3 育種方法
3. 1 引種
引種是我國(guó)目前最普遍的培育美國(guó)山核桃良種的方法。張日清等以遺傳變異學(xué)說和氣候相似論為理論依據(jù),對(duì)引種地和原產(chǎn)地的氣候、土壤條件以及美國(guó)山核桃在原產(chǎn)地和引種地的生長(zhǎng)結(jié)實(shí)表現(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比分析,得出了在我國(guó)緯度25° ~ 35°、生長(zhǎng)季大于230 天、夏季氣溫25 ~ 35℃、晝夜溫差小、≤10℃的寒冷天積溫不低于750℃、降雨量500 ~ 1 500 mm和pH 值6. 0 ~8. 0的河谷沖積土或坡度小于15°的山地砂壤土或黏壤土的廣大地區(qū)適合引種栽培的結(jié)論。我國(guó)的薄殼山核桃首先是在19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初從美國(guó)引進(jìn)種子,當(dāng)時(shí)只是作為觀賞樹種零星種植。20 世紀(jì)20—70 年代,以城市綠化、獲取木材和堅(jiān)果為目的,多次從美國(guó)引入種子、苗木,并先后在江蘇南京、浙江杭州、江西九江、福建莆田、北京、安徽合肥等地小面積種植。20 世紀(jì)70 年代以來,才以獲取堅(jiān)果為主要目的大規(guī)模、系統(tǒng)地引進(jìn)無性系品種,建立了美國(guó)山核桃基因庫(kù)、良種采穗圃、品種園和豐產(chǎn)示范園。迄今,已引進(jìn)優(yōu)良品種近40 個(gè),優(yōu)良無性系40 多個(gè),優(yōu)良家系20 余個(gè),引種地區(qū)已涉及22 個(gè)省區(qū)市,但主要集中在亞熱帶東部和長(zhǎng)江流域。云南省于1974 年開始引種美國(guó)山核桃,云南省林業(yè)科學(xué)院1999 年從美國(guó)引進(jìn)41 個(gè)品種的接穗,嫁接成活33 個(gè)品種,至今云南已先后從國(guó)內(nèi)和美國(guó)原產(chǎn)地引入并保存了54 個(gè)品種。1996—1999 年,中南林學(xué)院主持了“薄殼山核桃新品種及栽培經(jīng)營(yíng)技術(shù)引進(jìn)”項(xiàng)目,從美國(guó)引進(jìn)了主栽品種的種子和穗條,共引進(jìn)品種30 個(gè),保存了27 個(gè),篩選出無性系36個(gè)。關(guān)于世界其他國(guó)家和地區(qū)引種美國(guó)山核桃情況的文獻(xiàn)報(bào)道不多,現(xiàn)有的研究基本上是以Brison FR 的《美國(guó)山核桃栽培》為依據(jù)。
3.2 選擇育種。
優(yōu)株是指整體性狀或某些主要性狀遠(yuǎn)超過立地條件周圍的同種同齡單株。在自然繁殖或人工繁殖情況下,往往會(huì)有優(yōu)良單株出現(xiàn),通過評(píng)選、繁殖和對(duì)比試驗(yàn)可產(chǎn)生新品系。浙江省科學(xué)院亞熱帶作物研究所對(duì)美國(guó)山核桃制定的選優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)為: ( 1) 結(jié)果早,產(chǎn)量穩(wěn)定; ( 2) 堅(jiān)果殼薄,種仁飽滿,出仁率在40%以上; ( 3) 種仁品質(zhì)好,味香甜,含油量在70%以上; ( 4)樹勢(shì)健壯,生長(zhǎng)旺盛,樹冠開張,少或無病蟲害。
