农作物遗传育种学(6篇)
时间：2024-03-03
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他长期从事植物遗传育种的研究和教学工作，创建国家大豆改良中心，致力于学科的建设与发展，培养出大批博士、硕士和优秀农业科技人才。八届全国人大代表。现为农业部国家大豆中心首席教授、博士生导师。
盖钧镒院士每天的生活是从一杯热豆浆开始的。
“大豆是好东西，大豆蛋白质可预防心血管疾病，大豆异黄酮对你们女性特别好。”走进南京农业大学盖钧镒院士那间堆得满是书籍和资料的办公室，最显眼的是桌上一台屏幕尺寸大于普通电脑4倍的台式机，穿着蓝色夹克衫的盖钧镒院士坐在一把破旧的椅子上，一边说着大豆的好处，一边用粗壮的手指敲击着键盘，将最后一页文字迅速看完。“这个大屏幕就像一本打开的杂志，我可以同时看两个版的文章，效率很高。”
“我家是城里人，没有做过农业。小时候我对农业并没有兴趣，我喜欢数学，是历史将我推进这个领域，从感激农民到热爱农业，心甘情愿研究大豆，为农民服务。”一生与大豆相伴的盖钧镒院士这样开始了自己的大豆情缘。
误入农门
“农民真好，我们做农业研究的人，一定要好好为他们服务。”
1936年6月5日，盖钧镒出生在无锡市一个俭朴、忠厚的普通家庭。父亲盖寿昌原为一家米行的会计，后来又成为一家动力机厂的出纳。母亲龚仪操持家务，后来参加街道工厂的工作。盖钧镒的父母非常重视子女教育，将4个孩子送到当地最好的学校读书，受到良好的启蒙教育。
小学毕业后盖钧镒考入了无锡辅仁中学，这所中学先后培养出了十几名院士。对于几十年前的往事，盖钧镒记忆犹新：“当时的数学老师李永灿、物理老师朱孔容采取的是启发式教育，教学方法十分活跃，他们培养了我对科学的兴趣，对我后来的成长打下了坚实的基础。”少年盖钧镒思维敏捷，学习勤奋，他的数理化成绩排名前列。
1953年，17岁的盖钧镒要考大学了。“我要学科学，长大当科学家，通过科学强国。”他对老师说。盖钧镒以优异的成绩考取了大学。金榜题名时，却给了盖钧镒人生第一个沉重的打击。招生委员会以体格不合格不能攻读理科为理由，将他录取在南京农学院。盖钧镒难以接受，他自己去医院做了一个小手术治好了病，又去找了招生办公室，再次请求：“我不要学农科，就是想学理科。”但一切已经无济于事。
盖钧镒很不情愿地上了农学院。他回忆说：“当年学理工科是最热门的，也是最值得骄傲的。学农学，没有兴趣的科学让我怎么学？”
盖钧镒又一次幸运地遇上了好老师。当年的南京农学院云集了一批在农学界享有崇高威望的优秀农学家。这些曾经在国外留学的老师们，满怀着对祖国的热爱，充满激情回国参加新中国的建设。他们的高尚品德和言传身教给盖钧镒留下深刻印象，对他毕生投身于农业产生了重要影响。盖钧镒至今难忘这些指引他走上科学道路的老师们：我国小麦科学泰斗金善宝教授、棉花科学泰斗冯泽芳教授、水稻遗传育种学家朱立宏教授、留美博士吴兆苏教授以及留美博士、著名的大豆遗传和试验统计学家马育华教授。良师的循循善诱、谆谆教导，使盖钧镒逐步走进了植物遗传育种的科学殿堂，尤其是马育华教授将他引入了大豆科学的大门。“老师带我们做课外实验，使我逐渐对遗传学产生了浓厚的兴趣，因为它是通过推理得出结论的。”
1957年，21岁的盖钧镒以优异成绩毕业，留校当教师。“我申请去北大荒开发边疆，被拒绝了。我向学校领导提出，愿意去农村锻炼。1957年11月，我来到地处苏北的涟水县，与农民同住、同劳动，靠挣工分吃饭。我在城里长大，从没有去过农村，那里的生活非常艰苦，我挖河、推泥，大年三十还站在冰冷的水中挖水塘，有了那段艰苦生活的磨砺，我从此什么苦都能吃。”
在农村，盖钧镒又遇到了一位指引他做好农学的人生导师。涟水是革命老区，盖钧镒住在一个老大娘家，大娘每天自己吃白菜和胡萝卜玉米糊，将细粮留给盖钧镒。那段日子在青年盖钧镒心里刻上深深的烙印。他说：“别把困难当成坏事，它增强了我的抵抗性和忍耐力。我认为，在人的一生中，观念的形成非常重要，我的人生观和社会责任来自于生活的点点滴滴。就是那两年在农村的锻炼使我的思想收获很大，立志为我国农业发展做贡献的想法来自那些农民和房东大娘。农民真好，我们做农业研究的人，一定要好好为他们服务。出于对农民的感情，当一年后涟水抽我去帮助办农业大学时，尽管我的锻炼时间已经到期，我还是决心留下来把大学办好。”
不懈研究
“大豆的生长期在每年6～8月，是最热的时候，我经常去地里观察大豆的生长情况。”
在农村锻炼两年后，盖钧镒是最后一个回到母校的教师。“人生的方向调整好了，我开始认真做大豆研究了。”也许很多人并不知道，今天全世界通用的大豆的英文单词“SOY”或“SOYBEAN”中的“SOY”就是中国古代大豆的称呼――“菽”的音译。中国不仅是大豆的原产国，还曾经是世界最大的大豆生产国和出口国。为了在学业上更上一层楼，1963年盖钧镒报考了马育华先生的研究生。作为马先生的主要助手和研究生，在上世纪60年代初参加育成并推广了南京农学院第一批大豆新品种“南农493-1”、“南农133-3”、“南农133-6”等。
