第一章绪论〖1〗
第一节果树繁育技术的发展史
旧石器时代，人类是靠采集和狩猎来生活的；进入新石器时代，人类开始了栽培植物和饲养动物，而且是在保护其他生物的基础上来利用它们。这一点人类和其他生物的关系已与过去有所不同。栽培植物和饲养动物，可以看成是人类从很多野生动、植物中选择了人们易于管理的生物，在栽培和饲养条件下有意或无意地改良了它们的遗传特性。在栽培条件下植物特性发生了诸多变化，例如，种子不飞散、发芽整齐一致、植物体和种子的大型化、种子和果实的特殊颜色、毛刺等防御构造的消失、食物和饲料的食味、向自花授粉及一年生方向改变等。所有这些变化，在野生条件下不一定是有利的。栽培植物的进化可以说是处于人类的干预之下进行的，而且可以说育种是按照人们意志的定向生物进化。
生物的进化是从遗传物质的变异（基因突变、染色体的结构变异、染色体的数量变异、细胞质变异）及遗传物质重组产生的各种类型中选择适应的类型，由适应的类型组成群体且被隔离产生。人为地诱发遗传物质的变异及遗传物质的重组，再进行选择及隔离等过程，就形成了育种。
植物进行有性生殖是17世纪才被人们认识到的，进入18世纪后人们开始对植物进行人工杂交，1900年孟德尔（G．J．Mendel）发现遗传规律后，迅速发展的遗传学、细胞遗传学提高了人们对有性生殖及基于有性生殖的遗传变异的本质认识，巩固了品种间杂交和种间杂交育种的基础。
进入19世纪，人们开始了试验误差及与此有关的田间试验方法的研究。19世纪中期导入了作为提高选择精度的后代鉴定法。
约翰生（W．L．Johannsen）于1903年提出了“纯系学说”，明确了生物的变异是由遗传因素和非遗传因素两个方面引起的，就育种而言只是前者才有用。后来，费希尔（R.A.Fisher）、赖特（S.Wright）和霍尔丹（J.B.S.Haldane）等应用数理统计方法分析性状的遗传变异，推断群体的各项遗传参数，开辟了用数量分析的方法来确定变异在多大程度上由遗传因素决定的道路。另外，19世纪中期达尔文（C．R．Darwin）（1859）在《物种起源》一书中明确了生态的适应方式，论述了出于适应类型被选择，生物产生进化的观点。进入20世纪后，人们对与适应有关的各种性状进行了性状表现的遗传、生理、生态的基础研究，还研究了既简单而又正确的选择方法。这样就奠定了有计划地高效率地进行育种的基础。
1916年，沙尔（G．H．Shull）发现玉米的杂种优势现象，并于1917年开始用显性学说以解释杂种优势的原因。之后许多学者在燕麦、小麦等植物上进行的远缘杂交研究，最终将野生种的抗病基因成功转入栽培种，培育出了抗小麦秆锈病的新品种。
1927年，斯特德勒（L．J．Stadler）用X射线在内的多种具有离子化学反应的放射线、紫外线、化学药剂等成功地诱导玉米产生突变。1934年，Dustin等发现秋水仙素对细胞分裂起作用，1937年布莱克斯里（A．F．Blakeslee）等应用秋水仙素加倍染色体数目，奠定了多倍体育种方向。1933年，Rhodes等最先发现玉米细胞质雄性不育性，为以后许多植物利用雄性不育特性获得杂种优势打下了理论基础和准备条件。1949年，Chase等发现可用单倍体方法获得玉米的纯合二倍体。
在施莱登（M．J．Schleiden）和施旺（T．Schwann）创立的细胞学说的基础上，1902年德国植物生理学家哈布兰特（G.Haberlandt）提出了高等植物的组织和器官可以不断分割，直到单个细胞，并可以通过培养把植物的体细胞培养成为人工胚，每个细胞都像胚胎细胞那样可以经过在体外培养成为一棵完整的植株。
1904年，德国植物胚胎学家汉宁（E.Hanning）对萝卜和辣根的胚进行培养，提早长成了小植株。1922年，哈布兰特的学生Kotte和美国的Robbins采用无机盐添加糖和各种氨基酸的培养基对豌豆、玉米、棉花等根尖和茎尖进行培养，结果形成了缺绿的叶和根，并能进行无限地生长。1925年，Laibach将亚麻种间杂交不能成活的胚取出培养，使杂种胚成熟，继而萌发成杂种植株。
