木、中间砧、病毒病害的指示植物等的野生植物和栽培品种。
(4)尚未很好改良和利用,但有潜在利用价值的野生种、变种、品系。
总的说来,在种质资源保存工作中,保存的种质符合:①具有价值基因的种质;②具有充分的遗传差异的种质;③易被需要种质的工作者应用利用的种质。从而即使生物多样性得到充分保存,又避免了无效保存,还可以使保存的种质更好地为人类服务。
种质资源怎样进行保存?
3楼:中国农业出版社
使果树种质资源不至散失,并能延续下去的资源研究工作内容之一。当自然环境发生剧烈变化,诸如洪涝、干旱、严寒、病虫害的大面积发生等,都能够导致种质资源的散失以至灭绝。人类的社会活动,大规模的经济建设,特别是随着现代科学技术的高度发展,加速了对自然界的开发,环境污染,滥伐森林,过度垦荒等又进一步加重生态环境的恶化,加剧了种质资源的散失。
现代化的农业生产中,出于集约化的管理和对产量、品质等方面的要求,良种化程度越来越高,使用的品种日趋减少,许多地方品种以及野生资源被闲置或淘汰,也造成了种质资源的大量散失。为了进一步改良现有栽培品种和不断发掘新作物的需要,必须重视种质资源的保存。
保存的范围
包括:①国内外栽培品种中的新、老品种和地方品种;②近缘野生种;③有潜在利用价值的野生种、变种、品系。一些地方品种或野生种,尽管品质或产量不够理想,但具有某些突出的特性,如抗逆性强、适应性广等等,都是宝贵的种质资源,应该妥善保存。
对一些濒危的种质资源,更要及时收集,避免失去。
保存的方法
大多数果树用无性繁殖,这与用种子进行繁殖的粮食和蔬菜等作物、在种质资源的保存方法上有很大不同。果树种质资源的保存可分为植株保存和离体保存。
植株保存
又分为就地保存和迁地保存。就地保存是在种质资源原来所处的生态环境中,不经迁移,采取措施加以保护,如划定各级自然保护区、国家公园等。适于保存成片或濒危的野生资源。
又如人工圈护适于保存稀有的良种单株;历史上遗留下来的珍贵古树。就地保存的优点在于可以使种质资源在适宜的环境条件下继续生存下去,利于保持种质的稳定和延续;所用成本较少,保存个体较多,同时在研究其起源、演变、发展、生态条件等方面都有参考价值。缺点在于其所处环境往往偏僻,管理、调查都不方便。
迁地保存是将种质资源从原产地或次生地引出,置于种质库、种质资源圃、品种资源圃、原始材料圃等圃地加以保存。以种质资源圃栽植保存果树种质资源,可以相对集中地保存较多数量,采用良好的栽培措施,妥善管理和保护。在保存的同时可以进行系统观察和鉴定,积累数据资料,可以提供培育新品种的杂交亲本;以及繁育良种用于生产。
对多年生的果树种质资源来说,栽植保存是切实可行的办法。但是,圃地栽植保存因果树植株高大,占地广,树种、品种之间性状不一,不易管理,投资较多;每一品种(系)只能保存少数植株,容易受自然灾害或病虫害的威胁而造成重大损失;为长期保存起见,在栽植一定年份后(多年生果树植物15~20年)需要进行更新。
资源圃选址应考虑:①具有适合该树种生存的气候和土条件,无环境污染和严重病虫为害;②有果树栽培的基础和设备条件:③交通便利,便于科研、教学活动和交流。
资源圃的建园规划如道路、灌溉系统、防风林的设计等,按果园建园(见果园规划)的要求进行。株行距根据该树种盛果期树的冠径、土壤条件、栽培方式等综合考虑确定。如果通过修剪控制树冠,可适当密植。
保存株数因树种和品种而异,乔木果树每品种保存3~5株,灌木和藤本果树6~8株,草本的20~25株,珍贵资源还可以适当增加株数。植株要按树种、栽培品种、野生种类等分门别类进行定植。同一树种当中按成熟期的顺序排列,以便管理和观察。
为了节约土地、便于管理,国外曾试验用矮化砧高度密植保存品种,但发现高度密植时根系交错,病毒病、根部病害构成危害,如何在实际上应用,尚需研究解决。利用盆栽或者直接栽植于温室或网室,可以使种质资源避开不利条件和病毒及某些病虫害的侵袭。由于温室、网室成本高,空间有限,管理费工,只适于保存少数珍稀的种质资源,难以保存大量种质资源。
离体保存
是在适宜的条件下,用种子、花粉、休眠枝条、分生组织等保存种质资源。离体保存具有保存数量多,便于繁殖,节约土地和劳力,避免不良条件影响等优点。但是有许多实际困难还需要研究解决。
种子保存
简便易行,但大多数栽培果树用种子繁殖不能保持种质稳定不变。因此,除少数树种(包括实生砧木及野生果树种子)可保存种子之外,多数树种靠种子保存种质资源尚无实际意义。一部分以种子繁殖的果树如核桃、山核桃、栗、榛、人心果、香榧等,当它们的种子含水量降低到12~31%(因种类而不同)时,生活力即下降,这类种子被称为顽拗型(recal-ci trant)种子,尚无妥当的长期保存方法。