正当盖钧镒专心从事的农学研究在一步步深入发展时，“”席卷全国，学生停课，教师被送到农场和农村，学校被撤并，大豆育种田间试验也被迫中断。已经将身心扎根在农学中的盖钧镒跟随老师马育华先生一起，坚持在作物遗传育种领域里钻研和探索。时隔40多年，马育华先生已逝世，但那段往事仍然清晰地历历呈现在盖钧镒眼前：“不让我们在学校教书和做实验，我们就到农村去，我们在田间做实验，从来没有停止过科研。大豆的生长期在每年6～8月，是最热的时候，我经常去地里观察大豆的生长情况。我现在身体好，就是因为经常在地里晒太阳，不缺维他命D。那时候没有书读，我就读英文版的《毛选》。”在极其艰苦的条件下，盖钧镒常常白天在农场劳动，晚上秉灯夜读，他跟随马老师在上世纪70年代初期育成的“南农1138-2”品种在长江中下游地区推广获得成功。1979年，盖钧镒的第一本译作《数量遗传学原理》出版，就是这段时间苦读的产物。这本书记录了盖钧镒把眼光投向国外，开始思考如何向国际遗传学界进军的思路。
改革开放的春风给盖钧镒带来了一次更大的挑战机会，国家开始选派留学生出国学习。42岁的盖钧镒考取了首批国家公派出国访问学者，并于1980年1月赴美国衣阿华州立大学担任客座助教。衣阿华州是美国大豆的主产区，衣阿华州立大学农学院在大豆科学和数量遗传方面的研究水平及条件堪称一流。盖钧镒的目标很清楚，“国家把重担交给我，我回国时一定要有交代。因此在国外那两年半时间里，我拼命地学习。”
在美国进修期间，盖钧镒了解到，美国20世纪50年代大豆生产因胞囊线虫病几乎遇到灭顶之灾，是我国北京小黑豆的抗病基因，挽救了其大豆生产的命运。盖钧镒深刻认识到，中国是大豆的故乡，野生大豆是我国宝贵的财富，蕴藏着宝贵丰富的大豆遗传资源亟待人们保护和研究，作为中国大豆科研工作者也是义不容辞的责任。在美国的两年半时间里，盖钧镒找寻各种机会，考察、访问了美国大豆产区12个州的大学，凡是数量遗传和植物育种理论的最新进展，大豆资源的发掘、研究与创新，农业教育与管理，尤其研究生的教育、课程设置、管理体制，都是他关注、考察、搜集材料的范围。
总结这段留学经历，盖钧镒说最大的收获是，清醒地认识到我国在作物育种和数量遗传领域的薄弱环节，以及在世界范围内该领域向纵深发展的核心问题与突破口，就是一定要抓住作物种质资源的研究，一定要加强对作物品种的搜集、研究、整理，并用现代科学技术手段对其遗传性状开展深入研究。
重任在肩
“一想到大豆，我感到的就是压力。”
我国东北三江平原是最好的大豆种植区，南京农业大学也有一个300亩的实验农场，其中有100多亩种的是大豆，常年下地观察已经成为盖钧镒生活中的常态。
为大豆倾注一生心血的盖钧镒，生活上极为简单。“她是高级工程师，在上海做化工，我在南京做大豆，儿子学的是通讯，他们都对农业没有兴趣。我们多年来一直分居两地生活。”盖钧镒几乎是用一句话就概括出他的全部生活状况。
在我的追问下，盖钧镒说出故事的缘由。“我是由人介绍对象认识我妻子的。我是1965年的研究生，我们1971年结婚。1982年8月，我从美国回国先去了上海的家，夫人已经给我找到两份工作，她希望我在上海成立农学院。我刚在家住了没几天，我的导师马育华先生听说我直接到了上海没有回南京，马上发来一份电报‘你赶快回来。’”就是这5个字的召唤，盖钧镒从此就在南京农学院扎下了根。
盖钧镒人生的重点和情感放在了培育大豆上。他以大豆资源研究为切入点，在国际植物遗传资源委员会的资助下，在国内相关农业科研单位协助征集下，和同事们一起，依靠自身力量，在广大中国南方偏远地区征集到大量大豆地方品种，迄今已保存以南方地方品种为主的大豆资源15000多份，建立大豆种质综合性状数据库，保存规模为中国第二，世界第三，仅次于及中国国家种质库和美国农业部的大豆种质资源库。“中国所有的大豆产区我都去过。”他自豪地说。
高产一直是育种家的目标。这些年来，盖钧镒创建国家大豆改良中心，主持国家大豆育种攻关，育成并参与育成20多个大豆新品种在长江中下游地区种植推广，研究发现了栽培大豆起源南方野生群体的分子遗传学论据。通过高产育种与栽培实践的结合，选育出超高产大豆新品种“南农88-31”。
关键词：糯玉米；低温；发芽率
中图分类号：S513文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-12-0041-2
基金项目：吉林省科技发展计划项目（20116030）；吉林省农委农业新品种研发项目（201001）；吉林省财政厅育种项目（201003）；科技部农业科技成果转化项目（2011GB2B100006）；国家“863”项目（2011AA10A103）。
近些年来，随着玉米育种技术的不断提高，玉米杂交种的单产正不断增加。然而，仅靠单株生产力的提高来增加群体的玉米产量已经相当困难。因此，逐步增加玉米的种植密度提高群体产量是未来育种发展的必然趋势，研究玉米的耐密性及培育耐密品种已成为育种的重要目标之一。
1材料与方法
1.1供试材料
供试材料由吉林农业大学农学院种子科学与工程实验室提供，见表1。
1.2试验设计
