作物育種學(xué)第二章種質(zhì)資源

1、作物育種學(xué)第二章種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源工作的重要性第二節(jié) 作物起源中心學(xué)說(shuō)第三節(jié) 種質(zhì)資源的研究與利用第四節(jié) 電子計(jì)算機(jī)在種質(zhì)資源 管理中的應(yīng)用本章主要內(nèi)容第一節(jié) 種質(zhì)資源工作的重要性 一. 種質(zhì)資源(germplasm resources)的概念： 具有一定種質(zhì)或基因的生物類(lèi)型，稱(chēng)為種質(zhì)資源（又稱(chēng)遺傳資源(genetic resources)、基因資源(gene resources)、基因銀行(gene bank)） 。1.種質(zhì)資源是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.育種工作突破性的成就，取決于關(guān)鍵性基因資源的發(fā)掘與利用。3.種質(zhì)資源是不斷發(fā)展新作物的主要來(lái)源。4.實(shí)現(xiàn)新的育種目標(biāo)，必須擁有更多的基

2、因資源。5.種質(zhì)資源是理論研究的重要材料。 二、種質(zhì)資源工作的重要性1.種質(zhì)資源是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)沒(méi)有好的種質(zhì)資源，就不可能育成好的品種。如19世紀(jì)中葉歐洲馬鈴薯晚疫病大流行，后來(lái)利用從墨西哥引入的抗病的野生種雜交育成抗病品種，才使歐洲馬鈴薯種植業(yè)得到挽救。20世紀(jì)50年代中期，美國(guó)大豆產(chǎn)區(qū)孢囊線(xiàn)蟲(chóng)病大發(fā)生，大豆生產(chǎn)瀕臨停滯，是從中國(guó)引入北京小黑豆育成了一批抗線(xiàn)蟲(chóng)品種，才使病害得到有效控制。2.育種工作突破性的成就，取決于關(guān)鍵性基因資源的發(fā)掘與利用當(dāng)代植物育種中的每一重大成就，突破性品種的育成幾乎都是和種質(zhì)資源方面的重大發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)利用分不開(kāi)的。50年代我國(guó)發(fā)現(xiàn)并利用了矮腳南特、矮子粘等水稻矮

3、源，育成一批矮稈、抗倒、高產(chǎn)的秈稻良種（廣場(chǎng)矮、珍珠矮）。同時(shí)，隨著低腳烏尖等的發(fā)現(xiàn)和利用，推動(dòng)了全球范圍的水稻“綠色革命”。 水稻矮化育種關(guān)鍵是基于矮稈基因sd1的發(fā)現(xiàn)和利用。70年代，由于野敗型雄性不育秈稻種質(zhì)的發(fā)現(xiàn)(李必湖)和從國(guó)外引入強(qiáng)恢復(fù)性種質(zhì)資源(IR系列)，使我國(guó)的秈稻雜種優(yōu)勢(shì)利用有了突破性進(jìn)展，處于世界領(lǐng)先水平。超級(jí)稻育種采用秈粳雜種F1優(yōu)勢(shì)的利用，關(guān)鍵是廣親和基因S5-n的發(fā)現(xiàn)和利用。玉米高賴(lài)氨酸突變體奧派克2號(hào)的發(fā)現(xiàn)利用，大大推動(dòng)了玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)育種?？梢?jiàn)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展，在很大程度上將取決于我們對(duì)種質(zhì)資源的發(fā)掘和利用的程度。3.種質(zhì)資源是不斷發(fā)展新作物的主要來(lái)源4.實(shí)現(xiàn)新的育種

4、目標(biāo)，必須擁有更多的基因資源 作物育種目標(biāo)不是一成不變的，人類(lèi)物質(zhì)生活水平的不斷提高對(duì)作物育種不斷提出新的目標(biāo)。新的育種目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)決定于育種家所擁有的種質(zhì)資源數(shù)量和質(zhì)量。如在油料、麻類(lèi)、飼料和藥用等植物方面，常常可以從野生植物中直接選出一些優(yōu)良類(lèi)型，進(jìn)而培育出具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新作物或新品種。5.種質(zhì)資源是理論研究的重要材料。種質(zhì)資源是人類(lèi)的寶貴財(cái)富。農(nóng)業(yè)科學(xué)的未來(lái)，在很大程度上取決于人類(lèi)在多大程度上發(fā)掘和利用植物種質(zhì)資源。J.R.Harlan(1970)指出，“人類(lèi)的命運(yùn)將取決于人類(lèi)了解和發(fā)掘植物資源的能力”。三、保護(hù)種質(zhì)資源生態(tài)系統(tǒng)退化迅速并不斷加快。地球物種消失速度比自然滅絕的速度要快10

