第四章 芽变育种 芽变($port)来源于体细胞自然发生遗传物质的变异。变异的体细胞发生于芽的分生细 胞中或经分裂发育进入芽的分生组织，就形成变异芽。当变异的芽萌发成枝条，乃至开花或 结果以后，表现出与原品种的性状有明显差异时，才被发现，所以芽变总是以“枝变”的形 式表现。这种变异的枝芽有时在被人们发现前，己被无意识地用于无性繁殖，在长成新的植 株时才被首次发现。这种变异植株称之为“株变”。芽变育种指对由芽变发生的变异进行选 择，从而培育出新品种的一种育种方法。在园艺作物的营养系品种内，除由遗传物质变异而 发生变异外，还普遍存在着由种种环境条件（如砧木，施肥制度，果园地貌，土壤，紫外线 等各种气象因素，以及其他一系列栽培措施的影响)而造成的不能遗传的彷惶变异，又称饰 变。因此，芽变选种的一个首要问题就是正确区分这种变异，选出真正的优良芽变。 芽变现象普遍存在于自然界，我国古代劳动人民很早就发现芽变现象，1031年欧阳修在 “洛阳牡丹记”中记述了牡丹的多种芽变：1059年宋朝蔡襄《荔枝谱》中就有荔枝芽变品 种的记载。据A.D.Shamel及C.S.Pomerey 19936年调查，在22种果树中，仅果实及叶 片的芽变就发现987个。因此，可见芽变育种，己成为无性繁殖作物产生新变异无限丰富的 源泉，不仅直接可以从中选育出优良的新品种，又可不断丰富现有的种质资源库，给杂交育 种提供新的种质资源，是选育新品种的一种简易而有效的方法。芽变育种的突出优点是可对 优良品种的个别缺点进行修缮，同时又能基本上保持其原有的综合性状。这在园艺作物育种 中得到广泛的应用，尤其明显的例子是元帅系苹果由芽变育种而实现的品种演化。 元帅苹果是1880年在美国发现的偶然实生树，1895年定名推广：20世纪20年代，从 元帅中选出了色泽优于元帅的红星和红冠等第二代品种：40~50年代，选出了具有浓红短 枝型特点的新红星、超红和艳红等第三代品种：60~70年代，发现了外观和风味、品质更 优良的魁红、首红和银红等第四代品种：70年代以后，又出现一批着色更早、色泽浓红的 短枝型芽变系俄矮2号和皇家矮红等第五代品种，从而使元帅系苹果不断得到改良和提高。 目前，元帅系芽变品种己达180多个，形成了一个世界范围的庞大芽变品种群。再如日本的 苹果品种富士，于1962年进行种苗登录后，发展缓慢，但自70年代选出一批着色好的芽变 品系后，发展迅速：至1984年其面积和产量都已跃居日本苹果栽培的第一位，使日本的苹 果栽培品种组成发生了很大的变化。在观赏类植物中芽变育种也有重要意义。例如牡丹花的 花型进化，先由单瓣类发展到半重瓣类（即千层类），以至最后形成重瓣类（即楼子类），即 是一个芽变育种的过程。在草本植物中应用不如木本植物明显，由于其生长周期短，芽变单 株不易发现，而且受环境影响因素大，饰变成份较多，所以在草本（如多数蔬菜、花卉、部 分果树)园艺作物中芽变育种应用居于次要地位。总之，芽变育种不仅在历史上起到品种改 良的作用，而且特别是近代，在国内外很受重视。因为芽变育种方法简便，收效较快，易为 从事生产人员所掌握。我国地大物博，园艺作物栽培历史悠久，资源丰富，为开展芽变育种 提供了大量的资源。我们要充分利用这一有利条件，采用专业研究机构与群众选种相结合的 方法，持续深入地开展芽变育种工作，不断地育出更好的新品种。本章将主要针对应用性较 强的多年生园艺作物的芽变育种作一介绍
1 第四章 芽变育种 芽变（sport）来源于体细胞自然发生遗传物质的变异。变异的体细胞发生于芽的分生细 胞中或经分裂发育进入芽的分生组织，就形成变异芽。当变异的芽萌发成枝条，乃至开花或 结果以后，表现出与原品种的性状有明显差异时，才被发现，所以芽变总是以“枝变”的形 式表现。这种变异的枝芽有时在被人们发现前，已被无意识地用于无性繁殖，在长成新的植 株时才被首次发现。这种变异植株称之为“株变”。芽变育种指对由芽变发生的变异进行选 择，从而培育出新品种的一种育种方法。在园艺作物的营养系品种内，除由遗传物质变异而 发生变异外，还普遍存在着由种种环境条件（如砧木，施肥制度，果园地貌，土壤，紫外线 等各种气象因素，以及其他一系列栽培措施的影响）而造成的不能遗传的彷惶变异，又称饰 变。因此，芽变选种的一个首要问题就是正确区分这种变异，选出真正的优良芽变。 芽变现象普遍存在于自然界，我国古代劳动人民很早就发现芽变现象，l031 年欧阳修在 “洛阳牡丹记”中记述了牡丹的多种芽变；1059 年宋朝蔡襄《荔枝谱》中就有荔枝芽变品 种的记载。据 A．D．Shamel 及 C．S．Pomerey l936 年调查，在 22 种果树中，仅果实及叶 片的芽变就发现 987 个。因此，可见芽变育种，已成为无性繁殖作物产生新变异无限丰富的 源泉，不仅直接可以从中选育出优良的新品种，又可不断丰富现有的种质资源库，给杂交育 种提供新的种质资源，是选育新品种的一种简易而有效的方法。芽变育种的突出优点是可对 优良品种的个别缺点进行修缮，同时又能基本上保持其原有的综合性状。这在园艺作物育种 中得到广泛的应用，尤其明显的例子是元帅系苹果由芽变育种而实现的品种演化。 元帅苹果是 1880 年在美国发现的偶然实生树，1895 年定名推广；20 世纪 20 年代，从 元帅中选出了色泽优于元帅的红星和红冠等第二代品种；40～50 年代，选出了具有浓红短 枝型特点的新红星、超红和艳红等第三代品种；60～70 年代，发现了外观和风味、品质更 优良的魁红、首红和银红等第四代品种；70 年代以后，又出现一批着色更早、色泽浓红的 短枝型芽变系俄矮 2 号和皇家矮红等第五代品种，从而使元帅系苹果不断得到改良和提高。 目前，元帅系芽变品种已达 180 多个，形成了一个世界范围的庞大芽变品种群。再如日本的 苹果品种富士，于 1962 年进行种苗登录后，发展缓慢，但自 70 年代选出一批着色好的芽变 品系后，发展迅速；至 1984 年其面积和产量都已跃居日本苹果栽培的第一位，使日本的苹 果栽培品种组成发生了很大的变化。在观赏类植物中芽变育种也有重要意义。例如牡丹花的 花型进化，先由单瓣类发展到半重瓣类（即千层类），以至最后形成重瓣类（即楼子类），即 是一个芽变育种的过程。在草本植物中应用不如木本植物明显，由于其生长周期短，芽变单 株不易发现，而且受环境影响因素大，饰变成份较多，所以在草本（如多数蔬菜、花卉、部 分果树）园艺作物中芽变育种应用居于次要地位。总之，芽变育种不仅在历史上起到品种改 良的作用，而且特别是近代，在国内外很受重视。因为芽变育种方法简便，收效较快，易为 从事生产人员所掌握。我国地大物博，园艺作物栽培历史悠久，资源丰富，为开展芽变育种 提供了大量的资源。我们要充分利用这一有利条件，采用专业研究机构与群众选种相结合的 方法，持续深入地开展芽变育种工作，不断地育出更好的新品种。本章将主要针对应用性较 强的多年生园艺作物的芽变育种作一介绍
