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桑蚕育种

改良桑蚕品种或育成桑蚕新品种的技术措施。通过人为的选择、杂交或其他育种技术,使品种具有符合生产需要的某种遗传特征和经济性状,也就是培育出比现在更优良的品种。

桑蚕育种历史

桑蚕育种工作的起源,就是将野桑蚕饲养驯化成为桑蚕。通过长期的自然选择和人工选择,原始品种不断分化,形成了许多适应各地气候、环境和生产条件的蚕品种类型。近代应用遗传、育种学原理,对蚕品种进行有目的地改良。19世纪以来随着桑蚕遗传、生理、生态等基础科学的开发,养蚕、蚕种繁育技术的进步,新蚕品种不断育成。

中国是世界最早养蚕的国家,在长期的养蚕实践中,根据幼虫的斑纹、体色,茧形、茧色、化性、眠性及各种形态、经济性状,进行选择,培育了许多优良的地方品种,这些珍贵的蚕品种资源,为现代桑蚕育种事业奠定了物质基础。在中国许多古农书中记载了古代桑蚕选种的经验。中国近代桑蚕育种工作则是从1897年在杭州西湖的蚕学馆开始的。以后江苏省立女子蚕业学校、中国合众蚕桑改良会、中央农业实验所等单位都进行桑蚕育种研究,使蚕品种改良工作得到了初步发展。50年代以来,长江流域和黄河流域部分省区的春用蚕品种已经过3次更换,使春茧的出丝率和丝质有了明显的提高,实验室的春茧茧层率由20%提高到25%,出丝率由15%提高到20%,茧丝长由不到1,000米提高到1,400米以上,净度由89%提高到95%。夏秋蚕品种的强健性和茧丝质也有相应的提高。珠江流域的蚕品种也从多化黄茧品种发展到多化白茧品种。70年代培育推广了2化白茧蚕品种,茧丝量和茧丝质有了明显提高。1984年,全国保有的蚕品种资源近600个。

国外桑蚕育种历史,最早有数字成绩公布的是法国科塔尼(G.Coutagne)从1883年开始,经10年连续选择,依近年通用的茧层率说,从13.2%提高到18.7%。日本从明治末期开始,为了满足生丝输出需要,政府强化了桑蚕育种体制,建立了原种生产场,普及1代杂种,并向国外大量引种,通过和本国种杂交,育成了许多新品种。由于长期的育种研究,在育种技术上名列世界前列。苏联、印度等国也都设立蚕业研究机构,通过有系统的纯种选育、杂交育种和国家区域性鉴定,普及推广了一大批强健、高产、质优的新蚕品种。

桑蚕育种目标

总的要求是育成体质强、产量高、丝质优,配合力好、繁殖系数高的品种。为此国家制订了蚕品种审查标准和办法(见桑蚕品种鉴定)。农村养蚕农家要求育成孵化齐一,小蚕期经过短,眠起和发育整齐,小蚕共育时处理容易,抗病力强,大蚕期对不良环境适应性强,上蔟齐一,即要求育成强健好养的蚕品种。同时要求产茧量高,茧层率高,则茧价高,蚕农收益大。丝厂包括绸厂则要求上茧率高,出丝率高,解舒优良,茧丝长长,茧丝纤度适中且差别较小,净度好,微茸少,茧层含胶率低等特点。然而生丝的用途随时代而变化,因此有时会提出一些新的要求。采种方面要求原蚕好养,雌雄鉴别容易,交配性能良好,产卵量多,不良卵少。

对于蚕品种的各项性状全部符合上述要求是不容易做到的,但是至少要求一个新品种在其主要指标上应比现行品种为好,且不能有严重的缺点和弱点,这才有推广价值。以上不少性状,在遗传上有负相关关系。如茧层重和茧层率高,强健性和解舒率可能下降;生丝率的再提高,导致产卵性的缺陷,所以要通过育种技术,使新品种各性状均衡发展,育成整体水平高又有某种特长的蚕品种。随着优良品种的育成和推广,育种目标宜不断提高,以培育更好的品种。

中国地区辽阔,自然经济条件及养蚕技术水平差别大,各地应培育强健、高产、优质、适应各地区各季节生产使用的实用品种。作为特殊用途的蚕品种,在育种目标上有特殊的要求,如春秋兼用的通年用蚕品种要求在春季秋季鉴定时性状表现稳定;限性蚕品种要求W的易位染色体脱离少,无其他生理障碍;人工饲料育蚕品种要求对人工饲料的适应性好等等。

