
園藝植物育種學(xué)
第一章 緒論
園藝植物育種學(xué)概念:研究選育園藝植物新品種的原理和方法的科學(xué)。
園藝植物育種的主要內(nèi)容:根據(jù)人類需要利用自然變異以及利用品種間雜交、遠(yuǎn)緣雜交、人
工誘變、離體組織培養(yǎng)和DNA分子改造等途徑來創(chuàng)造新的變異,
按照一定的目標(biāo)進(jìn)行選擇,篩選出新品種。
進(jìn)化:生物接受環(huán)境給予的刺激后產(chǎn)生形態(tài)和性狀的改變,以適應(yīng)現(xiàn)有的生境,這種演變發(fā)
生的過程稱為進(jìn)化。進(jìn)化分為自然進(jìn)化和人工進(jìn)化。達(dá)爾文把這些進(jìn)化的要素歸為變
異、遺傳和選擇。變異是選擇的基礎(chǔ),遺傳是選擇的保證,選擇是淘汰不良變異,積
累優(yōu)良變異的手段。
品種:指一個(gè)種內(nèi)遺傳特性穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高,具有共同來源和一致性狀的良種群體。
是育種的主要對象,同時(shí)也是栽培作物的基本單位。
新品種審定的主要內(nèi)容:優(yōu)良、適應(yīng)、穩(wěn)定、整齊、特異。
品系:育種過程中表現(xiàn)優(yōu)良的株系。
良種:指在一定時(shí)間、一定的地區(qū)生產(chǎn)上有發(fā)展前途、栽培面積較大的品種。
園藝植物育種的基本途徑:①雄性不育性的利用 ②遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)造新物種、新類型
③花藥培養(yǎng)和單倍體育種 ④誘變技術(shù)和誘變育種
育種的傳統(tǒng)方法:查(已有變異) 引(已有變異) 選(自然變異) 育(創(chuàng)新變異)
育種學(xué)的任務(wù):根據(jù)生產(chǎn)和消費(fèi)者對品種的要求,確定合適地育種目標(biāo),并根據(jù)園藝植物的
遺傳變異規(guī)律,不斷地創(chuàng)造新種質(zhì),培育新品種,以滿足生產(chǎn)和消費(fèi)的需要。
第二章 園藝植物的繁殖習(xí)性、品種類型和育種特點(diǎn)
完全花:一朵具有花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群的花稱完全花。
不完全花:缺少花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群一至三部分的花,稱不完全花。
自交:雌雄同體的生物同一個(gè)體上的雌雄交配。包括自花授粉和異花的同株授粉。
異交:不同個(gè)體上的雌雄交配。
自然異交率(%):F1中顯性性狀個(gè)體數(shù)/ F1總個(gè)體數(shù)×100%
自花授粉:雌蕊接受同一花朵的花粉叫自花授粉。
自花授粉植物:自然情況下,以自花授粉為主的植物叫做自花授粉植物。
特點(diǎn):①兼有雌蕊和雄蕊的完全花 ②雌雄蕊同時(shí)成熟
③不存在自交不親和 ④花器結(jié)構(gòu)有利于自花授粉
常自花授粉植物:指那些有自花授粉習(xí)性,但花器結(jié)構(gòu)不太嚴(yán)密,從而發(fā)生部分異花授粉的
植物,又叫常自交植物。異交率>10%
特點(diǎn):①遺傳上純度很高 ②自交或近交不發(fā)生衰退現(xiàn)象(原因:長期自交和人工選擇使
其不攜有致死或半致死基因)
異花授粉植物:指在自然狀態(tài)下雌蕊通過接收其它花朵的花粉受精繁殖后代的植物稱為異花
授粉植物,又叫異交植物。
特點(diǎn):①開放傳粉、雌雄蕊異熟,有利于異花授粉。
②風(fēng)媒花產(chǎn)生大量小、輕而易于飛揚(yáng)的花粉,雌蕊外露面大。
③蟲媒花色澤艷麗、濃郁而特異的氣味、發(fā)達(dá)的花冠和蜜腺可吸引傳粉動(dòng)物。
④有的存在自交不親和現(xiàn)象。
自由授粉植物:在花器結(jié)構(gòu)和開花授粉習(xí)性方面和典型的異花授粉植物相同,但能夠自由接
受自花及異花的花粉而正常受精和繁殖后代,實(shí)際上是異花授粉植物中不存
在自交不親和的種類。
特點(diǎn):攜帶隱性有害,乃至致死基因,導(dǎo)致近交衰退;但近交衰退程度輕于異花授粉植物。
品種的類型及選育特點(diǎn)
一、同型純合類
(1)純育品種 由遺傳背景相同和基因型純合的一群植物組成,主要是自花授粉植物的育
成品種。
選育特點(diǎn):對群體類型復(fù)雜的農(nóng)家品種或生物學(xué)混雜的品種群體,通過自花授粉和單
株選擇相結(jié)合的育種方法,一般經(jīng)1~2代,就可獲得純合穩(wěn)定的純育品種。
純育品種要求有優(yōu)良的農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀,對不符合要求的品種及其變異類
型,需采用人工雜交、誘變等增加變異類型。
(2)自交系 由某個(gè)優(yōu)良單株連續(xù)自交多代,經(jīng)過選擇而產(chǎn)生的基因型相對純合的后代
群體,或異花授粉作物在人工選擇、控制下連鎖自花授粉產(chǎn)生的后代。
選育特點(diǎn):①用于配制雜交種品種:要求有良好的配合力,群體內(nèi)個(gè)體基因型純合,個(gè)
體間基因型同質(zhì)。 ②異花授粉植物需采用多代套袋自交結(jié)合單株選擇。
③雌雄異株和自交不親和的種類需要姊妹交等。 ④常異花授粉植物易發(fā)生
