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小麦遗传单一性及其经济影响研究,页数：38字数：91771 绿色革命与遗传物质单一化 优良品种的选育与推广及“绿色革命”，有效地提高了农作物的单产与总产，使世界上许多地区的农民摆脱了贫困。然而，由于选育和推广矮秆品种为主要内容的“绿色革命”，其矮秆品种的矮源多来自少数几个特殊的亲本，使世界各...
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小麦遗传单一性及其经济影响研究
页数：38 字数：9177
小麦遗传单一性及其经济影响研究
1 绿色革命与遗传物质单一化 优良品种的选育与推广及“绿色革命”，有效地提高了农作物的单产与总产，使世界上许多地区的农民摆脱了贫困。然而，由于选育和推广矮秆品种为主要内容的“绿色革命”，其矮秆品种的矮源多来自少数几个特殊的亲本，使世界各国生产上所采用的品种间的亲缘关系更加紧密。为此，一些学者对“绿色革命”以来矮秆品种的广泛推广与采用提出了批评，认为矮秆品种的广泛采用使作物失去了遗传种质的复杂性（Frankel, 1993; Dempsey, 1990）。另一些学者则将遗传多样性的遗失视作“绿色革命”的成本（Cooper, Vellve, and Hobbelink, 1992; Shiva, 1993，Heisey and Smale et al, 1997）。
在我国农业科技进步与粮食增长中，优良品种的选育与推广具有特殊的作用。回顾我国四十多年的发展历史，可以看到，每次品种的更新换代，对农业生产的发展都是一次大的推动。而在每一次农作物品种的更新换代中，骨干亲本起着关键作用（金善宝，1983）。由于这些具有特殊遗传基因亲本的采用，使新一代品种克服了生产上流行的某种病虫害或者解决了生产上长时间限制产量提高的因素而使农作物的单产水平出现飞跃。图1显示出几个小麦骨干亲本对我国15个省小麦生产的遗传贡献（即来自于所列亲本的遗传资源占全部15个省小麦播种面积的比例）。 然而，随着骨干亲本的出现和对生产所带来的革命性的进步，采用相同亲本育成的新品种数量则大幅度增加，使生产上同一作物的遗传基础趋于单一化，这种单一化所带来的后果尚未从实证的角度证明。本文将通过对我国15个省小麦生产上所采用的品种亲缘关系及其对产量影响的分析，探讨小麦遗传单一性与小麦产量间的关系。
2 遗传多样性指标 2.1 概念与理论 遗传多样性经济研究是近年来国际上的一个热门研究课题。所谓遗传多样性是指遗传物质的多样性。对某一作物（物种）而言，遗传多样性包括该作物群体内部遗传物质的来源及其组成比例；对于某一生物个体而言，遗传多样性则指该个体内部遗传物质的来源及组成。如果一个物种、一种作物或者一个生物个体的遗传物质来源越复杂，则称该物种、群体或者生物个体的遗传多样性越高。相反，则称该物种种群、作物或者个体的遗传多样性越低，或者遗传单一性越高。 根据现代遗传学理论与进化论，种群的多样性会影响到其生存与发展的延续性。一般而言，遗传多样性越丰富的种群，其生存能力越强，对外界环境的适应能力也越强；相反，遗传多样性越单一的种群，其对外界环境的适应能力则越弱，生存能力也越弱。 作物的遗传多样性也应符合上述理论。即某一时期，在某一地区所种植某一作物的遗传多样性越丰富，该种作物的产量就越稳定，产量也越高。然而，到目前为止，这一假设并未完全得到证实。学者们仅证明了多样性与粮食产量的稳定性间存在着正相关，即多样性越强，作物的产量越稳定（Small，et. al.，1998; Heisey, et. al, 1997）；尚未证实作物产量与作物多样性间存在着正相关关系。 2.2 亲本系数 目前国际上研究遗传多样性问题应用最多的指标为亲本系数(the coefficient of parentage，简称COP)。即通过品种系谱的分析，计算两个品种间具有相同遗传物质的比例。对于任何一对品种X与Y，其亲本系数的计算公式为： rXY = 1/2( rXA + rXB ) (1) 方程(1)中rXY表示品种X与品种Y间的亲本系数，rXA与rXB分别表示品种X与品种Y双亲间的亲本系数。 对于品种Z，其自身亲本系数的计算公式为： rZZ = 1/2(1+ Fz ) (2) 式(2)中Fz 为品种Z的近交系数，并定义其为Z品种获得相同基因片断的概率。如果Z的亲本为未知，那么根据该品种的纯合程度定义Fz为0（完全杂种，即染色体对间完全为杂合的）与1（