桑蚕育种方法

有系统育种法、杂交育种法、诱变育种法和抵抗性蚕品种育种法。

系统育种法

又称系谱选择法或纯系分离法,有混合选择法和蛾区选择法两种。混合选择法是在饲养同一品种的群体中选优留种,下代混合育,连续多代选留,育成具有某种特点的新品种。选择一般在卵、幼虫、茧、蛹、蛾的各发育阶段进行,以幼虫期和茧期为重点。20世纪以来开始采用的蛾区选择法是以蛾区为单位,分区饲养,分区留种,建立严格的系谱记载制度,把系统育种技术推进了一步。通过蛾区间几个主要性状的比较,淘汰不良蛾区,在优良蛾区中选择优良个体同蛾区交配留种,后代继续进行蛾区育种,分成若干家系。累代选留优良的家系和蛾区,能育成优良的新蚕品种。由于蛾区选择可以采用子代测定法,即通过系谱分析,根据后代性状的表现,判别上代选择是否正确,然后决定取舍。因此可以大大提高选择效果。这是育种的基本选择方法,在下述几种育种法的中后期也都须采用此法。四川南充蚕业试验站对川一、华十的纯系选择,经过19年的蛾区选择,川一茧层重从0.378克提高到0.463克,华十茧层重从0.348克提高到0.510克,强健性也有明显提高。

杂交育种法

这是最普通使用的一种有效育种方法。即在品种间进行杂交,两亲本的基因分离重组,产生新的遗传类型,从中选择出优于双亲的新蚕品种。其育种程序如下:

亲本选择

先收集品种资料,了解它们的特点,选择综合性状优良,优点多,缺点少,配合力好的品种作为育种素材,亲自养1~3代,观察其性状,选比较符合育种目的两种作为亲本。培育多丝量品种,一般采用1、2化性品种间杂交,培育强健性品种,可适当导入多化性品种的血缘。作为亲本要求综合性状优良,优点多,缺点少的素材。所选择的两个以上亲本中,性状方面各有特长,能起互补作用。由于丝茧育用种是杂交种,多由中国系品种和日本系品种组合而成。为此杂交育种必须有计划地选育一中一日的成对品种,成对品种所选用的亲本间,要彼此有不同的生态性状,相对隔离的血缘,使育成的一对品种杂交后有较好的杂种优势。桑蚕远缘杂交成功的事例较少,桑蚕和野桑蚕的杂交,属于同属不同种间的杂交。据记载,日本的青白种就是从桑蚕和野桑蚕偶然杂交的后代选育而成的。中国也有桑蚕与野桑蚕杂交选育品种的经验。

杂交方式

常用的杂交方式有①单杂交,仅用两个亲本,经过一次杂交。②复合杂交,用两个以上亲本,行两次以上杂交,这就可能有多种方式。往往在育种过程中,如需要消除缺点,再用另一种品种或素材杂交。③回交:两个亲本杂交的单交种再用双亲之一杂交。回交可以进行一次或多次,某一品种的主要经济性状优良,又有某些缺点,常可用回交的方法解决。选育具有限性的实用品种,可以限性品种作为母本,与综合性状优良品种进行杂交,并常以后者作为回交父本,经数次回交而育成。单杂交分离比较简单,性状稳定较快,亲本数和杂交次数愈多,遗传基础愈丰富,但后代分离比较复杂,性状的稳定也相对延缓。

培育

品种性状的表现,是遗传物质基础和环境条件共同作用的结果。杂交后代的培育过程中,应创造能充分发挥遗传性状的环境条件。如选育抗逆性强的夏秋品种,宜采用与夏秋期相似的高温多湿环境和营养不良的环境进行培育,从中选择抗性优良的家系或蛾区。由于一些个体不能适应这种环境而死亡,也就同时进行了个体的筛选。选育多丝量品种,应适当降低大蚕期饲育温度,并给予营养丰富的桑叶,使具有多丝量性能的蛾区及个体,能充分发挥其性状。不结茧性状的被淘汰,宜在易发生不结茧蚕的高温闷热和嫩叶的环境条件下培育,并在低温多湿环境中上蔟,不断选留不结茧蚕少的蛾区。解舒性状的改进,可结合蔟中高温多湿的环境条件,进行培育和选择。用高温多湿环境虽然可以使杂交后代的抗逆性得到充分的显露,有利于选择,但也会带来茧丝质量下降的不利影响,因此,须掌握适度。为要育成蚕期经过快,对5龄一日的平均茧层重高的种系,可用无停食饲育方法来选择。育种所饲养的蛾区间、个体间的温湿度、气候、饲料、技术处理等条件应力求一致。蚕箔的位置应经常调换,蚕座要疏密均匀,每蛾区蚕头数(主要是大蚕),要不相上下。给桑、除沙等技术操作,调查记载方法等都要力求一致,尽量减少因环境条件的差异而带来误差。