2011年冬，在吉林农业大学海南育种基地按B.Griffing的不完全双列杂交方法，以表1为亲本按不完全双列杂制35（5×7）个杂交组合，并自交保留亲本。2012在吉林农业大学育种试验基地，对35个组合和12个亲本进行随机区组设计，设置3组密度试验（种植密度分别为6万株/hm2、7.5万株/hm2和9万株/hm2），各组试验均设3次重复，3行区，行长4米，行距0.65米，田间管理同大田。田间调查性状以每一小区中间随机5株进行田间测量，并收获其对应的果穗进行室内考种，田间调查项目有株高、穗位高、雄穗分枝数、茎粗；室内考种项目有穗长、秃尖长、穗粗、轴粗、穗重、穗粒重、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率。
1.3统计分析方法
试验数据首先在Excel软件中初步进行处理，再用唐启义和冯光明开发的DPS软件进行方差分析，即对参数的比较和检验其显著性[1]。
1.4遗传参数分析方法
根据刘来福、莫惠栋等的方法计算遗传力、配合力基因型方差和环境方差等[2，3]。运算过程在Excel和DPS软件中进行。
2结果与分析
2.1配合力方差分析
配合力方差包括一般配合力方差和特殊配合力方差，可以表达一般配合力和特殊配合力在遗传上的相对重要作用。本研究将3组密度下的试验遗传参数列于表2中。株高在3种密度下的GCA方差分别是62.50%、70.94%和79.78%，而SCA方差分别是37.50%、29.06%和20.22%，表现为受加性基因作用为主；穗位在3种密度下的GCA方差分别是64.04%、72.35%和85.4%，其SCA方差分别是35.96%、27.65%和14.6%，也表现为受加性基因作用为主，遗传参数的估计认为株高、穗位高受加性基因作用影响。同时可以看出：出籽率、穗粗和穗行数在3种密度下GCA方差均大于SCA方差。说明这些性状在杂交种中的表现主要受到加性基因效应影响，在选择杂交亲本时应以一般配合力为主，但也不要忽视特殊配合力的作用。穗长、穗粒重、籽粒长、行粒数和百粒重在3种密度下的GCA方差和SCA方差表现不同，说明其受加性效应和非加性效应的共同影响。
2.2遗传力分析
遗传力的高低是反映亲代的性状遗传给子代能力的强弱，遗传力越高的性状，子代重现亲本性状的可能性就越大，在亲本自交系选育中，可根据亲本性状遗传力的大小来确定不同性状的选择世代。本试验设置3组密度分别对广义遗传力和狭义遗传力进行分析，分析结果见表2。
3组不同密度试验中绝大多数性状的广义遗传力均超过50%，株高、穗位高和出籽率在3组密度试验中狭义遗传率均大于50%；穗粒重、穗粗、籽粒长和穗行数在3组密度中狭义遗传率有时较高有时较低；穗长、行粒数和百粒重在3组密度中的狭义遗传率均较小。株高、穗位高和出籽率等性状可以在早代选择，穗粒重、穗粗、籽粒长和穗行数不宜在早代选择，根据本实验结论和综合育种经验对穗长、行粒数和百粒重应该在晚代选择。
3讨论
配合力方差分析结果表明：株高和穗位在3种密度下的GCA方差均明显大于SCA方差，说明其受加性基因作用影响；出籽率、穗粗和穗行数在3种密度下GCA方差均大于SCA方差，说明这些性状在杂交种中的表现受加性基因效应作用，这些性状亲本自交系的选择应以一般配合力为主，但同时也要考虑特殊配合力的作用；穗粒重、穗长、籽粒长、行粒数和百粒重在3种密度下的GCA方差和SCA方差表现不同，说明其受加性效应和非加性效应的共同作用影响。
3组不同密度试验中绝大多数性状的广义遗传力均超过50%，株高、穗位高和出籽率在3组密度试验中狭义遗传率均大于50%；穗粒重、穗粗、籽粒长和穗行数在3组密度中狭义遗传率有时较高有时较低；穗长、行粒数和百粒重在3组密度中的狭义遗传率均较小。
4结论
株高、穗位高和出籽率在3组密度试验中狭义遗传率均大于50%，穗长、行粒数和百粒重在3组密度中的狭义遗传率均较小。穗粒重、穗粗、籽粒长和穗行数的最高狭义遗传率分别都是在7.5万株/hm2的47.43%，56.31%和38.63%。穗粒重、穗粗、籽粒长和穗行数的最高狭义遗传率分别为都是在6万株/hm2下的15.12%、28.37%和10.45%。
综上，根据本实验结论和综合育种经验，穗粒重、穗粗、籽粒长和穗行数可在S2代以后进行选择，对穗长、行粒数和百粒重不宜在早代选择。
参考文献
[1]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学技术出版社，2002，304-311.
[2]刘来福等.作物数量遗传[M].北京：农业出版社，1984：
206-250.
[3]莫惠栋等.增广NCⅡ设计和遗传模型测验[J].作物学报，1991，17（1）：1-9.
关键词农业院校;药用植物育种;人才培养
AbstractBasedontheanalysisofpresentstatusofChinesemedicinalplantsbreeding，thesuperiority，feasibility，deficiencyandproblem-solvingapproachesoftalentcultivationofChinesemedicinalplantsbreedinginagriculturalcollegewerediscussedinthisarticle，inordertoprovidereferencefortheintroductionofchinesemedicinalplantsbreedingtalenttoagriculturaluniversities.
