二、种质资源的分类
园艺植物的种类较多,在生产上主要利用的种就达几百种,如何分类一直是育种学家探讨的问题。按照植物种类的自然属性,可以划分为科、属、种,如萝卜属于十字花科芸薹属萝卜种;按作物类别可划分为果树资源、蔬菜资源、花卉资源乃至桃资源、菊花资源等,每类资源中常包括育种中可利用的近缘种。按育种利用特点,国际水稻研究所曾把稻的种质资源细分为现代优良品种(高产为主)、主要商用品种、次要品种、过时类型、具有特长类型、育种材料、突变体、原始类型、野草类和野生种等。但这种归类方法过于繁琐,实际应用不方便,也不具备通用性,现在多数人主张将种质资源归为以下四类。
(一)本地种质资源
本地种质资源是指原产于本地的或在本地长期栽培的各种植物种,是育种工作最基本的原始材料,包括地方品种、过时品种和当前推广的主栽品种。其主要特点是这些植物对本地的自然生态环境具有高度的适应性,对当地不良气候和病虫害有较强的抗性。
1.地方品种
地方品种指那些在局部地区内栽培的没有经过现代育种手段改良的品种。这类种质资源在某些方面不符合市场的要求,或者适应性不够广泛,往往因为优良新品种的大面积推广而被逐渐淘汰。它们虽然在某些方面有明显的缺点,但往往有某些罕见的特殊的种质,如适应特定的地方生态环境,特别是抗某些病虫害,适合当地人们的特殊生活需要等。因此地方品种不会轻易地被育种者所淘汰,收集和保存地方种质资源是其工作的重要内容之一。同时,以地方品种为亲本进行杂交育种,往往在某些方面表现出其特有的优势,通过进一步的培育,可获得在某些性状上特殊的品种。
2.过时品种
过时品种是指原来生产上的主栽品种。由于生产条件的改善、种植制度的变化、人们需求的日益提高、新品种的不断出现,而逐渐被淘汰。但这些品种仍是选择改良的好材料,也应予以保存。如番茄的品种L-402曾经在20世纪90年代全国推广,栽培面积很大,是当时的主栽品种,目前虽有栽培但面积已经很少。
3.主栽品种
主栽品种是指那些经过现代育种手段育成,在当地大面积栽培的优良品种,包括本地育成的,也可能是从外地(国)引种成功的。它们具有良好的植物学性状、农业性状、经济性状和适应性,是育种的基本材料。实践表明:以本地主栽品种作为亲本是杂交育种的成功经验之一。例如苹果品种红富士在辽宁南部地区有大面积栽培,就是目前生产上的主栽品种之一。
(二)外地种质资源
外地种质资源是指从其他国家或地区引进的品种或类型。这些种质来自不同的生态环境,具有不同的生物学、经济学和遗传性状,其中某些性状是本地种质资源所不具备的,是植物育种工作中不可缺少的、改良本地品种的重要材料。外地种质资源引入本地后,由于生态环境的改变,种质的遗传性可能发生变异,也可以作为选择育种的基础材料,进行简单的试种后,可以用于生产。如果不能直接利用,可以应用外地种质作为杂交亲本,丰富本地品种的遗传基础。
我国从20世纪20年代起,便开始引进国外种质资源。在生产上经过试种鉴定,有的直接或间接被利用。我国公认较好的苹果品种金冠、国光、红玉、红富士,葡萄品种玫瑰香、无核白、巨峰等都是从国外引进直接利用的优良品种。此外,我国引入的水稻材料,经测选、杂交等途径获得的籼稻杂交水稻强优势恢复系,如泰引1号、明恢63等66个,对我国籼稻杂交水稻的培育和发展起到了重大作用。
(三)野生种质资源
野生种质资源主要是指各种植物的近缘野生种和有价值的野生植物。它们是在特定的自然条件下,经过长期的自然选择而形成的。野生植物在农业生产上一般没有直接利用的价值,但通过栽培驯化,可发展成新的栽培植物,具有极大的开发价值。例如,黑龙江野生浆果类果树资源就有10个科7个属33个种;我国野生蔬菜就有213个科1822个种;新疆野生花卉资源丰富,仅有观赏价值的植物资源就有400余种。近年来,野生蔬菜的开发利用比例越来越高,比如野生蒲公英,原来只在露地自然生长,最近被广大的消费者所喜爱,育种者已经将其驯化栽培,形成了栽培种。另外,野生的种质资源具有一般栽培品种所缺少的某些重要性状,如顽强的抗逆性、对不良环境的高度适应性、独特的品质等。例如,东北野生大豆的蛋白质质量分数可以达到50%以上,是大豆高蛋白育种的重要种质。因此,野生种质资源的考察、研究和利用是植物育种中提高产量、品质和增强抗逆性的重要途径。
(四)人工创造的种质资源
随着经济的发展和育种技术的提高,原有的天然种质资源已不能满足育种的需要。人工创造的种质资源是指人们通过各种途径、方法创造产生的各种突变体或中间材料,供进一步培育新品种所利用的种质资源。现代生物技术的发展,如杂交、理化诱变、远缘杂交、基因工程等,使创造出新型的人工种质资源变为了可能,缩短了育种的进程和周期。这类资源虽不一定能直接在生产上应用,但一般具有某些特异性状,是培育新品种的十分珍贵的原始材料,有很高的利用价值。例如,我国利用普通小麦与天兰偃麦草远缘杂交,形成了以中4、中5为代表的一系列中间型材料,具有高抗黄矮病、抗寒、耐盐碱等特异性状,成为人工创造的种质资源,用它与普通小麦杂交可培育出优质、高产、抗性强品种。还有一些资源是育种过程中产生的中间材料,也不可轻易抛弃。这些材料可能由于综合性状不符合要求,或存在某些缺点不能成为商品化栽培的品种,但是其中有些具有明显优于一般品种或类型的专长性状。如番茄耐贮运品种选育方面,近年来国外发现和保存了多种影响果实成熟的突变体,共同特点是果实成熟极慢,常温下可贮藏2~3个月不变质腐烂,但由于综合经济性状不佳,只能用作育种材料。过去不少育种单位因为缺少长远考虑,在育种过程中常把综合性状不符合育种目标的大量杂种付诸一炬,其中不乏育种价值较高的类型,殊为可惜。