第三章1節(jié)品種及種質(zhì)資源

1、作物學(xué)通論課件第三章第三章 作作 物物 品品 種種 選選 育育與與 良良 種種 繁繁 殖殖作物學(xué)通論課件基本要求：基本要求：掌握有關(guān)品種、種質(zhì)資源以及掌握有關(guān)品種、種質(zhì)資源以及遺傳學(xué)原理的基本概念，了解作物的繁殖遺傳學(xué)原理的基本概念，了解作物的繁殖方式、品種類型及傳統(tǒng)的育種方法。方式、品種類型及傳統(tǒng)的育種方法。 重點：重點：掌握遺傳規(guī)律、作物的繁殖方式及掌握遺傳規(guī)律、作物的繁殖方式及基本的育種方法基本的育種方法難點：難點：遺傳學(xué)規(guī)律的內(nèi)容、作物的品種類遺傳學(xué)規(guī)律的內(nèi)容、作物的品種類型、育種特點型、育種特點作物學(xué)通論課件第一節(jié)品種及種質(zhì)資源第一節(jié)品種及種質(zhì)資源第二節(jié)作物育種的遺傳學(xué)原理第二節(jié)作物

2、育種的遺傳學(xué)原理第三節(jié)作物的繁殖方式與育種特點第三節(jié)作物的繁殖方式與育種特點（簡）（簡）第四節(jié)作物育種方法第四節(jié)作物育種方法（略）（略）第五節(jié)良種繁殖第五節(jié)良種繁殖作物學(xué)通論課件一、品種的概念一、品種的概念二、品種改良的任務(wù)二、品種改良的任務(wù)三、品種改良的目標(biāo)三、品種改良的目標(biāo)四、制定育種目標(biāo)的原則四、制定育種目標(biāo)的原則五、種質(zhì)資源五、種質(zhì)資源第一節(jié)品種及種質(zhì)資源作物學(xué)通論課件一、品種的概念一、品種的概念概念概念特性特性屬性屬性作物學(xué)通論課件作物品種作物品種(variety, cultivar)(variety, cultivar)：是指經(jīng)過人工選育或者發(fā)現(xiàn)并經(jīng)過改良是指經(jīng)過人工選育或者發(fā)現(xiàn)并

3、經(jīng)過改良而形成的形態(tài)特征和生物學(xué)特征一致、遺傳而形成的形態(tài)特征和生物學(xué)特征一致、遺傳性狀相對穩(wěn)定的植物群體。性狀相對穩(wěn)定的植物群體。作物學(xué)通論課件作物品種的作物品種的dusdus特征：特征：特異性（特異性（distinctnessdistinctness）一致性一致性(uniformity)(uniformity)（生物學(xué)、形態(tài)學(xué)、（生物學(xué)、形態(tài)學(xué)、農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀）農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀）穩(wěn)定性穩(wěn)定性(stability) (stability) 作物學(xué)通論課件生產(chǎn)資料屬性生產(chǎn)資料屬性 為了獲得更多的糧食，為了為了獲得更多的糧食，為了滿足人類生產(chǎn)、生活的需要，品種必須具有高滿足人類生產(chǎn)、生活的

4、需要，品種必須具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等特點，可進行再生產(chǎn)產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等特點，可進行再生產(chǎn) 經(jīng)濟類型屬性作物品種屬于某一植物分類經(jīng)濟類型屬性作物品種屬于某一植物分類學(xué)的種或亞種，但不同于變種，是經(jīng)濟上類別學(xué)的種或亞種，但不同于變種，是經(jīng)濟上類別地區(qū)性時間性地區(qū)性時間性 由于地區(qū)間生態(tài)、經(jīng)濟、栽由于地區(qū)間生態(tài)、經(jīng)濟、栽培等條件的不同以及各條件隨時間的推移而改培等條件的不同以及各條件隨時間的推移而改變，因而作物品種具有地區(qū)性和時間性變，因而作物品種具有地區(qū)性和時間性 品種屬性：品種屬性：作物學(xué)通論課件優(yōu)良品種（優(yōu)良品種（superior variety）：）：指在一定的條件下有較高的產(chǎn)量和較好的品質(zhì)

