작물의 유전적 특성을 개선하여 수확량이 많고 품질이 우수한 품종을 생산하는 기술입니다. 작물 품종 개량이라고도 합니다. 유전학을 기반으로 하며 식물 생태학, 식물 생리학, 생화학, 식물 병리학 및 생물 통계학에 대한 지식을 통합합니다. 저투입, 고효율의 생명공학 기술로 농장 생산 발전에 큰 의미가 있습니다.
재배 식물의 출현 초기부터 작물 육종(선발)의 씨앗은 인간의 단순한 심기 및 수확 활동에 포함되었습니다. 아가서에는 '옥수수와 기장은 무겁고 기름지고', '곡식과 밀은 껍질 속에 있다'는 내용이 나옵니다. 아침과 밤에 씨앗을 뿌려서 씨앗이 차례로 익었습니다. 주나라의 우리나라는 파종과 숙성 기간이 다른 작물 품종의 개념을 형성했음을 알 수 있습니다. 북위 시대 '기요민수'에는 86종의 곡물을 기록했는데, 성숙도, 모종과 이삭의 높이, 수확한 열매의 수, 쌀의 맛에 따라 분류했습니다. 명대 이생어경》(《明代李生御景稻》)은 가경 시대 강소성 쑤저우 지역의 벼 품종에 대해 자세히 기록한 것으로, 중국에서 가장 먼저 발간된 벼 품종 목록집입니다. 청나라 시대에는 기장의 품종이 약 500종, 쌀의 품종이 3,400종 이상이었으며, 당시 보편적으로 확인된 품종만 해도 3,000여 종에 달했습니다.
근대 육종 기술과 이론의 발전은 서유럽에서 시작되었습니다. 1719년 페어차일드(T. fairchild)는 잡종을 얻기 위해 최초로 인공 교배를 시도했고, 1823년 나이트(T.A. Knight)는 완두콩에서 부모가 1세대 잡종에 동일하게 기여하고 2세대는 분리되는 것을 발견했습니다. 1843년 J. 커트는 곡물 육종에 최초로 개체 선발을 사용했고, 1856년 L. 드 빌 모란은 사탕무에서 선발의 효과를 테스트하기 위해 "자손 식별" 방법을 명시적으로 제안했으며, 이는 "빌모린 분리 원리"로 알려지게 되었습니다. 빌모린 분리 원리는 나중에 "빌모린의 원리"라고 불렸습니다. 1849년 R.A. 가트너는 1세대와 2세대 부모 사이에 어느 정도의 친족 관계가 존재한다는 사실을 지적하고 많은 잡종이 건강하게 자란다는 사실을 발견했습니다. 종의 기원(1859)과 식물의 이종 및 자가 수정의 효과(1876)에 명시된 다윈의 선택과 교잡 및 진화 사이의 관계는 이후 작물 육종에 지대한 영향을 미쳤습니다.
멘델의 법칙은 세기가 바뀌면서 재발견되어 작물 육종을 새로운 단계로 끌어올렸습니다.W . L . Johnson(1903)이 제안한 순수계통이론은 순수계통 육종의 이론적 토대를 마련했을 뿐만 아니라 유전적 변이와 환경적 변이를 구분하는 강력한 논거를 제공했습니다. 이후 유럽과 북미의 많은 육종가들은 자가 수분 작물에서 육종 관행을 통해 점차 대중적인 혈통 선택 방법과 유연한 접근 방식을 발전시켰습니다. 다양한 수분 작물 중 G.H. 셸(1909)은 이스트(1904)와 자신의 옥수수 자가 교배 연구를 바탕으로 잡종 우성의 관련성을 지적했고, 이후 존스(D.F. Jones)가 옥수수에서 최초의 잡종을 개발했습니다. 이후 존스는 최초의 옥수수 잡종을 생산했고 1920년에는 두 가지 잡종 품종을 생산하는 프로그램을 제안하여 옥수수 육종에서 잡종의 이점을 더 폭넓게 활용할 수 있는 새로운 길을 열었습니다. 1940년대에는 G F 스프래그와 L A 테이텀이 제안한 적합성 개념이 자기적합성 부모를 선택하는 데 매우 중요했고, F H 헐이 제안한 개체군 개량을 위한 순환 선발 방법(하이브리드 이점 활용(식물) 참조)이 널리 사용되었습니다(하이브리드 이점 활용(식물)). 1927~1928년에 방사선 육종을 통해 초파리와 보리에서 엑스선이 유전적 돌연변이를 일으킬 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이후 화학적 돌연변이 유발법은 돌연변이 육종 분야를 더욱 확장시켰습니다(돌연변이 육종 참조). 