育種學(xué)第三章植物的繁殖方式

1、第三章第三章 作物繁殖方式與育種作物繁殖方式與育種（2學(xué)時(shí)） 基本要求：掌握主要植物的繁殖方式；對(duì)植物品種的基本基本要求：掌握主要植物的繁殖方式；對(duì)植物品種的基本要求；植物品種類型和特點(diǎn)。要求；植物品種類型和特點(diǎn)。 重點(diǎn)：對(duì)植物品種的基本要求；植物品種類型和育種特點(diǎn)重點(diǎn)：對(duì)植物品種的基本要求；植物品種類型和育種特點(diǎn) 難點(diǎn)：自交和異交的遺傳效應(yīng)；各類品種的育種特點(diǎn)。難點(diǎn)：自交和異交的遺傳效應(yīng)；各類品種的育種特點(diǎn)。 第一節(jié)第一節(jié) 植物的繁殖方式植物的繁殖方式 第二節(jié)第二節(jié) 不同繁殖方式植物的遺傳特點(diǎn)及其與育不同繁殖方式植物的遺傳特點(diǎn)及其與育 種的關(guān)系種的關(guān)系第三節(jié)第三節(jié) 植物的品種類型及其特點(diǎn)植物

2、的品種類型及其特點(diǎn)第一節(jié)第一節(jié) 植物的繁殖植物的繁殖方式方式植物繁殖方式植物繁殖方式有 性 繁 殖（sexual reproduction）無(wú) 性 繁 殖(asexual reproduction）自花授粉自花授粉（self-pollination）異花授粉異花授粉（cross-pollination）常異花授粉常異花授粉Often cross-pollination營(yíng)養(yǎng)體繁殖營(yíng)養(yǎng)體繁殖無(wú)融合生殖無(wú)融合生殖有性繁殖：有性繁殖：凡是由雌雄配子結(jié)合，經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，凡是由雌雄配子結(jié)合，經(jīng)過(guò)受精過(guò)程， 形成種子繁衍后代的繁殖方式。形成種子繁衍后代的繁殖方式。無(wú)性繁殖：無(wú)性繁殖：凡是不經(jīng)過(guò)兩性細(xì)胞受精過(guò)

3、程而繁殖凡是不經(jīng)過(guò)兩性細(xì)胞受精過(guò)程而繁殖 后代的繁殖方式。后代的繁殖方式。（一）自花授粉：一朵花的花粉傳播到同一朵花（一）自花授粉：一朵花的花粉傳播到同一朵花 的雌蕊柱頭上，或同株的花粉的雌蕊柱頭上，或同株的花粉 傳播到同株花的雌蕊柱頭上。傳播到同株花的雌蕊柱頭上。（二）異花授粉：雌蕊的柱頭接受異株花粉授粉。（二）異花授粉：雌蕊的柱頭接受異株花粉授粉。( (三三) ) 常異花授粉：同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉常異花授粉：同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉 繁殖后代的稱為繁殖后代的稱為常異花授粉常異花授粉。一、有性繁殖自花授粉植物： 天然異交率0-4%依據(jù)授粉方式植物又分為：依據(jù)授粉方式植物又分為：常異花

4、授粉植物：天然異交率常異花授粉植物：天然異交率5-49%異花授粉植物 ：天然異交率50-100%自花授粉植物（自花授粉植物（self-pollination crop）主要栽培植物：主要栽培植物：禾谷類：禾谷類：水稻、小麥、大麥、燕麥水稻、小麥、大麥、燕麥豆豆 類：類：大豆、花生、豌豆、菜豆、綠豆、小豆大豆、花生、豌豆、菜豆、綠豆、小豆 等等其其 他：他：芝麻、煙草、馬鈴薯、茄子、辣椒、番茄、芝麻、煙草、馬鈴薯、茄子、辣椒、番茄、 胡麻、亞麻胡麻、亞麻 等等ricewheatricesoybeanpeanutsesamesweet potatoeggplantcayenne pepper異花授