5、，指在一定的條件下有較高的產(chǎn)量和較好的品質(zhì)，并且有較大應(yīng)用前景的品種。并且有較大應(yīng)用前景的品種。 優(yōu)良品種的優(yōu)良是相對的，受栽培目的、地域優(yōu)良品種的優(yōu)良是相對的，受栽培目的、地域性、時間性等條件的限制。性、時間性等條件的限制。作物學(xué)通論課件優(yōu)良品種的作用：優(yōu)良品種的作用：（1 1） 提高單位面積產(chǎn)量：一般可增產(chǎn)提高單位面積產(chǎn)量：一般可增產(chǎn)20-30%20-30%，有的可達，有的可達40-50%40-50%。如雜交水稻。如雜交水稻。（2 2） 改善品質(zhì)：優(yōu)質(zhì)面包小麥、高賴氨改善品質(zhì)：優(yōu)質(zhì)面包小麥、高賴氨酸玉米等。酸玉米等。作物學(xué)通論課件（3 3）保持產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定，減輕自然災(zāi)害。）保持產(chǎn)量和品質(zhì)

6、穩(wěn)定，減輕自然災(zāi)害。如如btbt棉。棉。（4 4）擴大栽種地區(qū)。）擴大栽種地區(qū)。作物學(xué)通論課件（5 5） 有利改革耕作制度、復(fù)種指數(shù)提高、有利改革耕作制度、復(fù)種指數(shù)提高、發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化和提高勞動生產(chǎn)率。發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化和提高勞動生產(chǎn)率。作物學(xué)通論課件1 1、高產(chǎn)（、高產(chǎn)（high yieldhigh yield） 高產(chǎn)是產(chǎn)量性狀合理組合的結(jié)果：高產(chǎn)是產(chǎn)量性狀合理組合的結(jié)果： 產(chǎn)量產(chǎn)量= =單位面積株（穗）數(shù)單位面積株（穗）數(shù)* *每株（穗）粒數(shù)每株（穗）粒數(shù)* *百（千）粒重百（千）粒重 高產(chǎn)是群體高光合效率的最終結(jié)果：高產(chǎn)是群體高光合效率的最終結(jié)果： 產(chǎn)量產(chǎn)量= =（光合能力（光合能力/ /強

7、度強度* *光合面積光合面積* *光合時間光合時間- -呼吸消耗）呼吸消耗）* *經(jīng)濟系數(shù)經(jīng)濟系數(shù)三、品種改良的目標(biāo)三、品種改良的目標(biāo)作物學(xué)通論課件經(jīng)濟系數(shù)（經(jīng)濟系數(shù)（economic coefficienteconomic coefficient）又稱收獲）又稱收獲指數(shù)（指數(shù)（harvest indexharvest index）與株型和穗型等性狀有）與株型和穗型等性狀有密切關(guān)系密切關(guān)系合理株型是高產(chǎn)品種的基礎(chǔ)合理株型是高產(chǎn)品種的基礎(chǔ)作物學(xué)通論課件2 2、 優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)(superior quality )(superior quality )作物品質(zhì)分為：化學(xué)（營養(yǎng)）品質(zhì)、物理作物品質(zhì)分為：化