콜히친은 식물 염색체의 배가를 성공적으로 유도하여 배수체 육종을 가능하게 했고(배수체 육종 참조), 먼 거리에 있는 잡종의 불임 문제를 효과적으로 극복했습니다. 1954년 시어스(E.R. Sears)의 밀 이수체 시스템 확립과 이후 밀 이수체 시스템의 발견은 중요한 의미를 가집니다. 1954년 E.R. 시어스에 의해 확립된 밀의 이수성 시스템과 이후 여러 상동 염색체 쌍 메커니즘의 발견은 외인성 유익 유전자의 도입을 용이하게 했습니다. 병 저항성을 위한 육종에서 1917년 스택맨(E.C. Stackman)이 제안한 밀잎녹병균의 생리학적 미생물 분화 이론과 1940년 플로어(H.H. Flohr)가 제안한 병 저항성 이론은 유전자 이론에 크게 기여했습니다. 그 후 1963년 폰 드 플랭크가 제안한 '수평 저항성'(즉, 비종 특이적 저항성)이라는 개념은 질병 역학과 생태 균형의 관점에서 질병 저항성을 위한 육종 전략을 더욱 구체화했습니다. 또한 1920년대 바빌로프가 시작한 전 세계 식물 자원 조사와 이를 바탕으로 형성된 작물 기원 센터 이론, 피셔(R.A. Fisher)와 라이트(S. Wright) 등이 생물학 연구 분야에 처음 적용한 수학 통계학도 작물 육종 기술 발전에 중요한 역할을 했습니다. 이러한 업적의 결과로 작물 육종은 결국 이론적 지침과 농업 생산에 큰 실용적 가치를 지닌 학문으로 발전했습니다.
중국이 작물 품종 개량을 위해 현대 육종 기술을 적용하기 시작한 것은 20세기 초부터입니다. 첫째, 쌀, 밀, 면화의 3대 작물 도입, 순수 계통 선발 및 교배를 통해 중대 마오투두(쌀), 진다 2905(밀), 중대 2419(밀), 지조더지면, 징실크면을 시범 및 홍보 우수 품종 대표로 선정 1949 ~ 1979 기간, 작물 육종, 곡물, 면화, 기름, 설탕, 대마, 담배 및 기타 밭작물의 육종 급속한 발전. 25개 품종이 생산에 사용되었으며, 그 중 265개 품종이 10,000무 이상 육성되었습니다. 현재 주요 작물은 대부분 개량되었습니다. 작물 육종의 목표는 수확량을 늘리는 것이며, 이를 위해 질병 저항성과 안정적인 수확량에 중점을 둡니다. 벼 난쟁이 육종은 1950년대 중후반에 이루어졌으며, 난쟁이 낭트, 사각 난쟁이, 진주 난쟁이 등 유명한 품종이 생산되었습니다. 이 성과는 밀, 수수, 옥수수 난쟁이 육종 개발도 촉진했습니다. 잡종 우위의 사용에서 우수한 체력과 농업 형질을 가진 옥수수 근친 교배 계통의 선발과 육종은 단일 교배의 추진을 가속화하여 점차 단일 교배를 기반으로 한 레이아웃을 형성하고 이중 교배, 삼중 교배 및 탑 크로스 응용을 결합했습니다.1983 년 옥수수 잡종 면적은 파종 면적의 70 %에 도달했습니다. 수수는 최초로 세포질 수컷 불임법을 사용하여 잡종을 생산했으며, 1960년대 후반부터 진자이 5호와 같은 다수확 잡종 조합이 육종되고 장려되었습니다. 그러나 이 분야의 주요 돌파구는 1970년대의 잡종 벼 육종으로, 이는 중국과 세계의 쌀 생산량을 획기적으로 증가시키는 데 크게 기여했습니다(잡종 벼 참조). 내병성 육종은 주로 벼 도열병, 잎마름병, 밀 녹병, 도열병, 흰가루병, 목화 시들음병, 황화 시들음병, 옥수수 크고 작은 반점병, 도열병, 고구마 흑점병, 땅콩 풋마름병, 붉은 아마 탄저병, 담배 흑신병 등에 대한 내성을 위한 육종으로 특히 밀의 녹병 저항성 육성의 성과는 더욱 괄목할 만하다. 이제 단일 내병성에서 다중 내병성 육종으로 발전하고 있습니다. 또한 고품질 다수확 장립종 해섬 목화, 저 에루산 유채, 고 유지 땅콩, 고 라이신 옥수수 육종 등 품질 개량 육종에도 일부 진전이 있었다.