5、粉植物（異花授粉植物（cross-pollination crop）雌雄異株(dioecious)：菠菜、石刁柏、大麻、銀杏等雌雄同株異花(monoecious)：玉米、黃瓜、甜瓜、 南瓜、西瓜、蓖麻雌雄同花不同熟（dichogamy）或雌雄蕊異長(zhǎng)（heterogony） 蕎麥、向日葵、蔥、洋蔥、芹菜、胡蘿卜、甜菜、萵苣常異花授粉植物常異花授粉植物often cross-pollination crop 主要栽培植物：主要栽培植物： 高粱、棉花、谷子、蠶豆、甘藍(lán)型油菜、 芥菜型油菜 等f(wàn)ava1. 1. 自花授粉植物的花器構(gòu)造特點(diǎn)及開(kāi)花習(xí)性自花授粉植物的花器構(gòu)造特點(diǎn)及開(kāi)花習(xí)性 雌雄同花；雌雄同

6、花； 雌雄蕊同熟；雌雄蕊同熟； 開(kāi)花時(shí)間較短；開(kāi)花時(shí)間較短； 常常閉花授粉。常常閉花授粉。小小 麥麥 花花 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)水水 稻稻 花花 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)2.2.常異花授粉植物的花器常異花授粉植物的花器 構(gòu)造特點(diǎn)及開(kāi)花習(xí)性構(gòu)造特點(diǎn)及開(kāi)花習(xí)性 雌雄同花；雌雄同花； 異熟或雌雄蕊不等長(zhǎng)；異熟或雌雄蕊不等長(zhǎng)； 雌蕊外露，易接受外來(lái)花粉；雌蕊外露，易接受外來(lái)花粉； 開(kāi)花時(shí)間長(zhǎng)。開(kāi)花時(shí)間長(zhǎng)。 花器構(gòu)造特點(diǎn)：花器構(gòu)造特點(diǎn)：（1）雌雄異株）雌雄異株(dioecious)，雌花和雄花分別生長(zhǎng)，雌花和雄花分別生長(zhǎng)在不同的植株上，如大麻、菠菜、銀杏等；在不同的植株上，如大麻、菠菜、銀杏等；3. 3. 異花授粉

7、植物的花器構(gòu)造及開(kāi)花習(xí)性異花授粉植物的花器構(gòu)造及開(kāi)花習(xí)性（2）雌雄同株異花（）雌雄同株異花（monoecious），雌花和雄花），雌花和雄花分別著生在同一植株的不同部位，分別著生在同一植株的不同部位， 如如玉米、蓖麻、西玉米、蓖麻、西瓜、甜瓜、南瓜；瓜、甜瓜、南瓜；如甘薯、白菜、如甘薯、白菜、黑麥、蕎麥、黑麥、蕎麥、向日葵、甜菜、洋白菜、萵苣向日葵、甜菜、洋白菜、萵苣（3）雌雄同花，但自交不親和或雌雄不同熟、異長(zhǎng)。）雌雄同花，但自交不親和或雌雄不同熟、異長(zhǎng)。二、無(wú)性繁殖營(yíng)養(yǎng)體繁殖營(yíng)養(yǎng)體繁殖 vegetative:vegetative: 利用植物營(yíng)養(yǎng)器官的再生能力繁殖后代的方式利用植物營(yíng)養(yǎng)器官的