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1 绿色革命与遗传物质单一化 优良品种的选育与推广及“绿色革命”，有效地提高了农作物的单产与总产，使世界上许多地区的农民摆脱了贫困。然而，由于选育和推广矮秆品种为主要内容的“绿色革命”，其矮秆品种的矮源多来自少数几个特殊的亲本，使世界各国生产上所采用的品种间的亲缘关系更加紧密。为此，一些学者对“绿色革命”以来矮秆品种的广泛推广与采用提出了批评，认为矮秆品种的广泛采用使作物失去了遗传种质的复杂性（Frankel, 1993; Dempsey, 1990）。另一些学者则将遗传多样性的遗失视作“绿色革命”的成本（Cooper, Vellve, and Hobbelink, 1992; Shiva, 1993，Heisey and Smale et al, 1997）。
在我国农业科技进步与粮食增长中，优良品种的选育与推广具有特殊的作用。回顾我国四十多年的发展历史，可以看到，每次品种的更新换代，对农业生产的发展都是一次大的推动。而在每一次农作物品种的更新换代中，骨干亲本起着关键作用（金善宝，1983）。由于这些具有特殊遗传基因亲本的采用，使新一代品种克服了生产上流行的某种病虫害或者解决了生产上长时间限制产量提高的因素而使农作物的单产水平出现飞跃。图1显示出几个小麦骨干亲本对我国15个省小麦生产的遗传贡献（即来自于所列亲本的遗传资源占全部15个省小麦播种面积的比例）。 然而，随着骨干亲本的出现和对生产所带来的革命性的进步，采用相同亲本育成的新品种数量则大幅度增加，使生产上同一作物的遗传基础趋于单一化，这种单一化所带来的后果尚未从实证的角度证明。本文将通过对我国15个省小麦生产上所采用的品种亲缘关系及其对产量影响的分析，探讨小麦遗传单一性与小麦产量间的关系。
2 遗传多样性指标 2.1 概念与理论 遗传多样性经济研究是近年来国际上的一个热门研究课题。所谓遗传多样性是指遗传物质的多样性。对某一作物（物种）而言，遗传多样性包括该作物群体内部遗传物质的来源及其组成比例；对于某一生物个体而言，遗传多样性则指该个体内部遗传物质的来源及组成。如果一个物种、一种作物或者一个生物个体的遗传物质来源越复杂，则称该物种、群体或者生物个体的遗传多样性越高。相反，则称该物种种群、作物或者个体的遗传多样性越低，或者遗传单一性越高。 根据现代遗传学理论与进化论，种群的多样性会影响到其生存与发展的延续性。一般而言，遗传多样性越丰富的种群，其生存能力越强，对外界环境的适应能力也越强；相反，遗传多样性越单一的种群，其对外界环境的适应能力则越弱，生存能力也越弱。 作物的遗传多样性也应符合上述理论。即某一时期，在某一地区所种植某一作物的遗传多样性越丰富，该种作物的产量就越稳定，产量也越高。然而，到目前为止，这一假设并未完全得到证实。学者们仅证明了多样性与粮食产量的稳定性间存在着正相关，即多样性越强，作物的产量越稳定（Small，et. al.，1998; Heisey, et. al, 1997）；尚未证实作物产量与作物多样性间存在着正相关关系。 2.2 亲本系数 目前国际上研究遗传多样性问题应用最多的指标为亲本系数(the coefficient of parentage，简称COP)。即通过品种系谱的分析，计算两个品种间具有相同遗传物质的比例。对于任何一对品种X与Y，其亲本系数的计算公式为： rXY = 1/2( rXA + rXB ) (1) 方程(1)中rXY表示品种X与品种Y间的亲本系数，rXA与rXB分别表示品种X与品种Y双亲间的亲本系数。 对于品种Z，其自身亲本系数的计算公式为： rZZ = 1/2(1+ Fz ) (2) 式(2)中Fz 为品种Z的近交系数，并定义其为Z品种获得相同基因片断的概率。如果Z的亲本为未知，那么根据该品种的纯合程度定义Fz为0（完全杂种，即染色体对间完全为杂合的）与1（