기능성 육종은 작물 생산을 촉진하는 데 중요한 역할을 합니다. 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다.
수확량 증가: 중국의 곡물 작물은 평균 6~7년에 한 번씩 품종이 바뀌었고, 새로운 품종은 기존 품종에 비해 수확량이 약 15% 증가했습니다. 1949~1984년 기간 동안 중국의 주요 식량 작물의 수확량은 두 배 이상 증가했으며, 그 중 30~40%는 육종에 기인한 것으로 추정됩니다. Davic 1977에서 1930~50년대와 1960~70년대의 이중 교배와 단일 교배 옥수수 수확량을 비교한 결과 50년 동안 57~60%의 수확량 증가를 보였습니다. 국제 옥수수 및 밀 개량 센터(IMWIC)는 1960년대부터 높은 수확량, 썩음병 저항성, 넓은 적응성, 높은 수확 지수 등을 위해 많은 수의 반왜성 봄 밀 품종을 육종하여 남아시아와 중동의 농업 생산량 증가에 큰 역할을 해왔습니다.
내한성 또는 조기 성숙을 강화한 육종으로 점차 고위도 및 고지대로 작물의 분포가 확대되었습니다. 1950 년 이전에는 겨울 밀의 주요 농업 지역 인 중국과 티베트의 3200m 이상에서는 겨울 밀을 심지 않았으며 1950 년대 강한 겨울 "지방 밀"이 도입 된 후 봄과 겨울 밀 재배 지역이 급속히 발전했습니다. 1950 년대에 겨울철 강한 "뚱뚱한 밀"이 도입 된 후 봄과 겨울 밀을 모두 심는 지역으로 빠르게 발전했습니다. 극조생종 콩 품종의 선발과 육종으로 연간 활동 온도가 1800℃ 이상인 헤이룽장성 북부 지역에서도 콩을 심을 수 있게 되었습니다. 가뭄에 강한 작물과 품종의 육종은 반건조 지역에서 농업 생산의 꾸준한 성장에 기여했습니다. 해충 및 질병 피해를 완화하기 위해 품종 저항성을 사용하는 것은 비용 효율적인 조치임이 입증되었습니다. 예를 들어 1950년대 중반 미국 남부에서는 낭충 선충이 대두 생산에 치명적인 피해를 입혔지만, 최근에는 내충성 품종을 선발하고 육종한 덕분에 중국 황하와 화이하이 지역의 고구마 생산에 뿌리썩음병이 미치는 위협이 크게 감소했습니다. 브라질에서 산성 토양에서 알루미늄 피해에 저항하도록 육종된 밀 품종, 미국에서 순수한 바닷물로 관개할 수 있는 내염성 보리, 인이 부족한 토양에서 높은 수확량을 위해 국제 열대 농업 센터에서 선별한 콩 품종은 모두 작물의 바람직하지 않은 토양과 물 보존 조건을 개선하는 데 육종이 큰 잠재력을 가지고 있음을 보여주었습니다.
곡물의 품질 개선 곡물은 인간이 섭취하는 음식의 70%에 해당하는 칼로리를 제공하지만 단백질 함량은 낮습니다. 1950년대 겨울밀에서 고단백질 유전자가 발견되고 1960년대 초 옥수수에서 고라이신 돌연변이인 오팍 2(O2)가 발견된 이후 품질 육종에 급속한 진전이 이루어졌습니다. 미국에서는 기존 품종보다 수확량은 낮지 않으면서 단백질 함량은 1~2% 높은 겨울용 밀 품종이 다수 육성되었습니다. 국제 옥수수 및 밀 개량 센터(IMWIC)는 또한 O2 고 라이신 유전자와 단단한 배유를 가진 개량된 옥수수 개체군을 육종했습니다. 유지 종자 작물에서 소련은 지난 50년 동안 순환 선발을 통해 해바라기의 기름 함량을 30%에서 약 50%로 증가시켰습니다. 캐나다는 낮은 에루산과 낮은 황 배당체를 위해 유채를 성공적으로 육종했습니다. 면화 품질을 위한 육종은 섬유 품질을 지속적으로 개선하는 한편, 오일 함량이 높고 면화 페놀이 없으며 단백질이 높은 면화 품종을 육종하여 면화를 면유 작물로 만들기 위한 추가적인 노력을 기울여 왔습니다. 사료 작물 육종에서도 해로운 성분이 거의 또는 전혀 없는 품종을 육종하는 데 진전이 있었습니다.