8、再生能力繁殖后代的方式無(wú)融合生殖無(wú)融合生殖 apomixesapomixes： 植物的雌雄配子未發(fā)生核融合而形成種子繁衍后代的方式植物的雌雄配子未發(fā)生核融合而形成種子繁衍后代的方式（一）營(yíng)養(yǎng)體繁殖（一）營(yíng)養(yǎng)體繁殖 vegetativevegetative營(yíng)養(yǎng)繁殖的器官有：營(yíng)養(yǎng)繁殖的器官有： 根、莖、葉、芽、塊根、塊莖、根、莖、葉、芽、塊根、塊莖、 匍匐莖、球莖、鱗莖等。匍匐莖、球莖、鱗莖等。營(yíng)養(yǎng)繁殖的作物有：甘薯、馬鈴薯、甘蔗、營(yíng)養(yǎng)繁殖的作物有：甘薯、馬鈴薯、甘蔗、 草莓、洋蔥、大蒜等草莓、洋蔥、大蒜等營(yíng)養(yǎng)繁殖的方法有：分根、扦插、壓條、營(yíng)養(yǎng)繁殖的方法有：分根、扦插、壓條、 嫁接、組織培養(yǎng)等嫁

9、接、組織培養(yǎng)等石刁柏（蘆筍）的雄株（黃花）和雌株（紅果）石刁柏（蘆筍）的雄株（黃花）和雌株（紅果）1. 1.單倍配子體無(wú)融合生殖（單性生殖）單倍配子體無(wú)融合生殖（單性生殖）雌雄配子不經(jīng)過(guò)正常受精而產(chǎn)生單倍體胚的一種生殖方式雌雄配子不經(jīng)過(guò)正常受精而產(chǎn)生單倍體胚的一種生殖方式孤雌生殖孤雌生殖：胚囊中的卵細(xì)胞未與精核結(jié)合直接形成單倍體胚胚囊中的卵細(xì)胞未與精核結(jié)合直接形成單倍體胚孤雄生殖孤雄生殖：進(jìn)入胚囊中的精核未與卵細(xì)胞結(jié)合直接形成單倍體胚進(jìn)入胚囊中的精核未與卵細(xì)胞結(jié)合直接形成單倍體胚花藥、花粉的離體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株，是人工創(chuàng)造孤雄生殖的一花藥、花粉的離體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株，是人工創(chuàng)造孤雄生殖的一

10、種方式種方式（二）無(wú)融合生殖（二）無(wú)融合生殖 apomixesapomixes： 包括：?jiǎn)伪杜渥芋w無(wú)融合生殖、二倍配子體無(wú)融合生殖、不定胚包括：?jiǎn)伪杜渥芋w無(wú)融合生殖、二倍配子體無(wú)融合生殖、不定胚2.二倍配子體無(wú)融合生殖二倍配子體無(wú)融合生殖指從二倍體配子體發(fā)育而成孢子體的無(wú)融合生殖類型。指從二倍體配子體發(fā)育而成孢子體的無(wú)融合生殖類型。大孢子母細(xì)胞不經(jīng)減數(shù)分裂而進(jìn)行有絲分裂（或由胚珠體細(xì)胞大孢子母細(xì)胞不經(jīng)減數(shù)分裂而進(jìn)行有絲分裂（或由胚珠體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂）而直接產(chǎn)生二倍體的胚囊，進(jìn)而形成種子進(jìn)行有絲分裂）而直接產(chǎn)生二倍體的胚囊，進(jìn)而形成種子-不不減數(shù)的單性生殖。減數(shù)的單性生殖。這個(gè)過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)減數(shù)

11、分裂，故胚囊里所有核都是二倍體。這個(gè)過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂，故胚囊里所有核都是二倍體。3.不定胚生殖不定胚生殖由由珠心或珠被珠心或珠被的二倍體細(xì)胞經(jīng)過(guò)有絲分裂而形成的二倍體細(xì)胞經(jīng)過(guò)有絲分裂而形成胚，與極核發(fā)育成的胚乳形成種子，胚，與極核發(fā)育成的胚乳形成種子，不經(jīng)過(guò)配子不經(jīng)過(guò)配子階段階段。柑桔類中常柑桔類中常 出現(xiàn)多胚現(xiàn)象，其中一個(gè)胚就是正常出現(xiàn)多胚現(xiàn)象，其中一個(gè)胚就是正常受精發(fā)育而成的。其余的胚則是受精發(fā)育而成的。其余的胚則是 珠心組織的二倍珠心組織的二倍體的體細(xì)胞進(jìn)入胚囊發(fā)育的不定胚。體的體細(xì)胞進(jìn)入胚囊發(fā)育的不定胚。三、植物授粉方式研究、天然異交率的測(cè)定三、植物授粉方式研究、天然異交率的測(cè)定1

