李建

摘 要：林業(yè)作為當(dāng)今我國國明經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也關(guān)注了自然生態(tài)效益。為了能夠提高育種工作的整體效益，需要不斷加強(qiáng)植物的遺傳分析工作，其中，單倍植物就是非常理想的材料。單倍體育種可以控制雜交體后代性狀分離、減少培育周期，在實(shí)際應(yīng)用中有很強(qiáng)的適用性。基于此，本文主要對林木育種中植物單倍體育種的應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞：林木育種；單倍體育種；應(yīng)用；方法

通常情況下，大部分植物種子、植株細(xì)胞當(dāng)中都含有精、卵兩套遺傳物質(zhì)，也就是染色體，該種情況在細(xì)胞學(xué)方面也稱之為二倍體。單倍體是指具有一套染色體的植物，這種植物個(gè)體具有配子染色體數(shù)，單倍體在遺傳學(xué)、基因?qū)W、生理學(xué)方面是一種十分理想的材料，具有非常強(qiáng)的隱性性狀。從另一個(gè)方面分析，單倍體植物是高度不育的類型，并且植株整體要比其他二倍體植株弱小很多。這就要在單倍體育種當(dāng)中進(jìn)行人工誘導(dǎo)，通過對這些單倍體植物染色體進(jìn)行數(shù)量加倍，獲取純合的二倍體。

一、單倍體植物概述

在林木育種當(dāng)中， 通常都是采用人工誘變的方法獲取良好的林木種類，但是對于普通植物來說，培育前沒有出現(xiàn)的新型植物品種，哪怕只有1個(gè)，也需要花費(fèi)多年的研究時(shí)間。想要確保培育出的配種更加穩(wěn)定、更加可靠，很可能花費(fèi)十幾年。但是現(xiàn)狀往往被給有關(guān)部門足夠的培育時(shí)間，這就需要通過單倍體進(jìn)行人工誘發(fā)，產(chǎn)生性狀分離的植株，之后再進(jìn)行選擇，從而快速培育優(yōu)良的配種?，F(xiàn)如今，單倍體植物育種主要對雌/雄配子進(jìn)行誘導(dǎo)，生成純合二倍體，對二倍體性狀進(jìn)行鑒定、繁殖，從而完成單倍體育種。

二、林木育種中植物單倍體育種的應(yīng)用

現(xiàn)如今，應(yīng)用人工誘導(dǎo)單倍體的方法主要包括雜交和誘變發(fā)方法從而得到單倍體，通過子房和花藥離體培養(yǎng)的手段。雖然整個(gè)培養(yǎng)過程中存在著一定的偶然性，誘導(dǎo)頻率不高。而采用離體培養(yǎng)方法可以獲得驚人樹木的單倍體，也是當(dāng)今單倍體培養(yǎng)中最為常見的手段之一。

1.培育單倍體植株

誘導(dǎo)單倍體植物可以采用兩種方法，即雄配子誘導(dǎo)和雌配子誘導(dǎo)，從當(dāng)今育種現(xiàn)狀來看，雌配子誘導(dǎo)的適用性更強(qiáng)，并且誘導(dǎo)方法更多樣，其原理是雌花使用雄配子體受精花粉進(jìn)行授粉，這樣即可讓雌配子細(xì)胞受到刺激后不斷的分裂、生長，從而形成一個(gè)完整的胚胎。當(dāng)然，通過使用化學(xué)、物理手段同樣可以培育單倍體植株。美國采用了遠(yuǎn)緣種之間的雜交進(jìn)行單倍體誘導(dǎo)，如在楊樹培育中，選擇了灰楊樹、銀白楊、美洲黑楊樹的配子體受精劃分作為誘導(dǎo)父本，按照一定比例混合進(jìn)行授粉，從而獲取楊樹的單倍體植株。

2.雄配子體引導(dǎo)，產(chǎn)生單倍體

該種方法需要將花粉和花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，從而誘導(dǎo)出單倍體植株。在單倍體培養(yǎng)過程中，花粉、花藥會不斷的分裂、生長，生成愈傷組織，愈傷組織會不斷發(fā)育，從而形成單倍體植株。在實(shí)際試驗(yàn)當(dāng)中，花粉也可以通過分裂增殖直接生成類胚體，也可以生成單倍體植株。但是花藥離體培養(yǎng)則更加復(fù)雜一些，需要從以下幾點(diǎn)出發(fā)：

