茶树遗传育种的重要突破

发布时间 : 2021-04-27
茶文化的重要 茶树的起源 茶文化的重要意义

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。

小编推荐

茶树杂交育种|茶树杂交育种技术


-------

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。

相关文章

部受害在5%以上。

(2)、叶片组织结构鉴定:叶片表皮角质膜厚度是茶树抗寒性标志,用角质膜与叶全厚比值、角质膜与海绵组织比值大小,可以鉴定抗寒性强弱。生化成分含量多少也可以鉴定不同品种抗寒性强弱;氨基酸含量高,尤其是其中茶氨酸含量高,叶绿素总量含量高,茶多酚含量较低,酚氨比较少,儿茶素组成中的L-EGC含量较高,抗寒性强,反之,抗寒性弱。

抗旱性鉴定:

①萎蔫系数测定法:计算公式:萎蔫系数=(无效水量÷土壤干重)×100土壤含水量越少,即萎蔫系数越小,表示茶树吸水能力越强,抗旱性就越强。

②根系深度鉴定法:大多数无性系茶树的根系多分布在56-110cm以内,在此范围内,抗旱能力随着根深增加而加强。

(3)、5级评分法:

1级 植株生长正常,枝叶全部没有受害(或仅有个别叶片受害),产量稳定;

2级 受害较轻,约10%左右的叶片受害;

3级 受害较重,叶片部分脱落,树冠表层叶片约1/2-1/3发生焦伤;

4级 受害严重,叶片大部分或全部枯焦或脱落,枝梢干枝;

5级 受害极严重,枝叶全部枯焦或整株死亡。

抗病虫性鉴定:

(1)、直接鉴定法:根据病虫害的受害程度分为5级,每级依次用0、1、2、3、4为其代表值。如:

1级:叶片完全无病虫害,设其代表值为“0”;

2级:被害叶片在25%以下,代表值为“1”;

3级:被害叶片在25-50%,代表值为“2”;

4级:被害叶片在50-70%,代表值为“3”;

5级:被害叶片在75%以上,代表值为“4”。

然后按下列公式计算病(虫)情指数。

病(虫)情指数={∑(被害级植株×代表值)÷(调查植株总数×受害最重级代表值)}×100

病(虫)情指数愈高,病(虫)情就愈严重,根据指数高低可以鉴定不同品种抗病虫力的强弱。

(2)、间接鉴定法:一般是根据叶片化学成分含量与组织解剖结构进行鉴定。多酚类含量高而含氮量少则抗病性强,反之,则抗病性弱。叶片角质膜增厚抗病力强。抗炭疽病强的茶树品种,一般叶片的角质膜都较厚而硬,多酚类含量也较高。叶片厚而硬,角质膜厚对长白蚧、小绿叶蝉、茶橙瘿螨、茶细蛾、茶尺蠖、茶卷叶蛾等多种害虫均具有抗性,无性系毛蟹品种具有这个特性。茶树叶片角质膜厚对茶芽枯病、白星病、薄斑病、赤星病、轮斑病等有抵抗性。

茶树无性系育种


茶树无性系育种采取单株育种与无性繁殖相结合育成新品种的育种方法。应用无性系育成的茶树品种,称为茶树无性系品种或茶树无性繁殖系品种。能反映母树的遗传性,可以保持茶树良种的优良性状,繁殖速度快,繁殖周期短,而且在苗期就可以通过扦插育苗进行繁殖,繁殖系数较高。自从茶树短穗扦插推广成功后,茶树无性系育种,就是“单株选种——扦插繁殖”的选育方法。育种方法如下:

一、收集原始材料。

二、选拔优良单株:根据育种目标,在原始材料中选拔优良单株,做好标记,进行观察。观察内容主要有发芽迟早、长势长相、发芽密度、芽叶性状、丰产性、适制性、抗逆性等。

三、初步繁殖和育苗选拔:经初步观察表现突出的优良单株,分株进行扦插繁殖,采取以苗育苗的办法,增加苗木的数量,以便布置初试苗圃或比较试验。在扦插育苗阶段调查观察扦插成活率、成苗率、苗高、苗茎粗、分枝数、着叶数、抗逆性、根系发育状况等,出苗前,分株系选拔。