5、0到1000倍。地球史上物種大規(guī)模的滅絕發(fā)生過(guò)五次，最近一次是發(fā)生在6500萬(wàn)年前的恐龍和其他許多物種的滅絕?，F(xiàn)在我們正處在第六次物種大滅絕之際，這是地球上一個(gè)物種（人類(lèi)）和所有其他物種之間資源競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。滅絕過(guò)程主要?dú)w因于棲息地退化，不斷由人類(lèi)引發(fā)的氣候變化對(duì)生物多樣性的影響愈加嚴(yán)重。哥本哈根大學(xué)卡斯滕教授說(shuō)，生物多樣性危機(jī)即物種迅速消失和生態(tài)系統(tǒng)快速退化對(duì)于未來(lái)地球上人類(lèi)的穩(wěn)定和繁榮很可能是一個(gè)更大的威脅。如果我們要解決這個(gè)危機(jī)，需要科學(xué)家、政治家和政府部門(mén)的緊密合作。第二節(jié) 作物起源中心學(xué)說(shuō)一、瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō) 為了搜集、研究、利用種質(zhì)資源，需要到各種植物的原產(chǎn)地考察，了解種質(zhì)

6、資源的來(lái)源、遺傳變異程度及其分布情況。 作物起源中心的研究是整個(gè)種質(zhì)資源研究的基礎(chǔ)。一、瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō) 瓦維洛夫(Vavilov)從1920年起，組織了一支龐大的植物采集隊(duì)，先后到過(guò)60多個(gè)國(guó)家，并對(duì)采集到的30余萬(wàn)份植物標(biāo)本及種子進(jìn)行了研究，提出了作物起源中心學(xué)說(shuō)（Theory of origin center of crops）。（一）學(xué)說(shuō)的內(nèi)容1.作物起源中心有兩個(gè)主要特征： 基因的多樣性和顯性基因頻率高，又名為基因中心或多樣化變異中心。2.最初始的起源地為原生起源中心(primary origin center)。 當(dāng)作物由原生起源中心地向外擴(kuò)散到一定范圍時(shí)，因自交和自然隔

7、離形成新的隱性基因控制的多樣化地區(qū)，稱(chēng)次生起源中心 （ secondary origin center ）。 3. 在一定的生態(tài)環(huán)境中，一年生草本作物間在性狀上存在一種相似的平行現(xiàn)象。 如：地中海的禾本科作物表現(xiàn)為植株繁茂，穗大粒多，粒色淡，高產(chǎn)抗??；我國(guó)的禾本科作物則生育期短，植株較矮，穗粒小，后期灌漿快等。4. 根據(jù)馴化的來(lái)源，將作物分為兩類(lèi)。 原生作物：人類(lèi)有目的馴化的植物 次生作物：與原生作物伴生的雜草，當(dāng)有一定的利用價(jià)值時(shí)，就被人類(lèi)分離而成為栽培的主體。瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)顯性基因變異選擇隱性基因變異二級(jí)起源中心原生起源中心（次生起源中心）引出起源中心的標(biāo)志原生起源中心次生起源

8、中心有野生祖先有原始特有類(lèi)型有明顯的遺傳多樣性有大量的顯性基因無(wú)野生祖先有新的特有類(lèi)型有大量的變異有大量的隱性基因瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)1.中國(guó)-東部亞洲中心：中國(guó)中西部山區(qū)及相鄰的低地 谷、黍、蕎麥、高粱、大豆、茶等。2.印度中心：緬甸、印度東部、馬萊西亞群島、菲律賓、印度支那 水稻、甘蔗、亞洲棉、芝麻、綠豆。3.中亞細(xì)亞中心：印度西北部、阿富汗、 前蘇聯(lián)的塔吉克、烏茲別克、天山西部 普通小麥、草棉、蠶豆、豌豆等。（二）作物起源的八大中心瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)4.西亞中心：土耳其、伊朗的西北部、外高加索、土庫(kù)曼等 一粒小麥、二粒小麥、苜蓿、無(wú)花果、石榴、黑麥、葡萄等5.地中海中心：地