第一节芽变的遗传学基础 一、芽变的类型及特点 (一)芽变遗传类型 芽变是遗传物质的变异，主要表现为染色体数量变异、染色体结构变异、基因突变和核 外突变四种类型，说明了遗传物质不同层次的变异结果。 1.染色体数目变异，包括多倍体、单倍体及非整倍体，主要是多倍体的突变，其往往 表现各种器官的巨大性。葡萄无核白，为四倍体芽变：玫瑰香的四倍体芽变“大玫瑰香”， 其果穗、果粒比玫瑰香明显增大。 2.染色体结构变异，包括易位，倒位，重复及缺失，是由于染色体结构发生变异而造 成基因线性顺序发生变化，从而使有关性状发生变异。这类变异可以通过扦插，嫁接等无性 繁殖方法保存下来。 3.基因突变，通常是由一个基因突变形成的，同时几个基因发生突变是极稀少的，如 苹果短枝型芽变，不仅是枝条节间变短，而且变粗，树冠矮化，早果丰产。这些性状之间可 能是一因多效关系，而并非是几个基因同时发生突变。 4.核外突变，指的是细胞质中的遗传物质发生突变。有些性状是细胞质基因控制的， 特别是母性遗传效应比较明显的作物，在育性、性分化、叶绿素形成、植株高度和生活力等 方面性状发生了变异，有可能是细胞质基因发生突变的结果： (二)芽变的特点 对于任何发生在性细胞上的突变通常都有可能发生于体细胞。遗传学中所总结的突变规 律基本适用于芽变，如突变的可逆性，正突变频率大于逆突变：突变的多向性产生复等位基 因：突变的一般有害性等。这里主要介绍与芽变育种有关的体细胞突变的一些特点。 1.芽变的嵌合性体细胞突变最初仅发生于个别细胞，就发生突变的个体、器官或组 织而言，它是由突变与未突变细胞组成的嵌合体(chimera)。体细胞在细胞分裂、发育过程 中由异型细胞间的竞争和选择的作用而转化成突变芽、枝、植株系。芽变育种就是促进优良 的突变体细胞实现这种转化，从而育成在无性繁殖中能稳定遗传的芽变品种。有些观赏植物， 如花卉的“二乔”、“跳枝”类型，竹类的黄金间碧玉类型要求某种程度的异型嵌合状态。有 时芽变选种很难使突变体达到100%同型化，所以不少芽变品种会偶然出现原品种性状而不 够稳定，应持续选择，提高其同型化程度。 2.芽变的平行性瓦维洛夫(1926)在资源考察中发现相近植物的属中存在遗传变异 平行规律。它完全适用于体细胞突变，且对芽变育种有着重要的指导意义。如在桃的芽变中 曾经出现过重瓣、红花、花粉不育、粘核、垂枝、短枝型、早熟等芽变。人们就能有把握地 期待在李亚科的其它属、种如杏、梅、樱桃中出现平行的芽变类型，甚至能预测梨亚科、蔷 薇亚科的不同树种像苹果、蔷薇会发生除黏核以外的其余所有芽变类型。在种内品种间和同 品种的植株间这种平行性芽变机率会更高一些。如自美国50年代从元帅系苹果中选育出短 枝型芽变品种新红星以来，中国各地不仅从元帅系品种，而且从金冠、富士、国光、白龙等 苹果品种中陆续选育出系列短枝型新品种。 3.芽变的多样性在“形态特征”上体现的最为突出，包括突变部位的多样性，突变
2 第一节 芽变的遗传学基础 一、芽变的类型及特点 （一）芽变遗传类型 芽变是遗传物质的变异，主要表现为染色体数量变异、染色体结构变异、基因突变和核 外突变四种类型，说明了遗传物质不同层次的变异结果。 1．染色体数目变异，包括多倍体、单倍体及非整倍体，主要是多倍体的突变，其往往 表现各种器官的巨大性。葡萄无核白，为四倍体芽变；玫瑰香的四倍体芽变“大玫瑰香”， 其果穗、果粒比玫瑰香明显增大。 2．染色体结构变异，包括易位，倒位，重复及缺失，是由于染色体结构发生变异而造 成基因线性顺序发生变化，从而使有关性状发生变异。这类变异可以通过扦插，嫁接等无性 繁殖方法保存下来。 3．基因突变，通常是由一个基因突变形成的，同时几个基因发生突变是极稀少的，如 苹果短枝型芽变，不仅是枝条节间变短，而且变粗，树冠矮化，早果丰产。这些性状之间可 能是一因多效关系，而并非是几个基因同时发生突变。 4．核外突变，指的是细胞质中的遗传物质发生突变。有些性状是细胞质基因控制的， 特别是母性遗传效应比较明显的作物，在育性、性分化、叶绿素形成、植株高度和生活力等 方面性状发生了变异，有可能是细胞质基因发生突变的结果。 （二）芽变的特点 对于任何发生在性细胞上的突变通常都有可能发生于体细胞。遗传学中所总结的突变规 律基本适用于芽变，如突变的可逆性，正突变频率大于逆突变；突变的多向性产生复等位基 因；突变的一般有害性等。这里主要介绍与芽变育种有关的体细胞突变的一些特点。 1．芽变的嵌合性 体细胞突变最初仅发生于个别细胞，就发生突变的个体、器官或组 织而言，它是由突变与未突变细胞组成的嵌合体（chimera）。体细胞在细胞分裂、发育过程 中由异型细胞间的竞争和选择的作用而转化成突变芽、枝、植株系。芽变育种就是促进优良 的突变体细胞实现这种转化，从而育成在无性繁殖中能稳定遗传的芽变品种。有些观赏植物， 如花卉的“二乔”、“跳枝”类型，竹类的黄金间碧玉类型要求某种程度的异型嵌合状态。有 时芽变选种很难使突变体达到 100％同型化，所以不少芽变品种会偶然出现原品种性状而不 够稳定，应持续选择，提高其同型化程度。 2．芽变的平行性 瓦维洛夫（1926）在资源考察中发现相近植物的属中存在遗传变异 平行规律。它完全适用于体细胞突变，且对芽变育种有着重要的指导意义。如在桃的芽变中 曾经出现过重瓣、红花、花粉不育、粘核、垂枝、短枝型、早熟等芽变。人们就能有把握地 期待在李亚科的其它属、种如杏、梅、樱桃中出现平行的芽变类型，甚至能预测梨亚科、蔷 薇亚科的不同树种像苹果、蔷薇会发生除黏核以外的其余所有芽变类型。在种内品种间和同 品种的植株间这种平行性芽变机率会更高一些。如自美国 50 年代从元帅系苹果中选育出短 枝型芽变品种新红星以来，中国各地不仅从元帅系品种，而且从金冠、富士、国光、白龙等 苹果品种中陆续选育出系列短枝型新品种。 3．芽变的多样性 在“形态特征”上体现的最为突出，包括突变部位的多样性，突变
