农业作物育种的历史与进步

【按】旧文赏析。本网转发一些内容有价值的旧文,它们虽然发表有些时间了,但是读来仍然有意义。

农业生产以作物为核心。人类对于农作品种的人工选择实践已有一万多年的历史。大约于公元前6世纪编定成书的中国第一部诗歌总集——《诗经》中就已有“嘉种”的记载。最初,人们在采食过程中,将收获到的某些健壮肥硕的种子按照其意愿进行有目的的人工种植,之后。经过一代又一代的留优去劣,不断淘汰那些不合人们要求的变异个体,再加上人为环境能够为作物提供一个明显优于野生的生态条件,那些被选择的植物便逐渐脱离野生状态而成为符合人们需要的新的植物类型。所有的农作物都是在一定的自然条件和人工选择下从野生种逐步进化而来的。由于自然条件和人工选择方向的不同,因此就有了千姿百态的农作品种。

作物育种的人工选种方法,在中国最早见于详细记载的是穗选法,载于公元前1世纪成书的《?锸ぶ?椤罚骸叭÷笾郑?蚴炜苫瘢?袼氪笄空摺备钪??墒?垢桑?睾茫?八呈敝种??蚴粘1丁薄V帘蔽菏保?旌涎≡穹ù锏较嗟彼?剑?源耍?镀朊褚?酢芬延邢晗讣窃兀骸八凇⑹颉⒎]、梁、秫,常岁岁别收,选好穗纯色者,劁刈高悬之。至春,治取别种,以拟明年种子,其别种种子常须加锄治而别埋,还以所治穰草蔽窖”。《齐民要术》同时还记载了其他一些人工选种的方法。至宋代,即已有了芽变选择的记载,欧阳修《洛阳牡丹记》中即有关于芽变选择在育种上具体运用的记述:牡丹“潜溪红”,“本紫花,忽于丛中特出绯者一二朵,明年移在他枝,洛阳谓之转枝红”。

发展的清康熙年间,单株选择法得到普遍应用,康熙就运用该方法,成功地选育出了一种“早熟”、高产、“气香而味腴”的水稻优良品种——“御稻”。康熙54年,御稻推广到江浙一带,第一年就在苏州地区成功地实现了一年两熟,第二年两季亩产达五石二斗(合520斤),比对照田每亩多产一石二斗;四年以后,“御稻”两季亩产最高达六石九斗(690斤),为原对照田单产的1.7倍。后来“御稻”推广到安徽、江西等地,也都获得了显著的增产效果。“御稻”是运用单株选择法实现成功育种的典型案例之一。

就总体情况看,一直到19世纪中叶,人工育种的方法与技术还是极其落后的,而且进步速度缓慢,发展也很不平衡。在欧洲,直到1856年才开始运用单株选择法甜菜种子,1867年开始使用混合选择法改良黑麦和小麦。

作物育种方法与技术的巨大进步是伴随生物学上的系列重大发现而实现的。1838年,德国科学家施来登·许旺提出细胞学说,揭开了探索生物内在奥秘的序幕。1859年,达尔文发表《物种起源》一书,提出了变异性、遗传性和选择的生物进化三因素理论,在科学史上首次揭开生物进化的奥秘。接着,达尔文又于1876年发表了其关于植物杂交和自交试验结果。达尔文的试验表明:自交往往使植物生命力减弱,而杂交则能够使之恢复。同期,奥地利修道士格里戈里·约翰·孟德尔在一所修道院里进行了一系列的豌豆杂交试验,其试验成果集中记录在他于1866年发表的遗传学论文之中。之后,人们运用达尔文学说和孟德尔遗传定律指导育种,从而使作物育种进入了一个全新的发展阶段,作物育种的传统经验方法部分地为新的科学杂交方法所替代。

进入20世纪,生物学继续发展。1903年,美国和德国的生物学家们提出了基因存在于染色体中的假说。1908年,乔治·哈里森·舒尔推断:自交趋于分离和净化品种,同时降低植物的生命活力,但生长优势可通过自交品种间的杂交得到恢复。生物学上的这一系列发现,为形成新的作物育种方法奠定了扎实的理论基础。1918年,美国康万狭克州农业试验站的唐纳·琼斯进行玉米双杂交获得成功,并在农业生产中运用。作物育种进入一个新的历史阶段。

第二次世界大战后,世界范围的作物遗传育种更是快速发展,并呈现出以下方面的突出特点:

(1)作物遗传育种范围不断扩大,新的杂交品种不断涌现。最初的遗传育种主要限于培育一些高产粮食作物品种。之后,逐渐扩大到棉花、花生等经济类作物,最后几乎所有的农作物都已快速采用杂交优势品种。

(2)作物遗传育种目标不断完善。最初的遗传育种目标主要在于提高作物产量。之后,受到普遍重视的,是在提高产量的同时,致力培育高品质、适应性强、抗病虫害和各种毒素、耐盐碱、肥效高以及适宜机械化作业的新品种。

(3)传统常规杂交育种方法逐步为现代科学育种技术所替代。20世纪60年代后,辐射育种、组织培养、体细胞融合、激光育种、单倍体育种、遗传工程等新育种技术和其他生物化学、分子生物学育种方法迅速涌现,并快速得到推广和采用,成功地培育出了许多作物新品种。

(4)遗传育种手段迅速更新,传统育种手段逐步为现代化的高新技术育种手段所取代。发展到20世纪80、90年代,世界范围使用的电子(电气)育种装置即已不少于30多种,包括静电、低频、高频、微波、激光、红外线、紫外线等先进设备。与此同时,育种作业也由昔日的野外露天作业逐步向工厂化生产过渡,不但回避了季节上的制约,而且还使得育种的周期大为缩短。

;