생산 효율성 향상, 짧고 강한 식물의 선택 및 번식, 스파이크 층이 깔끔하고 성숙하며 곡물 작물 품종의 곡물을 떨어 뜨리기 쉽지 않은 것은 기계화 수확의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 난쟁이 수수 품종을 선택하여 밀 콤바인 수확기가 동시에 수수를 수확 할 수 있도록하여 미국의 수수 생산 발전을 효과적으로 촉진합니다. 단일 배아 품종을 선택하면 사탕무의 값 비싸고 힘든 심기 간 노동력을 크게 절약 할 수 있습니다. 또한 조생종 품종의 보급은 재식 지수를 높이고 토지 이용을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다.
육종 목표, 방법 및 프로그램은 높은 수확량, 안정적인 수확량, 고품질 및 고효율이라는 작물 육종의 동일한 요구 사항입니다. 그러나 구체적인 육종 목표는 현지 품종 및 육종 기반 현황과 자연 환경, 농업 시스템, 재배 수준 및 경제 상황에 따라 결정되어야하며 생산 발전과 함께 지속적으로 조정되어야합니다. 또한 표준으로 여러 품종 또는 지역을 대표하는 넓은 지역을 심고, 육종 목표의 방향을 구체적으로 유지 또는 개선, 개선 또는 공격 할 필요성을 명확히해야합니다.
육종 목표의 달성을 보장하기 위해서는 올바른 육종 방법, 합리적인 육종 프로그램의 개발이 필요합니다.
육종 방법 작물 육종 방법과 작물 번식 방법은 밀접한 관련이 있습니다. 성적으로 번식하는 작물은 기본적으로 자연 이종 비율이 4% 미만인 자가 수분 작물과 자연 이종 비율이 50% 이상인 이종 교배 작물의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다(표 1). 종종 이들 간의 잡종은 자가 수분 작물과 본질적으로 동일한 육종 원칙과 방법을 적용하기 때문에 육종 목적으로 자가 수분 작물로 분류되는 경우가 많습니다. 반면, 같은 번식 방식을 가진 작물이라도 꽃 구조와 개화 습성의 차이로 인해 서로 다른 방식으로 사육되는 경우가 많습니다.
자가교배 작물 집단은 여러 순수 유전자형이 혼합되어 있거나 이질성이나 동질성이 거의 없고 유전적 순도가 높은 단일 유전자형일 수 있습니다. 자가 교배된 자손은 쇠퇴하지 않고 정상적으로 성장하며, 교배 후 여러 세대에 걸친 자가 수분 후에 많은 순수 유전자형이 재형성됩니다. 이러한 유형의 작물에 적합한 육종 방법에는 주로 잡종 선택, 순수 계통 육종, 교배 육종(주로 종간 잡종) 및 역교배 육종이 포함됩니다. 궁극적인 목표는 고순도 품종을 육종하는 것입니다. 그러나 담배, 콩, 땅콩은 모두 자가 수정 작물이지만 육종 방법이 일정하지 않습니다. 담배는 자가 수정과 인공 교배가 쉽고 한 번의 수분으로 많은 수의 종자를 얻을 수 있지만 콩과 땅콩의 인공 교배는 번거롭기 때문에 육종 방법이 담배만큼 유연하지 않습니다. 또한 벼, 담배, 토마토와 같은 자가 수정 작물과 수수, 목화와 같이 자주 교배되는 작물도 잡종의 이점을 활용할 수 있습니다.