9、中海沿岸的南歐和北非地區(qū)。 甜菜、粒用豆類(lèi)6.埃塞俄比亞中心：以埃塞俄比亞高原為中心。 小麥、大麥的變種，亞麻（磨面用）瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)7.南美和中美中心：墨西哥南部、安的列斯群島 玉米、菜豆、甘薯、陸地棉、番茄8.南美(秘魯-厄瓜多爾-玻利維亞)中心:有多種塊莖作物，包括馬鈴薯的特有栽培種，煙草、馬鈴薯、海島棉 8a智利中心：花生、木薯、鳳梨 8b 巴西-巴拉圭中心：花生、可可、橡膠樹(shù) 瓦維洛夫認(rèn)為，這8個(gè)中心在古代由于山岳、沙漠或海洋的阻隔，其農(nóng)業(yè)都是獨(dú)立發(fā)展的。所有農(nóng)具、耕畜、栽培方法都不同。每個(gè)中心都有豐富的有價(jià)值的植物和多樣性的變異,是植物育種者探尋新基因的寶庫(kù)。二、作物起

10、源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展 瓦維洛夫的學(xué)說(shuō)發(fā)表以后，后人作了修改補(bǔ)充，同時(shí)也引起一些爭(zhēng)論。主要在：其一是遺傳多樣性中心不一定就是起源中心；其二是起源中心不一定就是多樣性的基因中心，有時(shí)，次生中心比初生中心具有更多的特異物種。如大豆起源于中國(guó)，次生中心在美國(guó)。 有些物種的起源中心至今還無(wú)法確定。 有些作物的起源可能在幾個(gè)不同的地區(qū)。1、 哈倫對(duì)作物起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展 根據(jù)作物擴(kuò)散面積的遠(yuǎn)近和大小，分為5種類(lèi)型： 土生型：植物在一個(gè)地區(qū)馴化后，從未擴(kuò)散出這一地區(qū)。如幾內(nèi)亞的彎臂粟、墨西哥的印第安稞 半土生型：被馴化的植物只在鄰近地區(qū)擴(kuò)散，如非洲稻，起源于尼日爾河盆地，擴(kuò)散東至乍得湖，西至達(dá)塞內(nèi)加爾和幾內(nèi)亞海

11、岸。1、 哈倫對(duì)作物起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展 單一型：在原產(chǎn)地被馴化后迅速在別的地區(qū)大量栽培，不產(chǎn)生次生中心。如橡膠樹(shù)、咖啡、可可。 有次生中心：作物從一個(gè)明顯的原生起源中心廣泛擴(kuò)散栽培，在一個(gè)或幾個(gè)地點(diǎn)形成次生變異起源中心。如小麥、玉米、芝麻、豌豆、蠶豆等 無(wú)中心：有些作物看不出明確的原生起源地點(diǎn)。如高粱、菜豆、油菜、香蕉等。 將作物起源中心擴(kuò)大為12個(gè)大基因中心,使之包括了所有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的作物基因種類(lèi)。（1）中國(guó)日本中心 （2）東南亞洲中心（3）澳大利亞中心 （4）印度中心（5）中亞細(xì)亞中心 （6）西亞細(xì)亞中心（7）地中海中心 （8）非洲中心（9）歐洲西伯利亞中心 （10）南美中心（11）中美和墨