12、.1.通過(guò)研究植物花器構(gòu)造、開(kāi)花習(xí)性、傳粉方式和雌、雄蕊通過(guò)研究植物花器構(gòu)造、開(kāi)花習(xí)性、傳粉方式和雌、雄蕊 的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)；的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)； 雌雄異株、同株異花等有利于異交；閉花授粉等利于自交雌雄異株、同株異花等有利于異交；閉花授粉等利于自交2.單株隔離自交，觀察結(jié)實(shí)性和后代表現(xiàn)。單株隔離自交，觀察結(jié)實(shí)性和后代表現(xiàn)。套袋隔離條件下不能正常結(jié)實(shí)初步判定為異花授粉套袋隔離條件下不能正常結(jié)實(shí)初步判定為異花授粉 ；再進(jìn)一步根據(jù)自交后代表現(xiàn)最終判斷其授粉方式。再進(jìn)一步根據(jù)自交后代表現(xiàn)最終判斷其授粉方式。3.采用遺傳試驗(yàn)確定自然異交率采用遺傳試驗(yàn)確定自然異交率方法步驟：方法步驟：父本 顯性標(biāo)志性狀; 母本

13、 相應(yīng)隱性性狀;如棉花綠苗對(duì)芽黃苗，小麥紅芽鞘對(duì)綠芽鞘，大豆紫花瓣對(duì)白花瓣等父、母本間行種植或父本種在母本周圍;收母本植株種子，播種，統(tǒng)計(jì)顯性個(gè)體出現(xiàn)的比例 即自然異交率：自然異交率自然異交率()(F1中具顯性性狀的植株數(shù)中具顯性性狀的植株數(shù)/F1 代代 總植株數(shù)總植株數(shù))100 第二節(jié)第二節(jié) 不同繁殖方式植物的遺傳特點(diǎn)不同繁殖方式植物的遺傳特點(diǎn)及其與育種的關(guān)系及其與育種的關(guān)系一一. . 自花授粉植物自花授粉植物二二. . 異花授粉植物異花授粉植物三三. . 常異花授粉植物常異花授粉植物四四. . 無(wú)性繁殖植物無(wú)性繁殖植物一一. 自花授粉植物群體遺傳特點(diǎn)自花授粉植物群體遺傳特點(diǎn) 1.基因型純合

14、，群體中的個(gè)體基因型、表現(xiàn)型基本一致基因型純合，群體中的個(gè)體基因型、表現(xiàn)型基本一致 AbcDEf AbcDEf2.遺傳性相對(duì)穩(wěn)定遺傳性相對(duì)穩(wěn)定3.自交不退化自交不退化AAbbccDDEEff二二. 異花授粉植物群體遺傳特點(diǎn)異花授粉植物群體遺傳特點(diǎn)1. 1. 個(gè)體基因型雜合，群體表型多樣，群體中個(gè)體基因型雜合，群體表型多樣，群體中個(gè)體基因型、表型不一致個(gè)體基因型、表型不一致 AbcD aBcD AaBbccDD AbcD ABCd AABBCcDd2. 要獲穩(wěn)定的純合后代和保證選擇效果必須控制授粉并進(jìn)行多要獲穩(wěn)定的純合后代和保證選擇效果必須控制授粉并進(jìn)行多次選擇次選擇3.自交生活力衰退，雜交產(chǎn)生