8、學(xué)（營養(yǎng)）品質(zhì)、物理品質(zhì)、加工品質(zhì)、食用品質(zhì)等品質(zhì)、加工品質(zhì)、食用品質(zhì)等品質(zhì)性狀與高產(chǎn)性狀間往往存在著品質(zhì)性狀與高產(chǎn)性狀間往往存在著矛盾，即高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，矛盾，即高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，應(yīng)注意協(xié)調(diào)二者的關(guān)系。應(yīng)注意協(xié)調(diào)二者的關(guān)系。作物學(xué)通論課件 3 3、穩(wěn)定性好（、穩(wěn)定性好（good stabilitygood stability） 指品種在大面積生產(chǎn)中保持連續(xù)和均衡指品種在大面積生產(chǎn)中保持連續(xù)和均衡的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的特性的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的特性品種的穩(wěn)定性與其對不良環(huán)境條件的抗品種的穩(wěn)定性與其對不良環(huán)境條件的抗耐性具有密切的關(guān)系耐性具有密切的關(guān)系作物學(xué)通論課件4 4、適應(yīng)性強（、適應(yīng)性強（g

9、ood adaptationgood adaptation） 例如棉花要求株型緊湊，生例如棉花要求株型緊湊，生長整齊，結(jié)鈴部位適中，吐長整齊，結(jié)鈴部位適中，吐絮集中，棉瓣易于離殼等，絮集中，棉瓣易于離殼等，這樣方能適應(yīng)機械化收獲的這樣方能適應(yīng)機械化收獲的要求要求氣候、土壤、栽培技術(shù)氣候、土壤、栽培技術(shù)未來的品種還應(yīng)適應(yīng)農(nóng)業(yè)機械化的要求未來的品種還應(yīng)適應(yīng)農(nóng)業(yè)機械化的要求作物學(xué)通論課件 育種目標(biāo)：育種目標(biāo)：是指一定地區(qū)的自然、耕作及經(jīng)是指一定地區(qū)的自然、耕作及經(jīng)濟條件下新品種應(yīng)具備的一系列優(yōu)良性狀的指標(biāo)。濟條件下新品種應(yīng)具備的一系列優(yōu)良性狀的指標(biāo)。 確定育種工作目標(biāo)是育種工作的前提，育種確定育種工

10、作目標(biāo)是育種工作的前提，育種目標(biāo)因地因時而有所不同。制定作物育種目標(biāo)的目標(biāo)因地因時而有所不同。制定作物育種目標(biāo)的主要根據(jù)和原則如下：主要根據(jù)和原則如下：四、制定育種目標(biāo)的原則四、制定育種目標(biāo)的原則作物學(xué)通論課件1 1、適應(yīng)自然條件，滿足國民經(jīng)濟需要，順應(yīng)生適應(yīng)自然條件，滿足國民經(jīng)濟需要，順應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的前景產(chǎn)發(fā)展的前景。 制定育種目標(biāo)時，首先考慮當(dāng)前的實際情況，制定育種目標(biāo)時，首先考慮當(dāng)前的實際情況，一個新品種的選育至少一個新品種的選育至少 6-76-7年，因此在制定育種年，因此在制定育種目標(biāo)時，必須預(yù)計到今后生產(chǎn)條件的變化及生產(chǎn)目標(biāo)時，必須預(yù)計到今后生產(chǎn)條件的變化及生產(chǎn)發(fā)展對品種的要求，使育種

11、工作走在發(fā)展的前面。發(fā)展對品種的要求，使育種工作走在發(fā)展的前面。作物學(xué)通論課件2 2、針對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中存在的問題，改進現(xiàn)有品種針對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中存在的問題，改進現(xiàn)有品種的主要不良性狀。的主要不良性狀。5050年代末年代末6060年代初長江流域提出的耐肥、抗倒年代初長江流域提出的耐肥、抗倒品種要求，選育了矮腳南特等矮稈品種后，早熟品種要求，選育了矮腳南特等矮稈品種后，早熟矮稈品種成為主要目標(biāo)矮稈品種成為主要目標(biāo)70 70 年代以來，為了適應(yīng)農(nóng)村經(jīng)濟體制改革和年代以來，為了適應(yīng)農(nóng)村經(jīng)濟體制改革和國民經(jīng)濟進一步發(fā)展的需要，對新品種提出了國民經(jīng)濟進一步發(fā)展的需要，對新品種提出了 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的育種要求高