12、西哥中心 （12）北美中心2.齊文和茹考夫斯基對(duì)起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展第三節(jié) 種質(zhì)資源研究與利用一. 種質(zhì)資源的類(lèi)別和特點(diǎn)二. 種質(zhì)資源的搜集三. 收集材料整理四. 種質(zhì)資源的保存五. 種質(zhì)資源的鑒定與研究六. 種質(zhì)資源的利用一、種質(zhì)資源的類(lèi)別和特點(diǎn)（一）種質(zhì)資源根據(jù)親緣關(guān)系進(jìn)行分類(lèi),育種中利用的難易，Harland等將基因庫(kù)分為：1、初級(jí)基因庫(kù)：同一種內(nèi)的材料。2、次級(jí)基因庫(kù)：種間材料或近緣野生種、近緣 屬植物。3、三級(jí)基因庫(kù)：遠(yuǎn)緣種屬，雜交不實(shí)和雜種不 育現(xiàn)象十分嚴(yán)重的材料。 （二）按照來(lái)源分類(lèi)，種質(zhì)資源分為四類(lèi) 1、本地種質(zhì)資源 2、 外地種質(zhì)資源 3、野生種質(zhì)資源 4、 人工創(chuàng)造種質(zhì)資源

13、包括古老的地方品種和當(dāng)前推廣的改良品種。 （1）特點(diǎn)如下： 對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和生態(tài)特點(diǎn)具有高度適應(yīng)性。 反映了當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)和生活的需要。 類(lèi)型豐富，并具有獨(dú)特的優(yōu)良性狀。 古老的地方品種，不耐肥水，產(chǎn)量較低。1、本地種質(zhì)資源（2）利用價(jià)值經(jīng)改良，可選育成適于當(dāng)?shù)氐膬?yōu)良品種。作為雜交育種中雜交親本。2、 外地種植資源 由其他國(guó)家或地區(qū)引入的作物品種和植物類(lèi)型。（1）特點(diǎn)：能反映各自原產(chǎn)地區(qū)的自然條件和生產(chǎn)特點(diǎn)具有本地資源中沒(méi)有的遺傳性狀；多數(shù)外地種質(zhì)資源對(duì)本地條件適應(yīng)性差（2）利用價(jià)值 直接引種用于生產(chǎn) 從日本引進(jìn)的粳稻品種農(nóng)墾58、農(nóng)墾57、中國(guó)91。農(nóng)墾58年最大推廣面積達(dá)6600萬(wàn)畝。直接推

14、廣利用的引進(jìn)小麥品種有80多個(gè)，南大2419從意大利引進(jìn)，在我國(guó)推廣面積曾達(dá)7000萬(wàn)畝。從歐美國(guó)家引進(jìn)的低芥酸和低硫代葡萄糖甙油菜品種奧羅等，直接在我國(guó)推廣應(yīng)用。 目前我國(guó)較好的蘋(píng)果品種：紅星、國(guó)光、青香蕉、紅玉、印度青、紅富士、新紅星等都是從國(guó)外引進(jìn)直接利用的優(yōu)良品種。作為選擇育種的基本材料 外地品種引入后，由于生態(tài)條件的改變，品種的遺傳性可能發(fā)生變異，是選擇育種的材料。棉花育種中，直接或間接選自岱字棉15號(hào)的品種有180多個(gè)。作為雜交育種的親本，可得豐富遺傳變異 利用外地種質(zhì)與本地種質(zhì)雜交，是雜交育種中常用的育種方法。引進(jìn)陸地棉種質(zhì)，到上世紀(jì)80年代末，雜交育成的陸地棉新品種已超過(guò)350

15、個(gè)。 野生種質(zhì)資源是指各種作物的近緣野生種和有價(jià)值的野生植物。（1）特點(diǎn) 由于它是在特定的條件下,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇形成的,往往具有栽培作物所不具備的重要性狀，如高抗病性。3、野生種質(zhì)資源（2）利用價(jià)值 直接利用：野生植物經(jīng)栽培馴化，可發(fā)展成新的栽培植物。我國(guó)野生蔬菜就有213科1822種；野苧麻、羅布麻可直接利用。間接利用：通過(guò)雜交和回交，可以把野生植物的優(yōu)良基因轉(zhuǎn)移到栽培植物中來(lái)。 包括人工誘變產(chǎn)生的突變體、遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)造的新類(lèi)型、育種過(guò)程中的中間材料、基因工程創(chuàng)造的新種質(zhì)等。人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源是多種多樣的，它的特點(diǎn)隨創(chuàng)造的資源類(lèi)型有所不同。（1）特點(diǎn)：人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源是多種多樣的,具有自然