이종 작물은 다양한 유전자형을 포함하는 이질적인 집단을 가지고 있으며, 유전적으로 이형 접합성이 높고, 자가 교배 후 다양한 정도의 쇠퇴를 보이며, 재교배 후 정상으로 돌아갑니다. 이러한 유형의 작물에 적합한 주요 육종 방법으로는 잡종 선택, 순환 선택, 종간 교잡 및 통합 교잡이 있습니다. 회전 선발은 더 높은 수준의 잡종 선발, 즉 모 식물의 형질뿐만 아니라 선택된 식물과 초기 세대 잡종 성능의 자기 교배를 기반으로 우수한 잡종을 차례로 선택하면 두 부모가 함께 우수한 유전자를 가지고있어 언제든지 좋은 자기 유전 선 또는 통합 잡종의 합성에서 선별 할 수 있습니다. 자가 수정된 계통 간의 교배의 목표는 높은 수준의 이질성(즉, 최대 잡종 우성)을 얻는 것입니다. 종합 교배는 교차 테스트 또는 다중 교차 테스트를 기반으로 하며, 우수한 자가 유전 계통 또는 일반적인 적합성이 좋은 무성 계통(주로 5~10개)을 선별하여 혼합한 다음 무작위로 교배하여 이질 및 이형 접합 개체군을 생성합니다. 이형 접합 작물 집단의 이형 접합성은 크거나 작을 수 있으며 이형 접합성이 높을수록 좋습니다. 그러나 동일한 이형 접합 작물이라도 육종 방법은 다릅니다. 예를 들어 옥수수는 자가 수분이나 교잡이 비교적 간단하고 한 번의 수분으로 많은 자가 수분 또는 교잡 종자를 얻을 수 있어 잡종 우성을 이용하기 쉽지만, 알팔파는 자가 수분 비호감도가 다양하고 꽃 구조가 자가 수분과 인공 교잡을 어렵게 만듭니다. 또한 많은 십자화과가 자가 수분 비호환성으로 인해 열매를 맺지 못하며 옥수수와 다른 육종 절차와 방법으로만 육종할 수 있습니다.
감자, 고구마, 사탕수수, 딸기와 같은 무성 작물의 영양 기관은 자손을 번식시키는 데 사용됩니다. 육종된 품종의 표현형은 깔끔하고 일관성이 있지만 유전자형은 이형 접합성이 높습니다. 그들은 종종 돌연변이 또는 새싹 돌연변이를 가지고 있으므로 선택할 수 있으며 일부 지역이나 특정 조건에서 성 생식을 수행하여 잡종 개량 및 잡종 이점을 편리하게 사용할 수 있습니다. 동시에 영양 기관 생식의 자손은 분리없이 대대로 전달 될 수 있으며 이는 또한 적용 촉진에 도움이됩니다. 또한, 또 다른 종류의 융합없는 생식, 즉 수정없이 "씨앗"을 생산하거나 성적 생식 대신 영양 생식의 무성 세포 융합이 있습니다. 이러한 유형의 번식은 유전자 재조합을 방지하고 새로운 유형을 쉽게 생성하지 않습니다. 그러나 자주 발생하는 경우 인공 교잡을 통해 새로운 우량 조합을 선택하면 잡종 우성이 비교적 잘 유지될 수 있습니다. 이는 다년생 풀, 억새 및 기타 작물에 적용되었습니다.
유성 또는 무성, 자가 또는 이종, 일년생, 격년 또는 다년생 작물에 관계없이 육종 프로그램에는 네 가지 기본 접근 방식만 있습니다(표 2 및 그림). 순수 계통 육종 프로그램 중 하나는 자가 교배가 작물 자체에 부정적인 영향을 미치지 않는다는 사실에 기반하며, 순수한 조합을 이끌어내기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 다른 세 가지 이형 접합 육종 프로그램은 처음부터 끝까지 이형 접합성을 유지하거나(개방 수분 개체군, 무성 계통), 최종 단계에서 이형 접합성을 회복하기 전에 순수 계통을 분리합니다(잡종). 이형접합과 복제는 우성 효과를 포함한 모든 유전적 변이의 잠재력을 활용할 수 있지만, 순수 계통은 우성 효과를 활용할 수 없습니다. 이론적으로 개방형 수분 개체군은 모든 유전적 변이를 활용할 수 있지만, 실제로는 높은 이질성으로 인해 개체군 내 일부 유전자형이 바람직하지 않고 잡종 및 무성 계통보다 효율성이 약간 떨어지기 때문에 완전히 활용되지 않습니다. 그러나 이질성이 독특하다면 강점을 보완하고 일부 보완 효과를 낼 수 있습니다. 또한 돌연변이 육종과 일배체 육종은 위에서 언급한 기존 육종 기술과 함께 수행되는 경우가 많으며, 네 가지 기본 프로그램의 관련 측면을 보완하고 발전시키는 역할을 합니다.
