野生大麦种质资源利用论文

野生大麦种质资源利用论文

摘要 根据野生大麦的分布情况及其主要特点，综述了野生大麦种质资源在育种上的利用研究进展。从杂交育种及生物技术育种2个方面阐述了野生大麦种质资源的主要研究现状和利用价值。其中，杂交育种主要从抗逆抗病、营养成分、快速育种方法等方面进行综述。

关键词 野生大麦；种质资源；利用

野生大麦，尤其是和栽培品种亲缘关系比较近的种类，往往包含了大量的遗传资源多样性和丰富的形态及生态多样性，是我国大麦遗传育种、品种改良的重要材料[1]。我国的野生大麦主要分布在青藏高原地区，目前西藏已经收集和保存的野生大麦有2 441份左右[2]。我国野生大麦种类在遗传性状、营养组成、形态及生态特性等方面都具有丰富的类型，构成了较大的遗传多样性及物种间多样性。野生大麦资源在食用、饲用和医药保健品等方面也具有较大的利用价值。

1 野生大麦的分布及主要特点

西藏作为栽培大麦的起源地，是我国主要的野生大麦分布地区，截至20世纪80年代，共收集和保存野生大麦资源2 441份左右[2]。青藏高原地区所分布的野生大麦中，大多为一年生材料，少数为多年生材料。研究表明一年生野生大麦与现代栽培大麦品种较为接近，杂交完全可育，又称为近缘野生大麦[1]。大麦育种中利用的野生大麦大多是近缘野生大麦。

野生大麦种类繁多，种间差异较大。不同种类的野生大麦在农艺性状、营养成分、抗逆性及抗病性、形态特性等方面均有较大差异。研究统计表明，野生大麦品种多以早熟型、稀穗、高中秆材料居多[3]。不同的野生大麦其营养成分差异较大，有高蛋白种类，也有高淀粉低蛋白种类，很多种类的野生大麦赖氨酸含量和营养价值较高[2，4]。一些野生大麦生长的环境特殊，它们自身具有很强的耐盐碱、耐旱性等抗逆性。很多野生大麦种类都具有很强的抗病性，如抗大麦条纹病、大麦黄矮病、大麦斑枯病、大麦点状网斑病、大麦网斑病等[2，5-6]。

2 野生大麦在育种中的利用

栽培大麦品种多以高产为主要目的经过反复人工选育而成，由于人工选择，栽培品种容易失去其长期演化产生的遗传多样性，遗传多样性的缺乏和丧失所导致的直接后果就是大麦对环境及病虫害所表现的抗性减弱[7]，这些因素不仅严重地影响了大麦的品质，而且制约着大田作物的增产潜力。而野生大麦进化程度较低，保留了较为原始的遗传多样性特点，是现代栽培品种改良的优良种质资源。大多野生大麦种质具有丰富的基因型和表现型，通常有广泛重要的基因变异类型，而这些优良性状是人工改造过的现代栽培品种所不具有的。另外，大部分一年生野生大麦（即近缘野生大麦）同现代栽培品种之间亲缘关系较近，二者杂交能够产生新的基因重组类型或品种[1]。野生大麦常直接用于杂交育种，也可以作为转基因技术育种的目的基因供体。野生大麦杂交育种在培育抗病抗逆性

及特殊营养成分的大麦品种等方面都有重要的应用。野生大麦还可用于快速育种，是一种特殊的育种方法。

2.1 野生大麦在抗病育种中的利用

由于长期的自然选择及环境适应，野生大麦累积了大量的抗病基因，可被直接或间接利用。用野生大麦来对栽培品种进行定向改良已有许多成功范例，如四川农业大学和甘孜州农校培育的饲料大麦品种川裸1号，就利用了西藏野生二棱大麦[2]，野生二棱大麦具有抗大麦白粉病、叶锈病、云纹病、网斑病等优良性状，川裸1号的抗病性就来源于野生二棱大麦。

