第四章 牧草育种

• 从20世纪50年代开始，经过大量引种试验 筛选出一批适应我国不同地域的草种，如 蔚县苜蓿、晋南苜蓿、柱花草、白三叶、 多年生黑麦草等；并驯化了一批野生牧草， 如羊草、老芒麦、无芒雀麦、黄花苜蓿、 沙打旺、披碱草等。同时开展了人工选育 种研究，如吉林农业科学院通过系统选育 培育出高产、抗寒、适应性广的公农1号、 公农2号苜蓿新品种；内蒙古农业大学通过 杂交培育出抗寒抗旱的草原1号、草原2号、 草原3号杂花苜蓿。
• 我国虽然在1997 年公布实施了《中华人民 共和国植物新品种条例》，但是在具体实 践中育种者权益并未得到很好的保护，有 损育种者权益的事情时有发生。
• 2. 6 良种繁育体系不健全，牧草品种良种没有 产业化 • 牧草育成品种扩繁缓慢，推广面积较小。要加快 良种推广，必须建立科学的良种繁育体系，即按 育种家种子、基础种子、登记种子和合格种子四 级进行种子的规范化生产。各级种子的繁殖代数、 采种年限、生产技术和质量检验都要符合国家的 种子法规和检验规程，并由种子管理机构依法进 行监督指导和田间检验。当前我国牧草产业化发 展很快，需要大量优良品种的高质量种子，建立 我国牧草良种繁育体系已成为我国草业发展急需 解决的问题。
• 甘肃农业大学、新疆农业大学培育出了甘农1号、 甘农2号、甘农3号、新牧1号、新牧2号、新牧3 号苜蓿新品种；黑龙江畜牧所以扁蓿豆和苜蓿杂 交培育出龙牧801、龙牧802、龙牧803；中国农 业科学院畜牧所培育出耐盐碱的中苜1 号苜蓿、 中豌1 号豌豆；兰州畜牧所培育出抗霜霉病的中 兰1 号苜蓿；江苏农业科学院应用雄性不育系培 育出杂交狼尾草；南京农业大学利用远缘杂交培 育出羊茅黑麦草；此外，在杂交青饲玉米、杂交 饲用高粱、狗尾草、王草、冰草、羊草育种方面 也取得了良好的进展。
• 2 存在的问题 • 2. 1 育成的牧草品种数量少、科技含量低 • 到现在经全国牧草品种审定委员会审定的 品种仅有250 多个，远不能满足我国畜牧业 生产、生态建设、环境绿化美化等多方面 的需求。与国外牧草品种相比，这些育成 品种科技含量较低，多数生产能力、抗逆 性能不是非常突出。
• 2. 2 牧草种质资源研究不足 • 我国拥有丰富的牧草种质资源，但是对牧 草种质资源的研究则相对滞后。现在主要 还是牧草种质资源面上的考察、搜集、评 价与入库保存，缺乏对重点草种的全面考 察、搜集、系统评价； 没有对异花授粉牧 草隔离扩繁；没有应用现代生物技术系统 地研究牧草种间、种内各材料之间的变异； 对重点草种的遗传多样性、核心种质等的 研究也较少；评价筛选出优异种质很少， 远不能满足牧草育种工作的需要。
牧草育种技术
• • • • • 一、牧草染色体检查及制片技术 1、根尖压片法 这是染色体计数上较好的一种方法。 2、花药涂片法 花药染色体数目只有体细胞的一半。
• 二、多倍体的诱发和鉴定技术
• 诱发 鉴定
• 三、单倍体的培育方法 • 单倍体本身不育，价值不大。但是，单倍 体经染色体加倍后的二倍体个体遗传上是 纯合体，能大大缩短育成一个稳定品种所 需的时间。 • 方法：种间杂交、花药培养、辐射处理、 胞核置换等，其中以花药培养为常用。
• 1. 4 牧草良种繁育初成体系 • 近年来，国家非常重视牧草良种的产业化， 投入巨资在全国主要草原区建立苜蓿、冰 草等优良牧草种子繁殖基地，同时实施牧 草种子标准化，加强了牧草种子检验中心 的建设。牧草品种通过项目的带动得以推 广，也促进了牧草良种繁育工作，带动了 种业向良种化、国产化、标准化、产业化 发展。