12、產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的育種要求作物學(xué)通論課件3 3、分解育種目標(biāo)到具體性狀，論證性狀實現(xiàn)的分解育種目標(biāo)到具體性狀，論證性狀實現(xiàn)的可行性可行性。 制定育種目標(biāo)時，切忌泛泛地提出高產(chǎn)、穩(wěn)制定育種目標(biāo)時，切忌泛泛地提出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、 多抗等要求，而要將這些要求落實多抗等要求，而要將這些要求落實到具體的性狀上去。到具體的性狀上去。如水稻品種：如水稻品種： 高產(chǎn)：高產(chǎn)： 穗大、粒重的穗大、粒重的穗重型穗重型；分蘗力強、成穗率高的；分蘗力強、成穗率高的穗數(shù)型穗數(shù)型；早熟：早熟： 80 80 天或天或 100 100 天；天； 抗病：抗?。?抗稻瘟病、白葉枯病?？沟疚敛　兹~枯病。作物學(xué)通論課件4

13、4、實現(xiàn)同一地區(qū)范圍內(nèi)作物品種的合理搭配實現(xiàn)同一地區(qū)范圍內(nèi)作物品種的合理搭配育種實踐證明：要培育出一個能完全滿足生產(chǎn)上育種實踐證明：要培育出一個能完全滿足生產(chǎn)上各種需要的各種需要的“全才全才”品種是不大容易的，但分別品種是不大容易的，但分別選育出具有不同特點的選育出具有不同特點的“偏才偏才”品種，通過合理品種，通過合理搭配，以解決生產(chǎn)多樣化的需要是可能的。搭配，以解決生產(chǎn)多樣化的需要是可能的。作物學(xué)通論課件概念概念類型類型重要性重要性收集與保存收集與保存五、種質(zhì)資源五、種質(zhì)資源作物學(xué)通論課件種質(zhì)資源種質(zhì)資源 （germplasm resource）: 是指選育新品種的基礎(chǔ)材料，包括各種植物是指

14、選育新品種的基礎(chǔ)材料，包括各種植物的栽培種、野生種及人工創(chuàng)造的各種遺傳材料。的栽培種、野生種及人工創(chuàng)造的各種遺傳材料。 作物學(xué)通論課件種質(zhì)資源的類型：種質(zhì)資源的類型： （1 1）本地品種資源：本地品種資源：包括地方品種（又稱農(nóng)包括地方品種（又稱農(nóng)家品種，是在當(dāng)?shù)亟?jīng)過長期的自然進化和人工選家品種，是在當(dāng)?shù)亟?jīng)過長期的自然進化和人工選擇而形成的作物群體。）和改良品種（是指用科擇而形成的作物群體。）和改良品種（是指用科學(xué)的方法選育并已在當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用的品種。）學(xué)的方法選育并已在當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用的品種。） （2 2）外地品種資源：外地品種資源：特別是來自起源中心或特別是來自起源中心或次生起源中心的品種，往往集

15、中地反映了該作物次生起源中心的品種，往往集中地反映了該作物的遺傳多樣性。的遺傳多樣性。作物學(xué)通論課件（3 3）野生植物資源：野生植物資源：主要指該作物的近源野主要指該作物的近源野生種，也泛指一切可利用的野生物種。野生植物生種，也泛指一切可利用的野生物種。野生植物資源的成功利用經(jīng)常能在育種中取得重大突破，資源的成功利用經(jīng)常能在育種中取得重大突破，因為其往往具有某些特殊性狀（基因）。因為其往往具有某些特殊性狀（基因）。 作物學(xué)通論課件（4 4）人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源：）人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源：人工遠源雜交、人工遠源雜交、誘變、細胞融合、基因?qū)氲燃夹g(shù)創(chuàng)造的植物新誘變、細胞融合、基因?qū)氲燃夹g(shù)創(chuàng)造的植物新類