花粉保存
在适宜条件下,存贮花粉以达到保存种质的目的。影响花粉生活力的因素与种子类似,主要是温度与水分。花粉的贮存年限远较种子为短。
蔷薇科(rosaceae)、松科(pinaceae)等的花粉寿命较长。日本的后泽、涩川报道(1951年)苹果花粉在-20℃条件下贮藏达9年。维塞(tys visser 1955年)将苹果花粉贮藏在液态空气中(-190℃)经2年花粉仍保持新鲜。
由于贮藏条件了解不够,用花粉长期保存种质资源在目前还有困难。贮藏的花粉用来进行果树品种的改良虽具有实际意义,但花粉并不能保持原来种质的稳定延续,还存在着如何用花粉重新组合成原来二倍体植株的难题。
营养体保存
休眠期的枝条在低温(-2~2℃)保湿(相对湿度96~98%,可包塑料薄膜保持适宜范围)条件下可以短期贮藏。但是,保存种质资源起码要求贮藏10年,果树营养体长期冷冻贮藏的技术,现时还未达到实用阶段。日本曾开展了多年生木本果树种质资源长期保存的研究,1976年报道在5℃条件下,已成功地将葡萄、梨等的插条、接穗保存2年。
酒井昭(1977年)发现:将苹果枝条通过逐步降温至-40℃的预冷,然后置于液氮(-70~-90℃)中冷冻保存,木质部在-40℃即受冻,但韧皮部和休眠芽在-90℃仍能生存,枝条融解后芽接成活率可达80%,长期贮存时的条件,适宜贮藏的营养体,贮藏期间的安全性、以及如何进行再繁殖等都有待深入研究。
分生组织保存
高等植物的分生组织有胚的特性,可以分化出新的组织和器官。这种特性及组织培养技术的发展,为使用分生组织保存种质资源提供了可能(见组织培养、茎尖培养)。利用分生组织繁殖新的个体,可以有很高的繁殖系数,并能提供无病毒、无病虫的个体。
由分生组织育出的幼小植株、培养在琼脂培养基上面生长缓慢。每隔半年或一年转移带有适当叶片的茎段,能够使之不断延续下去,这样的植株称为分生无性系(mericlones)。这一技术对于保存那些有顽拗型种子的果树很有价值。
总括来说,如果单纯以保存种质资源为目的,离体保存开辟了一些新的途径,但如果同时要对种质资源进行观察和评价,则仍要进行栽植保存。在栽植保存中可以对种质资源的植物学特征、生物学特性、果实经济性状等进行系统观察,并按统一**记载。无论何种保存方式都要有详细的记载档案(见资源记载档案)。
国家植物种质资源系统是怎样的?
4楼:北京理工大学出版社
美国建立了“国家植物种质资源系统”,保存种质33万份。该系统的组成如下:国家种子贮藏实验室、地区引种站、国家种质资源实验室、植物探险家、作物咨询委员会、种质资源信息网。
该系统致力于保存各种作物的遗传特性,从世界各地系统地搜集种质资源,并对其进行保存、鉴定和分类,使之能为人们有效地利用。该系统由美国农业部农业研究服务中心负责协调,参加单位有联邦、州、私人组织和研究单位。该系统关于作物种质遗传特性的数据资料,通过国家种质资源实验室的计算机,传送到农业部的计算机中心,国立种子贮藏库的遗传基因的资源信息则保存在农业部计算机中心。
该中心可随时向民间研究人员提供这些档案资料。
由中国农业科学院作物品种资源研究所主持,浙江大学计算机系人工智能研究所等12个协作单位联合攻关,建成了“国家农作物种质资源数据系统”,获1991年农业部科技进步二等奖。该系统贮存了141种作物、27万份种质、1259万个数据,总数据量达到590兆,是我国最大的农作物种质资源数据库,数据量仅次于美国。这些单位合作完成了我国第一部《农作物品种资源信息处理规范》,为制定国家种质资源信息处理标准奠定了基础。
该系统适用于不同农作物和不同类型数据结构。通过设置高层管理控制层技术,在国内首次使用统一软件管理141种作物种质信息。整个系统有87个功能模块,307个子功能模块,37000多行源程序,具有数据维护生成、查询、报表打印、分类统计、数据连接变换等功能,并在微型机上首次实现了400个以上大样本快速聚类分析和多元统计分析,开发了作物系谱分析、图形分析、多字段分类等功能,还建成了国家作物种质资源数据库配套的印刷系统。
此项成果对发展我国农业科学具有很高的理论意义和实用价值。
当前,发达国家已把种质资源信息的存贮范围由作物的基本情况等扩展到细胞组织和dna结构。北欧有人曾提出的一个作物育种模式就包括dna结构。目前,我国也正在把种质资源信息的管理范围逐步提高到分子遗传学水平。
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