第四章 牧草育种
• • • • • 本章讲4个问题： 1、牧草育种进展； 2、牧草育种技术； 3、主要牧草育种方法和规程； 4、生理生态特性的鉴定。
中国牧草育种研究进展
• 1 中国牧草育种研究的成绩 • 1. 1 牧草种质资源方面 • 新中国成立以来，我国牧草育种已取得很大成就:首先 初步完成了我国牧草品种资源的考察、收集、鉴定评 价、入库保存。现已初步查明我国牧草野生资源中有 28 科、184属、567 种，共3296 份材料具有保护、 引种、育种价值。在内蒙古呼和浩特市依托中国农业 科学院草原研究所及在北京依托中国农业科学院畜牧 研究所建立的国家牧草中期库， 现已保存牧草种质 3500 多份，可保存20～25 年。在我国不同气候带的 生态区建立起5处多年生牧草种质资源圃，对3186 份 材料的生物学特性和农艺性状等开展了鉴定和评价， 并建立起了中国牧草与草地资源网站，通过以上工作， 目前初步建立了以国家长期库、中期库为核心，多年 生牧草种质资源圃为网络的保存体系。
• 3. 2. 2 完善牧草育种体系，建立牧草区域试验 网，强化牧草品种审定制度 • 要继续完善牧草常规育种体系，积极探索育种的 高新技术，将辐射育种、太空育种、分子育种等 高新技术与常规育种结合起来，尽快培育牧草新 品种。由于种种原因，全国性的牧草品种区域试 验尚未建立起来，育种者区域试验的规、质量很 难得到保障。因此，为了提高品种培育水平、改 进品种审定工作，我们应在有条件的单位建立全 国性的牧草品种区域试验网，由独立的品种审定 员对申报品种进行评比，把好品种审定关。同时 要积极稳妥地开展急需品种的引进、推荐和管理 工作，使之在生产中发挥作用。
• 1. 2 牧草常规育种 • 20 世纪50 年代开始，中国的牧草育种者采 用野生引种驯化、地方品种整理、国内外 优良品种引进、选择育种及杂交育种等方 法培育出一批新品种，经全国牧草品种审 定委员会审定登记的品种达250 个，其中野 生栽培品种40 个、地方品种40 个、引进品 种69个、育成品种84 个。 • 20 世纪30 年代，中国开始从国外引进苜蓿、 三叶草、百脉根、多年生黑麦草、猫尾草、 黄花草木樨、白花草木樨等种质，为新品 种的培育奠定了一定基础。
• 1. 3 生物技术辅助育种及育种基础研究 • 目前，我国在牧草的遗传转化和分子标记 辅助育种方面已经起步，初步建立起了重 点牧草的遗传转化体系，苜蓿、冰草、高 羊茅、黑麦草等重点草种已获得转基因植 株。中国农业科学院畜牧所成功地将RAPD 标记用于耐盐苜蓿后代的选择，北京农业 生物技术中心已利用分子标记将多枝赖草 的抗黄萎病基因进行了定位。
• 3 我国今后牧草育种研究的战略思考 • 西部大开发和农业结构调整政策的实 施，生态建设、畜牧业及绿化工作的发展， 为中国牧草育种业提供了难得的发展机遇。 而许多发达国家凭借其雄厚的科研、资金、 市场经验进军中国牧草育种业，意图抢占 中国牧草良种市场。面对机遇和挑战，目 前急需加强基础研究，要完善三个体系， 以人为本加强创新能力建设，才能更好推 进中国牧草育种工作的大发展。
• 2. 7 育种力量弱，缺乏协同合作 • 牧草育种的研究力量比较薄弱，研究机构、 研究人员不足，经费缺乏长期、稳定支持。 与国外同行的交流、合作不充分，我们做 的工作在国外很早以前就已经完成而不自 知。另外由于体制上的原因，同行之间缺 乏信息交流，不同的单位从不同的部门获 得同样或雷同的课题，各自为政，成果不 能共享，造成育种资源和人力资源的浪费。
