林木育種中植物單倍體育種的應(yīng)用分析

在林木育種過程中，植物單倍體育種應(yīng)用十分重要，是提高育種質(zhì)量的重要方式，單倍體植株由孤雌生殖所形成，鮮有表現(xiàn)父本形狀，具有頻率低及偶發(fā)性的特點(diǎn)，很難在育種當(dāng)中加以運(yùn)用。通過單倍體育種有助于加速新品種穩(wěn)定遺傳，通過人工誘導(dǎo)單倍體方式，運(yùn)用雜交和誘變方式獲得的單倍體整體操作法及通過子房及花藥離體培養(yǎng)的離體培養(yǎng)法對(duì)于提升育種效果有著積極意義。

1單倍體植物產(chǎn)生途徑及影響林木育種因素

1.1產(chǎn)生途徑

單倍體植物有多種產(chǎn)生途徑，其中孤雄生殖是比較重要的途徑，離體培養(yǎng)花藥及花粉形成單倍體植物是孤雄生殖，花藥培養(yǎng)及花粉培養(yǎng)主要是人工誘導(dǎo)植物孤雄生殖產(chǎn)生單倍體的重要途徑，小孢子培養(yǎng)是細(xì)胞培養(yǎng)，再生植株是花粉雄核發(fā)育，操作復(fù)雜，較難成功?；ㄋ幣囵B(yǎng)的方式是器官培養(yǎng)，再生植株可能源于小孢子或體細(xì)胞組織，操作容易，成功率較高。另外的產(chǎn)生途徑就是孤雌生殖的產(chǎn)生方式，離體培養(yǎng)沒有受精子房及配珠，誘發(fā)卵細(xì)胞單性發(fā)育為植物體就是孤雌生殖，這方法在20世紀(jì)50年代末產(chǎn)生，實(shí)踐操作中能夠發(fā)現(xiàn)雌核發(fā)育起源有內(nèi)在穩(wěn)定性，胚囊的發(fā)育方式不容易受到離體條件影響而發(fā)生改變，限制了子房單倍體誘導(dǎo)，效率低下，只能作為補(bǔ)充技術(shù)加以應(yīng)用。

1.2影響因素

1.2.1基因型因素

受到基因型因素的影響，單倍體育種整體質(zhì)量取決于俄基因型，在離體培養(yǎng)時(shí)，不同基因類型植株表現(xiàn)愈傷組織誘導(dǎo)率及胚狀體誘導(dǎo)率等存在著差異，通過長(zhǎng)期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，禾本科及茄科離體培養(yǎng)成功率較高，豆科離體培養(yǎng)反應(yīng)性相對(duì)較差，說明離體培養(yǎng)技術(shù)在應(yīng)用過程中存在一定局限，植株細(xì)胞質(zhì)因素對(duì)離體培養(yǎng)的質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。

1.2.2生理因素

生理狀況因素是比較突出的因素，考慮到花藥離體培養(yǎng)要構(gòu)建高質(zhì)量植株，供體植物生理形狀對(duì)培養(yǎng)結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。通過盛花期的花藥應(yīng)用，雄核發(fā)育率較高，通過幼年植株花藥應(yīng)用，離體培養(yǎng)反應(yīng)強(qiáng)，離體培養(yǎng)受到供體植株生長(zhǎng)環(huán)境因素限制比較突出，在植株所處環(huán)境季節(jié)變化和水分狀況的因素影響下，變化較大，小孢子發(fā)育營(yíng)養(yǎng)供給及內(nèi)源激素的影響有著很大的關(guān)聯(lián)性。

1.2.3培養(yǎng)基因素

在林木育種過程中應(yīng)用單倍體的育種方法，受到培養(yǎng)基因素的影響也是比較突出的，花藥離體培養(yǎng)時(shí)基本培養(yǎng)基及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和碳源組成花藥培養(yǎng)環(huán)境，以生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為例，多數(shù)植物花藥對(duì)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有著較大的依賴性，通?？赏ㄟ^2，4-D及IAA生長(zhǎng)素來支撐離體培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中含有生長(zhǎng)素及細(xì)胞分裂素，這是保障花藥脫分化及再分化成功率的重要條件，所以應(yīng)充分考慮培養(yǎng)基的影響因素，有助于提高林木育種質(zhì)量。

