呼伦贝尔地区柞蚕种质资源研究利用的必要性分析
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摘要 呼伦贝尔地区柞林资源丰富,气候适宜,具有发展柞蚕业得天独厚的优势。本文在介绍呼伦贝尔地区柞蚕业发展现状及RAPD技术的基础上,分析开展柞蚕分子生物学育种的必要性。
关键词 柞蚕;种质资源;RAPD技术;必要性;内蒙古呼伦贝尔
中图分类号 S882 文献标识码 A
文章编号 1007-5739(2019)14-0215-02 开放科学(资源服务)标识码(OSID)
Abstract Hulun Buir area is rich in tussah forest resources and climate is suitable,which has unique advantages in the development of tussah industry.Based on the introduction of the development status of tussah industry and RAPD technology in Hulunbuir area,the necessity of molecular biology breeding of tussah was analyzed.
Key words tussah; germplasm resources;RAPD technology;necessity;Hulunbeir Inner Mongolia
呼伦贝尔地處东经115°31′~126°04′、北纬47°05′~53°20′之间,是我国最高纬度地区之一,海拔200~1 700 m,年平均气温为-5~2 ℃,寒温带和中温带大陆气候特点显著。柞林资源丰富,柞林面积约156.6万hm2,柞树种类大部分为蒙古栎,发展柞蚕业生产有得天独厚的资源优势,气候也适宜柞蚕生长。目前,呼伦贝尔市有扎兰屯、阿荣旗及莫旗在进行蚕业生产,蚕业总产值达2.1亿元,从业人员约1.5万人,为社会上大批闲散劳动力解决了就业问题。由于放养期短、收益快,柞蚕业生产颇受蚕农的青睐。
1 呼伦贝尔地区柞蚕业发展现状
1958年,内蒙古自治区人民政府在扎兰屯市建立了内蒙古自治区蚕业试验站(现呼伦贝尔市蚕业科学研究所),同年试养柞蚕成功,从此开启了内蒙古蚕业生产的序幕。在此后的60多年间,蚕研所一批又一批的科研人员先后采用杂交育种系统分离、诱变育种及化性改变育种等方式致力于柞蚕高产、抗病等经济性状的改变,共培育出了10多个适合高寒地区放养的柞蚕二化一放品种[1]。
建站之初,柞蚕种均是从外地购入,利用柞蚕纯种进行生产,品种间的遗传关系较为简单,可用体色、性状等对其进行分类,因而柞蚕品种一直直观地以外部形态特征为分类依据。随着社会的发展,蚕农对柞蚕种经济性状的要求越来越高,此种背景下,杂交育种、外地引种等成为改变柞蚕种经济性状的有效手段,但是这也使得品种间的遗传关系非常复杂,一个品种体色不纯的情况时有发生。因此,再单纯地利用上述分类方法已经不能满足柞蚕业生产发展的需要,且严重影响了呼伦贝尔地区柞蚕种质资源的进一步开发和利用。
2 RAPD技术在柞蚕业的应用