可发生于根、茎、叶、花、果各器官的各个部位；另外，突变性状的多样性包括根、茎、叶、 花、果所有形态、解剖和生理生化特性，从主基因控制的明显的变异到微效多基因控制的不 易觉察到的变异：还有突变类型的多样性包括染色体数目和结构的变异，其中经常发生的是 多倍性芽变：还有胞质基因突变如雄性不育和叶绿素合成障碍型芽变以及大量频繁发生的核 基因突变。 4.芽变性状的局限性芽变是体细胞遗传物质发生的变异，往往基于个别细胞，而同 一细胞中同时发生两个以上基因突变的机率极小。设a和b两基因的突变率分别为2×105 和4×104，则同时发生a、b突变的机率仅为0.8×1010。因此芽变性状有比较严格的局限 性，就是局限于单一基因的表型效应。如果突变基因的表型效应狭窄，则变异可能局限于个 别性状，如苹果果实的片红型芽变红冠、新倭锦与原品种元帅、倭锦的差异仅限于果色由条 红变片红：而苹果的短枝型芽变的变异性状涉及树高、冠径、新梢长度、粗度、萌芽率、成 枝力、短枝率、叶型指数及叶厚等一系列性状是由一因多效所致。多倍体芽变的发生常由细 胞变大引起的一系列性状的变异，因而许多器官的变异也都局限于一个共同的“巨型”性。 二、芽变的细胞学和遗传学基础 L.梢端分生组织的组织发生层学说梢端是指位于茎的顶端，包括顶端生长点及幼叶 原基的一个区域，是新梢的生长起始部位。 组织发生层学说，是解释梢端分生组织结构的几种学说之一。由Satina(1940)和 A.F.Blakeslee(I941)等提出，以L、LuI、Lml表示顶端分生组织的三个独立的起源层，叫 做组织发生层，植物的组织即由这三个层次的细胞分别衍生的。H.Dermen及其同事于 1938~1965年对多种果树的组织发生学进行过详细研究，也看到梢端有三个组织发生层，并 认为这种现象可能存在于所有被子植物中。各个组织发生层按不同方式进行细胞分裂，并且 衍生成特定的组织。L一般是一层细胞，垂周分裂，分化为表皮。L一般也是一层细胞， 垂周分裂及平周分裂，分化为皮层外层及孢原组织。LⅢ有多层细胞，既有垂周分裂，又有 平周和斜向分裂，分化为皮层的中内层、输导组织和髓心组织（表3！是苹果组织分生层的 衍生情况)。一般来讲植物种类不同，各组织发生层在分化衍生组织时，存在着一定的差异。 表3-1苹果梢端分生层在各器官中衍生的组织 分生层 L层 L层 Lm层 器官 枝 表皮 外表皮或外皮层 内皮层、中柱 4 上、下表皮 上、下亚表皮，少部分叶肉 大部分叶肉、维管组织 萼片、花瓣、花丝 表层细胞 大部分内层细胞 维管组织 花药 表皮 壁层、孢原组织、配子 维管组织 果实 表皮、心室壁内层 表皮下数层细胞，少部分果肉大部分果肉、输导组织 种子 种皮 子叶、胚 维管组织 2.变异的发生与嵌合体的形成及其种类按组织发生层学说的解释，梢端分生组织的 L、L!和Lm三个层次的细胞，在正常情况下具有相同的遗传物质。如果发生变异，L、L 和LⅢ都有可能出现变异，但在一般情况下，由于变异的局限性，只有L或L!或Lm个别
3 可发生于根、茎、叶、花、果各器官的各个部位；另外，突变性状的多样性包括根、茎、叶、 花、果所有形态、解剖和生理生化特性，从主基因控制的明显的变异到微效多基因控制的不 易觉察到的变异；还有突变类型的多样性包括染色体数目和结构的变异，其中经常发生的是 多倍性芽变；还有胞质基因突变如雄性不育和叶绿素合成障碍型芽变以及大量频繁发生的核 基因突变。 4．芽变性状的局限性 芽变是体细胞遗传物质发生的变异，往往基于个别细胞，而同 一细胞中同时发生两个以上基因突变的机率极小。设 a 和 b 两基因的突变率分别为 2×10-5 和 4×10-4，则同时发生 a、b 突变的机率仅为 0.8×10-10。因此芽变性状有比较严格的局限 性，就是局限于单一基因的表型效应。如果突变基因的表型效应狭窄，则变异可能局限于个 别性状，如苹果果实的片红型芽变红冠、新倭锦与原品种元帅、倭锦的差异仅限于果色由条 红变片红；而苹果的短枝型芽变的变异性状涉及树高、冠径、新梢长度、粗度、萌芽率、成 枝力、短枝率、叶型指数及叶厚等一系列性状是由一因多效所致。多倍体芽变的发生常由细 胞变大引起的一系列性状的变异，因而许多器官的变异也都局限于一个共同的“巨型”性。 二、芽变的细胞学和遗传学基础 l．梢端分生组织的组织发生层学说 梢端是指位于茎的顶端，包括顶端生长点及幼叶 原基的一个区域，是新梢的生长起始部位。 组织发生层学说，是解释梢端分生组织结构的几种学说之一。由 Satina（1940）和 A.F.Blakeslee（1941）等提出，以 LI、LII、LIII 表示顶端分生组织的三个独立的起源层，叫 做组织发生层，植物的组织即由这三个层次的细胞分别衍生的。H．Dermen 及其同事于 1938~1965 年对多种果树的组织发生学进行过详细研究，也看到梢端有三个组织发生层，并 认为这种现象可能存在于所有被子植物中。各个组织发生层按不同方式进行细胞分裂，并且 衍生成特定的组织。LI 一般是一层细胞，垂周分裂，分化为表皮。LII 一般也是一层细胞， 垂周分裂及平周分裂，分化为皮层外层及孢原组织。LIII 有多层细胞，既有垂周分裂，又有 平周和斜向分裂，分化为皮层的中内层、输导组织和髓心组织（表 3-l 是苹果组织分生层的 衍生情况）。一般来讲植物种类不同，各组织发生层在分化衍生组织时，存在着一定的差异。 表 3-1 苹果梢端分生层在各器官中衍生的组织 分生层 器官 LI 层 LII 层 LIII 层 枝 叶 萼片、花瓣、花丝 花药 果实 种子 表皮 上、下表皮 表层细胞 表皮 表皮、心室壁内层 种皮 外表皮或外皮层 上、下亚表皮，少部分叶肉 大部分内层细胞 壁层、孢原组织、配子 表皮下数层细胞，少部分果肉 子叶、胚 内皮层、中柱 大部分叶肉、维管组织 维管组织 维管组织 大部分果肉、输导组织 维管组织 2．变异的发生与嵌合体的形成及其种类 按组织发生层学说的解释，梢端分生组织的 LI、LII和 LIII三个层次的细胞，在正常情况下具有相同的遗传物质。如果发生变异，LI、LII 和 LIII 都有可能出现变异，但在一般情况下，由于变异的局限性，只有 LI 或 LII 或 LIII 个别
层中个别细胞发生变异，三层同时发生同一变异的可能性，几乎是不存在的。在突变发生之 后，变与未变的细胞成为同时分裂、竞争共存的嵌合体(chimera)。因此，芽变开始发生时 总是以嵌合体的形式出现。由于突变发生的时期早迟、突变细胞在变异发生时所处的位置及 以后在分裂过程中发生的层间取代作用，致使形成的嵌合体有多种结构类型。当突变发生时 间早，梢端正在分裂的细胞数少突变细胞又位于某一组织的最中心处，则突变有可能发育成 层间基因型不同的周缘嵌合体(periclinal chimera)。如果突变发生的时间较晚，梢端正在分 裂的细胞数多，突变细胞的位置又不在中心，则变异细胞只能占据层内的一部分使同一层次 内兼有变和未变的两类细胞，称为扇形嵌合体(sectorial chimera),或叫做部分周缘嵌合体。 图3-1梢端组织发生层由突变形成的嵌合体主要类型示意图 1.内周2.中周3.外周4.内扇5.中扇6.外扇 根据突变细胞所处的层次，周缘嵌合体和扇形嵌合体均包括多种类型结构。为便于表达， 现以original(原始的)一词的第一个字母O代表未变的细胞组织，以mutational(突变的) 一词第一个字母m代表突变的细胞组织，按L-L-LⅢ的层次排列，则周缘嵌合体的结构有 m-0-0,0m-0,0-0-m,m-m-0,0-m-m,m-0-m六种类型：扇形嵌合体的结构类别有0.m-0-0 (0.m表示未变与突变细胞存在于同层内，写在前面的符号表示数量上占优势，下同)， 0-0.m-0,0-0-0.m,0.m-0.m-0,0-0.m-0.m,0.m-0-0.m,0m-0.m-0.m等类型（图3-1）。