원격 잡종 및 배수체 육종은 기존 육종과 본질적으로 다릅니다. 기존 육종에는 세포유전학적으로 이배체 수준 또는 이배체 행동으로 밀접한 관련이 있는 같은 종의 다른 품종 간의 유전적 개선이 포함됩니다. 원거리 잡종은 일반적으로 서로 다른 종 간의 교배를 의미합니다. 염색체 배가 기술은 종종 배수체 육종과 달리 원거리 잡종의 불임성을 극복하기 위해 사용됩니다. 그러나 텔레크로스가 항상 배수체 수준인 것은 아니며, 동배체를 제외한 배수체 육종은 텔레크로스입니다. 원격 교배와 배수체 육종이라는 두 가지 방법은 주로 기존 육종으로는 해결하기 어려운 문제를 해결하거나 특정 목표를 달성하기 위해 새로운 작물과 새로운 유형의 육종 프로그램을 인위적으로 만드는 데 사용됩니다. 두 가지 모두 큰 유전적 변이를 일으킬 수 있지만 기술적으로 어렵고 육종에 오랜 시간이 걸립니다. 일부 원리와 방법은 여전히 연구 중입니다(다중 육종 참조).
육종의 기본 단계4가지 기본 육종 프로그램의 구현에는 일반적으로 다음과 같은 기본 단계가 포함됩니다.
유전적 변이의 발견과 혁신적인 선발의 진행 속도와 효과는 유전적 변이의 크기, 변이 형질의 유전 가능성, 선발의 강도(또는 선발 압력), 즉 유전적 변이의 양과 질에 따라 달라집니다. 따라서 기존 변종의 발견과 활용에 주의를 기울이면서 필요한 새로운 유전적 변종을 만들기 위해 모든 노력을 기울여야 합니다. 작물 생식세포 자원의 수집과 연구는 유전적 변이의 발견과 창출을 위한 기초이며, 인공 교배는 현재 새로운 유전적 변이를 창출하는 가장 효과적인 수단입니다. 인공 교배에 사용되는 모체는 일반적으로 두 가지 유형이 있는데, 하나는 현지 자연 환경과 생산 조건에 적응한 우량 품종(계통)이고 다른 하나는 특정 장점이 있지만 현지 조건에 적합하지 않은 이국적인 재료입니다. 전자는 효과가 빠르지만 육종 효과가 충분히 분명하지 않습니다. 장기간 사용하면 유전적 기반이 점점 더 열악 해짐에 따라 유전적 취성이 발생합니다. 후자는 유전자 재조합 가능성이 있지만 건강에 해로운 증상을 유발할 수 있습니다. 따라서 다양한 유리한 형질을 육종 프로그램에 체계적으로 통합하고 모계 자료를 자주 정기적으로 사용할 수 있도록 모계 자료의 연구, 보관 및 처리에 주의를 기울이는 것이 중요합니다. 이 목표를 달성하기 위해 순환 선발과 이형 접합 작물의 개체군 개량이 설계되었습니다.
자가 수정 작물에서 유전적 변이를 생성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다: ① 수컷 불임 복합 교배. 즉, 많은 수의 유용한 원재료 수집, 샘플링, 혼합을 통해 한편으로는 여러 품종의 수컷 무균 계통 혼합 개체군과 함께 자연 및 인공 보조 교배를 통해 광범위하고 복잡한 원잡종 개체군의 유전적 기초를 형성합니다. 수년간의 자연 교배, 자연 선택, 인공 교배 및 인공 선택 후, 우수한 유전자 재조합은 다른 지역과 다른 목적의 육종 프로그램을 위해 지속적으로 개발되며 언제든지 새로운 우수한 품종이 육종됩니다. (2) 수컷을 인위적으로 죽임으로써 개체수를 개량하는 방법. 기본적인 방법은 위와 동일합니다. 수컷을 죽여 개체군을 섞어 인공수분으로 2~3년 동안 무작위로 교미시킨 후 선택해 새로운 개체군을 형성합니다. 개량 목표에 도달할 때까지 이 과정을 반복합니다. (iii) 복열 교배 및 선택적 교배. 서로 다른 형질을 가진 좋은 부모를 선발하여 1세대 부모를 위한 2열 교배를 하고, 이듬해에는 2세대 부모를 위한 2열 교배를 하고, 4년차에는 교배와 선발을 거친 2세대 부모 중 좋은 식물체를 선발하여 서로 교배하는 즉, 1차 선택교배를 하여 3세대 부모를 형성하고, 5년차에는 3세대 부모의 잡종 식물체 간 2차 선택교배를 실시하여 4세대 부모 등을 형성합니다. 각 부모 세대의 잡종 세대를 혼합하고 선발하여 잡종 2세대를 생산한 다음 기존 절차에 따라 육종을 계속했습니다. 이러한 방식으로 부모의 혁신은 기존 육종의 유전 적 기반을 강화하는 것과 결합 될 수 있습니다. (4) 2세대 잡종 식물 간의 교배. 인위적인 무작위 교배, 방향성 교배 또는 2세대 잡종 내 또는 잡종 간의 발산(준유전형) 교배는 나쁜 유전자 연결을 끊고 유리한 유전자 재조합을 촉진하며 유전자 변이의 범위를 넓히고 선택을 통해 새로운 유전자 연결 균형을 이룰 수 있습니다. 이 방법은 간단하지만 결과를 얻으려면 여러 차례의 짝짓기가 필요합니다.