15、雜種優(yōu)勢(shì)自交生活力衰退，雜交產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)三三. 常異花授粉植物群體遺傳特點(diǎn)常異花授粉植物群體遺傳特點(diǎn)1.主要性狀是同質(zhì)純合的，群體多為異質(zhì)群體。表 現(xiàn)型大體一致，但又包含不同比例的變異個(gè)體2.自交后代性狀分離不嚴(yán)重。3.自交后代生活力衰退不嚴(yán)重。四四. . 無(wú)性繁殖植物群體遺傳特?zé)o性繁殖植物群體遺傳特點(diǎn)點(diǎn)1.1.后代表型與母體相同；后代表型與母體相同；2.2.同一無(wú)性繁殖系內(nèi)的植株遺傳基礎(chǔ)相同；同一無(wú)性繁殖系內(nèi)的植株遺傳基礎(chǔ)相同；3.3.如果來(lái)自雜交后代，個(gè)體的基因型是雜合的，若用如果來(lái)自雜交后代，個(gè)體的基因型是雜合的，若用種子繁殖，后代出現(xiàn)分離。種子繁殖，后代出現(xiàn)分離。第三節(jié)第三節(jié) 植物的品

16、種類型及育種特植物的品種類型及育種特點(diǎn)點(diǎn)一一. 植物品種的類型植物品種的類型二二. 各類品種的育種特點(diǎn)各類品種的育種特點(diǎn)一一. 植物品種類型植物品種類型1.純系品種2.雜交種品種3.群體品種4.無(wú)性系品種植物品種植物品種純系品種（pure line cultivar）雜交種品種(hybrid cultiva）異花授粉作物的異花授粉作物的自由授粉品種自由授粉品種自花授粉作物的自花授粉作物的雜交合成群體雜交合成群體多系品種多系品種群體品種(population cultiva）無(wú)性系品種(clonal cultiva）1.純系品種純系品種純系品種：由一個(gè)變異單株或雜交組合經(jīng)過(guò)純系品種：由一個(gè)變異單

17、株或雜交組合經(jīng)過(guò) 多代自交、選擇育成的品種。多代自交、選擇育成的品種。 純系品種群體的遺傳特點(diǎn)：純系品種群體的遺傳特點(diǎn)： 個(gè)體基因型純合；個(gè)體基因型純合； 群體同質(zhì)；群體同質(zhì)； 自交不退化。自交不退化。 2.雜交種品雜交種品種種 在嚴(yán)格選擇親本和控制授粉的條件下，產(chǎn)生的雜在嚴(yán)格選擇親本和控制授粉的條件下，產(chǎn)生的雜交組合的交組合的F F1 1群體。群體。 雜交種品種群體的遺傳特點(diǎn)：雜交種品種群體的遺傳特點(diǎn)： 個(gè)體基因型高度雜合，表現(xiàn)出很高的生產(chǎn)力；個(gè)體基因型高度雜合，表現(xiàn)出很高的生產(chǎn)力； 群體同質(zhì)，表現(xiàn)型整齊一致；群體同質(zhì)，表現(xiàn)型整齊一致； 近交分離，只利用近交分離，只利用F F1 1的雜種優(yōu)勢(shì)

18、。的雜種優(yōu)勢(shì)。異花授粉作物的異花授粉作物的綜合品種綜合品種是由多個(gè)自交系或是由多個(gè)自交系或自交系間雜交種，經(jīng)過(guò)充分自由授粉，混合自交系間雜交種，經(jīng)過(guò)充分自由授粉，混合選擇而成的遺傳平衡群體選擇而成的遺傳平衡群體 遺傳特點(diǎn)：遺傳特點(diǎn)： 個(gè)體基因型是雜合的。個(gè)體基因型是雜合的。 群體是異質(zhì)的，但具有一個(gè)或多個(gè)代表本品種群體是異質(zhì)的，但具有一個(gè)或多個(gè)代表本品種特征的性狀，以區(qū)別與其它品種。特征的性狀，以區(qū)別與其它品種。 3.群體品種群體品種 主要包括以下幾種：主要包括以下幾種：（1 1）異花授粉植物的自由授粉品種）異花授粉植物的自由授粉品種（2) 2) 自花授粉植物的雜交合成群體自花授粉植物的雜交合