此外， 对于染色体倍数性的芽变，则常用4-2-2,2-4-4,4-48,8-4-4等表示其不同的倍性嵌合类 别。 3.嵌合体的转化与芽变性状的稳定性园艺作物芽变体有些变异性状很稳定，一经改 变，就能在生命周期中长期保持，无论采取何种方法繁殖，都能把变异性状传给后代：有些 变异性状，只能在无性繁殖下保持，一旦有性繁殖就出现分离，或全部恢复为原有类型：还 有一些变异性状，即使无性繁殖也不稳定，一部分后代会失去变异性状，恢复为原类型。例 如，起源于苹果旭的短枝型芽变威赛旭和本迪旭等，不但无性繁殖能保持短枝性状，有性繁 殖也能传给后代。但从总体上看来大部分芽变嵌合体都不是很稳定的，往往会在以后的生长 发育或营养繁殖过程中发生转化。 如图3-2所示，一个扇形嵌合体在发生侧枝时，处于变异扇形面内的芽，萌发后将转化 成具周缘嵌合体的新枝：处于扇形面以外的芽，萌发后将长成非突变枝：而恰巧正处于扇形 嵌合体结构的枝条。由于先端优势、自然伤口或人为短截修剪等因素，往往可使枝条上不同 节位芽具有不均等的萌发成枝的机会，从而使一个原是扇形嵌合体的枝条出现不同情况的转 化。 各种周缘嵌合体芽变，也会在继续生长发育中出现不同变化。例如，一个m-0-0型周缘 嵌合体，可回复到0-0-0型而失去变异特征：也可由原m-m-0型即包括L、L层变异的周
4 层中个别细胞发生变异，三层同时发生同一变异的可能性，几乎是不存在的。在突变发生之 后，变与未变的细胞成为同时分裂、竞争共存的嵌合体（chimera）。因此，芽变开始发生时 总是以嵌合体的形式出现。由于突变发生的时期早迟、突变细胞在变异发生时所处的位置及 以后在分裂过程中发生的层间取代作用，致使形成的嵌合体有多种结构类型。当突变发生时 间早，梢端正在分裂的细胞数少突变细胞又位于某一组织的最中心处，则突变有可能发育成 层间基因型不同的周缘嵌合体（periclinal chimera）。如果突变发生的时间较晚，梢端正在分 裂的细胞数多，突变细胞的位置又不在中心，则变异细胞只能占据层内的一部分使同一层次 内兼有变和未变的两类细胞，称为扇形嵌合体（sectorial chimera），或叫做部分周缘嵌合体。 图 3-1 梢端组织发生层由突变形成的嵌合体主要类型示意图 1．内周 2．中周 3．外周 4．内扇 5．中扇 6．外扇 根据突变细胞所处的层次，周缘嵌合体和扇形嵌合体均包括多种类型结构。为便于表达， 现以 original（原始的）一词的第一个字母 O 代表未变的细胞组织，以 mutational（突变的） 一词第一个字母 m 代表突变的细胞组织，，按 LI-LII-LIII的层次排列，则周缘嵌合体的结构有 m-o-o，o-m-o，o-o-m，m-m-o，o-m-m，m-o-m 六种类型；扇形嵌合体的结构类别有 o.m-o-o （o.m 表示未变与突变细胞存在于同层内，写在前面的符号表示数量上占优势，下同）， o-o.m-o，o-o-o.m，o.m-o.m-o，o-o.m-o.m，o.m-o-o.m，o.m-o.m-o.m 等类型（图 3-1）。此外， 对于染色体倍数性的芽变，则常用 4-2-2，2-4-4，4-4-8，8-4-4 等表示其不同的倍性嵌合类 别。 3．嵌合体的转化与芽变性状的稳定性 园艺作物芽变体有些变异性状很稳定，一经改 变，就能在生命周期中长期保持，无论采取何种方法繁殖，都能把变异性状传给后代；有些 变异性状，只能在无性繁殖下保持，一旦有性繁殖就出现分离，或全部恢复为原有类型；还 有一些变异性状，即使无性繁殖也不稳定，一部分后代会失去变异性状，恢复为原类型。例 如，起源于苹果旭的短枝型芽变威赛旭和本迪旭等，不但无性繁殖能保持短枝性状，有性繁 殖也能传给后代。但从总体上看来大部分芽变嵌合体都不是很稳定的，往往会在以后的生长 发育或营养繁殖过程中发生转化。 如图 3-2 所示，一个扇形嵌合体在发生侧枝时，处于变异扇形面内的芽，萌发后将转化 成具周缘嵌合体的新枝；处于扇形面以外的芽，萌发后将长成非突变枝；而恰巧正处于扇形 嵌合体结构的枝条。由于先端优势、自然伤口或人为短截修剪等因素，往往可使枝条上不同 节位芽具有不均等的萌发成枝的机会，从而使一个原是扇形嵌合体的枝条出现不同情况的转 化。 各种周缘嵌合体芽变，也会在继续生长发育中出现不同变化。例如，一个 m-o-o 型周缘 嵌合体，可回复到 o-o-o 型而失去变异特征；也可由原 m-m-o 型即包括 LI、LII层变异的周
缘嵌合体，变成m-m-m型的同型突变体。这种转 化现象是由于突变部分与非突变部分的竞争， 方排挤与取代另一方的结果，叫“层间取代”。有 时外部原因也会造成这种转化，促使组织发生层 的重排而发生变异。如辐射育种时由射线杀死外 层细胞，由冻害等造成不定芽的萌发，均可造成 由深层取代外层。如果深层原来就是与外层不同 的突变体，其结果就会出现新的变异。 4.芽变的遗传效应芽变性状有些能在有性 过程中遗传，有些则只能在无性繁殖时保持稳定， 图3-2嵌合体的自然转化示意图 1.由扇形嵌合体长出的周缘嵌合体枝 这是由于突变发生于不同组织层的缘故。因为决 2.由扇形嵌合体长出的扇形嵌合体枝 定有性过程的孢原组织是由L!层产生，只有当突 3.由扇形嵌合体长出的非嵌合体枝 变包含L层时，才能在有性过程中产生遗传效应。 例如，苹果品种旭产生的两个短枝型芽变类型本迪旭和威赛旭，在杂交育种中都可将短枝性 状传递给后代，当它与金帅杂交时，后代中约有50%属短枝型，而旭的另一个人工诱发短 枝型变异，在与金帅杂交时，后代却未出现短枝型。据分析是前一个自然变异包含L,后 一个诱发变异没有包含L。而L比较单纯，它主要与表皮相关的性状有关系，如茸毛和针 刺的有无。根常由LⅢ深层组织中长出来，所以通过根插，即能得到同质突变体。 对于一对基因控制的性状，突变的发生有四种情况：(1)AA→Aa:(2)Aa→aa:（3) aa→Aa:(4)Aa→AA。在完全显性的情况下，上述(1)和(4)当代不能表现出突变性状， 只有在下一代有性世代的分离中表现出来，而(2)和(3)能在当代显现突变性状。在无性 繁殖情况下，a→Aa的突变性状无需纯化即可得到固定，但自交作物必须通过自交纯化即 可得到固定（自交不亲和性往往是最大的障碍），才能把突变性状稳定下来。在不完全显性 的情况下，或是在基因产生加性效应的情况下，(1)或(4)的突变，能在当代表现。Dommergues 等(1966)报道“处理同质结合的观赏植物种子，所得植株的体细胞突变很少，而处理正在 分离中的种子材料，所得体细胞变异的就多”。S.Broertjes(I967)认为“杂结合的栽培类 型容易发生突变，而开白花的植物极少产生花色的突变”。 第二节芽变育种的方法与程序 一、芽变育种的方法 1.育种目标及时期 芽变育种通常是以原有优良品种为对象，在保持原品种优良性状的基础上，通过选择而 使其个别缺点得到改善，所以育种目标针对性较强。例如，在柑橘的芽变选种中，同样是选 育适于加工糖水橘瓣罐头用品种，现有品种本地早其加工成品的色、香、味、形均极好，育 种的主要目标性状应着重选出无核或少核型：而对现有品种温州蜜柑，由于其本身无籽，芽 变育种的性状应着重于果形、瓣形、汁胞等的加工适应性。 在芽变育种时期，为提高芽变育种的效率，除在整个生长发育期进行细微观察选择外， 应根据育种目标着重抓住目标性状最易发现的时期。例如，对观花植物的芽变育种，应着重