四、初步比较试验:对入选单株,并已扦插繁殖少量苗木者,可布置初步比较试验。应以当地优良品种或推广良种作为对照,以资比较。观察项目主要有发芽迟早、芽叶性状、产量、适制性、抗逆性等。

比较试验:单株观察和苗期选拔优异,已有一定数量的扦插苗木的株系或经初步比较试验表现突出的品系,以相同苗龄的当地良种或推广良种作对照,布置品种比较试验。要求有三个以上的重复,每个小区面积在0.02亩以上。鉴定内容有:生育特性、抗逆性、丰产性、适制性、繁殖特性等。

区域试验:通过品种比较试验或初步比较试验选出的优良品系,在育种服务地区,按区域试验的要求,选点进行区域试验,以确定优良品种生态适宜区域和推广地区。

审定推广:经过区域试验的茶树新品种,报省或全国茶树品种审定委员会审定,审定通过者按其适宜地区繁育推广。

茶树育种产量鉴定


茶树育种产量鉴定是测定茶树(个体、系统或品系)育种产量的一种方法。产量的直接测定是以茶树在单位土地面各个的芽叶采收量计算的。

①全年采摘计算法;根据一定的采摘标准,按株丛或小区分期分批进行采摘,然后分别统计一年内各季产量的总和。在红、绿茶区,一般以一芽二、三叶的标准采摘;如黑茶区、乌龙茶区,按4-5叶休止梢的标准采摘。在育种的后期阶段,要进行丰产性测定,鉴定其生产潜力。

②间断采摘计算法:采摘一季或两季鲜叶,根据季产量推测全年产量。

③高峰采摘计算法:在各轮芽梢生长的高峰期进行采摘,一般高峰期产量约占各季产量的60%以上,根据高峰期产量推测全年产量。

茶叶产量的间接鉴定是测定茶树生长势、新梢萌发能力,芽叶性状,以此推测开采后的产量。

①苗圃茶苗生长势测定法:按茶苗高度、着叶数、叶片大小、茎粗分别进行测定,分强、中、弱三级,生长势强的标准是高度大、叶数多、叶大、茎粗,反之则弱。

②幼龄茶树定型修剪枝叶重测定法:测定修剪下来的枝叶重量。

③成龄茶树产量性状测定法:测定项目包括:茶丛的高度和幅度,一、二级骨干枝及二级骨干枝上的分枝数,各季生长高峰期的新梢密度(个数/m2),一芽二叶稍的重量(g/个),全年新梢活动生长期(天数),花蕾、果实的着生数量。根据上列的测定结果综合作出评价,一般是单株的芽叶数多、芽叶重、树冠大、活动生长期长、花果少的是产量高的标志。

茶树多倍体育种


茶树多倍体育种:人工诱使茶树染色体数成倍增加,经过选育,以育成茶树新品种的一种育种方法。多倍体茶树由于染色体加倍,叶绿素含量增加,光合作用增强,单位面积上积累的糖分等生化成分显著提高,因而茶树抗寒性和抗旱性能增强。还由于染色体加倍,茶树体内碳水化合物含量增加,对茶叶品质育种也具有重要意义。多倍体茶树的形态特征是叶长、叶宽、叶厚、叶面积较二倍体茶树大、气孔直径大、气孔密度小、花粉增增大,三倍体茶树能观察到巨大的花粉粒。

多倍体茶树除自然产生的以外,人工引变茶树多倍体采用得最多的,是利用秋水仙碱处理萌动的茶籽或处理茶树新梢顶芽。秋水仙碱浓度高低和处理时间长短,对诱发茶树产生多倍体的百分率影响很大。