16、界所沒(méi)有的種質(zhì)。（2）利用價(jià)值：可作為育種的中間材料。如山農(nóng)大雜交育成的矮稈、多抗、豐產(chǎn)冬小麥種質(zhì)矮孟牛（矮豐3號(hào)孟縣201/牛朱特），已育成小麥品種13個(gè)。獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。Bt棉（四）人工創(chuàng)造種質(zhì)資源二、種質(zhì)資源的搜集（一）種質(zhì)資源收集的必要性和迫切性 1、 新的、突破性的育種目標(biāo)必須有更豐富的種質(zhì)資源。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)良種提出了越來(lái)越高的要求，要使育種工作有所突破，迫切需要更多、更好的種質(zhì)資源。2、為滿(mǎn)足人類(lèi)需求，必須不斷地發(fā)展新作物。 地球上陸生植物約有8萬(wàn)種，大面積栽培的只有150余種；人類(lèi)糧食90%來(lái)源于約20種植物，其中75%是由小麥、稻米、玉米、馬鈴

17、薯、大麥、甘薯和木薯提供的。 迄今為止，人類(lèi)利用的植物資源仍很少，發(fā)掘植物資源、發(fā)展新作物的潛力是很大的。3、許多寶貴資源大量流失，急待發(fā)掘保護(hù) 由于人口的激增和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,大大加快了種質(zhì)資源的流失速度。這些種質(zhì)資源一旦從地球上消失，就難以用任何現(xiàn)代生物技術(shù)重新創(chuàng)造出來(lái)。因此，必須采取有效措施，來(lái)發(fā)掘和保護(hù)這些種質(zhì)資源。4、避免新品種遺傳基礎(chǔ)的貧乏，需要豐富的種質(zhì)資源 上世紀(jì)以來(lái)單純追求產(chǎn)量，使作物品種 單一化，使推廣品種遺傳基礎(chǔ)十分狹窄。 賈繼增用分子檢測(cè)的方法證明了：現(xiàn)代選育品種的遺傳多樣性最差，地方品種較好，野生種遺傳多樣性最豐富。 如山東省90年代推廣的掖單13、魯玉16、掖單

18、22都有共同親本478及姊妹系488。遼寧丹東選育的丹玉26、39、2151、2123、東單60都有598自交系。遺傳基礎(chǔ)十分狹窄。（二）種質(zhì)資源收集的方法 1、直接考察收集 2、征集 3、交換 4、轉(zhuǎn)引1、直接考察收集 是指到野外實(shí)地考察收集，多用于收集野生近緣種、原始栽培類(lèi)型與地方品種。常用的方法為有計(jì)劃地組織國(guó)內(nèi)外的考察收集。除到作物起源中心和作物近緣種眾多的地區(qū)去考察采集外，還可到本國(guó)不同生態(tài)地區(qū)考察收集。為了收集到各種類(lèi)型，要注意：作物本身表現(xiàn)不同的地方：如熟期早晚、抗病蟲(chóng)害程度等。生態(tài)環(huán)境不同的地方：如地形、地勢(shì)和氣候、土壤類(lèi)型等。2、征集 主要是指通過(guò)通訊方式向有關(guān)方面索求種質(zhì)資

19、源。 目前主要作物的種質(zhì)資源已被各級(jí)資源機(jī)構(gòu)或育種單位保存起來(lái)。從這些單位征集種質(zhì)，也是收集種質(zhì)資源的重要方法。我國(guó)各種作物種質(zhì)資源的負(fù)責(zé)單位見(jiàn)下表，這些單位都建有中期庫(kù)，并負(fù)責(zé)向使用者提供相關(guān)作物種子。作物負(fù)責(zé)單位、地址及郵政編碼水稻中國(guó)農(nóng)科院作物品種資源所 北京100081中國(guó)水稻所 浙江杭州310006小麥、大麥、高粱、玉米、粟類(lèi)、大豆食用豆中國(guó)農(nóng)科院作物品種資源所 北京100081我國(guó)各種作物種質(zhì)資源工作的負(fù)責(zé)單位（董玉琛1998）燕麥內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)科院 內(nèi)蒙古呼和浩特010030蕎麥山西省農(nóng)科院品種資源所 山西太原030031油料作物中國(guó)農(nóng)科院油料所 湖北武昌430062棉花中國(guó)農(nóng)科