2林木育種中單倍體育種的應(yīng)用問題

2.1培養(yǎng)再生植株倍性混亂

在對(duì)單倍體育種方法的應(yīng)用過程中，存在著倍性混亂的問題，在花藥愈傷組織誘導(dǎo)分化過程中，倍體來源不清晰，造成誘導(dǎo)分化難度增加。對(duì)試驗(yàn)人員能力要求高，離體培養(yǎng)是器官培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)會(huì)造成小孢子發(fā)育及細(xì)胞組織生長(zhǎng)，對(duì)體細(xì)胞生長(zhǎng)和小孢子雄核發(fā)育速度產(chǎn)生影響。

2.2培養(yǎng)基因型依賴高

在對(duì)單倍體育種方法的應(yīng)用方面，培養(yǎng)基因型依賴性高的問題比較突出，培養(yǎng)成果很大程度上取決于供體植株基因型，說明培養(yǎng)過程不能打破不良基因連鎖效應(yīng)，基因重組可行性相對(duì)較低。一些木本植物是頑固型的基因型，少數(shù)才能通過離體培養(yǎng)獲得單倍體，多數(shù)林木生長(zhǎng)周期比較長(zhǎng)，無法保障花藥取材質(zhì)量，對(duì)離體培養(yǎng)的質(zhì)量及成功率會(huì)產(chǎn)生諸多不利的影響。

2.3培養(yǎng)機(jī)制發(fā)展起步相對(duì)晚

單倍體育種培養(yǎng)機(jī)制發(fā)展起步較晚，林木生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，林木花藥培養(yǎng)成功率不高，林木離體培養(yǎng)理論性研究較少，對(duì)于培養(yǎng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)不深入，這就必然對(duì)離體培養(yǎng)試驗(yàn)成功率產(chǎn)生很大程度的影響，對(duì)單倍體育種手段的推廣也會(huì)產(chǎn)生一定影響。

3林木育種中單倍體育種的應(yīng)用措施

3.1豐富單倍體植株獲得方式

為了提高單倍體育種手段的應(yīng)用效果，需將現(xiàn)代分子生物學(xué)手段加以科學(xué)運(yùn)用，有效豐富單倍體植株獲得方式，要進(jìn)一步探討小孢子雄核發(fā)育機(jī)制，嘗試采用誘導(dǎo)轉(zhuǎn)座子獲得雙單倍體純合突變體。加強(qiáng)對(duì)花藥培養(yǎng)效率低的物種控制，重視種內(nèi)基因差異，找到種內(nèi)相對(duì)高效的花藥培養(yǎng)基因型，采用生物信息方式來了解小孢子雄核發(fā)育蛋白和基因，提升花藥培養(yǎng)效率。

3.2注重基因改良方式提升培養(yǎng)效率

單倍體育種在實(shí)際應(yīng)用過程中，發(fā)揮基因改良的作用是比較重要的，有助于提升林木花藥培養(yǎng)的整體效率，花藥離體培養(yǎng)工作重點(diǎn)是選擇高頻率再生基因型，培養(yǎng)反應(yīng)差基因雜交育種能有助于促進(jìn)雄核發(fā)育，這一基因改良方式有助于從整體上提高培養(yǎng)工作效率。通過優(yōu)化培養(yǎng)方式，最大程度避免體細(xì)胞受到干擾，再生植株可能來源于體細(xì)胞，避免體細(xì)胞干擾及保障小孢子胚性發(fā)育，有助于獲得單倍體植株。

綜上所述，選擇合適的林木育種技術(shù)方法十分重要，是提高育種工作質(zhì)量的重要保障，在實(shí)際育種過程中要融入創(chuàng)新的工作理念，在實(shí)際工作開展過程中發(fā)揮單倍體育種的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠保障獲得優(yōu)良樹木品種，對(duì)于林業(yè)的發(fā)展有著積極意義。

（山西省大同市桑干河楊樹豐產(chǎn)林實(shí)驗(yàn)局裘曉梅）