（1）制備培養(yǎng)基。選擇LB培養(yǎng)基，并在培養(yǎng)基中加入適量的生長素，如2.4-D，再加入一些蔗糖、椰乳、細(xì)胞分裂素，主要是用于調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中的酸堿度，通常將酸堿度控制在6.0即可，加入濃度為1%的瓊脂，劑量為1kg，在熱壓環(huán)境展開15分鐘的滅菌操作?；ㄋ幵谡T導(dǎo)作用下，會生成愈傷組織，再添加適量的生長素、蔗糖、細(xì)胞分裂素。在愈傷組織分裂到一定程度之后，這時(shí)組織會生根發(fā)芽，需要膠乳3ppm的分裂素、0.5ppm的生長素、2%蔗糖。

（2）接種花藥。接種花藥可以生成愈傷組織。在花粉在四分孢子期間進(jìn)行單核過渡時(shí)，需要將花芽取下，并讓入到飽和漂白溶液當(dāng)中，也可以放入到濃度為1%氯化汞溶液當(dāng)中，在溶液中進(jìn)行10分鐘的消毒后，再使用無菌水進(jìn)行漂洗，漂洗3-4次即可，之后在無菌環(huán)境中將芽鱗剝開，把花藥直接接種上去，放到指定溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，等到花藥裂開即可生成愈傷組織。

（3）愈傷組織引導(dǎo)，促進(jìn)花芽分化。在愈傷組織成長過程中，其體積大約在黃豆粒大小時(shí)即可轉(zhuǎn)到培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為：白天25-30℃、晚上15-20℃；光照時(shí)間為：10-14小時(shí)。在愈傷組織培養(yǎng)過程中，需要確保培養(yǎng)基中有充足的養(yǎng)分，這樣可以促進(jìn)愈傷組織生根發(fā)芽。如果幼苗持續(xù)保持著良好的生長狀態(tài)，即可將幼苗從培養(yǎng)基中轉(zhuǎn)移出來，放入到花盆中培養(yǎng)（土壤需要預(yù)先配置）。

（4）染色體檢查。由于愈傷組織的幼苗并非來自同一類樹木，楊樹、榆樹、樟子松等染色體并不相同，這就需要在培養(yǎng)過程中重點(diǎn)檢查幼苗的染色體樹木。在實(shí)際檢查過程中，需要將愈傷組織中生長態(tài)勢較好將的邊緣截取樣本，先放入到濃度為1%的醋酸地紅中進(jìn)行熱色提處理，之后制作成壓片，在顯微鏡儀器中確定染色體數(shù)量。通常情況下，檢查幼苗的材料主要是根尖，在檢查完畢后即可開展下一項(xiàng)工作。

3.染色體加倍

使用濃度為0.3%的秋水仙素溶液浸泡生長點(diǎn)，也可以用0.3%的秋水仙堿的羊毛脂涂抹生長點(diǎn)，這兩種措施都可以讓單倍體植物加倍染色體，經(jīng)過試驗(yàn)表明，此方法的成功率在50%以上。單倍體植株通過染色體加倍環(huán)節(jié)可以生成純合二倍體，這時(shí)結(jié)合根據(jù)自身需求挑選樹木性狀，對挑選出的樣本進(jìn)行繁殖、雜交，從而生成優(yōu)良的樹木品種。

三、結(jié)語

綜上所述，將植物單倍體育種技術(shù)應(yīng)用在林木育種當(dāng)中，可以得到良好的新品種植被，大大提高了生長性、抗病性、韌性，對推動我國林業(yè)發(fā)展有著重要意義。對于林木育種來說，通過培育單倍體可以在短時(shí)間內(nèi)生成所需要的優(yōu)良品種，加速了育種速率，有利于推動林木遺產(chǎn)學(xué)的發(fā)展與研究?？傊?，植物單倍體育種技術(shù)的應(yīng)用可以推動林產(chǎn)業(yè)發(fā)展、改善林業(yè)結(jié)構(gòu)，對推動人類發(fā)展、自然發(fā)展有著極大的益處。

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