1979 年,浙江亞熱帶作物研究所對(duì)11 株大樹進(jìn)行評(píng)估,有8 株初步入選。1982—1986 年浙江省亞熱帶作物研究所對(duì)初選出的70 個(gè)單株進(jìn)行優(yōu)良性狀的觀察研究,篩選出了長(zhǎng)林13 號(hào)、紹興1 號(hào)、山站2號(hào)和金華1 號(hào)4 個(gè)優(yōu)良單株。李永榮等通過對(duì)55 ~ 60 年樹齡的249 株薄殼山核桃實(shí)生后代的果實(shí)性狀調(diào)查,根據(jù)果實(shí)質(zhì)量、出仁率、綜合性狀指數(shù)和突出單項(xiàng)指標(biāo)等4 方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析,共計(jì)選出49株實(shí)生優(yōu)株。安徽省黃山林科所自引種開始連續(xù)15 年調(diào)查,篩選出優(yōu)良單株———黃山1 號(hào)。2000—2003 年安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)引進(jìn)美國(guó)山核桃的25 個(gè)品種進(jìn)行播種、栽培試驗(yàn),以及與國(guó)內(nèi)以前引進(jìn)并經(jīng)多年馴化得品種進(jìn)行比較試驗(yàn),分別從黃山、南京引栽少量苗木進(jìn)行比較,初步篩選出適引品種4 個(gè)。
結(jié)果表明AFLP 很容易鑒別培養(yǎng)系之間的差別,單個(gè)培養(yǎng)系產(chǎn)生的體細(xì)胞胚一般具有相同的譜帶,來源于相同培養(yǎng)系的胚在進(jìn)化樹中一般聚為一類; 但有一些體細(xì)胞胚表現(xiàn)出更高水平的多態(tài)性,與同一來源的其他再生個(gè)體不能聚為一類,這些差異對(duì)于基因型變化的影響還有待研究。王正加以薄殼山核桃為父本,山核桃為母本雜交,利用AFLP 技術(shù)對(duì)F1 代進(jìn)行分析,結(jié)果表明,父本與母本和子代之間有明顯的差異,但母本與子代之間沒有存在任何差異,說明子代完全沒有父本的遺傳信息,結(jié)合親本的花粉檢測(cè),推測(cè)山核桃種間雜交存在花粉直感現(xiàn)象。Robert D等用同工酶標(biāo)記技術(shù)對(duì)美國(guó)山核桃的12 個(gè)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè),發(fā)現(xiàn)根據(jù)子葉的不同性狀表現(xiàn)可以確定出未成熟種子的基因型,并且根據(jù)形成層和根部的同工酶標(biāo)記可以確定砧木的基因型,這為美國(guó)山核桃多方面的遺傳研究和生產(chǎn)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。改良的核桃轉(zhuǎn)基因技術(shù)已成功應(yīng)用到美國(guó)山核桃的研究中,Gale H M 等將目的基因?qū)塍w細(xì)胞胚獲得轉(zhuǎn)基因胚胎,并通過微繁技術(shù)獲得大量亞克隆,最終培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因植株。DNA 分子標(biāo)記技術(shù)可應(yīng)用于抗性基因的標(biāo)記,這樣不僅能容易地鑒別后代苗期的抗性,還能將多個(gè)抗性基因集中到一個(gè)品種上。為了使分子標(biāo)記輔助選擇應(yīng)用到美國(guó)山核桃育種工作中,美國(guó)農(nóng)業(yè)部下屬的美國(guó)山核桃種質(zhì)資源庫(kù)已經(jīng)利用成熟的SSR 標(biāo)記技術(shù)來進(jìn)行美國(guó)山核桃的評(píng)估注冊(cè)。張日清等運(yùn)用RAPD 標(biāo)記技術(shù)對(duì)美國(guó)山核桃群體遺傳多樣性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)美國(guó)山棱桃品種群體遺傳變異明顯,且群體間差異大于群體內(nèi)差異,我國(guó)引種的群體遺傳差異大于原產(chǎn)地美國(guó)的群體遺傳差異; 并根據(jù)RAPD 特異分離譜帶確定了各品種的標(biāo)記基因型,以此可實(shí)現(xiàn)對(duì)美國(guó)山核桃無性系品種DNA 水平上的鑒別。
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