• 3. 2. 3 健全良种繁育体系，加速牧草良种产业 化 • 在全国不同的气候区域建设良种繁殖基地，根据 其生殖特性确定科学合理的繁殖方法，建立以品 种纯度为中心的分级繁殖体系。要按照《中华人 民共和国种子法》制定、修订各级牧草种子生产 技术规程和质量检验规程，并由种子管理机构依 法进行监督指导和田间检验。要加速牧草良种产 业化建设，特别要加强牧草种子加工厂建设，对 收获的牧草种子清选、加工，提高其质量等级。
• 3. 2. 4 健全牧草品种的推广体系 • 建议在农业部、省、地(市) 、县草原管理部门领 导下，以牧草良种繁殖基地、种子公司、良种场 为依托，建立以牧草种子生产专业村、专业户为 辐射的推广网络，形成牧草品种的推广体系。在 推广工作中要搞好良种的划区栽培，根据全国牧 草品种区域试验报告推荐重点优良品种，对国外 品种的推荐除了生产性能外，还要注意植物检疫 和对环境的影响。当前我国牧草产业化发展需要 大量优良品种的高质量种子，要强化种子管理， 实施牧草种子生产经营许可证制度、牧草种子质 量级别认证制度，牧草种子在进入市场前必须由 牧草种子检验中心检验发证挂标签，优质优价， 坚决遏止以假、冒、伪、劣种子坑农、害农事件 的发生。
• 四、茎尖培养和胚培养
• 五、花药生活力测定 • 1、染色法 • 2、花药萌发试验
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六、杂种优势的预测 1、同工酶的测定 同工酶的分析长用于种属亲缘关系的测定。 2、配合力测定 P82
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七、等位酶电泳分析技术 1、酶与缓冲液系统的选配 2、采样 3、制胶 4、研磨 5、上样 6、跑胶 7、切片 8、染色 9、酶谱的记录
• 3. 1 加强基础研究，成立国家牧草遗传 育种实验室、国家牧草改良中心 • 我国的牧草基因工程技术研究始于上世纪 80 年代初期，2000 年牧草基因生物技术列 入国家高科技发展规划，即“863”计划。 我国正在研究的转基因植物种类达47 种， 涉及各类基因100 多个。根据国外及国内其 它学科发展的经验，我们认为中国牧草育 种学科发展的滞后，其重要原因之一是基 础研究薄弱。由于耗资巨大、周期长、技 术水平要求高，多数单位都积极争取开展 基础研究又力不从心。
• 2. 4 牧草品种区域试验体系缺乏 • 由于目前我国还没有建立起全国性的牧草 品种区域试验网络，没有确定评价牧草品 种特性的对照品种，因此难以对牧草品种 做出科学、公正的评价。而牧草品种审定 体系的不完善，降低了牧草审定品种的权 威性，影响优良牧草品种推广应用。
• 2. 5
育种者权益保护• 1、禾本科牧草杂交技术 • 2、豆科牧草杂交技术
• 例如，基本的牧草遗传转化体系和分子标 记体系并未建立起来，牧草的基因工程育 种、分子标记辅助育种非常热但不能有效 开展。目前急需成立国家牧草遗传育种实 验室、国家牧草改良中心，以承担周期长、 投资大、水平高的基础研究、应用基础研 究任务。国家应对这两个重点机构给予长 期稳定支持，使其成为国家基础研究、应 用基础研究基地，人才培养的摇篮，国际 合作交流的窗口。