Keywordsagriculturaluniverstity;chinesemedicinalplantsbreeding;talentcultivation
药用植物是一类具有特殊用途的经济植物。药用植物资源是中药材的主要来源，药用植物的使用在不断增加，在使用的50000种药用植物中大约有2/3来源于野生品种。由于过量采挖，野生药用植物的种类日益减少。因此，药用植物的栽培驯化与育种是中药材发展的必然趋势。
1药用植物育种现状
药用植物遗传育种研究主要集中在日本、中国和印度[1]。日本十分重视药用植物的质量和品种改良工作，把药用植物的遗传研究、脱病毒技术和生物新技术育种作为药用植物研究工作的重要部分。日本育出的甘菊四倍体品种，其甘菊环酯含量是二倍体的1.2倍，花体积是二倍体的2.3倍。我国中药材生产长期处于自由发展的状态，中草药的种植生产中，多沿用地方老品种，这虽然在一定程度上保持了药材的地道性，但往往产量低、质量差，有些药材人工繁殖困难，影响了种植效益。随着中药材高效种植体系的发展和产业化水平的提高，中药材品种逐渐成为生产上的主要限制因素。近年来，我国逐步开展了中草药育种及育种技术方面的研究，并取得了一定进展[2-3]。
但是，药用植物育种工作研究基础还很薄弱，尤其在药用植物有关品质性状和化学成分调控机理的遗传规律研究方面几乎空白。在栽培的多种中药材中，经选育的优良品种不多;一些选育出来的优良品种没有很好地推广，如中国医学科学院药用植物研究所选育的人参新品种，至今没有得到有效推广。中药材种子的选育和生产远远落后于农作物种子的选育和生产，这虽然与中药材栽培引种的历史和难度有关，但机制不活、人才缺乏是其主要原因。育种是一项艰苦的创造性工作，需要一批掌握现代育种技术的创新人才，这就要求形成一个合理的人才培养机制。
2高等农业院校药用植物育种专业和学科建设现状
到2003年，我国有180所高校开设了本科药学教育，这些院校中的中药学专业大都侧重于中药的药化、药理作用、临床应用等研究，很少涉及中药资源、中药材的标准化栽培、中草药育种等方面，以致于长期以来，药用植物的育种和标准化的种植技术研究落后于中药业发展的需求[4]。从农业教育和农业生产本身的特点分析，传统的种植业中本来包括中草药的生产，但是，在高等院校的专业设置上，绝大多数农业院校中未设中药学专业[5]。
药用植物育种学是研究选育和繁殖优良药用植物品种理论和方法的一门综合性的应用学科。在地方高等农业院校中，吉林农业大学是我国开设中药学专业较早的地方高等农业院校;山东农业大学开设了中药资源与开发本科专业;安徽农业技术师范学院于1999年增设了中药学本科专业;河北农业大学农学院2002年增设了中药学专业;云南农业大学农学院也开展了药用植物育种专业人才的培养。到2003年，已有12所来自农业、林业、海洋类大学或学院开设了中药学专业，对药用植物育种专业人才的培养起到了积极的推动作用，但人才需求仍有很大缺口。
我国高等植物约3万种，其中药用植物有11146种，常用栽培药用植物约200种，经选育的优良品种不足20种。造成这一现象的原因固然很多，但与我国药用植物育种专业人才的缺乏也不无关系。我国高等农业院校在作物遗传育种方面具有世界领先水平，加大药用植物育种专业人才的培养既是机遇也是挑战。
3高等农业院校开设药用植物育种专业的优势和可行性
3.1育种技术体系完整
经历了优中选优的传统育种，在孟德尔遗传规律再次发现以及摩尔根等创立染色体遗传学说后，作物育种技术有了巨大的进步，特别是杂交育种成了最主要，最有效的育种方法。经过半个多世纪的发展，作物的常规育种技术以杂交育种为核心形成了较完整的体系[6]。在近几十年来，出现了染色体工程育种、细胞工程育种、转基因育种、分子标记辅助选择育种、分子(设计)育种，这些已经成为现代遗传育种的新理论和新技术。同时，出现了株型育种，品质育种，高养分、水分、光能利用效率的生理遗传育种等新的遗传育种研究方向[7]，完整的育种技术体系，能满足培养药用植物育种创新人才的要求。
3.2良种繁育推广体系完备
种子是最基本的农业生产资料，选育和推广优良品种是一项投资少、见效快、经济效益高的增产增收措施。目前，农作物已形成了配套的种子管理、良种选育、良种生产和种子经营的良种繁育推广体系。农业院校在良种繁育推广方面的优势不言而喻，由其培养的药用植物育种专业人才更易与区域经济发展对接，也符合新农村建设对特殊专业人才的需求。
3.3教育教学规律相近
药用植物具有明显的地域特色，而地方高等农业院校大多以农学类专业人才培养和学科建设为重点，以大田作物和园艺类作物为主要研究对象，其研究领域和内容具有明显的地域性，因而具有相同或相近的教育教学规律和人才培养目标[5]。例如，我国植物类南药资源有3500多种，依据地带标志、气候环境、主要植被、土壤类型等可分为8个南药资源区域，主要分布在北纬24°以下的华南亚热带、热带区，包括海南省、台湾岛及南海诸岛、福建省南部、广东省南部、广西壮族自治区南部及云南省南部[8]。许多著名传统南药，如沉香、降香、檀香、千年健、鸦胆子、狗脊、使君子、白豆蔻、丁香、肉豆蔻、胖大海、马钱、乳香、没药、血竭、番泻叶等具有明显的地域性。显然，同区域的地方高等农业院校在药用植物育种人才培养方面有无可比拟的优势，更有利于培养符合当地需求的专业人才。
总体而言，药用植物品种选育当前存在的问题是基础研究薄弱、品种选育机制不健全、推广应用差[9]，而这恰是农业院校的优势所在。
4存在问题及解决途径
4.1师资问题
对于基础课所需的师资，目前的农业院校大多能够自身解决，比如英语、无机化学、有机化学、生物化学、分析化学等基础课程可由学校公共基础课教师承担。部分基础专业课或专业课，例如土壤学、植物学、遗传学、植物育种学等农业院校已有的专业师资亦可解决，甚至部分课程为农业院校的特色或专长，例如栽培学、农业推广学、植物保护等。农业院校真正缺少的师资是中药学基础知识、中药药理学等部分基础专业课或专业课教师。而这部分师资可以通过引进、外聘专职教师、聘请社会兼职人员、本校师资外出到中医药大学进修等途径加以解决。部分课程也可采取联合培养的方式加以解决，例如广州地区石牌六校(暨南大学、华南理工大学、华南师范大学、华南农业大学、广州工业大学、广东职业技术师范学校)的学生可以跨校选课就是一个很好的范例。实际上，农业院校在药用植物育种人才培养方面应该有别于传统药学专业，应突出重点，办出特色，有所取舍，作到有所为、有所不为。
4.2实验及教学实习问题
在实验室设置、仪器设备方面需要增设专业实验室，而有些常规仪器设备可以共用。这样也可以提高原有设备的利用率，降低教学成本，提高办学效率。教学实习场所对于专业建设来说至关重要。一般来讲地方高等农业院校都有较大规模的教学科研农场，为教学实习提供了很大便利。诸多农业院校，如华南农业大学，有大量的教学科研用地，但是需要规划专用场地，以建设药用植物标本园，种植教学所需的药用植物，以满足教学实习、实验、毕业实习和科学研究之用。
4.3科学研究
教学与科研相辅相成，互相促进，互相发展。地方高等农业院校可以立足当地，研究中药资源，开展药用植物遗传育种科学研究等。科研过程为提高师资水平和学生实践能力提供最有效的训练机会和条件，是创新人才培养不可缺少的重要环节。科研与人才培养互相依赖、相互促进、共同发展，两者结合是优化资源配置、发展科学和教育的最佳途径。
5参考文献
[1]高山林.药用植物遗传育种的现状与展望[J].世界科学技术:中药现代化，2001，3(6):58-63.