雜交,應(yīng)適當(dāng)隔離。(自交系品種的選育一般采取自花授粉與單株選擇相結(jié)
合的育種方法)
二、同型雜合類
(3)雜交種品種 指用遺傳上純合的親本在控制授粉的條件下生產(chǎn)特定組合的一代雜種群
體。雜種優(yōu)勢顯著,有較高的生產(chǎn)力。
選育特點(diǎn): 選育步驟包括自交系選育和配合力測定。
(4)營養(yǎng)系品種 由單一優(yōu)選植株或變異器官無性繁殖而成的品種;無性繁殖的園藝植物
都屬于營養(yǎng)系品種。
選育特點(diǎn): 通過有性雜交和無性繁殖相結(jié)合的方法選育。(芽變選種)
三、異型純合類
(5)雜交合成群體 由自花授粉植物兩個(gè)或兩個(gè)以上主要性狀相似的純系品種雜交后繁育
而成的混合群體。
選育特點(diǎn) :不是任何兩個(gè)及以上的品種(系)合成的雜種群體都能符合生產(chǎn)要求,應(yīng)
研究親本本身的表現(xiàn),親本間性狀的差異及其親緣關(guān)系等。
(6)多系品種 由若干個(gè)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)型基本一致而抗性基因多樣化的相似品系的混合體。
(多系品種中的每個(gè)成員每年都要分別繁殖,以解決對病原菌不同生理小種
的抗性)
選育特點(diǎn): ①近等基因系依靠常規(guī)回交 ②近緣系多系品種需有一個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀好的品
系作為為雙交、復(fù)交和有限回交的共同親本。
四、異型雜合類
(7)自由授粉品種 由自由授粉植物和相鄰種植的其它品種之間的相互傳份得到的群體。
選育特點(diǎn):通常是從群體中按育種目標(biāo)選擇具有所希望的相當(dāng)數(shù)量的個(gè)體,將種子混
合形成下一代的混合選擇法。 如:①開花前淘汰次劣株,勿使其參與傳
粉。 ②將后代鑒定用于選擇 ③設(shè)法提高選擇的精確度(如MAS)等
(8)綜合品種 由異花授粉植物的若干個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀配合力良好、彼此相似的家系或自交系
在隔離條件下隨機(jī)交配組成的復(fù)雜群體。其遺傳基礎(chǔ)廣,對環(huán)境脅迫常具
有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
選育特點(diǎn): 利用配合力高的多系統(tǒng)雜交形成的后代,可幾代保持較高的雜合性,個(gè)體
基因型雜和,群體異質(zhì)。
自交的遺傳效應(yīng) ①自交使雜合基因型趨向純合 ②自交引起雜合基因型的后代發(fā)生性
狀分離 ③自交引起雜合基因型的后代生活力衰退
異交的遺傳效應(yīng) ①形成雜合基因型 ②增強(qiáng)后代的生活力,表現(xiàn)為生長勢、繁殖力、抗
逆性等性狀的增強(qiáng)和產(chǎn)量的提高。
第三章 育種對象和目標(biāo)
育種計(jì)劃制定流程 ①制定切實(shí)可行的育種目標(biāo) ②征集、評價(jià)、利用種質(zhì)資源 ③研究、
掌握性狀遺傳規(guī)律及變異多樣性 ④采用適當(dāng)?shù)挠N途徑和方法
⑤審定新品種 ⑥良種繁育
制訂育種目標(biāo)的主要根據(jù) (1)客觀需要 (2)主觀條件 (3)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益
(4)競爭優(yōu)勢
育種的主要目標(biāo)性狀:①高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)(產(chǎn)量) ②優(yōu)質(zhì)(品質(zhì)) ③適應(yīng)性強(qiáng) ④對病蟲害和
除草劑的抗耐性 ⑤成熟期 ⑥對機(jī)械化生產(chǎn)的適宜性
第四章 種質(zhì)資源
種質(zhì):是指決定生物遺傳性狀,并將其遺傳信息從親代傳給后代的遺傳物質(zhì),在遺傳學(xué)上稱
為基因。(其表現(xiàn)形式可能是:種、品種、植株、種子、枝條、細(xì)胞、DNA片斷)
種質(zhì)資源:植物中可用于育種栽培或其它生物學(xué)研究的各種植物類型及品種。
種質(zhì)資源類型及特點(diǎn):
①主栽品種(通常具有良好的經(jīng)濟(jì)性狀和較廣泛的適應(yīng)性,是育種目標(biāo)的基本材料)
②地方品種(適應(yīng)特定的地方環(huán)境,特別抗某些病蟲害等)
③原生種和原始栽培類型 (常具有栽培品種缺少的抗耐特性)
④近緣種(有些近緣種是抗病育種的好材料)
⑤育種材料(有些具有明顯優(yōu)于一般品種或類型的專長性狀)
瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說
①基因中心或變異多樣性中心 ②最初始的起源地稱為原生起源中心 ③遺傳變異性的同源系列規(guī)律 ④根據(jù)馴化的來源,將作物分為原生作物和次生作物
瓦維洛夫的作物起源中心:①中國起源中心或稱東亞起源中心 ②印度起源中心(印度—
馬來西亞補(bǔ)充區(qū)) ③中亞細(xì)亞起源中心 ④西亞中心 ⑤地中
海起源中心 ⑥埃塞俄比亞起源中心 ⑦南美和中美洲起源中
心 ⑧南美(秘魯—厄瓜多爾—玻利維亞)中心(智利中心、
巴西—巴拉圭中心)
作物起源中心學(xué)說的發(fā)展
①遺傳多樣性中心不一定就是起源中心
②起源中心不一定是多樣性的基因中心