多倍体茶树的繁殖要采用无性繁殖途径,以保持染色体倍数不发生变异。多倍体茶树孕性低、结实少,采用种子繁殖经济效益差,特别是三倍体茶树不能结实、或结实率极低,只有采用无性繁殖。能结实的四倍体、五倍体等多倍体茶树,如果要采用种子繁殖,必须建立严密的隔离采种园,严格控制授粉,防止与二倍体茶树自由授粉,导致染色体倍数改变,因为四倍体与二倍体杂交,后代即为三倍体,三倍体经济价值小于四倍体,而且导致不孕。三倍体与二倍体杂交有可能恢复孕性,但杂交后代有一部分成为二倍体,这样就会使三倍体茶树发生混杂,也降低三倍体茶树的经济价值,根据引变的多倍体茶树纯度不同,多倍体茶树育种程序,可采用茶树单株选择法或集团选择法的程序步骤。

茶花育种


一、育种的目的茶花育种是提高茶花品种的质和量,更好地为人类需要服务的一个栽培手段。人类文化需求越高,对这类观赏植物的品种要求也越高。不过由于世界各国审美观点的不同和爱好的不同,育种工作的方向也就各不相同。像以往日本人重视茶花色彩,因而以采用人工杂交为主。而我们中国除重视颜色以外,更重视型,所以古代的茶花名种,大部分是从突变种中繁殖出来的,一般都属于重瓣整齐花型。例如滇茶中几个型色不同的恨天高品种系和川茶中的几个美人片品种系,可说都是世界上被认为是登峰造极的古代名花种,直到现在还仍然有很高的观赏价值。可惜的是,除了滇茶恨天高外,有许多古代名花川茶品种,都没有人把它向国外介绍,有的甚至失传。因此我们现在就从这些品种中去育种,显然具有极为深远的意义。 二、育种的方法 大体上分两类。一类是无性育种,就是从茶花株上发现的芽变,把这些芽变成无性繁殖成为新品种。别一类就是通常人工杂交育种选出来的新品种。1、遗传。经过人工杂交,把种株的双方优良性状在子代F1中反映出来,虽然不会有极相同的品种发现,但总是受到双亲现在性状的制约,这就是血统遗传。因此我们在杂交前有目标地选定种株,以便在育出的后代F1显示有一定的亲本优良性状。2、选种株。上面说过新一代F1必须从上一代亲本中传下,所以选择亲本是杂交的作。 (1)种株年龄、强弱,一般在7-8年以上,愈大愈好。母本可以选老一点。 (2)选择期。一般在立秋后。 3、种株加工。 (1)把选定的种株进行修剪摘蕾,枝条大小要匀称。7-8年生的种株,花蕾要先留7-8个,大小不论,要求分档均匀。待授粉期,只要选留3-4个花蕾已够。 (2)把整株,全部用清水洗净,叶片当然不例外。干后还须喷洒各种预防药剂。(3)母株在选出后换盆,同时还可以切除根球周围须根。 (4)到初科略施淡肥二、三次,春后禁用。母本也要施。 (5)母株最好要放置到既通风,光线又充足的温室。 4、授粉和操作。 (1)授粉期一般在2月下旬到4月下旬。授粉时间要求在上午10时左右。 (2)如花期早晚不齐,可以采用人工控制或药物催花,或把花粉收藏放进冰箱中冷藏。这样可以延长几个月应用。 (3)摘除母本全部雄蕊。一般用薄片剃刀在花蕾将开未开前,从花蕾半中腰徐徐切除。若有花粉落上柱头时,可以用清水冲洗去。 (4)授粉次数。一般授粉一次,但为了提高授粉率,可以隔2-3天后再授一次。 (5)如果在没有昆虫活动的范围内,可以省去套袋。当然能套上更好。 5、挂标志。授粉后马上挂上标志,记上亲本的品名花色花形、授粉期等。这个标志一直保留到采果、育苗出苗,直至开花。6、母本的养护管理。