马铃薯种质资源慢生长保存分析

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1、1前言1．1问题提出种质(Germplasm)一词原是德国生物学家魏斯曼(A．Wesismsnn)在种质连续学说中创用的术语。他认为生物体由“种质”和“体质”两部份构成，种质不受体质和环境影响，是一种细胞核生命物质，能决定生物体的遗传特性传递给后代，是基因的载体(于光远，1990)。因此，种质资源实质上就是决定各种生物遗传特征的基因资源。植物种质资源(PlantGermplasmResources)作为一种可再生资源，是人类赖以生存的最重要自然资源之一，它是人类食物、药物及工业原料的重要来源，也是农业可持续发展的基础。然而，随着世界人口的不断增长，工业化进程的不断加剧，导致各种植物资源

2、的过度开发和人为的生态破坏日趋严重，其结果是造成了植物资源大量流失。同时，由于长期的人工选择，致使许多植物特别是农作物的品种大都源自于很有限的优良品系，从而导致作物遗传基础越来越狭窄。随着育种技术的不断改进和新技术应用，育种周期不断缩短，品种更新换代速度加快，也导致世界各地的大量农作物品种没有来得及收集保存，就被新品种替代或逐渐丧失。近年来，规模种植遗传单一的品种而导致很多主要农作物的遗传脆弱性，随之而产生的农业损失乃至粮食危机的潜在危险己受到世界科学家和社会学家的高度关注(Rao＆Hodgldn，2002)。早期的植物资源收集保存是前苏联的瓦维洛夫研究所(VovilovInstitu

3、te)，上个世纪70年代，美国也开始建立大型基因库，1976年美国植物遗传资源委员会(NationalPlantGermplasmSystem,NPGS)正式成立。上个世纪80年代，中国、印度也相继建立了大型种质资源库。1992年，包括中国在内的多个国家在巴西共同签署了‘mConventiononBiologicalDiversity))(生物多样性公约)，1996年联合国粮农组织(FAO)专门召开了以“农业生物多样性”为主题的国际会议，随后成立了国际植物遗传资源研究所(丁khtemationalPlantGeneticResourceInstitute，IPGRI)，植物资源的收集与

4、保护已在世界范围内广泛开展。随着植物资源多样性的不断减少，植物种质资源业已成为国力竞争的重要领域之一。美国保存的种质资源中，80％以上是从国外收集的。日本目前保存的3000多份野生稻资源，全部是在中国、东南亚等国收集。我国在种质资源的保护上也做了大量的工作，从上世纪80年代至2005年底，国家种质库贮存的种质数量己达到50余万份，单库长期保存的种质数量达到世界第一，为我国作物育种和生产提供了雄厚的物质基础。截止2006年，我国先后成立32个国家种质圃。其中包括甘薯和马铃薯两个试管种质库，共保存种及亚种1026个，保存份数达45338份(国家作物种质信息系统CGRIS，2006)．资源保

5、存是资源利用基础，保存(conservation)的广泛定义是指人类通过对生物圈开发利用(即全部生物)的管理，使其能给人类最大的持久利益。从技术的角度而言，种质资源保存就是利用天然或人工创造的适宜环境，较长时间的保存种植资源，使其保持遗传完整性(geneticintegrity)和较高的活力(vigor)，并能通过繁殖将其遗传特性传递下去。由于资源的形式不同其保存方法也不相同。如植物群落一般采用自然保护区保存，品种品系、中间类型可采用种植保存和种子低温保存，器官、细胞以及核酸序列则采用离体，低温保存。随着植物生物技术特别是组织培养技术的不断成熟，组织培养保存己在无性繁殖植物的种质保存中

6、广泛应用。马铃薯(SolanumtuberosumL．)是茄科茄属无性繁殖植物。组织培养是其现阶段基本的种质保存方法。由于马铃薯非我国原产作物，我国的马铃薯资源均为国外引进和适应性选择保留品种，因此遗传来源狭窄是制约我国马铃薯育种发展的主要因素。近年来，由于国际交流的日益频繁，马铃薯资源引进成为我国马铃薯育种的重要内容，而安全、有效的保存马铃薯种质资源成为其利用的基础。1．2研究进展植物种质资源主要采用自然(原生境保存)和种质库(非原生境保存)相结合的方法保存，采取何种保存途径主要取决于种质的生物学特性。原生境保存(insituconservation)是指在原来的生态环境中，就地进行

7、繁殖保存种质，如建立自然保护区或天然公园等途径来保护野生及近缘植物物种；非原生境保存(Cxsituconservation)，是指种质保存于该植物原生态生长地以外的地方，如建设低温种质库的种子保存，田园种质库(种质圃、植物园)的植株保存，以及试管苗种质库的组织培养物保存等(卢新雄，2001)。植物种质资源的非原生境保存研究主要是围绕种子保存技术和离体保存技术来展开的。目前为止，世界上已建成的植物低温种质库1470座，保存种质资源(种子形式)超过