5 图 3-2 嵌合体的自然转化示意图 1．由扇形嵌合体长出的周缘嵌合体枝 2．由扇形嵌合体长出的扇形嵌合体枝 3．由扇形嵌合体长出的非嵌合体枝 缘嵌合体，变成 m-m-m 型的同型突变体。这种转 化现象是由于突变部分与非突变部分的竞争，一 方排挤与取代另一方的结果，叫“层间取代”。有 时外部原因也会造成这种转化，促使组织发生层 的重排而发生变异。如辐射育种时由射线杀死外 层细胞，由冻害等造成不定芽的萌发，均可造成 由深层取代外层。如果深层原来就是与外层不同 的突变体，其结果就会出现新的变异。 4．芽变的遗传效应 芽变性状有些能在有性 过程中遗传，有些则只能在无性繁殖时保持稳定， 这是由于突变发生于不同组织层的缘故。因为决 定有性过程的孢原组织是由 LII层产生，只有当突 变包含 LII层时，才能在有性过程中产生遗传效应。 例如，苹果品种旭产生的两个短枝型芽变类型本迪旭和威赛旭，在杂交育种中都可将短枝性 状传递给后代，当它与金帅杂交时，后代中约有 50％属短枝型，而旭的另一个人工诱发短 枝型变异，在与金帅杂交时，后代却未出现短枝型。据分析是前一个自然变异包含 LII，后 一个诱发变异没有包含 LII。而 LI比较单纯，它主要与表皮相关的性状有关系，如茸毛和针 刺的有无。根常由 LIII深层组织中长出来，所以通过根插，即能得到同质突变体。 对于一对基因控制的性状，突变的发生有四种情况：（1）AA→Aa；（2）Aa→aa；（3） aa→Aa；（4）Aa→AA。在完全显性的情况下，上述（1）和（4）当代不能表现出突变性状， 只有在下一代有性世代的分离中表现出来，而（2）和（3）能在当代显现突变性状。在无性 繁殖情况下，aa→Aa 的突变性状无需纯化即可得到固定，但自交作物必须通过自交纯化即 可得到固定（自交不亲和性往往是最大的障碍），才能把突变性状稳定下来。在不完全显性 的情况下，或是在基因产生加性效应的情况下，（1）或（4）的突变，能在当代表现。Dommergues 等（1966）报道“处理同质结合的观赏植物种子，所得植株的体细胞突变很少，而处理正在 分离中的种子材料，所得体细胞变异的就多”。S．Broertjes（1967）认为“杂结合的栽培类 型容易发生突变，而开白花的植物极少产生花色的突变”。 第二节 芽变育种的方法与程序 一、芽变育种的方法 1．育种目标及时期 芽变育种通常是以原有优良品种为对象，在保持原品种优良性状的基础上，通过选择而 使其个别缺点得到改善，所以育种目标针对性较强。例如，在柑橘的芽变选种中，同样是选 育适于加工糖水橘瓣罐头用品种，现有品种本地早其加工成品的色、香、味、形均极好，育 种的主要目标性状应着重选出无核或少核型；而对现有品种温州蜜柑，由于其本身无籽，芽 变育种的性状应着重于果形、瓣形、汁胞等的加工适应性。 在芽变育种时期，为提高芽变育种的效率，除在整个生长发育期进行细微观察选择外， 应根据育种目标着重抓住目标性状最易发现的时期。例如，对观花植物的芽变育种，应着重
在开花期：以果实性状变异为目标的：主要在果实采收期进行，而选择早熟芽变则应在采收 前2周开始：以抗性为育种目标时，应着重抓住灾害发生之后的时期。 2.对变异的分析 在芽变育种中，当发现一个变异之后，首先要区别它是芽变还是饰变。最根本的区别方 法是直接检查遗传物质，包括细胞中染色体的倍性、数量、结构变异，以及DNA的化学测 定。但芽变育种开始选择出的变异系往往数量较多，其中有不少是属于非遗传的饰变，在众 多的变异材料中很难进行区别。所以，最好是在区别鉴别前，先采用一种办法筛除大部分显 而易见的饰变，肯定少数证据充分的遗传性优良变异，然后将剩下的一部分尚难以肯定的变 异个体，进行移栽，从而可节省土地、人力、物力和财力。 (1)变异分析分析一个变异是芽变还是饰变，首先可从以下几个方面判断：①变异 的性质如属于典型的质量性状，一般可断定是芽变。②变异体发生范围如是不同立地、不同 技术的多株变异，即可排除环境和技术的影响：对于枝变，如明显是一个扇形嵌合体，可肯 定是芽变：如果是一个单株变异，则有三种可能，或为芽变、或为饰变、或为实生变异。③ 变异的方向，凡是与环境的变化不一致的，如树冠下部或内膛处发现果实浓红色变异或花色 有异，很可能是芽变。④变异性状虽经不同年份的环境变化而表现稳定，可判断是芽变。⑤ 性状的变异程度超出基因型的反应规范之外，可能是芽变。 对于一些综合性状和数量性状，进行变异分析时为排除环境影响，可采用：①分析综合 性状的构成因素，逐个与原类型相比较，如发现其中一个质量性状或较稳定的数量性状发生 较显著而稳定的变异，则芽变的可能性较大：②比较两个性状的相关比值，例如在苹果短枝 型选种中，除度量其节间长度/粗度外，可取其相对粗度（粗/长）与对照进行比较：③对 不同立地条件下出现的相同性状的变异个体之间，可比较其各与当地对照之间的相对差异， 从而排除不同立地条件下环境的影响：④对于一些存在着基础与衍生关系的变异性状，分析 时应以受环境影响小的基础性状为主，如短枝型芽变，节间缩短是基础性状，枝条短是初级 衍生性状，枝冠矮小是较高级衍生性状，丰产稳产是高级衍生性状：⑤有些数量性状的变异， 可利用同时出现的与其具相关性的质量性状或较稳定的数量性状的变异，进行间接判断。 (2)变异的鉴别经过以上形态特征的分析之后，得到少量的性状较为明显的“准芽 变”株系或品种。为了进一步区分“准芽变”的株系或品种与原品种的差别，必须进行生理、 生化特性分析，确定其变异特性。目前主要利用分子标记对突变体进行早期鉴别。分子标记 是以生物的大分子，尤其是生物体的遗传物质一一核酸的多态性为基础的遗传标记。目前较 为广泛应用的分子标记有：限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP),随机扩增多态性(Randomly Amplified Polymorphic DNA,RAPD), 扩增片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism,AFLP),SSR(Simple Sequence Repeats),STS (Sequence Tagged Site),SCAR (Sequence Characterized Amplified Regions)等。其中以AFLP被认为是迄今为止最有效的分子标记方法，是I993年由Zabeau 和Vos创立的。它是将基因组DNA用两种限制性内切酶消化后，和两种连结子(adapter) 双链DNA连结，用2个分别能和连结子DNA退火且在3'端附加了1~2个随机碱基的选择 性引物对酶切连结后的DNA扩增：此后在进行第二次PCR(Polymerase Chain Reaction,聚 合酶链式反应)反应，所用的引物是在第一次PC℉中使用的选择性引物的3'端又附加了I~ 6