1934年，美国植物生理学家怀特（White）用无机盐、糖类和酵母提取物的培养基，进行番茄根尖培养，建立了第一个活跃生长的无性繁殖系，并能无限地继代培养，获得了离体根培养的真正成功。在以后的28年间转接1600代仍能生长，并利用根系培养物研究了光照、温度、pH、培养基组成对根生长的影响。接着，他用3种B族维生素——吡哆醇（B6）、硫胺素（B1）和烟酸（B3）代替了酵母提取物，于1937年配制成适合根培养的White综合培养基，发现了B族维生素对离体根生长的重要性。
法国的Gautheret（1934）在培养基中加入B族维生素和生长素后，使山毛柳形成层生长并形成愈伤组织。Nobecourt在培养胡萝卜根时，发现中央髓部细胞分裂活性很强，细胞增殖很快，愈伤组织每4～6周转接一次，可无限继代下去，这是首次从液泡化的薄壁细胞建立的愈伤组织培养物。
在这个时期，由于White、Gautheret、Nobecourt等的出色工作，建立了植物组织培养的综合培养基，它包括无机盐成分、有机成分和生长刺激素。同时也建立了进行植物组织培养的基本方法，成为当今各种植物组织培养技术的基础。怀特于1943年出版了《植物组织培养手册》，这是第一部有关植物组织培养技术的专著。
1948年，Skoog和我国学者崔瀓在烟草髓培养研究中，发现腺嘌呤或腺苷可以解除培养基中生长素（IAA）对芽的抑制作用，并诱导成芽，从而发现了腺嘌呤/生长素的比例是控制芽和根分化的决定性因素之一。随后，在寻找促进细胞分裂的物质中，Miller等发现了激动素（KT），它和腺嘌呤有相同的作用，且效果更好，比腺嘌呤活性高3万倍。Skoog和Miller（1957）提出植物激素控制器官形成的概念，指出在烟草髓组织培养中，根和芽的分化取决于细胞分裂素和生长素的相对浓度，比例高时促进芽的分化，比例低时促进生根。这一概念至今被人们所接受。
Steward和Reinert 1956年进行胡萝卜根愈伤组织的液体培养，其游离组织和小细胞团的悬浮液可以进行长期继代培养。他们于1958年以胡萝卜的悬浮细胞诱导分化成完整的小植株，并且开花结实，使50余年前哈布兰特细胞全能性假说首次得到科学的验证，这一成果大大加速了植物组织培养研究的发展。
1960年，Morel等对兰花茎尖进行组织培养，不仅能够快速繁殖兰花，还可以脱除病毒。其后植物离体微繁殖技术和脱毒技术得到快速发展。
1964年，Guha和Mabeshwari成功地从曼陀罗花药培养中诱导出单倍体植株。随后，Kameya和Hinata于1970年用悬滴法培养甘蓝和芥蓝杂种一代的成熟花粉，从单花粉培养中获得了单倍体植株，从而促进了植物单倍体细胞育种技术的发展。我国朱至清等（1975）设计的N6培养基，适合水稻和其他禾本科植物花药培养，在世界各国得到广泛应用，促进了花药培养的研究。
1960年，Cocking利用纤维素酶和果胶酶酶解细胞壁获得高产量的原生质体以后，原生质体培养发展起来。1971年，Takebe和Nagata对烟草叶肉细胞原生质体进行培养，6周后把形成的小细胞团转移到分化培养基上，3～4周后分化出大量的芽，最后诱导生根，首次将原生质体培养成完整植株。
1972年，Carlson用NaNO3作融合剂，使粉蓝烟草和郎氏烟草原生质体融合，首次获得两个烟草种间体细胞杂交株。Melchers等（1978）获得了马铃薯和番茄的属间体细胞杂种，而且该杂种具有耐寒性。
基因工程的出现是建立在几个重大发现和发明基础上的。1953年，Watson和Crick发现了DNA双螺旋结构，阐明了遗传信息传递的中心法则，使得人们对基因的本质有了越来越多的认识，也奠定了基因工程的理论基础。
1972年，美国斯坦福大学Berg博士的研究小组首次使用限制性内切酶EcoRⅠ分别对猿猴病毒SV40 DNA和λ噬菌体DNA进行酶切，然后用T4 DNA连接酶将两种酶切片段连接起来，第一次在体外获得了包括SV40和λ DNA的重组DNA分子。