2.2 野生大麦在抗逆育种中的利用

大麦具有早熟、耐旱、耐盐、耐低温冷凉、耐贫瘠等特点。有些地区由于生态环境或土壤条件特殊，需要具有某一特殊抗性的品种，这就需要筛选抗逆性种质资源，利用野生大麦的遗传资源多样性和抗性，对栽培品种进行抗逆性改良。例如“八五”期间，中国农科院王明珍等对1 100份西藏野生大麦进行了耐盐鉴定，结果发现，其中高耐盐种质有41份、耐盐种质有60份、中耐盐种质为110份[8]。中国农科院品资所胡荣海等利用反复干旱法对1 100份西藏野生大麦进行了抗旱鉴定，初步筛选出强抗旱材料28份，占供鉴材料的2.54%，抗旱材料68份，占6.18%，中抗旱材料134份，占12.18%[8]。由此可见，种类繁多的野生大麦常具备各种优良的适应性和抗逆性等特性，可以采用野生大麦品种与栽培品种杂交培育抗逆性较强的新品种。

2.3 培育特殊营养成分的大麦品种

不同营养成分的大麦往往有不同的用途。蛋白质含量高的大麦常用来食用或饲用，蛋白含量较低（9.0%～12.5%）、淀粉含量较高的大麦则用于啤酒工业，β-葡聚糖含量较高的大麦营养价值高，具有预防和治疗高血脂等医学功效[9-11]。另外，糯性较强的大麦β-葡聚糖含量较高，适口性较好，黏度较大，可用于食品加工的配粉和开发，中国农科院朱彩梅、张 京等研究表明：我国大麦野生种质或地方品种中有许多支链淀粉含量较高的种质，糯性较强[12-15]。野生大麦种植资源遗传多样性丰富，不同种类营养成分结构各具特色[2，4]，杂交育种选育某一种或几种成分含量较高的品种，满足不同营养的需求，具有一定的利用价值。

2.4 野生大麦用于快速育种方法的研究

利用野生大麦染色体在受精后不久容易丢失的特点，还可以加速育种进程。日本福冈县农业试验场农产研究所发现一种新型的野生大麦快速育种方法，称为bulbosum法[16]。他们采用野生大麦作为父本，以栽培品种作为母本进行杂交，然后利用野生大麦的染色体在受精后不久容易丢失的特点得到单倍体，再经过人工染色体的加倍和培养，最终得到性状稳定的优良品种。在这一方法中，因为染色体的丢失，野生大麦的性状不会影响栽培品种，也不会参与新品种的形成。整个育种过程相当于将原来的栽培品种的一半染色体分离出来并加倍，从而得到稳定的纯合体，加快育种进程。

2.5 野生大麦在生物技术育种中的研究进展

利用生物技术中的转基因技术手段可以直接将有利基因导入栽培大麦，经过培育和筛选就可得到表现优良性状的新品种。野生大麦参与生物技术育种，其主要职能就是为转基因提供优质的目的基因。通常情况下，要从野生大麦中获取有用的基因，需要先选择具有该目的性状的野生种，然后以该野生种为材料，用生物技术的手段一步步缩小目的基因的范围，最后将其确定和分离出来。比如可以用基因敲除的方法研究基因的功能，并分离筛选出表达该目的性状的特定相关基因。目的基因得到后，将其以植物转基因的技术转入受体胚或组织，经过培养和筛选，就能得到具有某一特定性状的植株，最终完成携带目的基因的材料。总体来说，生物技术育种具有目的性强、定向性强、耗时短等优点，而且可以跨越品种和遗传障碍，进行远缘杂交[17]。而野生大麦则可为转基因育种提供丰富多样的目的基因，解决了生物技术育种目的基因来源不足的难题。当然，生物技术育种自身也存在许多缺陷，比如技术水平要求高，转入的目的基因不表达（基因沉默）或是表达水平低，稳定性差等[18]，而且新的基因的导入，必将对基因组原有的遗传控制系统产生干扰，常常难以达到预期的效果，这些都是生物技术育种亟待解决的问题[17-18]。

除了在育种中的利用外，野生大麦还在食用、饲用、酿酒工业、医药保健品工业上有重要的利用，随着现代育种技术以及农业生物技术水平的提高，野生大麦种质资源的优良基因和优异性状将会得到进一步的利用。

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