分享

植物育种进入5.0时代

 洋溢九洲 2021-10-01

图片

最近两年,许多学者讨论了作物育种史,我见到的最早的一篇是国际种子联盟秘书长迈克尔·凯勒在2017年第23卷第3期《亚洲种子》杂志上提出的“植物育种创新”讨论,用图1总结了植物育种的里程碑事件

图片

图1 植物育种的里程碑

作者将上图翻译成表1。 

表1 植物育种的里程碑

里程碑

 

时间

重大事件

作物驯化


农民选择最好的野生物种培育成作物

公元前1万年

小麦的驯化

基于杂交育种的植物育种


结合双亲的优良性状培育改良品种

1865

孟德尔定律

杂交种培育

用两个遗传不同的个体培育优良杂交种

1926

杂交玉米

诱变育种

用化学或辐射方法处理植物培育新品种

1940

抗枯萎水稻

基于遗传操作的植物育种


通过直接操作DNA培育新品种

1953

认知DNA结构

转基因

引进外源基因到植物中

1994

抗虫棉花

分子标记辅助选择

定位植物的目标性状便于选择和育种

2004

抗黄矮病病毒小麦

靶标育种

用基因组编辑等现代工具精准育种

现在

糯玉米

我见到谈及育种史的第二位学者是美国康奈尔大学玉米遗传育种学家、美国科学院院士 Edwards Buckler 教授,在2018 年初提出了“育种4.0”的理念,即作物育种技术的发展伴随人类社会的进步已经历了 3 个标志性阶段,目前正跨入第四个阶段。如图2所示。该学者还在华中农业大学就此进行了专题报告。

图片

图2  育种的四个时代

作者将图2翻译成表2。

表2  植物育种1.0-4.0(Edwards Buckler,2018)

Breeding 1.0

Breeding 2.0

Breeding 3.0

Breeding 4.0

Incidental selection by farmers

Statistical and experimental design to improve  selection effort

Integration of genetic and genomic data; current state  of the art

Ability to combine any known allels into optimal  combinations; will be reached soon for some crops

农民的有意识选择

通过试验设计和统计分析改进选择效果

综合遗传和基因组数据,育种的现状

快速聚合有利等位基因创建最佳基因型集合;某些作物很快实现

作者见到的关于育种史描述的第三个是图3,未见到原始出处。

图片

图3  作物遗传改良史

作者将图3翻译成表3。

表4  作物遗传改良史

时间

育种技术

内容

10000年前

系统育种

人类开始通过选择性繁殖进行作物驯化

18世纪

杂交育种

农民和科学家开始进行种内杂交育种

1940-1950年代

诱变、倍性育种

育种家和研究者开始寻求用其他手段将遗传变异引入植物基因库中

1980年代


研究人员开发了更为精准可控的遗传工程方法创造具有期望性状的植物

1990年代

转基因育种

首例转基因作物进入市场

1920-1960年代*

杂交种育种

育种家开始探索利用人工去雄或雄性不育生产杂交种以利用种内杂种优势

*作者认为应补充的。

国内学者邓兴旺教授2018年9月17日也讨论了育种史,见图4。

图片

图4  作物育种历史与发展趋势

图4也可以表达为表4。

表4  植物育种史(邓兴旺,2018)

年份

育种方法

特点

1761

常规杂交育种

从一到二

1930

诱变育种

从慢到快

1987

转基因育种

从无到有

1998

分子标记辅助选择

从种子到收获

2003

分子设计育种

从种子到收获

2013

CRISPR/Cas编辑育种

从随机到精准

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多