6 在开花期；以果实性状变异为目标的；主要在果实采收期进行，而选择早熟芽变则应在采收 前 2 周开始；以抗性为育种目标时，应着重抓住灾害发生之后的时期。 2．对变异的分析 在芽变育种中，当发现一个变异之后，首先要区别它是芽变还是饰变。最根本的区别方 法是直接检查遗传物质，包括细胞中染色体的倍性、数量、结构变异，以及 DNA 的化学测 定。但芽变育种开始选择出的变异系往往数量较多，其中有不少是属于非遗传的饰变，在众 多的变异材料中很难进行区别。所以，最好是在区别鉴别前，先采用一种办法筛除大部分显 而易见的饰变，肯定少数证据充分的遗传性优良变异，然后将剩下的一部分尚难以肯定的变 异个体，进行移栽，从而可节省土地、人力、物力和财力。 （1）变异分析 分析一个变异是芽变还是饰变，首先可从以下几个方面判断：①变异 的性质如属于典型的质量性状，一般可断定是芽变。②变异体发生范围如是不同立地、不同 技术的多株变异，即可排除环境和技术的影响；对于枝变，如明显是一个扇形嵌合体，可肯 定是芽变；如果是一个单株变异，则有三种可能，或为芽变、或为饰变、或为实生变异。③ 变异的方向，凡是与环境的变化不一致的，如树冠下部或内膛处发现果实浓红色变异或花色 有异，很可能是芽变。④变异性状虽经不同年份的环境变化而表现稳定，可判断是芽变。⑤ 性状的变异程度超出基因型的反应规范之外，可能是芽变。 对于一些综合性状和数量性状，进行变异分析时为排除环境影响，可采用：①分析综合 性状的构成因素，逐个与原类型相比较，如发现其中一个质量性状或较稳定的数量性状发生 较显著而稳定的变异，则芽变的可能性较大；②比较两个性状的相关比值，例如在苹果短枝 型选种中，除度量其节间长度／粗度外，可取其相对粗度（粗／长）与对照进行比较；③对 不同立地条件下出现的相同性状的变异个体之间，可比较其各与当地对照之间的相对差异， 从而排除不同立地条件下环境的影响；④对于一些存在着基础与衍生关系的变异性状，分析 时应以受环境影响小的基础性状为主，如短枝型芽变，节间缩短是基础性状，枝条短是初级 衍生性状，枝冠矮小是较高级衍生性状，丰产稳产是高级衍生性状；⑤有些数量性状的变异， 可利用同时出现的与其具相关性的质量性状或较稳定的数量性状的变异，进行间接判断。 （2）变异的鉴别 经过以上形态特征的分析之后，得到少量的性状较为明显的“准芽 变”株系或品种。为了进一步区分“准芽变”的株系或品种与原品种的差别，必须进行生理、 生化特性分析，确定其变异特性。目前主要利用分子标记对突变体进行早期鉴别。分子标记 是以生物的大分子，尤其是生物体的遗传物质——核酸的多态性为基础的遗传标记。目前较 为 广 泛应 用的 分子 标记 有： 限制 性片 段长 度 多态 性（ Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP），随机扩增多态性（Randomly Amplified Polymorphic DNA，RAPD）， 扩增片段长度多态性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP），SSR（Simple Sequence Repeats），STS（Sequence Tagged Site），SCAR（Sequence Characterized Amplified Regions）等。其中以 AFLP 被认为是迄今为止最有效的分子标记方法，是 1993 年由 Zabeau 和 Vos 创立的。它是将基因组 DNA 用两种限制性内切酶消化后，和两种连结子（adapter） 双链 DNA 连结，用 2 个分别能和连结子 DNA 退火且在 3'端附加了 l～2 个随机碱基的选择 性引物对酶切连结后的 DNA 扩增；此后在进行第二次 PCR（Polymerase Chain Reaction，聚 合酶链式反应）反应，所用的引物是在第一次 PCR 中使用的选择性引物的 3′端又附加了 l～
3个随机碱基并用同位素等标记的寡聚核苷酸。其优点有：具有较高的可靠性和高效性，具 有共显性和显隐性，多态水平最高，检测位点最多，操作简便，分子识别率最高，速度快， Tm值高，DNA用量少等。利用分子标子方法，Ranni等鉴定出一个加拿大白杨(Populus deltoides)离体微繁形成的突变：Wolf K.鉴别了菊花(Dendranthema grandiflora)的突变 体，并且发现了突变嵌合体不同细胞层之间的遗传物质：Nybom采用RFLP技术研究了红 星及其突变体，发现了杂交谱带在强弱上有别：金勇丰等用RAPD标记区别了桃品种“布 目早生”和其早熟芽变“大观1号”。在今后的进一步研究中，分子标记将作为果树芽变早 期鉴定的可靠方法之一。 二、芽变选种的程序和步骤 芽变育种分二级进行。第一级是从生产园（栽培圃）内选出变异优系，包括枝变、单株 变异，即初选阶段：第二级是对初选优系的无性繁殖后代进行比较筛选，包括复选和决选。 整个选种程序及其灵活运用如图3-3。 生产园 (初选) 初选优系 (栽培圃) 鉴定圃 (高接或移地) 复选圃 优良品系 +新品种 (复选) (决选) 图3-3芽变育种基本程序示意图 1.初选本阶段的工作包括发掘优良变异：对变异个体进行分析，调整育种程序：分 离变异体同型化。初选出芽变优系进入第二级育种程序。 (1)发掘优良变异根据己定的育种目标，采取座谈访问、群众选报、专业普查等多 种形式，将专业选种工作与群众性选种活动结合起来，对初选出的优系要进行编号并作出明 显标志，填写记载表格，果树植物的果实应单采单放。同时应选好生态环境相同的对照植株， 进行比较分析。 (2)分析变异，调整育种程序为了使发掘的优良芽变系能尽快地推广应用于生产， 育种程序可根据初选中各芽变系的具体情况加以灵活运用，以缩短育种年限。对初选发掘的 优良变异，经变异分析筛除肯定属于环境影响的饰变个体外，其余可按下列程序进行：①变 异不明显或不稳定的应继续观察，如果枝变范围太小，可通过修剪等使变异部分迅速扩大后 再进行分析鉴定：②变异性状十分优良，但不能肯定是否为芽变，可先进入移植（高接）鉴 定圃，再根据表现决定下一程序；②肯定是性状十分优良的芽变，但还有些性状尚不够充分 了解，可不经移植（高接）鉴定圃和复选圃：④肯定是性状十分优良的芽变，而且没有相关 的劣变，可不经移植（高接）鉴定圃和复选圃，直接作为复选入选品系参加决选：⑤对于一 年生草本作物，特别是花卉、蔬菜等初选优系进行评定后，可通过组织培养法直接入选优良 品系参加决选：⑥对于基本保持原优良品种综合经济性状的优良芽变系，可根据具体情况免 >