[2]罗光明，邓子超，杨世林，等.药用植物优良品种选育研究现状[J].中药研究与信息，2003，5(9):15-18.
[3]杨春霞，朱培林.药用植物育种研究进展[J].现代中药研究与实践，2008，22(5):61-65.
[4]罗焕敏.我国药学教育的现状及应注意的问题[J].药学教育，2005，21(3):8-10.
[5]陈景堂，祝丽英，李存东，等.高等农业院校增设中药学专业的探索与实践[J].药学教育，2006，22(1):9-11.
[6]王彦霞，王海波.作物育种技术的发展、进步及存在的问题[J].河北农业科学，2001，5(2):62-72.
[7]张正斌.论作物育种的科学与艺术[J].中国农学通报，2006，22(8):229-233.
关键词：遗传学教学地方经济物种数量遗传学
遗传学是研究自然界生物的遗传和变异规律的科学，是生命科学领域中举足轻重的学科之一。遗传学研究各种生物的遗传信息传递及如何决定生物学性状发育的科学，与生命科学其他分支学科密切相连，既基础又重要，是生物技术、生物工程等专业的必修课程之一。
遗传学的课程教学目的是让学生在本科阶段掌握和应用遗传与进化的基本概念及理论实践技术，形成学以致用的综合能力。遗传学的教学是为了培养具有创新能力的实践应用型生物学人才打基础。
一、遗传学理论教学方法讨论
目前，遗传学教学主要在各类综合性院校、医学院和农业院校本科学生中开课，遗传学教学紧扣中心法则一条主线、遗传和变异两大要点、遗传学三大经典定律及经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学、数量遗传学四大板块，研究物质的传递、连锁互换规律与基因作图、性别决定和遗传重组、染色体结构和数量的变异，以及基因的调控与发育、群体和数量遗传。
除了传统的由浅入深、逐步递进的教师为中心讲解之外[1]，还可以通过遗传相关知识点辨析同义、相关概念。如性遗传与伴性遗传及限性遗传；遗传力、遗传参数和重复率等。整个遗传学都围绕遗传三大定律和中心法则进行学习，因此可对相关内容进行列表比较，构建结构图和知识点层次图。引用国外优秀的视频教学教材，让学生们在课堂上生动有趣且直观地了解遗传学当中的各个知识点，例如核酸基因的转录翻译和复制，及现今应用广泛的染色体诊断技术。在教学过程中，可引导学生重视科学史的研究，学习知识点同时了解培养学生科研精神和学习前人的研究思想与探索态度。此外，还可以鼓励学生多阅读原版英文教材，如“PrinciplesofGenetics7thed”、“IntroductiontoGeneticAnalysis，9thed”等，根据最新的文献报道，从中文的期刊文献阅读入手，争取阅读英文文献、撰写科研简报和综述结合课堂相关知识点，继而扩展和深入学习。开展相关课题的讨论课，采用分小组方式进行辩论和知识点梳理，这些教学方式都能帮助学生较好地掌握遗传学的理论知识。
二、数量遗传学教学现状
数量遗传学经历了百年的研究和探索，以线性模型为基础的理论体系基本完善。数量性状遗传规律的研究包括数量性状的数学模式和遗传参数估测、选择原理和方法、近交和杂交的遗传效应分析、群体遗传学理论、通径分析。
目前，基于数量遗传学发展起来的现代动植物育种方法，在育种工作上有着很大的指导意义。随着分子生物学的介入，传统的数量遗传学通过QTL定位、标记辅助选择（MAS）、标记辅助导入（MAI），使得数量遗传学发挥更大的作用。吴常信院士指出：“现代动物育种就是遗传理论、生物技术、计算机、系统工程和育种学家的实践经验的一个集合。”[2]
课堂教育的学时是有局限的，学生缺乏必要的生物学和数理统计基础知识，数量遗传教学难度大，效果差。学生经常听得云里雾里，实践环节的设定又多半以基础为主，某些甚至没有办法与生产紧密结合。教学中常常感觉理论知识的讲解学生能够较好的理解，但是一涉及具体问题的运用，就不知道从何下手，导致遗传学尤其是数量遗传学成为同学们心目中的神秘学科，总有一种犹抱琵琶半遮面的感觉。
三、我校本地地方经济物种临武鸭的研究情况
临武鸭是属肉蛋兼优型麻鸭，产于湖南郴州市临武县武水流域，中国名鸭之一，有着上千年悠久的养殖历史。根据科院亚热带生物研究所对其品质特性做的检测，临武鸭的蛋白质中氨基酸含量多，种类齐全尤其以风味氨基酸居多；衡量肉质品质的肌酐酸是其他鸭种的三倍；脂肪含量低，主要以不饱和脂肪酸为主，占90%以上，类似于深海鱼油的成分结构，且富含锌钙等微量元素。1984年将其载入《湖南省家畜家禽品种志》，1996年临武鸭获得湖南省优质农产品金奖，先后被湖南省、市、县列为种苗工程建设和农业产业化建设重点工程。
对临武鸭相关遗传性状的研究，为建立良种繁育体系和扩大养殖规模，加快农村经济起到帮助。此外，临武鸭属于地方特色品种，本研究有助于对地方种质资源的了解和保护，对生物多样性及遗传资源的开发和利用也具有一定的贡献，数量遗传学的理论和教学实践相结合也是一次尝试。
我国的肉鸭育种改良工作从二十世纪八十年代才开始。早期的选育工作还是采取常规方法，通过闭锁群家系育种，培育各具特色的新品系。近年来，通过适度近亲繁殖、高强度选择，培育出合成系，筛选出具有优良经济性状的配套系。如四川的天府肉鸭配套系、广东的仙湖三号肉鸭和北京的Z型北京鸭。我们本土的临武鸭虽然在生产实践中有着口耳相传的丰富经验，但缺乏深入的数据支撑分析。尽管是肉蛋兼用型，生长性能和产肉性能还有很大的发展空间，周期过长，饲料报酬低，鸭的生长性能还有进一步研究。
畜禽生产中，研究其生长相关性状估计遗传相关参数和建立模型，对其育种工作具有重要意义。因此，我们在数量遗传学教学中引用相应数学模型，对本地鸭种进行生长曲线非线性拟合研究。同时，估计本地物种的遗传相关参数中群体的遗传力、重复力和遗传相关是通过观测值方差筛选优质个体。对于品系选育取得主要经济性状遗传参数分析准确估计，制订有针对性的育种方案。[3][4]
四、地方物种研究与遗传学教学结合的意义