16、型類型。作物學(xué)通論課件種質(zhì)資源重要性：種質(zhì)資源重要性： （1）是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。育種工作的成育種工作的成敗很大程度上決定于發(fā)掘和掌握品種資源的數(shù)量敗很大程度上決定于發(fā)掘和掌握品種資源的數(shù)量和質(zhì)量，以及對它們研究的廣度和深度。和質(zhì)量，以及對它們研究的廣度和深度。如：水稻的矮化育種與如：水稻的矮化育種與“低腳烏尖低腳烏尖”、“矮矮腳南特腳南特”等；高賴氨酸玉米等；高賴氨酸玉米 opeque-2opeque-2，賴氨酸含量，賴氨酸含量比普通玉米高比普通玉米高70% 70% 。 作物學(xué)通論課件（）不斷發(fā)展新作物的主要來源（）不斷發(fā)展新作物的主要來源 地球上記載的地球上記載的30

17、30萬種植物，萬種植物，被人類利用的僅約被人類利用的僅約25002500種，即種，即1%1%，而作為食用作物的僅而作為食用作物的僅15001500種，即種，即0.5% 0.5% ，可見發(fā)掘植物資源的潛力還很大可見發(fā)掘植物資源的潛力還很大 作物學(xué)通論課件 隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類將繼續(xù)不斷隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類將繼續(xù)不斷從野生植物資源中發(fā)展更多的新作物，從野生植物資源中發(fā)展更多的新作物， 以滿足生以滿足生產(chǎn)和生活日益增長的需要。例產(chǎn)和生活日益增長的需要。例 ： 甜葉菊甜葉菊 、羅布、羅布麻、野苧麻、橡膠草、銀膠菊。麻、野苧麻、橡膠草、銀膠菊。 作物學(xué)通論課件甜葉菊甜葉菊（ swee

18、tening chrysanthemum ） 學(xué)名學(xué)名 stevia rebaudianum bertoni ，屬雙子葉植物綱，菊科多年屬雙子葉植物綱，菊科多年生草本植物。原產(chǎn)南美洲巴生草本植物。原產(chǎn)南美洲巴拉圭和巴西交界的阿曼拜山拉圭和巴西交界的阿曼拜山脈，現(xiàn)已成為栽培作物。其脈，現(xiàn)已成為栽培作物。其甜度為蔗糖的甜度為蔗糖的 100 100 倍，而熱倍，而熱能幾乎為零。能幾乎為零。作物學(xué)通論課件羅布麻羅布麻俗稱野麻俗稱野麻 , 主要分布主要分布在塔里木盆地的塔里木河、在塔里木盆地的塔里木河、孔雀河沿岸孔雀河沿岸 . 它一身是寶，它一身是寶，稈可作造紙原料，葉汁可作稈可作造紙原料，葉汁可作飲料

19、，飲料， 根莖枝葉所含乳膠液根莖枝葉所含乳膠液可提煉橡膠。羅布麻還有很可提煉橡膠。羅布麻還有很高的藥用價值，高的藥用價值，性微寒，味性微寒，味苦甘，能清熱降火，平肝息苦甘，能清熱降火，平肝息風(fēng)，主治頭痛、眩暈、失眠風(fēng)，主治頭痛、眩暈、失眠等癥：葉含羅布麻甘，具有等癥：葉含羅布麻甘，具有強心作用，制成羅布麻茶、強心作用，制成羅布麻茶、羅布麻藥片和羅布麻煙等可羅布麻藥片和羅布麻煙等可治療高血壓等癥。治療高血壓等癥。 作物學(xué)通論課件（）為避免品種遺傳基礎(chǔ)貧乏，必須利（）為避免品種遺傳基礎(chǔ)貧乏，必須利用更多的基因資源。用更多的基因資源。育種中選用遺傳基礎(chǔ)相同的一些基因資源造育種中選用遺傳基礎(chǔ)相同的一些