7 3 个随机碱基并用同位素等标记的寡聚核苷酸。其优点有：具有较高的可靠性和高效性，具 有共显性和显隐性，多态水平最高，检测位点最多，操作简便，分子识别率最高，速度快， Tm 值高，DNA 用量少等。利用分子标子方法，Ranni 等鉴定出一个加拿大白杨（Populus deltoides）离体微繁形成的突变；Wolf K．鉴别了菊花（Dendranthema grandiflora）的突变 体，并且发现了突变嵌合体不同细胞层之间的遗传物质；Nybom 采用 RFLP 技术研究了红 星及其突变体，发现了杂交谱带在强弱上有别；金勇丰等用 RAPD 标记区别了桃品种“布 目早生”和其早熟芽变“大观 1 号”。在今后的进一步研究中，分子标记将作为果树芽变早 期鉴定的可靠方法之一。 二、芽变选种的程序和步骤 芽变育种分二级进行。第一级是从生产园（栽培圃）内选出变异优系，包括枝变、单株 变异，即初选阶段；第二级是对初选优系的无性繁殖后代进行比较筛选，包括复选和决选。 整个选种程序及其灵活运用如图 3-3。 图 3-3 芽变育种基本程序示意图 1．初选 本阶段的工作包括发掘优良变异；对变异个体进行分析，调整育种程序；分 离变异体同型化。初选出芽变优系进入第二级育种程序。 （1）发掘优良变异 根据己定的育种目标，采取座谈访问、群众选报、专业普查等多 种形式，将专业选种工作与群众性选种活动结合起来，对初选出的优系要进行编号并作出明 显标志，填写记载表格，果树植物的果实应单采单放。同时应选好生态环境相同的对照植株， 进行比较分析。 （2）分析变异，调整育种程序 为了使发掘的优良芽变系能尽快地推广应用于生产， 育种程序可根据初选中各芽变系的具体情况加以灵活运用，以缩短育种年限。对初选发掘的 优良变异，经变异分析筛除肯定属于环境影响的饰变个体外，其余可按下列程序进行：①变 异不明显或不稳定的应继续观察，如果枝变范围太小，可通过修剪等使变异部分迅速扩大后 再进行分析鉴定；②变异性状十分优良，但不能肯定是否为芽变，可先进入移植（高接）鉴 定圃，再根据表现决定下一程序；②肯定是性状十分优良的芽变，但还有些性状尚不够充分 了解，可不经移植（高接）鉴定圃和复选圃；④肯定是性状十分优良的芽变，而且没有相关 的劣变，可不经移植（高接）鉴定圃和复选圃，直接作为复选入选品系参加决选；⑤对于一 年生草本作物，特别是花卉、蔬菜等初选优系进行评定后，可通过组织培养法直接入选优良 品系参加决选；⑥对于基本保持原优良品种综合经济性状的优良芽变系，可根据具体情况免 生产园 （栽培圃） （初选） 初选优系 鉴定圃 （高接或移地） 复选圃 优良品系 新品种 （复选） （决选）
去品种比较试验和品种适应性试验。 (3)变异体分离同型化由于芽变往往以嵌合体的形式存在，为使变异体达到同型化 和稳定，可采用分离繁殖、短截或多次短截修剪、组织培养等方法，主要有两个方向：一是 从部分周缘嵌合体中筛选周缘嵌合体，或进一步纯化为同质突变体；二是从扇形嵌合体筛选 纯化为同质突变体。筛选纯化工作，除利用嵌合体的自然转化之外，还可以利用人工促发不 定芽的方法或组织培养的方法，使突变的细胞分化为植株，成为同质突变体。 2.复选 (1)鉴定圃是用于对变异性状虽十分优良，但仍不能肯定其为芽变的个体，与其原 品种类型进行比较，为深入鉴定变异性状及其稳定性提供依据，同时也可为扩大繁殖提供材 料来源。鉴定圃可采用高接或移植的形式。对个体大、进入结果期迟的果树等园艺作物，以 采用高接鉴定圃为宜。它具有开花早、结果早，可在短时期内为鉴定提供一定数量鉴定材料 的优点。但必须注意用于高接的基砧及中间砧的一致性，可将初选变异系及其原品种（对照） 同时高接于同一树砧上，高接数量可根据砧木树冠大小而定。对于一些树体较小，通常采用 扦插、分株等方法繁殖的园艺作物，可采用移植鉴定圃，将变异体的无性繁殖后代与原品种 类型栽植于同一圃内，进行比较鉴定。 (2)复选圃是对芽变系进行全面而精确鉴定的场所。由于在育种初期往往只注意特 别突出的优变性状，所以除非能充分肯定无相关劣变的芽变优系外，对一些虽已肯定是优良 芽变，但只要还有某些性状尚未充分了解，均需进入复选圃作全面鉴定。复选圃除进行芽变 系与原品种间的比较鉴定外，同时也进行芽变系之间的比较鉴定，为繁殖推广提供可靠依据。 复选圃地的土壤地势要力求一致，将选出的多个芽变系及对照的无性繁殖后代，每系不 少于10株，在圃内采用单行小区，每行5株，重复2次，株行距可根据各种植物的株型大 小而定。异花授粉的果树种类，授粉品种可作为保护行配置。对嫁接繁殖的园艺作物种类， 砧木宜用当地习惯用类型，并注意芽变系与对照之间及各芽变系间砧木的一致性。 复选圃内应按品系或单株（每系10株以内）建立档案，进行连续3年以上（对于果树 或观花植物是指进入或开花以后)对比观察记载，对其重要性状进行全面鉴定，将结果记载 入档。根据鉴评结果，由负责育种单位写出复选报告，将最优秀的品系定为复选入选品系， 提交上级部门参加决选。 3.决选育种单位对复选合格品系提出复选报告后，由主管部门组织有关人员进行决 选评审。决选的品系，应由育种单位提供完整的资料和实物，包括：(1)该品系的育种历史、 评价和发展前景的综合报告：(2)该品系在选种圃内连续三年以上生物学与经济性状的完整 鉴定数据：(3)该品系在不同生产条件下的试验结果和有关鉴定意见：(4)该品系及对照的 新鲜果实，数量不少于25kg或形态照片。经过评审，确认在生产上有前途的品系，可由选 种单位予以命名，由组织决选的主管部门作为新品种予以推荐公布。育种单位在发表新品种 时，应提供该品种的详细说明书