遗传学实验教学培养学生综合动手能力，坚持书本理论知识，室内室外相结合的原则，那么走出教室，走出实验室到生产基地去，是我们采用的教学方法之一。增加具有设计性、综合性、应用性的实验项目，与生产单位合作将实验室开到生产一线。[5]
1.提高学生学习兴趣，训练学生思维。遗传学尤其数量遗传学的知识，单纯教授让学生感觉很抽象，而带到生产实地考察，加上举例对比、数据的处理和正确估计群体的遗传参数和个体育种值，采用相应的模型构建遗传模型，并且掌握本地特色物种的生长发育规律，则学生的学习兴趣浓厚，同时训练学生思维，提高学生理论结合实际的能力。
2.为学生将来毕业论文、研究生阶段课题研究准备及相关教材修改和补充做铺垫。常规而言，生物相关本科毕业论文都是设计分子生物学很少训练数量遗传学的内容，实际上与地方物种研究紧密结合，进行数量遗传学的毕业论文设计，对学生有所启发。教师在教学中，通过特色经济物种的研究，对教材的补充和修改是有一定的帮助的。
3.鼓励学生创业。总理在第十二届全国人民代表大会第二次会议中指出：就业是民生之本，坚持实施就业优先战略和积极的就业政策，优化就业创业环境，以创新引领创业，以创业带动就业。高等院校作为先进生产力的孵化基地承担着不可推卸的重任，帮助青年学生就业创业，在掌握遗传学基础知识的同时，自己回家乡开办大规模养殖事业，不但解决自身就业问题，还有可能为当地经济作出大的贡献，创造更多的就业机会。
4.服务地方农经。早在二十世纪初，美国高校就提出大学教育应当服务地方经济和社会发展的理念，创建人才培养、科学研究和社会服务的高校教育发展模式。实践证明：只有在高校将其知识资产应用和扩展到企业和社会其他领域，新的世界经济结构和竞争才有生存空间。遗传学的教育与实践必须与生产劳动相结合，为社会为地方农业生产提供有价值的服务。
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关键词：甜瓜（CucumismeloL.）；EST-SSR；遗传多样性；PIC；SM
中图分类号：S652；Q7文献标识码：A文章编号：0439-8114（2014）13-3106-05
SSRAnalysisofGeneticDiversityoftheGermplasmResourceofCucumismeloL.
TANGMi，ZHAOHong-fei，CHENGWei-shun，RENJian，SUNYu-hong，ZHOUMo-bing
（WuhanAcademyofAgriculturalScience，Wuhan430345，China）
Abstract：Thegeneticdiversityof59melon（CucumismeloL.）germplasmresourceswerestudiedusingEST-SSRmarkers.Theresultsshowedthat23pairsof46pairsEST-SSRmarkerswerepolymorphic.Thepolymorphicinformationcontent（PIC）valuesofthesemarkersvariedfrom0.239to0.588，withtheaverageof0.386.54polymorphicsitesweredetectedfrom46pairsofEST-SSRmarkers，andthesimplematching（SM）coefficientsof0～0.981.Theresultsofclustershowedthat59melongermplasmresourcescouldbedevidedintotwogroupswhentheSMcoefficientwas0.19.
Keywords：melon（CucumismeloL.）；EST-SSR；geneticdiversity；PIC；SM
甜瓜（CucumismeloL.）是重要的经济作物之一，在国内外广泛栽培。我国是甜瓜生产大国，甜瓜收获面积和产量分别占全球总面积的37.0%和总产量的47.9%[1]，甜瓜产业具有较强国际竞争力和经济增长空间。2009年启动的国家西甜瓜产业技术体系，将甜瓜产业发展推向更广阔的平台。种质资源是育种和有关生物学研究的基础，因此发展甜瓜产业的关键在于有效、合理地利用种质资源，对其进行全面的研究和鉴定，并做出科学评价。甜瓜育种实践表明，用于杂交的两个亲本品种（材料），其综合性状水平应最大限度的保持互补性，但血缘关系要尽可能的远，这样才能选育出具有突破性的新品种。目前在新品种选育过程中，有集中利用少数亲本的倾向，导致育成品种亲缘关系较近，遗传基础狭窄。因此，明确育种材料的遗传多样性和血缘组成已成为甜瓜育种的重要基础工作。
利用分子标记研究甜瓜遗传多样性已有报道，所用标记涉及RAPD[2]、SSR[3，4]、AFLP[5，6]、SRAP[7]等，随着测序技术的不断提高和分子生物学研究的深入，大量瓜类作物的EST被测序，迄今为止，国际葫芦科基因组计划研究小组共收录有关甜瓜的EST129067条[8]。基于EST（Expressedsequencetag）库开发的SSR（Simplesequencerepeat）标记称为EST-SSR。相对于基因组SSR，EST-SSR充分利用现有的测序数据，省去了SSR引物开发过程中的文库构建和测序等步骤，降低了成本。另外，EST-SSR来源于基因编码区，可能与功能基因的表达具有直接的联系，其保守程度更高，在不同物种间有一定的通用性，其多态性也反映了功能的多样性。因此，EST-SSR标记特别适用于种质系统发生关系的研究和种质资源的遗传多样性评价[9-11]。
多态性信息含量PIC（Polymorphicinformationcontent）是度量标记多态性检测能力的工具，PIC综合考虑了等位基因的数量和频率，能有效地度量DNA标记检测的信息度，已被广泛地应用于分子标记多态性检测能力的评价[9，12]。