选择

杂交后代的选择,虽然按常规程序在蚕的各个发育阶段通过性状调查,选除不良性状,选留优良性状。但是选择的正确与否同环境的恒定一致和育种家的观察经验有直接的关系。杂交育种一般早期采用混合育,F3到F5后开始单蛾育,以利于蛾区间观察比较,选优留种。F10后性状趋向稳定,可成为新品系或新品种。杂种后代适度的同蛾区交配,有利于性状的稳定和品系分化。异蛾区交配有利于后代生活力的恢复提高和优良性状的巩固。正确选择还要考虑到性状的重要程度、遗传力和性状间的相关性。对茧丝性状的选择,必须蛾区内抽样缫丝或活蛹缫丝。个体选配留种的方法采用随机交配、分级交配或对号交配等方式。

配合力测定

即寻找育成种杂交对手,把原计划选育的成对品种或另择适当的其他品种制成若干杂交型式进行比较试验,从中选定配合力好的杂交型式。一般F5以前即可作早期杂交预测试验,F5以后随着家系的不断纯化稳定,可以进行不同饲育规模的杂交组合试验,了解普通配合力和特殊配合力,选出各项性状成绩全面优良,超过对照品种的优良杂交组合,提供生产试验。

诱变育种法

以人工诱发突然变异以选育新品种的一种育种方法。通过物理的或化学的刺激等手段,诱发突变个体,并用遗传学原理检出有益的突变,然后用系统育种方法,进一步改进某些经济性状,育成具有某种特殊性能的或经济性状的优良新蚕品种。田岛弥太郎等和斯特鲁尼科夫(Б.А.Струнников)曾用X或γ射线诱发突变,使载有标志基因的常染色体片断易位到W染色体上,育成了许多卵色限性、斑纹限性、茧色限性等突变系统(见桑蚕限性遗传)。但是最初因过剩染色体的影响,体质和茧丝质上存在某些缺陷,通过不断改良,育成的限性蚕品种,其饲育成绩已不比普通蚕品种逊色,所以80年代起,日本、苏联、印度等国限性蚕品种的普及率逐年提高。限性蚕品种的推广有利于蚕和茧的雌雄鉴别和分离,提高了制种和缫丝效益。特别是斯特鲁尼科夫对伴性平衡致死基因的利用,将这些特性导入生产用种,育成了新四元杂种,为单独饲育雄蚕,提高出丝率,开辟了新途径。

抗性蚕品种的育种法

桑蚕对各种障碍的抵抗性因蚕品种而不同。如对软化病、多角体病、浓核病、微粒子病及硬化病等的抵抗性;对不良气候、不良叶质条件的抵抗性;对微量农药的抵抗性,都因蚕品种不同而抵抗力有强弱。这种蚕品种抵抗力的强弱是遗传的,为此抗性育种的第一步,是通过蚕品种抗病性及抗逆性的测定,根据发病率、半致死剂量(LD50)等指标,筛选出具有某种抗性的蚕品种资源。在培育抗病蚕品种时,其亲本的一方必须是抗病的或较为抗病的,另一方必须选取有中等抗性又具有较优良经济性状的蚕品种,这样才能通过杂交,选育出具有抗病及优良经济性状的新类型。杂交后代的继代方法,一种是间接继代,即通过蚁蚕或大蚕的半分法接种病毒,根据接种蛾区抗病力的高低,选留相应的普通育蛾区继代;另一种是直接继代,即通过接种,直接选留成活率高的蛾区或健康个体继代。在选择过程中还应考虑到抗病性与抗逆性的相关以及抗性与茧丝质等经济性状的相关关系,以便选出既具有某种抗性,而经济性状又优良的新品种。但是品种对各种蚕病的抵抗性并不一致,所以通过抗病育种培育多抗的实用蚕品种目前还比较困难。至于对高温多湿的抵抗性,一般以多化性品种表现强。中国系品种比日本系品种强。在培育实用品种时,也有设置特定环境条件,作定向选择,但是由于高温多湿抵抗性和茧的数量性状呈负相关关系,单纯依靠抵抗性选拔,要想选出高生产性的品种也是困难的