8 去品种比较试验和品种适应性试验。 （3）变异体分离同型化 由于芽变往往以嵌合体的形式存在，为使变异体达到同型化 和稳定，可采用分离繁殖、短截或多次短截修剪、组织培养等方法，主要有两个方向：—是 从部分周缘嵌合体中筛选周缘嵌合体，或进一步纯化为同质突变体；二是从扇形嵌合体筛选 纯化为同质突变体。筛选纯化工作，除利用嵌合体的自然转化之外，还可以利用人工促发不 定芽的方法或组织培养的方法，使突变的细胞分化为植株，成为同质突变体。 2．复选 （1）鉴定圃 是用于对变异性状虽十分优良，但仍不能肯定其为芽变的个体，与其原 品种类型进行比较，为深入鉴定变异性状及其稳定性提供依据，同时也可为扩大繁殖提供材 料来源。鉴定圃可采用高接或移植的形式。对个体大、进入结果期迟的果树等园艺作物，以 采用高接鉴定圃为宜。它具有开花早、结果早，可在短时期内为鉴定提供一定数量鉴定材料 的优点。但必须注意用于高接的基砧及中间砧的一致性，可将初选变异系及其原品种（对照） 同时高接于同一树砧上，高接数量可根据砧木树冠大小而定。对于一些树体较小，通常采用 扦插、分株等方法繁殖的园艺作物，可采用移植鉴定圃，将变异体的无性繁殖后代与原品种 类型栽植于同一圃内，进行比较鉴定。 （2）复选圃 是对芽变系进行全面而精确鉴定的场所。由于在育种初期往往只注意特 别突出的优变性状，所以除非能充分肯定无相关劣变的芽变优系外，对一些虽已肯定是优良 芽变，但只要还有某些性状尚未充分了解，均需进入复选圃作全面鉴定。复选圃除进行芽变 系与原品种间的比较鉴定外，同时也进行芽变系之间的比较鉴定，为繁殖推广提供可靠依据。 复选圃地的土壤地势要力求一致，将选出的多个芽变系及对照的无性繁殖后代，每系不 少于 10 株，在圃内采用单行小区，每行 5 株，重复 2 次，株行距可根据各种植物的株型大 小而定。异花授粉的果树种类，授粉品种可作为保护行配置。对嫁接繁殖的园艺作物种类， 砧木宜用当地习惯用类型，并注意芽变系与对照之间及各芽变系间砧木的一致性。 复选圃内应按品系或单株（每系 10 株以内）建立档案，进行连续 3 年以上（对于果树 或观花植物是指进入或开花以后）对比观察记载，对其重要性状进行全面鉴定，将结果记载 入档。根据鉴评结果，由负责育种单位写出复选报告，将最优秀的品系定为复选入选品系， 提交上级部门参加决选。 3．决选 育种单位对复选合格品系提出复选报告后，由主管部门组织有关人员进行决 选评审。决选的品系，应由育种单位提供完整的资料和实物，包括：（1）该品系的育种历史、 评价和发展前景的综合报告；（2）该品系在选种圃内连续三年以上生物学与经济性状的完整 鉴定数据；（3）该品系在不同生产条件下的试验结果和有关鉴定意见；（4）该品系及对照的 新鲜果实，数量不少于 25kg 或形态照片。经过评审，确认在生产上有前途的品系，可由选 种单位予以命名，由组织决选的主管部门作为新品种予以推荐公布。育种单位在发表新品种 时，应提供该品种的详细说明书
第三节芽变的保存与利用 一.芽变的保存 芽变是一种新的作物种质资源，应该注意保存。由于芽变系的变异稳定性存在很大差异， 在保存过程中要判明变异的遗传效应。根据判断结果采取相应的保存措施，才能有效地保存 芽变系，通常采用的无性繁殖保存方法有：分生，扦插，嫁接，压条，组织培养等。保存的 目的主要是为了让这一芽变性状不被丢失，而有些园艺作物由于保存方法不当可使特异性状 丢失，如金边虎尾兰(Sansevieria trifasciata var..Laurentii N.E.Br.),若用扦插法则叶片金边 消失，要保持原种特性需用分株法。一般来讲，当某一变异性状被发现时主要先通过“形态 特征”表现，如果树的优劣是依据果实性状，花卉是依据花的艳丽程度，观叶植物以叶及株 型为主。在发现芽变系的利用价值后，及时用于育成新品种或用作中间材料，将新品种尽快 大面积推广试验，使其适应不同的生态环境，创造新的价值：或将中间材料予以保存，应用 于其它育种方面。 二、芽变的利用 变异体经过鉴定以后有可能是优变，也有可能是劣变，还有可能同时存在着优变性状与 劣变性状。但现代育种方法的趋势，是单一方法发展成为多种方法的综合运用。因此，在育 种时，应根据变异体的性状表现特点，确定其利用价值。 ①对于确属生产中能直接利用的优良变异，可经分离纯化后，直接选优繁殖成新品种。 ②对于生产和育种无利用价值的劣变，应及早淘汰。而优劣并存的芽变，可作为育种材 料，经过进一步人工诱变、有性杂交、花粉培育或组织培养等方法分离优劣性状，育成新品 种。 ③对于生产中罕见的，难以确定优劣的变异，应注意保存，并对变异性状进行深入分析， 作为后备的种质资源，探讨其在栽培和育种中应用的可能性。 主要参考文献 1.景士西主编.园艺植物育种学总论.北京：中国农业出版社，2000.116~127 2.沈德绪主编.果树育种学.北京：中国农业出版社，1998.5564 3.Moore J.N.,Janick J.Methodin Fruit Breeding.Purdue University Press,1983 推荐读物 1.林伯年，堀内昭作，沈德绪.园艺植物繁育学。上海：上海科学技术出版社，1994 2.石荫坪.果树突变育种.上海：上海科学技术出版社，1986
9 第三节 芽变的保存与利用 一．芽变的保存 芽变是一种新的作物种质资源，应该注意保存。由于芽变系的变异稳定性存在很大差异， 在保存过程中要判明变异的遗传效应。根据判断结果采取相应的保存措施，才能有效地保存 芽变系，通常采用的无性繁殖保存方法有：分生，扦插，嫁接，压条，组织培养等。保存的 目的主要是为了让这一芽变性状不被丢失，而有些园艺作物由于保存方法不当可使特异性状 丢失，如金边虎尾兰（Sansevieria trifasciata var. Laurentii N.E.Br.），若用扦插法则叶片金边 消失，要保持原种特性需用分株法。一般来讲，当某一变异性状被发现时主要先通过“形态 特征”表现，如果树的优劣是依据果实性状，花卉是依据花的艳丽程度，观叶植物以叶及株 型为主。在发现芽变系的利用价值后，及时用于育成新品种或用作中间材料，将新品种尽快 大面积推广试验，使其适应不同的生态环境，创造新的价值；或将中间材料予以保存，应用 于其它育种方面。 二、芽变的利用 变异体经过鉴定以后有可能是优变，也有可能是劣变，还有可能同时存在着优变性状与 劣变性状。但现代育种方法的趋势，是单一方法发展成为多种方法的综合运用。因此，在育 种时，应根据变异体的性状表现特点，确定其利用价值。 ①对于确属生产中能直接利用的优良变异，可经分离纯化后，直接选优繁殖成新品种。 ②对于生产和育种无利用价值的劣变，应及早淘汰。而优劣并存的芽变，可作为育种材 料，经过进一步人工诱变、有性杂交、花粉培育或组织培养等方法分离优劣性状，育成新品 种。 ③对于生产中罕见的，难以确定优劣的变异，应注意保存，并对变异性状进行深入分析， 作为后备的种质资源，探讨其在栽培和育种中应用的可能性。 主要参考文献 1．景士西主编．园艺植物育种学总论．北京：中国农业出版社，2000．116～127 2．沈德绪主编．果树育种学．北京：中国农业出版社，1998．55～64 3．Moore J．N., Janick J．Methodin Fruit Breeding. Purdue University Press，1983 推荐读物 1．林伯年，堀内昭作，沈德绪．园艺植物繁育学．上海：上海科学技术出版社，1994 2．石荫坪．果树突变育种．上海：上海科学技术出版社，1986
