茶文化的重要。
茶树品种对茶叶的质量至关重要。随着茶叶市场多元化发展,常规育种已难以满足其需求。因而,采用生物技术改良培育新一代茶树品种,已成为国内外茶学研究的热点之一。“茶树多酚氧化酶基因的克隆和转化系统研究”正是在这种背景下产生的高起点、高难度的研究项目。
论文指导教师刘祖生教授介绍说,茶树富含多种次生代谢产物,其中多酚类物质具有多种重要的生理功能,在食品和医药行业具有巨大的应用潜力。多酚氧化酶与茶加工品质密切相关,不同茶类需要不同的多酚氧化酶活性,如加工红茶的品种需要较高的酶活性,而生产绿茶则希望酶活性较低。本研究要解决的问题是如何克隆茶树氧化酶基因,并建立茶树遗传转化系统,从而将有效地控制品种的适制性,提高茶叶品质。该研究选题居学科前沿,无论在理论上或应用上均具有重大意义,因而得到了国家自然科学基金和浙大生物技术研究所开放基金的立项支持。
中国茶叶学会理事长、中国农科院茶叶研究所博士生导师陈宗懋研究员认为,本研究采用nestPCR技术在国际上首次成功地克隆出与茶叶品质及人体保健密切相关的茶树多酚氧化酶基因,并在GenBank登录,这是我国茶树育种学上的一次重要突破,为今后开展茶树分子育种奠定了良好的基础。
对于克隆的多酚氧化酶基因转入茶树品种后的茶叶安全问题,专家们认为,由于多酚氧化酶是茶树体内本身就存在的物质,转入克隆基因的目的是促成多酚氧化酶在数量上的变化,这是茶叶适制性的一种调控手段,并不影响茶叶饮用的安全性。这与其他动植物转入异体基因的做法完全不同。因此不必担心其安全世问题。
近年来浙江大学茶学国家重点学科在茶树分子生物学领域成果显著,这次克隆多酚氧化酶基因获得成功,又使茶树分子育种前进了关键性的一大步。
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茶树杂交育种|茶树杂交育种技术
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茶树杂交育种概况杂种优势是生物界的普遍现象 ,杂种优势利用 ,已成为当前茶树育种的主要途径之一。印度托克莱茶叶试验站于 1 936年开始拟订严密的育种纲要 ,从中国、阿萨姆和印支三个主要变种中选出 30 0多个品系进行了大量杂交。
茶树在杂交之前,应根据育种目标和亲本选配原则确定杂交亲本及杂交组合;并准备杂交用的工具和材料,如隔离纸袋(或隔离纱框)、授粉毛笔、小广口瓶、纸牌、剪刀、镊子和记录本等。在授粉前1-2天,从父本植株上采集含苞欲放的花蕾放入培养皿或牛皮纸袋中,携回置放于干燥之处。次日早晨,即可将花粉轻轻刷下,除去杂质,收集入小广口瓶中待用。为了防止自然杂交与自交,必须在母本花朵未开放之前进行套袋隔离与去雄,或用特制纱框进行全株隔离。隔离袋宜用不易破损的透明或半透明纸制成。隔离纱框用木架与尼龙纱制成。去雄工作在母本花朵快要开放时进行。去雄之后便可用毛笔进行授粉,因这时柱头分泌粘液,能使花粉获得良好的发芽条件,有助于提高杂交结实率。授粉工作要选择无风的晴天,最好在上午8-10时进行完毕。授粉之后,立即挂上纸牌,并写明父母本名称和授粉日期,以便查考。授粉后一星期左右,便可去袋(框),以利受精后的子房在自然条件下正常发育。据浙江农业大学茶学系观测,人工杂交幼果脱落率高达60%以上,每年11月到次年2月是落果最多的时期。因此,要加强授粉后的管理工作,特别应注意采取防冻措施。其次,还应提高磷、钾肥的比例,以促进茶果的生长发育。
茶树杂交育种是将具有不同遗传特性的茶树亲本,通过有性杂交途径,产生杂种群体的变异,再经选择,培育出茶树新品种的一种育种方法。