유전자 변이의 선택과 고정유전자 변이가 충분하면 육종 목표에 따라 선택이 이루어져 종합적인 형질이 안정화될 수 있습니다. 그러기 위해서는 ① 올바른 선발 방법을 해결하는 데 집중해야 합니다. 우선 목표 형질을 명확히 하고 우선순위를 정해야 합니다. 그리고 형질의 성능 정도와 육종에서의 가치는 선형적인 관계가 없습니다. 식물의 키, 개화 기간, 병 저항성 등과 같은 단순한 유전 형질에 대해서는 표현형 선발을 할 수 있습니다. 수확량, 품질, 적응성과 같은 복잡한 유전 형질은 자손 분석으로 보완해야 합니다. 표현형 선택에서 발생할 수 있는 오류를 최소화하기 위해 초기 자료를 적절하게 선택할 수 있습니다. 병렬 선발은 일반적으로 몇 가지 직관적인 형질을 기반으로 하며, 퍼지 인덱스 선택, 즉 다양한 형질의 상대적 중요도와 유전성을 포착할 수 있는 유연성을 보완합니다. 후기 자료는 상대적으로 부족하기 때문에 보다 상세하고 포괄적인 평가가 필요합니다. 그러나 초기 세대에 필요한 물리화학적 스크리닝이 배제되지 않습니다. 여러 문자를 병렬로 선택할 때는 이들 간의 관계를 다루는 것이 중요합니다. 조기 성숙과 수확량, 수확량과 품질, 수확량 형질과 병 저항성과 같이 음의 상관관계가 있는 형질은 균형을 이루고 조정해야 합니다.
집단 크기와 선택의 관계에서 서로 다른 형질에 대한 선택의 강도는 동일하다고 가정합니다. 여기서 n은 식물의 수, s는 선택 강도, m은 형질의 수입니다. 즉, 선택된 문자가 많을수록 선택의 강도가 커지고(즉, S의 값이 작아짐) N이 커집니다. 문자가 20개라면 N은 상상할 수 없는 수치입니다. 그러나 실제로는 집중해야 할 특성이 많지 않기 때문에, 즉 m값이 그리 크지 않을 것입니다. 일반적으로 느슨했다가 단단해지는 강도를 가지며, S 값은 너무 작지 않습니다. 따라서 n은 너무 크지 않습니다. 이는 조합을 매칭할 때 부모 보완 형질의 수가 너무 크지 않아야 함을 나타냅니다. 적절한 식별 기술. 원시 재료는 일반적으로 하나씩 관찰하고 시각적으로 식별해야합니다. 정밀하고 미세한 물리 및 화학적 측정은 기기로도 수행 할 수 있지만 빠르고 쉽고 경제적이며 신뢰할 수 있어야합니다. 육종 후기 단계에서는 테스트할 재료의 수가 점차 줄어들고 그에 따라 형질 간극이 좁아집니다. 중요한 목표 형질을 엄격하게 선별하고 최적의 형질을 선발하기 위해서는 빠르고 정확한 판별 기술을 갖추고 표준화 및 정량화를 위해 노력해야 합니다. 적합한 스크리닝 조건. 예를 들어, 내병성 스크리닝은 일반적으로 인위적으로 병을 유발한 조건이나 병이 발생하기 쉬운 지역에서 실시하여 병의 정도를 적절히 파악해야 합니다. 수확량 특성과 적응성을 종합적으로 검토하고, 시비 및 재배 관리 수준에서 실험 밭과 현장 생산의 대표성을 파악하기 위해주의를 기울여야합니다. 또한 작물 육종 주기가 길기 때문에 세대 추가 및 다 지점 식별 작업을 강화하여 공간과 시간을 교환하는 것도 중요합니다.
