任何利用自然界已有的變異,通過選擇培育出新品種的方法,都稱為系統育種法,也稱選擇育種法。這種方法廣泛應用於自花授粉和異花授粉藥用植物的育種。從育種方法的發展來看,最早出現的是引種、系統育種和雜交育種。它們是早期育種的主要方法,通常稱為常規育種,以區別於後來出現的新技術育種。新技術育種包括雜種優勢利用、誘變育種、單倍體、多倍體育種、體細胞雜交、基因工程等。此外,還有壹些育種是圍繞某個育種目標進行的,如抗病育種、矮稈育種、品質育種、高光效育種等等。
系統育種是壹種簡單有效的方法,特別適用於群體選擇和育種。這種方法在各國育種初期發揮了重要作用。貝母新品種新靈1號、元胡大葉元胡、川烏1號均為系統選育而成。
二、系統育種的理論基礎
丹麥植物育種家約翰松創立的純系統理論,長期以來被認為是系統育種的理論基礎之壹。所謂純系,是指自花授粉作物的基因型通過不斷的自花授粉逐漸提純。純合後代,個體之間的基因相同,所以性狀穩定,不再分離。因此,純系選擇是無效的。但由於自然雜交、基因突變和外界條件的變化,植物的新陳代謝受到了影響,個別植株發生了質的變化,原來的純系會變得不純,所以仍然可以選育出新品種。
系統育種是基於自然界已有的變異,自然界的變異來源如下。
(1)自然雜交
自花授粉植物的顯著特點是能保持後代基本不變,但自然界並不存在絕對的自花授粉植物。從對幾種重要藥用植物的觀察來看,多為異花授粉(貝母、黃芪、地黃、延胡索)和異花授粉(人參、西洋參、白術、洋地黃、艾葉等)。),所以自然異交率很高。
(2)基因突變
人參果成熟時通常是鮮紅色,但偶爾會出現黃色。中國農業科學院特產研究所從人參中選擇黃果人參,繁殖後獲得黃果人參類型,是控制果色基因突變的壹個例子。
(3)新品種性狀的分離
雜交育成的新品種並不完全穩定,往往會分離出現變異類型。
系統育種的環節和程序(1)系統育種的技術環節首先要從當地已經大面積推廣的品種中選擇,對品種進行比較分析,明確哪些優良性狀可以利用,哪些缺點需要克服。然後針對原品種的主要缺點,在選擇植株時盡量避免缺點,使新育成的品種在原有基礎上有較大的提高。
其次,要從新育成的品種或引進品種中選擇,因為這些品種持續處於分離狀態,尤其是引進品種,在新的環境條件下具有明顯的特征分離,通過選擇可以分離出比原品種更好的類型。
再次,要盡可能選擇有代表性的均勻樣地,盡量排除非遺傳變異的幹擾,保證選擇出可以遺傳的優良植株。
此外,還應註意在相關性狀明顯的關鍵時期進行選擇,如越冬藥用植物出苗時的耐寒性;從出苗和恢復階段對生長期進行了比較。幹旱或多雨年份表現出抗旱性和耐澇性;在流行年份選擇抗病植物;挖根時最好選擇根莖類藥用植物;采種時選擇果實和種子藥材。對每個階段的情況以及最終的輸出和內容進行綜合評估,使選擇更加可靠。為了在綜合性狀的基礎上確定關鍵性狀,只要關鍵性狀優勢突出,其他性狀不太突出,就可以選擇。對於壹些表現突出但存在壹些缺點的植株,可以通過回交、回交等方法進行改良。任何藥用植物品種都必須建立在高產優質達標的基礎上。
壹定要有壹定數量的選場,只有大量選料,才能不漏掉真正好的料,有利於選優。比如人參的系統育種,選擇6年生的優良植株進行秋植,第二年有的不能出苗,有的因為各種原因收不到種子。如果選的植物太少,數量和質量都無法保證。
(2)系統育種的程序
由於不同的育種目標、育種材料的遺傳基礎和選擇方法,系統育種的程序在復雜性上有很大差異。壹般程序如下:
1.原始材料園
在原材園種植或播種原材進行詳細觀察,掌握其特性和個體變異,根據育種目標選擇優良單株。
2.選種苗圃
從原材圃或代表性生產基地中選出的優良單株單獨編號,當年秋季種植(如人參、元胡、貝母等。)或第二年的春天(如薏苡、決明、紅花等。)按品系或小區,並以原品種為對照,選出最優的,在次年(壹年)或下壹個生長周期參加品系鑒定試驗,部分表現較好,但仍有孤立株。優秀品系可以越級參加品種比較試驗。
3.鑒定室
對於從選種圃中選出的菌株,要鑒定菌株的優劣,包括生長、性狀、產量和品質的初步評價。根據種子和幼苗的數量,小區要大,要重復,考慮將表現好的品系推廣到品種比較試驗。
4.品種比較試驗
在鑒定圃種植升級品系,最後肯定新品種的優良性。如果參加試驗的品系多,每份材料的種子或種子數少,可先進行壹年的品種準備試驗,淘汰部分不合格品系。品種比較試驗應具有準確性和重復性,土地和栽培條件能代表當地壹般水平。經過兩年多的試驗,選出產量明顯高於對照的1-2品種參加區域和生產試驗,最後報有關部門審批,新品種才能正式命名並推廣生產。