本研究采用EST-SSR标记来分析甜瓜种质资源的遗传多样性，明确甜瓜种质的遗传关系，为其分类提供依据，以期指导育种中合理选择选配亲本，从而减少育种的盲目性，加快遗传改良进程。
1材料与方法
1.1材料
选用59份甜瓜材料用于多态性的分析，其中28份为武汉市农业科学研究所西甜瓜资源与育种研究室收集后经过3～5代自交提纯留种，4份由中国农业科学院蔬菜花卉研究所王怀松研究员提供，4份由新疆农业科学院哈密瓜研究中心伊鸿平研究员提供，8份由华中农业大学别之龙教授提供，5份由新疆邓建新老师提供，10份来源于2012年全国西甜瓜区域试验和生产试验光皮组甜瓜品种。试验材料的名称及编号见表1。
1.2方法
1.2.1甜瓜基因组DNA提取和浓度测定将供试材料播种于温室中，待甜瓜长出3～4片真叶时，随机选取3株，每株取一片较大的真叶，置于研钵中研磨，采用改良的CTAB法[13]提取甜瓜基因组DNA，经琼脂糖电泳及紫外分光光度法检测DNA的浓度与纯度，稀释为30ng/μL，-20℃保存。
1.2.2EST-SSR引物信息从前人研究结果[9，14]中初步选取46对引物来进行EST-SSR引物的筛选，其中有23对引物具有多态性，引物信息如表2所示。
1.2.3SSR分析PCR反应的总体系为10μL，含有1×Buffer1μL，2mmol/LMgCl21μL，200μmol/LdNTPs1μL，0.2μmol/L上、下游引物各1μL，0.5UTaq酶0.2μL，20ngDNA0.5μL，ddH2O补至10μL。Taq酶和引物均购自上海生工生物有限公司。PCR扩增程序参考孔秋生[15]的方法，扩增产物采用8%非变性PAGE凝胶进行检测。
1.2.4数据分析
1）多态性信息含量：根据以下公式计算PIC值。
式中，k是一个SSR所检测到的等位基因的数量，Pi是第i个等位基因的频率。
2）聚类分析：将电泳图谱上清晰且可重复出现的条带记为“1”，同一位置没有出现的条带记为“0”，生成由“1”和“0”组成的原始矩阵，采用NTSYS-pc2.10e软件进行数据分析。对原始矩阵用SimQual程序求SM相似系数，并获得相似系数矩阵。采用SHAN程序中的UPGMA方法进行聚类分析，并通过Treeplot模块生成聚类图。
3）主坐标分析：采用NTSYS-pc2.10e软件对EST-SSR标记获得的原始0、1矩阵进行主坐标分析。对原始矩阵求得的相似系数矩阵，采用DCENTER程序对系数矩阵进行转换，再用EIGEN程序求出特征值和特征向量，并做主坐标之间的二维图和三维图。
2结果与分析
2.1EST-SSR标记的PIC值
46对EST-SSR标记中有23对扩增出清晰条带，其中引物CM38的扩增图谱如图1所示。在这23对引物中，引物CM33检测到的PIC值最小，为0.239；引物CM38检测到的PIC值最大为0.588，在59个甜瓜基因型中，23个EST-SSR标记检测到的PIC值的分布范围为0.239～0.588，平均PIC值为0.387（表3）。
2.2甜瓜种质的聚类分析
对59份甜瓜种质进行检测，共检测到54个多态性位点。对结果进行统计，生成0、1矩阵，计算种质之间的简单匹配系数（SM），利用UPGMA法进行聚类分析。59份甜瓜种质两两之间的SM系数范围为0～0.981。其中风味5号和A23之间、雪里红和A23之间的相似系数均为0，表明风味5号和雪里红这2份种质与A23之间的遗传差异最大。风味5号和雪里红是厚皮甜瓜，而A23是薄皮甜瓜，两者之间的相似系数最低也反映了厚皮甜瓜和薄皮甜瓜种质之间存在的遗传差异。IVF55和来凤之间、翠玉和来凤之间的相似系数均为0.981，表明IVF55和翠玉这2份种质与来凤之间的遗传差异最小，这3份种质均为薄皮甜瓜。
采用UPGMA算法进行聚类分析，得到这59份甜瓜种质资源聚类图（图2）。从图2可以看出，在相似系数为0.19处，59份甜瓜种质可以分为两类：第一类是包括Ba-2在内的薄皮甜瓜种质和大部分厚皮甜瓜种质；第二类仅包括薄皮甜瓜A23和厚皮甜瓜A41共2份种质。
在相似系数为0.58处，这两类甜瓜种质又可以进一步细分。第一类可以细分为3个组：第一组包括Ba-2、A3等9份种质；第二组仅包括1份种质GQ-219；第三组包括网络时代2号和A44在内的47份种质。其中第一组均为薄皮甜瓜，而第三组种质基本上没有共同的表型特征。由于所用的甜瓜种质材料大部分是提供的商品种，品种选育过程中种质之间的遗传交流等因素可能是造成品种分类混杂的主要原因。
2.3甜瓜种质的主坐标分析
对46个EST-SSR标记在59份甜瓜种质上扩增的结果进行主坐标分析，前三个主坐标能解释全部变异的40.85%，其中第一主坐标所解释的变异占25.81%，第二主坐标和第三主坐标所能解释的变异分别占7.82%和7.22%。对前两个主坐标和前3个主坐标分别做59份种质的二维图和三维图，结果见图3和图4。
从二维图上（图3）可以看出，EST-SSR能清楚地区分厚皮甜瓜和薄皮甜瓜。在图中左部分分布的是厚皮甜瓜，本试验选取的大部分甜瓜种质材料为厚皮甜瓜。右部分分布的是薄皮甜瓜种质，包括Ba-2、Bc-2、IVF55、B9、翠玉、香甜王子、来凤地方甜瓜7份，这些种质在二维图上聚集在一起。
为进一步细分种质，继续做分辨率更高的前3个主坐标的三维图。从三维图上（图4）可以看出，厚皮甜瓜和薄皮甜瓜之间，以及厚皮甜瓜之间的差异更加明显，但7份薄皮甜瓜种质在图上仍然呈连续分布。
从46个EST-SSR标记对59份甜瓜种质系统发生关系的分析结果可以看出，EST-SSR能够有效区分厚皮甜瓜和薄皮甜瓜之间的遗传差异，且检测出的厚皮甜瓜遗传变异呈连续分布，没有表现出明显的特征。
从获取的EST-SSR数据来源中可见，本研究选用的部分标记可能存在如表4所列的功能。通过同源性搜索获得的这些功能，实际上也反映了本试验选用的甜瓜种质中存在这些基因的功能多样性。
3结论与讨论