RAPD是1990年美国杜邦公司科学家Williams和We-lsh等在PCR技术的基础上同时发展起来的DNA体外扩增技术。其以基因组DNA为模板,以单个人工合成的随机多台核苷酸序列(通常为10个碱基对)为引物,在热稳定的DNA聚合酶作用下进行PCR扩增,扩增产物的多态性反映了基因组的多态性。因此,RAPD作为一种新型DNA分子标记技术,目前已经广泛应用于动植物育种及分子生物学研究,是进行系统发育关系分析、物种亲缘关系鉴定、遗传图谱构建、育种等方面研究的重要手段。与其他标记技术相比,此方法的优点有灵敏度高、技术简单、费用低、多态性丰富、不使用同位素,对工作人员无伤害,且可以在物种没有任何分子生物学研究的情况下进行。已有的研究结果表明,研究材料的亲缘关系较远时,RAPD与形态、细胞学等传统方法所得到的结果有较高的一致性;对遗传差异较小的材料,RAPD却能够提供更加详细的信息,甚至可用来解决传统方法难以解决的系统进化和发育问题[2]。
宋宪军等[3]利用柞蚕部分品种和杂交种进行RAPD分析,发现柞蚕品种的亲缘关系不仅与幼虫的体色有关,还与品种产地有密切关系,表明柞蚕幼虫体色并不能成为判断亲缘关系的唯一标准,也就是说柞蚕幼虫体色并不能真正反映品种间的亲缘关系。刘彦群[1]利用RAPD标记技术对68个柞蚕品种间的遗传差异进行了分析,结果表明,柞蚕品种内个体间的多态性较丰富,而品种间的遗传距离较小,亲缘关系较近。研究结果说明,柞蚕的遗传变异来源于品种内个体间的部分大于来源于品种间的部分,与品种纯度较高的家蚕相比,目前的柞蚕品种仍是一个遗传多样性十分丰富的群体,纯度较低。 3 呼伦贝尔地区开展柞蚕分子生物学育种的必要性
柞蚕作为野外放养的经济昆虫,受自然环境条件和人为选择的影响较大,尤其是亲缘关系较近时更难以从体色、性状上加以区分,加之发生遗传变异的几率也大。因此,呼伦贝尔地区柞蚕品种经过五六十年的选育,目前的遗传基础怎样、品种内和品种间的遗传差异各有多大等,均有待进一步检测。
柞蚕种质资源的研究对缩短育种进程、提高育种效率和降低品种保育成本等具有十分重要的意义。但是目前柞蚕种质资源相对原始的应用基础性研究,已严重阻碍了呼伦贝尔地区柞蚕产业的发展,柞蚕生产对种质资源多样化需求日益迫切。同时,柞蚕种卵市场混乱,小作坊层出不穷,纠纷日益增多,但缺乏有效手段追踪源头。此种背景下,呼伦贝尔地区应充分利用现代生物技术手段,开展柞蚕种质资源鉴定和研究提高柞蚕生产经济效益的基因,为筛选抗病、高产、优质的育种材料以及新品种选育、品种鉴定提供理论依据,并为将来开展更深层次的柞蚕功能基因研究和建立柞蚕种质资源数据库等奠定基础。
RAPD技术作为一种操作简便、灵敏度高、成本相对较低的分子生物学方法,因其比RFLP、AFLP、SSR等分子标记较为简便易行的优点,在分析种内不同种群、不同生物型、不同品系、不同家系之间的关系时得到广泛应用,且其灵敏程度可以与DNA序列分析和DNA指纹媲美,因而适用于开展柞蚕种质资源基础研究。呼伦贝尔市蚕业科学研究所是当地唯一的一家柞蚕研究单位,自成立50多年来,一直把良种繁育、新品种和新技术推广作为头等大事来抓。因此,在柞蚕研究上积累了丰富的宝贵经验,且具有一支高职称、高学历的科研团队,已具备更进一步开展柞蚕种质资源开发利用的条件。面对混乱无序的市场环境,呼伦贝尔地区开展柞蚕种质资源的分子生物学研究势在必行。
4 参考文献
[1] 王凤成,仝振祥,冀万杰,等.辽宁省柞蚕种质资源保存与利用研究进展[J].蠶业科学,2011,37(3):520-525.
[2] 田国华,霍锡敏,彭凯.内蒙古自治区柞蚕产业状况及发展对策[J].中国蚕业,2015,36(1):55-56.
[3] 宋宪军,聂磊,张涛,等.柞蚕部分品种及杂交种的RAPD分析[J].蚕业科学,2002,30(4):428-431.
[4] 王凤成,仝振祥,冀万杰,等.柞蚕部分种质资源若干性状的变异与相关研究[J].辽宁丝绸,2011(1):8-12.
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