杂交亲本的选配关系到杂交育种的成败和育种水平。一般原则是:
①亲本性状能相互取长补短,而且优良性状要突出;
②亲本对当地环境条件的适应性,尤其是选作母本的材料要有较强的适应能力;
③双亲的开花期要比较一致,母本的结实能力要比较强;
④育种目标要求的主要性状,至少应有一个亲本中表现突出,而且遗传力较大;
⑤亲本的亲缘关系和生态型,一般亲缘关系远或生态型差异大的亲本杂交,其后代的遗传基础更为丰富,出现超亲本的机率更大。
在茶树杂交育种中,主要采用简单杂交与回交两种方法。杂交后代的选择,主要采用单株选择法,应从苗期开始。苗期选择是根据某些相关性状来进行的。凡发根性能良好,茶苗高度适中,分枝与叶量较多,叶片大小中等,营养生长期长,腋芽萌发力强以及抗逆笥强的杂种后代,往往有较大希望育成高产稳产良种。
对入选的优良单株或类型,要及时进行扦插繁殖,布置品系比较试验。
茶树育种
茶树育种以茶树不同种质资源为材料,运用遗传学及其它自然科学的理论、方法与技术选育茶树新品种的途径和方法。内容包括:①茶树种植资源的搜集、研究和利用;②新品种的选育;③良种繁育和推广等三个连续性的阶段。
1、育种目标:茶树是异花授粉的多年生木本植物,遗传物质的杂合性强,所需的育种时间长,一般在20年以上,茶叶又是一种商品性产物,茶类繁多,各茶类的品质标准与茶树本身的芽叶特征和所含各种化学成分的多少以及组成的比例有密切关系,从而增加了茶树育种的复杂性和艰巨性。需针对不同地区的自然条件和不同茶类的品质特点:
①不同茶类的品质指标;
②不同茶类的产量指标;
③适于机械化的株型结构;
④适应本地区所需的抗逆性的要求;
⑤注意选育同一茶类中的早、中、晚品种的搭配;
⑥注意选育制茶品质特色如色、香、味、形,特别是高香型品种的搭配。
2、育种原始材料是育种的物质基础,掌握品种资源的多少和对其研究的深度,是决定能否达到育种质量目标和提高育种工作效率,取得成果的首要关键。育种的原始材料,主要是发掘和利用现有的自然变异材料,如野生茶树、栽培茶树的群体或单株,以及近缘植物等。但也可以利用有性杂交、无性杂交、信息性育种、诱变育种等变异材料育成新的类型。中国是茶树原产地,截至1981年底止,已经搜集并在活体保存的品种、品系、单株、野生种、近缘植物等计660个。
3、育种途径和方法:茶树繁殖方式不同,品种一般划分为有性系品种和无性系品种。用种子繁殖后代的品种称为有性系品种;用营养器官繁殖后代的品种称为无性系品种。在营养器官繁殖方式中,应用最广泛的是短穗扦插法,这是中国福建省茶农在17、18世纪首创的,已在世界各主要产茶国家广泛应用。还可以把两个无性系育种互相进行有性杂交,在其后代中又进行单株选择。这是茶树常规育种中最常用的一种方法。
4、良种繁育:自20世纪50年代以来,中国在各地发掘了不少地方良种和选育出许多新品种。福建省的福鼎大白茶、政和大白茶、铁观音、水仙、毛蟹、梅占等无性系地方良种,经当地大量繁殖,已推广至中国各产茶省;云南省的云南大叶种、广东省的饶平水仙、安徽省的祁门槠叶种、浙江省的鸠坑种等地方有性群体良种,在中国不少省份均有较大或部分面积推广;湖南省育成的槠叶齐无性系品种也在该省全面推广。为了继续解决育种时间长的难题和满足良种多样化的需要,应加强下述4个问题的研究:
①有计划地发掘和摸清野生(包括近缘种)和栽培茶树的品种资源,研究其遗传性状和特性,为育种提供丰富的物质基础;
②提出新的育种目标育成特别早生的、更高产优质、抗病虫的和具有特殊香味的新品种;
③除一般的育种方法外,采用生物工程新技术,确立组织培养法,开发细胞水平的新育种法;
④继续研究和开发茶树品种早期鉴定法和快速繁育后代技术,以提高育种效率。