在鉴定甜瓜品种资源亲缘关系上，SSR能够弥补单独依靠表型鉴别亲缘关系的不足，本研究利用SSR分子标记将59份材料分类聚成薄皮和厚皮两大类型，厚皮类型还可细分为果皮带网纹或光皮、果皮黄色或白色等类别，但聚类分析结果没能将果肉颜色、肉质是否松脆、果型等形态学上的差异区分开，同一类型中各品种间的遗传相似系数比较大，说明遗传背景狭窄，差异不大，这与试验材料的覆盖面不够广有一定关系。
PIC值的分布范围为0～1，PIC值越大表明标记检测多态性的能力越强。在本研究中，甜瓜EST-SSR标记的PIC值分布范围为0.239～0.588。由于试验使用的甜瓜材料大多是厚皮甜瓜品种，只是甜瓜遗传变异中的很小一部分，如扩大试验材料的来源，甜瓜EST-SSR所检测的PIC值可能要高一些。另外，本研究中甜瓜EST-SSR的平均PIC值要低于其他研究中报道的来自基因组标记的PIC值[9]，这是由于EST-SSR来自于序列保守的转录区，其变异的丰富度不及基因组非转录区的缘故。
利用SSR标记进行遗传多样性分析需要有足够的SSR引物，理想的状况是根据基因组来设计覆盖范围广的引物。如何开发更加经济有效的共显性固定标记是分子研究迫切的要求。目前，葫芦科中甜瓜、西瓜和黄瓜的基因组测序均已完成，这将极大的推动葫芦科瓜类作物基因组学的研究，促进发掘新的EST-SSR，避免简单的重复性工作，深化EST-SSR的研究。
致谢：本试验得到新疆农业科学院哈密瓜研究中心伊鸿平研究员和华中农业大学园艺林学学院孔秋生副教授在资源搜集方面的支持及试验方面的悉心指导，在此一并表示衷心感谢。
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【关键词】非物质文化遗产；新农村建设；关系；依托；促进
【中图分类号】G122【文献标识码】A【文章编号】1008-0139(2012)02—0154—5
我国自2004年加合国教科文组织《保护非物质文化遗产公约》以来，非物质文化遗产保护及其研究工作如火如茶。2005年10月，党的十六届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》(以下简称《建议》)第一次明确提出了“建设社会主义新农村”的要求。2006年中共中央1号文件《中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见》(以下简称《意见》)则系统地提出了新农村建设的目标、任务、原则要求与基本途径。于是，一场声势浩大的新农村建设运动在我国广大的农村地区轰轰烈烈地展开。遗憾的是，到目前为止，很少有学者关注非物质文化遗产保护与新农村建设的关系研究。本文拟就这一问题进行探讨，以期起到抛砖引玉的作用。
一、非物质文化遗产的特点与保护要求
非物质文化遗产又称口述或无形遗产，是相对于有形遗产即物质遗产而言的。根据联合国教科文组织的定义，它是指“被各群体、团体、有时为个人，视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。”《中华人民共和国非物质文化遗产法》表述为：“各族人民世代相传并视为其文化遗产组成部分的各种传统文化表现形式，以及与传统文化表现形式相关的实物和场所。包括：(一)传统口头文学以及作为其载体的语言；(二)传统美术、书法、音乐、舞蹈、戏剧、曲艺和杂技；(三)传统技艺、医药和历法；(四)传统礼仪、节庆等民俗；(五)传统体育和游艺；(六)其他非物质文化遗产。”这些非物质文化遗产之所以与物质文化遗产如建筑、文物、古迹遗址等一样成为人们集中有限精力努力抢救保护的对象，是因为它们具有深刻的历史价值、艺术价值、文化价值或科学价值，因而具有历史性、艺术性和科学性等特征。当然，与物质文化相比，口头与无形文化遗产有其自身的特点，即独特性、活态性、传承性、流变性、综合性、民族性、地域性。根据非物质文化遗产的上述特点，国务院办公厅《关于加强我国非物质文化遗产保护工作的意见》明确提出了“保护为主、抢救第一、合理利用、传承发展”的指导方针和“通过全社会的努力，逐步建立起比较完备的、有中国特色的非物质文化遗产保护制度，使我国珍贵、濒危并具有历史、文化和科学价值的非物质文化遗产得到有效保护，并得以传承和发扬”的工作目标。《中华人民共和国非物质文化遗产法》更是明确指出了“保护非物质文化遗产，应当注重其真实性、整体性和传承性。”基于此，笔者以为，在坚持“政府主导、社会参与，明确职责、形成合力；长远规划、分步实施，点面结合、讲求实效”等工作原则的前提下，非物质文化遗产保护还应遵循以下三个重要原则：一是以人为本原则。重视和保护那些承载传统文化并直接关涉其继承或消失的民间艺人；依赖并调动广大民众进行共同保护；保护工作要有利于经济社会发展和民众生活质量的不断提高。二是整体性原则。保护工作要尽量涉及遗产的所有表现形式并对其实施保护；注重对遗产的文化空间及其整体生态环境进行保护；注意对相关遗产包括物质遗产的综合保护。三是长期性原则。对非物质文化遗产的保护决不是一朝一夕的事，也不是通过一场运动或短期突击行为解决问题的，而是要通过几代人甚至世世代代的努力才能使它们在得到合理利用的基础上不断丰富、传承和发展。
在遵循上述原则的同时，要卓有成效地保护好非物质文化遗产，需要采取科学有效的方式方法。《中华人民共和国非物质文化遗产法》明确规定：“国家对非物质文化遗产采取认定、记录、建档等措施予以保存，对体现中华民族优秀传统文化，具有历史、文学、艺术、科学价值的非物质文化遗产采取传承、传播等措施予以保护。”也就是说，要在全面调查、记录、建档的基础上，建立起国家、省、地、县四级非物质文化遗产代表作性项目名录认定体系并加以重点保护；此外，要特别重视非物质文化遗产的生态环境保护，如建立文化生态保护试验区等。尤为重要的是，要在社会主义新农村建设中全面保护非物质文化遗产。
二、社会主义新农村建设的任务与要求
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