1973年，Colen等将两种分别编码卡那霉素和四环素的抗性基因进行连接，构建重组DNA分子，然后转化大肠杆菌，获得了既抗卡那霉素又抗四环素的具有双重抗性的转化子菌落，第一次实现了基因克隆，基因工程也由此宣告产生。
植物基因工程对植物育种的影响有间接作用和直接作用。间接作用是筛选分子标记和构建分子标记遗传图谱，为植物育种提供参考；直接作用就是对植物基因进行遗传操作。
1974年，Grodzicker等第一次将限制性片段长度多态性（restriction fragment lergth polymorphism，RFLP）用作腺病毒温度敏感突变型的遗传标记。1980年Bostein等首次提出用RFLP构建人类遗传学连锁图，就是利用限制性内切酶酶解DNA片段后，产生若干不同长度的小片段，其数目和每一片段的长度反映了DNA限制位点的分布，可作为某一DNA的特有指纹。
1983年，首批转基因植物（烟草、马铃薯）问世。
1986年，PowellAbel等首次获得抗烟草花叶病毒（TMV）的转基因烟草植株，展现了转基因植物应用的喜人前景，植物基因工程随即进入快速发展时期。
1989年，简单重复序列多态性（simple sequence repeat polymorphism，SSRP）技术产生。1990年，Weber报道人类DNA中存在短的串联重复序列。所谓微卫星是由2～6bp的重复单位串联而成，一个微卫星长度一般小于100bp。不同品种或个体核心序列的重复次数不同，但重复序列两侧的DNA序列是保守的，利用与核心序列互补的引物，通过PCR扩增和电泳可分析不同基因型个体在每个SSR位点上的多态性。
1990年，Willians和Welsh等分别研究提出随机扩增多态性DNA（random amplified polymorphic，RAPD）技术，就是用一个（有时用两个）随机引物（一般8～10个碱基）非定点地扩增基因组DNA得到一系列的多态性DNA片段，然后电泳检测其多态性。遗传材料的基因组DNA如果在特定引物结合区域发生DNA片段插入、缺失或碱基突变，就有可能导致引物结合位点的分布发生相应变化，导致PCR产物增加、减少或发生分子质量变化，产生RAPD标记。
1993年，由荷兰Keygene公司科学家Zabeau和Vos发明的扩增片段长度多态性（amplified fragment length polymorphism，AFLP）技术获得欧洲专利局专利。它结合了RFLP技术的可靠性和PCR技术的高效性，具有DNA用量少，灵敏度高，不需要预先知道基因组的信息等优点。
1993年，首例转基因植物产品（耐贮存番茄）进入市场。
1993年，我国第一例转基因作物抗病毒烟草进入大田试验。
1996年，Lander提出SNP。它是对某特定区域的核苷酸序列进行测定，将其与相关基因组中对应区域的核苷酸序列比较，检测出单个核苷酸的差异，这个有差异的DNA区域称为SNP标记。SNP标记在大多数基因组中存在较高的频率，数量丰富，可进行自动化检测。
第二节现代果树繁育技术的研究内容
由于遗传学、生理学、统计学多种学科的进展，推动了果树育种的现代化途径与技术方法的研究。现在已经不单纯是选择自然芽变和人工杂交，而是综合运用分子遗传学与细胞生物学理论，采用生物物理与化学方法、细胞与基因工程技术，对植物品种种性进行改造，并育成新品种或物种，包括人工诱变育种、辐射诱变育种、激光诱变育种、航天诱变育种、离子束诱变育种和多倍体育种；利用植物组织培养技术育种，包括大（小）孢子培养、花粉（药）培养、体细胞杂交、胚培养育种、胚乳培养育种、无融合生殖育种等；分子标记辅助育种、转基因育种等新技术。随着现代农业的不断发展及各类科学对植物育种学的渗透和促进，为果树育种提供了一些新概念、新见解，从而丰富了果树育种
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