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苹果抗病育种研究进展

2015-12-09田永强山西省太谷农业科学院果树研究所030815

烟台果树 2015年4期
关键词:基因工程抗病抗病性

田永强山西省太谷农业科学院果树研究所·030815

苹果抗病育种研究进展

田永强
山西省太谷农业科学院果树研究所·030815

苹果病害是制约苹果产业可持续发展的重要因素,抗病育种作为提高苹果抗病性的有效途径,其研究日益受到苹果育种和果树病理工作者们的重视。本文综述了苹果抗病育种的意义和方法、我国苹果抗病育种中存在的问题以及今后的工作方向。

1 苹果抗病育种研究的意义

苹果的栽培面积和产量都居我国水果生产的首位,是我国乃至世界最重要的果树树种之一。但是苹果生产受到各种病害如苹果树腐烂病、苹果轮纹病和早期落叶病等的侵袭,轻则树势衰弱、果实产量低、品质差,重则缺枝少干、整株枯死,甚至是毁园,给安全生产带来了严重的威胁。目前,用于苹果病害防治的费用在苹果生产成本中占有相当大的比例,以施用化学农药为主的防治措施容易引起病原菌的抗药性,还会造成农药残留,对我们的生态环境造成了一定的影响。因此,越来越多的植保和园艺工作者致力于抗病苹果品种的选育。苹果抗病育种在抑制菌源数量、减轻病原危害、提高防治效果的同时,还能够减少因化学药剂的滥用而造成的环境污染和人、畜中毒,这对于我国农业的可持续发展和农产品安全有着极其重要的意义。

2 苹果抗病育种的现状与存在的问题

2.1传统的苹果育种方法包括实生选种、芽变选种、杂交育种和诱变育种。实生选种是最简单、原始的育种方法,我国原产的果树品种绝大多数源于自然实生,其不足之处是要求保持原有的优良特性,变异范围小,类型少;芽变选种是通过芽分生组织细胞的变异进而培育新品种的方法,生产中人们通过该途径选育出不少优良新品种;杂交育种是获得具有双亲优良特性的新品种的最有效方法;自然变异特别是优变较少,为获得大量优秀的目标性状,常采用人工诱变方法。

传统的苹果育种方法中有关抗病育种的报道很少,选育目标大多为果实风味、果个大小、果面颜色、成熟期等经济性状,不排除选育成功的部分新品种具有抗病性状,但也并没有将其做为主要的选育目标。

2.2生物技术抗病育种生物技术育种包括胚胎培养育种、胚乳培养育种、花培育种、离体诱变育种、原生质体培养育种与细胞融合育种、基因工程育种等等,它弥补了传统育种的不足,给苹果育种开辟了一条全新的道路,也成为苹果抗病育种的主要手段。

在生物技术抗病育种中,基因工程育种的发展最为迅速。应用基因工程和组织培养技术,单个目标抗病基因可以直接转到品质优良的苹果品种中,大大缩短育种时间。随着转基因技术的逐渐成熟,各种抗病性基因的导入研究必将越来越多地应用于苹果抗性育种中。

1989年James等首次实现苹果转基因以来,已有多个苹果品种成功转化,并表现出良好的抗病性。例如,通过导入抗菌肽基因或与抗病相关的信号肽attacin E基因均可有效地增强苹果对火疫病的抗性,Norelli等将几丁质酶基因导入嘎拉苹果,发现几丁质酶基因的表达水平与抗疮痂病的能力成正相关。

2.3苹果抗病育种中存在的问题虽然苹果抗病育种的研究日益受到苹果育种和果树病理工作者的重视,并取得了一定进展,但是我国苹果抗病育种的研究还只能算是起步阶段。目前,我国的苹果品种虽然已经有800多个,但是集优质、抗病、抗逆于一身的优良品种少之又少。原因是苹果高度杂合,且多数性状为多基因控制的数量性状,杂交后代广泛分离;苹果资源中抗性基因相对缺乏;苹果童期长,且每年只能杂交1次,育种周期长。

3 今后的工作方向

苹果抗病育种的工作任重而道远,解决苹果病害危害的难题要靠分子生物学、植物病理学、遗传育种等多学科的深入研究和紧密合作。今后我们应当从以下两方面努力:加强各国种质资源收集、保存和筛选,重视育种实践;以常规育种为基础,通过不断完善细胞工程和基因工程育种技术实现苹果抗病育种方法的改进,做到优势互补、密切结合。

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