20、院棉花所 河南安陽(yáng)455112麻類(lèi)中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)所 湖南沅江413100甜菜中國(guó)農(nóng)科院甜菜所 黑龍江呼蘭150501煙草 中國(guó)農(nóng)科院煙草所 山東青州262500果樹(shù)中國(guó)農(nóng)科院興城果樹(shù)所 遼寧興城 121600西瓜、甜瓜中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹(shù)所 河南鄭州 450004綠肥中國(guó)農(nóng)科院土肥所綠肥室 北京 100081牧草中國(guó)農(nóng)科院草原所品種資源室 呼和浩特010010蔬菜中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所 北京1000813、交換 是指育種工作者彼此互通各自所需的種質(zhì)資源。 我國(guó)的種質(zhì)資源十分豐富，目前主要著重于收集本國(guó)的種質(zhì)資源，同時(shí)也注意發(fā)展對(duì)外的種質(zhì)交換，加強(qiáng)國(guó)外引種。4、轉(zhuǎn)引 一般是指通過(guò)第三者獲取所需要的種

21、質(zhì)資源。 如我國(guó)小麥T型不育系就是通過(guò)轉(zhuǎn)引方式獲得的。三、收集材料的整理1、歸 類(lèi) 及時(shí)進(jìn)行歸類(lèi)，將同種異名者合并，以減少重復(fù) ；以將同名異種者分開(kāi)，訂正錯(cuò)誤,并進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)。2、系統(tǒng)分類(lèi) 進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)，確定材料的植物學(xué)地位、生態(tài)類(lèi)型、親緣關(guān)系和生育特性。3、進(jìn)行登記和統(tǒng)一的編號(hào) 中國(guó)農(nóng)科院國(guó)家種質(zhì)庫(kù)的編號(hào)如下：（1）將作物劃分成若干大類(lèi)：農(nóng)作物；蔬菜；綠肥、牧草；園林、花卉。（2）各大類(lèi)作物又分成若干類(lèi)：1禾谷類(lèi)；2豆類(lèi)；3纖維作物；4油料作物； 5煙草作物；6糖料作物。（3）具體作物編號(hào)：1A水稻；1B小麥；1C黑麥；2A大豆。（4）品種編號(hào)：1A00001水稻某品種；1B00001小

22、麥某個(gè)品種。四、種質(zhì)資源的保存 1、種植資源保存應(yīng)掌握一定的原則（目的） 種植資源經(jīng)過(guò)保存后，要具備以下要求： 必須保持各樣本的生活力。保持原有的遺傳變異度。維持樣本的一定數(shù)量。2、種質(zhì)資源保存范圍用于應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究的種質(zhì)。可能滅絕的稀有種和已經(jīng)瀕危的種質(zhì)， 特別是栽培種的野生祖先。具有經(jīng)濟(jì)利用潛力但尚未被利用的種質(zhì)。普及教育有用的種質(zhì)。 3、保存的方式 我國(guó)已初步建成了種質(zhì)庫(kù)保存體系：在中國(guó)農(nóng)科院品種資源研究所建成的國(guó)家長(zhǎng)期庫(kù)和青海復(fù)份長(zhǎng)期庫(kù)。此外，還有中國(guó)農(nóng)科院專(zhuān)業(yè)所的7個(gè)特定作物中期庫(kù)，分布在全國(guó)各地的15座地方中期庫(kù)，加上32個(gè)無(wú)性繁殖作物、野生作物種質(zhì)圃，初步形成了我國(guó)作物種質(zhì)資