20、基因資源造成以下不良后果：（成以下不良后果：（1 1）抗逆性脆弱。（）抗逆性脆弱。（2 2）有利）有利重組的數(shù)量受到遺傳基礎(chǔ)狹窄的限制將使育種工重組的數(shù)量受到遺傳基礎(chǔ)狹窄的限制將使育種工作進展緩慢，甚至停滯不前。作進展緩慢，甚至停滯不前。 作物學(xué)通論課件（）是生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重要材料（）是生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重要材料 不同的品種資源各具有不同的生理和遺傳特不同的品種資源各具有不同的生理和遺傳特性，以及不同的生態(tài)特點，對其進行深入研究，性，以及不同的生態(tài)特點，對其進行深入研究，有助于闡明作物的起源、演變、分類、形態(tài)、生有助于闡明作物的起源、演變、分類、形態(tài)、生理和遺傳方面的問題。理和遺傳方面

21、的問題。 作物學(xué)通論課件（）是有生命的財富，亟待保護（）是有生命的財富，亟待保護 美國：美國： 18011850 18011850 年年 滅絕了滅絕了 4 4 個植物種，個植物種，18511999 18511999 年滅絕了年滅絕了 41 41 個植物種，個植物種，19011950 19011950 年滅絕了年滅絕了 45 45 個植物種。據(jù)估計：個植物種。據(jù)估計： 400 400 年前每年前每 3 3 年消失一個物種，而年消失一個物種，而 20 20 世紀(jì)以來，平均每世紀(jì)以來，平均每 8 8 個月個月就消失一個物種。云南景洪：就消失一個物種。云南景洪： 19641965 19641965 年

22、有年有 21 21 處野生稻群落，處野生稻群落， 19781979 19781979 年只剩年只剩 7 7 處了。處了。作物學(xué)通論課件（1 1）收集：征集、交換。收集：征集、交換。 有計劃地組織到國內(nèi)外進行有計劃地組織到國內(nèi)外進行 考察、采集。是收集品種資源考察、采集。是收集品種資源的主要途徑。的主要途徑。（2 2）材料的整理：材料的整理：確定收集材確定收集材料的植物學(xué)分類地位和生態(tài)類料的植物學(xué)分類地位和生態(tài)類型型種質(zhì)資源的收集與保存：種質(zhì)資源的收集與保存：作物學(xué)通論課件（3 3）種質(zhì)資源的保存：數(shù)量、生活力和原種質(zhì)資源的保存：數(shù)量、生活力和原有的遺傳變異性。有的遺傳變異性。 保存方式：保存方

23、式： a a、種植保存；、種植保存； b b、貯藏保存；、貯藏保存； c.c. 離體保存；離體保存； d.d. 基因文庫技術(shù)?；蛭膸旒夹g(shù)。作物學(xué)通論課件 12 12 年種一次，通過種植繁殖種子，年種一次，通過種植繁殖種子，以保存生活力。原則以保存生活力。原則: :盡量少種；盡量少種；集集中和分散保存。來自條件懸殊地區(qū)的品中和分散保存。來自條件懸殊地區(qū)的品種資源應(yīng)分別在不同的生態(tài)地點保存種資源應(yīng)分別在不同的生態(tài)地點保存 。作物學(xué)通論課件貯藏保存：貯藏保存：-18+-2-18+-2，相對濕度，相對濕度50%+-7%.50%+-7%.原理：迫使種子處于代謝作用的最低限度。原理：迫使種子處于代謝作用的最低限度。主要因素：主要因素：溫度：與種子壽命成負(fù)相關(guān)，溫度：與種子壽命成負(fù)相關(guān)，300 300 范圍內(nèi)，每降低范圍內(nèi)，每降低 55，種子壽命延長一倍，種子壽命延長一倍 濕濕度：影響種子含水量