浅析嫁接 杂交和转基因技术的异同

杜立新 曹伟平 郭庆港 宋 健

（河北省农林科学院植物保护研究所 河北 保定 071000）

浅析嫁接 杂交和转基因技术的异同

杜立新 曹伟平 郭庆港 宋 健

（河北省农林科学院植物保护研究所 河北 保定 071000）

优良品种对提高农作物产量、改善农作物品质具有不可替代的作用。在传统的农业作物繁殖及育种中，技术最为成熟、应用最为广泛的方法为嫁接和杂交。自从1986年国家“863计划”启动以来，现代生物技术在我国迅猛发展，越来越多的转基因技术应用到现代农业育种体系中，一大批具有重要应用价值包括高产、抗逆、优质等决定重要农艺性状的功能基因已被克隆。转基因育种是传统育种技术的自然延伸。那么，嫁接、杂交和转基因育种究竟有什么异同呢？

1 嫁接

嫁接是利用植物受伤后具有愈伤的机能来进行的，将一种植物的枝或芽(称为接穗)安插到另一种植物的茎或根上(称为砧木或台木)，两个部分长成一个完整的植株[1]。嫁接是一种无性繁殖方式，就好比安了假肢，属于外科手术，不涉及遗产物质(即基因)的重组与改变，作物品质的改善只是通过砧木的营养组织来实现的，接穗所结的果实和种子本身的基因不会改变，一切都是原来的物种，接的西瓜还是西瓜，和没有嫁接的西瓜差别不大。

嫁接的繁殖方式可以改善植物产量和品质、提高植物抗病性以及提升经济价值等。例如将西瓜嫁接到南瓜上，南瓜根系强壮，吸水吸肥能力强，嫁接之后，西瓜长势旺盛，产量增加，而且可以很好地防止西瓜枯萎病的发生[2]。再比如，普通的水杉价值较低，而通过嫁接手段培育成金叶水杉后，经济价值提高20多倍；普通的大叶女贞树通过嫁接培育成彩叶桢树后，其经济价值提高近百倍。常见的嫁接作物还有苹果接于沙果、梨接于杜梨或秋子梨、柿接于黑枣、核桃接于核桃楸等。

2 杂交

杂交是亲属关系很近的两种植物，通过自然或人为授粉的方式，经过选择和培育，形成下一代，从而产生新品种。杂交多发生在亲缘关系很近的同种、同属或同科物种之间，在自然界中是广泛存在的。杂交不会产生新基因，杂交育种的关键是不同的父本和母本配子中基因型的组合，通过自然或人为的方法把外来的基因导入到受体品种里，经过有性生殖使双亲的基因重新组合。杂交可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，产生优于亲本类型的优良基因。杂交育种是在一堆杂交产物中找到一个好的，具有很大的随机性、不可控性，需要耗费育种工作者大量的时间和精力，经验和运气也起着很大的决定作用，比如袁隆平先生的杂交水稻。

杂交分为远缘杂交和近缘杂交，近缘杂交一般是相同物种内的杂交(两个或多个品种间的杂交)，可以产生可育后代，比如杂交水稻，它的父本和母本都是水稻，如父本产量高，母本抗倒伏，需要在无数的杂交后代中筛选出既抗倒伏产量又高的水稻。再比如，杂交玉米比它们的亲本更为健壮，产量更高，种子更大。远缘杂交是不同种间、属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交[3]。自然发生和人工获得的远缘杂种也有很多例子，例如东北的苹果梨，是秋子梨和砂梨的天然杂交，具有品质好、丰产和抗寒的特点；福建的萘果，形似桃，但果面不披绒毛，肉质似李，品质优良，可能是李与桃的种间自然杂交。种间杂交还有普通小麦 ×硬粒小麦、陆地棉 ×海岛棉等，属间杂交有玉米 ×高粱、普通小麦 ×山羊草等。现在我国已通过远缘复式杂交成功培育出玉米稻、玉米麦，具有更强的抗病、抗倒伏能力，填补了国内空白。

3 转基因

转基因也是一种杂交育种的方式，更准确的说叫做分子杂交育种，是人为的把一个生物的优良性状基因拿出来，跟另外一个所需要的生产品种杂交，是一种更准确、更高效、更有针对性的定向杂交育种技术。常规杂交技术转移的是很多基因，而转基因是很准确的转移某个基因，就像装米一样，杂交是把一袋米装到另外一个袋子里，而转基因是从米袋里挑出一粒米，然后装到另外的袋子中某一个位置，是一种更准确的转移。

自然界中最常见的转基因现象是树长了瘤，树瘤通常是由于土壤中的根瘤农杆菌侵染到植物里，把细菌的基因转移到植物上而造成的。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并将细胞中的一段T—DNA插入到植物基因中，并诱导植物产生冠瘿瘤或发状根，农杆菌是一种天然的植物遗传转化系统[4～5]。

转基因育种的目的基因片段可以来源于特定的生物体基因组，也可以是人工合成指定序列的DNA片段。DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特性的遗传性状的个体[6]。转基因育种可以使重组生物表现出人们所期望的新性状，从而培育出新品种。优良的转基因作物，可以增加作物的产量，改善作物的品质，提高作物抗病虫、抗除草剂、抗逆及其它优良特性。运用转基因技术培育高产、优质、多抗、高效的新品种，能够有效降低农药和肥料的投入，对缓解资源约束、保护生态环境、改善产品品质、拓展农业功能等具有重要作用[7]。

目前，经我国政府批准生产和上市的转基因农产品只有棉花和番木瓜两项，通过进口用作加工原料的只有棉花、大豆、玉米、油菜。

[1]赵智勇，职明星，刘用生，等.植物嫁接杂交研究新进展 [J].生物学通报，2013，48(3)：4～6.

[2]高玉红，闫生辉，许娟，等.嫁接对西瓜根际土壤酶和叶片氮代谢酶活性及产量的影响 [J].中国瓜菜，2016，29(6)：10～13.

[3]张美玲，陈洪伟，王红利，等.植物远缘杂交育种现状与展望 [J].安徽农业科学，2015，43(1)：11～17.

[4]柴志坚，张芳，黄园园，等.根瘤农杆菌基因工程[J].分子植物育种，2016，14(1)：92～97.

[5]邓心安，许冰茹.天然的转基因 “工程师”及其对转基因食品的意蕴 [J].创新科技，2015(1)：50～52.

[6]张艺.浅析转基因育种技术 [J].种子世界，2004 (10)：56～57.

[7]阿里甫·艾尔西，孔杰，宁新民，等.国内海岛棉转基因育种研究进展及建议 [J].棉花科学，2012，34(5)：3～6.