23、源長(zhǎng)期保存與分發(fā)體系。國(guó)家長(zhǎng)期庫(kù)貯存種質(zhì)資源已達(dá)33萬(wàn)份。3、保存的方式（1）種植保存（2）貯藏保存（3）試管保存(離體保存）（4）基因文庫(kù)技術(shù) （5）利用保存（1）種植保存 根據(jù)不同作物種子和營(yíng)養(yǎng)體生活力的長(zhǎng)短,隔一定的時(shí)間在田間種植一次，即稱(chēng)種植保存。 材料多時(shí)，可進(jìn)行輪換種植。種植保存需要注意兩點(diǎn)： 種植條件盡可能與原產(chǎn)地條件相似，以減少由于生態(tài)條件的改變而引起變異。盡可能避免和減少天然雜交和人為混雜，以保持原品種或類(lèi)型的遺傳特點(diǎn)和群體結(jié)構(gòu)。（2）貯藏保存 種子貯藏就是用控制貯藏條件（溫度和濕度）的方法保持種質(zhì)資源的生活力的方法。貯藏保存是以種子為繁殖材料的種類(lèi)簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用普遍的資源

24、保存方法。 種子壽命長(zhǎng)短：取決于植物種類(lèi)、種子成熟度及貯藏條件等因素。研究表明：低溫、干燥、缺氧是抑制種子呼吸作用，延長(zhǎng)種子壽命的有效措施。（2）貯藏保存 種子含水量14-4% ，每減少1%，種子的壽命延長(zhǎng)1倍；溫度30-0，每降低5，種子的壽命延長(zhǎng)1倍。 一般而言：禾谷類(lèi)作物種子的壽命高于油料作物；成熟適度的比未成熟的種子壽命長(zhǎng)。（2）貯藏保存種子的分類(lèi)：正常型種子：一般種子通過(guò)適當(dāng)降低種子含水量，降低貯藏溫度可以顯著延長(zhǎng)其貯藏時(shí)間，稱(chēng)為正常型種子。頑拗型種子：少數(shù)種類(lèi)的種子在干燥、低溫條件下反而會(huì)迅速喪失活力，稱(chēng)為頑拗型種子。如核桃、柿、栗、茶、佛手瓜、茭白等。頑拗型一般不用種子保存資源。

25、具體的貯藏保存方法： 干燥器保存育種單位需要保存種子的數(shù)量不多，保存的時(shí)間也不要求很長(zhǎng)，可采用干燥器室溫保存（內(nèi)放硅膠；適于小粒種子）。禾谷類(lèi)、蕓苔屬可保存 35 年 ，發(fā)芽率仍達(dá) 85%以上。低溫庫(kù)存 世界各國(guó)都十分重視現(xiàn)代化種質(zhì)庫(kù)的建設(shè)。目前正常型種子保存主要用種質(zhì)庫(kù)保存，有三種類(lèi)型：A:短期庫(kù)： 溫度1015或稍高，相對(duì)濕度 5060%, 放紙袋中存放5年。 B:中期庫(kù)： 溫度05，相對(duì)濕度5060%， 種子水分8%, 密閉容器內(nèi)保存保存 1020年。用于分發(fā)種子用。C:長(zhǎng)期庫(kù)：溫度10-15, 相對(duì)濕度3040%, 真空包裝保存70年。主要用于長(zhǎng)期 保存種質(zhì)，一般不分發(fā)種子，只有 必要

26、時(shí)才繁殖更新。種質(zhì)資源的保存表2-2國(guó)家種質(zhì)中期庫(kù)中期庫(kù)名稱(chēng) 地 點(diǎn) 作 物保存份數(shù)國(guó)家糧食作物中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院品資所 北京 稻類(lèi)/麥類(lèi)/大豆/雜糧、食用豆/小作物20萬(wàn)國(guó)家水稻中期庫(kù)中國(guó)水稻研究所 浙江杭州稻類(lèi)7萬(wàn) 國(guó)家棉花中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院棉花所 河南安陽(yáng)棉花 6200國(guó)家麻類(lèi)作物中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)所 湖南沅江麻類(lèi)作物5000國(guó)家油料作物中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院油料所湖北武漢油料作物 22000 國(guó)家蔬菜中期庫(kù) 中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所北京蔬菜28000國(guó)家果樹(shù)中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院果樹(shù)所遼寧興城果樹(shù)9000國(guó)家茶樹(shù)中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院茶葉所浙江杭州 茶樹(shù)1000國(guó)家桑樹(shù)中期庫(kù)科院蠶桑所江蘇鎮(zhèn)江桑樹(shù)1000 國(guó)