19、成群體（3 3）多系品種）多系品種（1 1）異花授粉植物的自由授粉品）異花授粉植物的自由授粉品種種 個(gè)體基因型是雜合的。個(gè)體基因型是雜合的。 群體是異質(zhì)的，但保持著一些本品種的主要特群體是異質(zhì)的，但保持著一些本品種的主要特 征特性，以區(qū)別于其他品種。征特性，以區(qū)別于其他品種。 （2 2）自花授粉植物的雜交合成群體）自花授粉植物的雜交合成群體是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的純系品種雜交后進(jìn)行繁殖、分離，并主要靠自然選擇，逐漸形成的一個(gè)較穩(wěn)定的群體。遺傳特點(diǎn)：遺傳特點(diǎn)：個(gè)體基因型純合。個(gè)體基因型純合。群體是異質(zhì)的。群體是異質(zhì)的。（3 3）多系品種）多系品種 由若干個(gè)純系品種（可以用近等基因系）的種子按一由若干

20、個(gè)純系品種（可以用近等基因系）的種子按一定比例混合后繁殖而成的后代群體。定比例混合后繁殖而成的后代群體。 遺傳特點(diǎn)：遺傳特點(diǎn)： 相似的遺傳背景；相似的遺傳背景； 個(gè)別性狀存在差異。個(gè)別性狀存在差異。 4.4.無(wú)性系品種無(wú)性系品種 由一個(gè)無(wú)性系經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)器官繁殖而成的群體。由一個(gè)無(wú)性系經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)器官繁殖而成的群體。 由孤雌生殖、孤雄生殖產(chǎn)生的種子，最初繁殖的后代，也由孤雌生殖、孤雄生殖產(chǎn)生的種子，最初繁殖的后代，也屬于無(wú)性系品種。屬于無(wú)性系品種。 遺傳特點(diǎn)：基因型由母體決定，表現(xiàn)型與母體相同遺傳特點(diǎn)：基因型由母體決定，表現(xiàn)型與母體相同二二. .各類品種的育種特點(diǎn)各類品種的育種特點(diǎn)1.1.純系品種的育

21、種特點(diǎn)純系品種的育種特點(diǎn)2.2.雜交種品種的育種特點(diǎn)雜交種品種的育種特點(diǎn)3.3.群體品種的育種特點(diǎn)群體品種的育種特點(diǎn)4.4.無(wú)性系品種的育種特點(diǎn)無(wú)性系品種的育種特點(diǎn)1. 1.純系品種的育種特點(diǎn)純系品種的育種特點(diǎn)（1 1）對(duì)純系品種的基本要求：）對(duì)純系品種的基本要求： 基因型高度純合；基因型高度純合； 性狀優(yōu)良而且整齊一致。性狀優(yōu)良而且整齊一致。 （2）育種特點(diǎn)：）育種特點(diǎn)： 利用自然變異，采取自花授粉和單株選利用自然變異，采取自花授粉和單株選 擇相結(jié)合的育種方法；擇相結(jié)合的育種方法； 采用雜交或誘變等方法創(chuàng)造遺傳變異，在性采用雜交或誘變等方法創(chuàng)造遺傳變異，在性狀分離的大群體中進(jìn)行單株選擇，多中選優(yōu)，狀分離的大群體中進(jìn)行單株選擇，多中選優(yōu)，優(yōu)中選優(yōu)，連續(xù)選優(yōu)。優(yōu)中選優(yōu)，連續(xù)選優(yōu)。2.2.雜交種品種的育種特點(diǎn)雜交種品種的育種特點(diǎn) （1）對(duì)雜交種品種的基本要求：）對(duì)雜交種品種的基本要求： 基因型高度雜合；基因型高度雜合； 性狀相對(duì)一致；性狀相對(duì)一致； 具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)