품종(조합, 그룹) 선발, 증식, 홍보 대부분의 자료는 수천 개에 달하는 품종 선발에 투입됩니다. 단기간에 재배를 촉진할 수 있는 소수의 신품종을 선발하기 위해서는 먼저 재료의 역사와 주요 장단점을 파악하고 다양한 조건에서 가능한 반응이나 성능을 예측한 후 합리적인 현장 시험 설계와 관리 방안을 통해 실험 오류를 최소화하고 적절한 식별 기법으로 정확한 평가를 해야 합니다. 다년간의 다점, 단계적, 계층적 수확량 시험(지역 시험 포함)과 특성 식별을 거쳐야만 우수한 신품종을 선발할 수 있습니다. 우수한 품종이 확인되면 증식(종자 생산) 속도를 높이고 적기에 적격 종자를 생산하며 실증 및 홍보 과정에서 좋은 품종과 방법에 대한 지원 대책을 제시해야 합니다. 따라서 실정에 맞는 실증, 증식, 홍보 체계와 종자 검사 시스템을 구축하는 것이 매우 중요하다.
앞으로 중국의 육종 목표는 주로 저항성과 안정적인 수확량, 특히 병해충에 대한 저항성이 될 것으로 예상됩니다. 좁은 스펙트럼 저항성은 넓은 스펙트럼 저항성으로, 단일 저항성 육종은 다중 저항성 육종으로, '수직' 저항성은 '수평' 저항성과 결합하여 육종된 품종의 저항성을 더욱 튼튼하게 만들 것입니다. 영양 요구량이 증가하고 농업 시장의 경쟁이 치열해짐에 따라 품질 육종이 점점 더 중요해지고 있습니다. 동시에 식물 유형을 개선하고 개체군의 빛 에너지 활용도를 높이며 작물을 성숙에 더 적합하게 만드는 것도 재식량을 늘리고 단위 면적당 수확량을 더욱 향상시키는 중요한 조건이 될 것입니다. 번식 방법과 수단에 있어서는 관행과 비관행에는 항상 차이가 있습니다. 재래식을 주축으로 다양한 방법을 협력하고 통합적으로 적용하면 육종 수준이 더욱 향상될 것입니다. 일배체 기술과 유도 돌연변이를 결합하면 열성 돌연변이의 빈도를 높일 수 있고, 조직 배양과 원거리 잡종 및 배수체 육종을 결합하면 유용한 물질을 더 빨리 선별할 수 있으며, 염색체 공학은 기존 육종에서 외인성 유전자를 도입하는 일반적인 기술이 될 것이며, 플라스미드 치환도 유리한 유전 변이를 생성 할 것입니다. 또한, 핵융합 생식 및 기타 방법을 사용하여 잡종 우위를 수정하는 연구도 진행 중입니다. 1970년대 이후 컴퓨터의 사용은 육종의 효율성을 크게 향상시켰습니다. 세포 생물학과 분자 유전학의 급속한 발전으로 세포 융합, 분자 프로브 및 단일 유전자 복제와 같은 새로운 기술을 사용한 성공적인 실험은 작물 육종에 강력한 도구를 가져왔습니다. 이 모든 것이 가까운 미래에 작물 육종 기술에 새로운 혁명적 변화를 가져올 수 있습니다.
회전 선발은 그룹 내 개량과 그룹 간 개량 모두에 사용할 수 있습니다. 그룹 내 개량에서 회전 선택의 목적은 대립 유전자 빈도를 높여 개량된 그룹의 평균 성능을 극대화하는 것입니다. 그룹 간 개량은 유전자를 축적하여 개량된 그룹 간의 잡종과 개량된 그룹 간의 근친 잡종의 평균 성능을 최대화합니다. 개량된 집단 자체는 자유수분(OP) 품종 또는 잡종의 자가 번식하지 않는 부모로 사용하거나 근친 교배 계통의 육종 재료로 사용할 수 있습니다. 집단 내 개량된 순환 선발은 1974년부터 인도 옥수수 육종가들에 의해 광범위하게 연구되어 왔으며, 대부분 개량된 완전 자매 선발과 개량된 집단 선발, 개량된 코브-열 선발 및 반 자매 선발과 같은 다른 방법도 사용했습니다.