27、家甜菜中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院甜菜所黑龍江哈爾濱 甜菜1300國(guó)家煙草中期庫(kù) 中國(guó)農(nóng)科院煙草所山東青島 煙草 3600 國(guó)家牧草中期庫(kù)中國(guó)農(nóng)科院草原所內(nèi)蒙呼和浩特牧草3000國(guó)家熱帶作物中期庫(kù)中國(guó)熱帶農(nóng)科院海南詹縣 熱帶作物6000（3）試管保存(離體保存）概念：試管保存就是用試管保存植物的組織和細(xì)胞的培養(yǎng)物。適用種類(lèi)：適合于頑拗型植物和無(wú)性繁殖植物的種質(zhì)資源的保存。原理：植物細(xì)胞具有全能性，含有植株發(fā)育所必須的全部遺傳信息?？衫迷嚬鼙４娼M織的方法，來(lái)保存種質(zhì)資源。 常用的培養(yǎng)物有：愈傷組織、懸浮細(xì)胞、幼芽生長(zhǎng)點(diǎn)、花粉、花藥、體細(xì)胞、原生質(zhì)體、幼胚等。 利用試管保存的優(yōu)點(diǎn)：所需空間小 如葡萄用組織培

28、養(yǎng)的方法 1 m2可保存種質(zhì) 800 個(gè) 系；若田間種植則需 15 畝。 可以解決常規(guī)方法不易保存的種質(zhì)資源。 無(wú)性繁殖作物、高度雜合性材料(果樹(shù))、不能產(chǎn)生種子的多倍體材料。繁殖時(shí)不受季節(jié)限制，繁殖速度快。培養(yǎng)物不帶病蟲(chóng)害，便于種質(zhì)交流。 對(duì)組織和細(xì)胞培養(yǎng)物采用一般的試管保存時(shí)，要保持一個(gè)細(xì)胞系，必須作定期的繼代培養(yǎng)和重復(fù)轉(zhuǎn)移，這不僅增加了工作量，而且會(huì)產(chǎn)生變異。因此，近年來(lái)發(fā)展了培養(yǎng)物的超低溫長(zhǎng)期保存法。 如英國(guó)已用30多種植物的細(xì)胞愈傷組織在液氮（196）下保存后，能再生成植株。（4）基因文庫(kù)技術(shù)從動(dòng)、植物或微生物中提取DNA用限制性?xún)?nèi)切酶切成片段連接到載體轉(zhuǎn)移到大腸桿菌細(xì)胞無(wú)性繁殖，產(chǎn)

29、生大量單拷貝基因需要某個(gè)基因時(shí)，“鉤取”。五、種質(zhì)資源的鑒定與研究種質(zhì)資源鑒定和研究的主要內(nèi)容有：1、特征、特性的觀察與鑒定（1）對(duì)于不同的作物，觀察鑒定的主要性狀不同。如小麥觀察的主要性狀：株高、生育期、穗長(zhǎng)、芒長(zhǎng)、穗粒數(shù)、粒重、粒色、粒形及子粒品質(zhì)等；（2）大白菜的主要性狀：生育期、結(jié)球類(lèi)型(球、筒形)、葉片抱合方式(合抱、疊抱)、凈菜率、葉球重、抗病性及品質(zhì)等。（3）為了提高鑒定結(jié)果的可靠性，供試材料應(yīng)來(lái)自：同一年份、同一地點(diǎn)同一一栽培條件；（4）對(duì)抗逆性和抗病蟲(chóng)能力的鑒定，不但要進(jìn)行誘發(fā)鑒定，而且要進(jìn)行異地鑒定。五、種質(zhì)資源的鑒定與研究2、性狀遺傳特點(diǎn)研究 種質(zhì)資源的特征、特性的觀察鑒定屬于表現(xiàn)型鑒定。只有在表現(xiàn)型鑒定的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入的基因型鑒定，掌握性狀的遺傳特點(diǎn)，才能更好地為育種服務(wù)。 種質(zhì)資源的基因型是指控制性狀的基因數(shù)目、顯隱性、純合或雜合等。表現(xiàn)型易受外界環(huán)境條件的影響，以往的種質(zhì)鑒定基本上限于表型鑒定，只有從根本上明確種質(zhì)資源攜帶的基因