在杂交完毕后,要放置在四周空旷的地方,经常转盘,作一般普通养护管理,既要注意到一定光照和养料,又要防止修剪后许多不定芽或徒长枝等发生,并把袋包提早解去。7、种子成熟期。 (1)一般在10月初,到11月中旬种子成熟。 (2)为了防止蒴果裂开,最好在9月末用纱布袋套上,以防种子脱落。 (3)由于肥料充足,常会发生蒴果早裂。这时可用1:5000的高猛酸钾水冲洗,以防种子外露,感染病毒。8、收藏种子法。 (1)看到蒴果有裂缝,就可摘下,将其洗净,用净沙湿藏几天。倘已完全成熟,就可用药物消毒。如有条件,可以直播盆内。如需要收藏的,也可用预先消毒的河沙湿藏,放入冰箱中,待明春2月间可播种。 (2)大地播子,应防止鸟兽侵食。但容易发生各种病毒传染。过去我们曾向云南购来5公斤滇茶种子,采用大地播种后就发生种种病害,最后苗床全被病毒蔓延无法消除。所以如果没有严格设备,我建议不必采用大面积的播种法。9、盆播法。 (1)材料 .全用素烧高脚瓦盆。按盆的口径大小分播,小的口径11厘米,可播1-2粒,大则12厘米左右,可播5粒种子,5粒以上要分两盆播。播时要做好一切记录。 (2)基质。以泥炭土最为理想。如果用排水良好、偏酸性的肥沃的山土也可以。用东北腐叶土更好。但要防止菌苔蔓延,须先作消毒和其它基质混用才可。 (3)播种。除收后直播外,对储藏后早发根的苗,应剪去主根尖端,促使早发侧根。 (4)播子深度,一般在4厘米左右。播后管理与其它育苗法相似,即浇足清水,盖以玻璃片,保持一定的温度和湿度,出苗后严防病虫害感染。 (5)施肥。待第一期枝叶长定后,可以薄肥多施,并可以长期接受日照。但如遇到突然高温或超过36℃以上,要进行遮荫。 (6)分盆。到了第3年的春天,苗已挤了,就可分盆。盆大小一般以口径11厘米左右最适宜。小盆种可以提早开花1-2年。 10、提早开花年龄。一般苗木从播种起,早则5-6开始,但也有好些新品种要长达10年以上才开花。所以我在多年前曾用老砧木嫁接2年生的新苗枝。这一方法对老年爱好者极为适宜。多年前,我曾过写过一篇《茶花用嫩枝接法可提早开花》一文,刊登于美国茶花协会专刊中,引起国外爱好者的欢迎和采用。但是我们专业人员不一定采用这一方法,因为年年都有新品种育出,不在乎提早开花。 11、选择新品种。当新本第一次开花时就要选择了。这一新品种是否符合杂交时的预估目标,甚至超出我们的目标,获得更优异的性状,那就更好,就可作为自己繁育的新品种了。如果不符,可全部淘汰。有的强苗虽然不入选也可当一般砧木材料用。 12、定名订谱。 (1)当新品种选择后,就把它的整株习性形态全部作系统的描述,同时定下名称,有必要还要拍摄照片等。 (2)名称字数一般为2-4字,要求雅俗花赏。令人一听到它的名称就能猜到它的来源形状和习性等等的大概了。例如:滇茶的恨天高象征习性,紫袍象征形色,麻叶蝶翅象征叶与花形。川茶中的宫粉象征色美,紫荆冠象征形色俱美,各种十八学士象征种种形色习性等等。这方面我国比任何国家的定名更为高明。这种廉洁并不是夜郎自大。 (3)花品选 出后除必须经过当地或茶协公认外,最后还得在国际茶协展览会上鉴定公认,并得到等级奖状,才算得上是真正名品。这一点在国外比我们公开,严肃,足资借鉴。

文章来源 :http://www.cy316.com/c/5269634.html

上一篇 :你不了解的西湖龙井

下一篇:优质普洱茶的七点标准

相关文章

最新更新更多 >

相关标签更多 +