園林植物遺傳育種 06 選擇育種

9選擇育種本章導讀選擇育種是花卉育種的基本方法，簡單易行，便于掌握。本章主要介紹的是選擇育種的概念、意義、主要方法及影響選擇效果的因素。目的在于通過學習，掌握各種選擇方法及提高選擇效果的途徑。在各種花卉的栽培過程中，在原品種的基礎上，不斷培育出新品種，來滿足生產需要和人們不斷變化的物質需要和精神需求。9.1選擇育種的概念和意義9.1.1選擇育種的概念從現有種類、品種的自然變異群體中，選出符合人類需要的優(yōu)良變異類型，經過比較、鑒定，培育出新品種的方法，稱為選擇育種（selectionbreeding）。9.1.2選擇育種的意義（1）選擇育種可直接培育和創(chuàng)造新品種（2）選擇育種方法簡單，見效快，新品種能很快在生產上繁殖推廣9.2選擇育種的主要方法9.2.1混合選擇法又稱表現型選擇法。是按照某些觀賞特性和經濟性狀，從混雜的原始群體中，選取符合選擇標準的優(yōu)良單株，將其種子或無性繁殖材料混合留種，混合保存，下一代混合播種在混選區(qū)內，相鄰種植標準品種（當地同類優(yōu)良品種）及原始群體進行比較、鑒定，從而培育出新品種的方法，為混合選擇法。對原始群體只進行一次混合選擇，當選群體就表現優(yōu)于原始群體或對照品種，即進行繁殖推廣的，稱為一次混合選擇法（圖9.1）。對原始群體進行多次混合選擇后，性狀表現一致，并優(yōu)于對照品種，然后進行繁殖推廣的，稱為多次混合選擇法（圖9.2）。圖9.1一次混合選擇法圖9.2多次混合選擇法9.2.2單株選擇法是個體選擇和后代鑒定相結合的方法，所以又稱為系譜選擇法或基因型選擇法。即按照某些觀賞特性和經濟性狀，從混雜的原始群體中選出若干優(yōu)良單株，分別編號、分別采種、下一代分別種植成一單獨小區(qū)，根據各株系的表現，鑒定各入選單株基因型的優(yōu)劣，從而選育出新品種的方法，稱為單株選擇法。在整個育種過程中，若只進行一次以單株為對象的選擇，以后就以各株系為取舍單位的，稱為一次單株選擇法（圖9.3）。如果先進行連續(xù)多次的以單株為對象的選擇，然后再以各株系為取舍單位，就稱為多次單株選擇法（圖9.4）。圖9.3一次單株選擇圖9.4多次單株選擇9.2.3無性系選擇法植物的無性繁殖，又稱為植物營養(yǎng)繁殖，由同一植株經無性繁殖得到的后代群體，為無性系。無性系選擇法是指從普通的種群中，或從人工雜交及天然雜交的原始群體中，挑選優(yōu)良的單株，用無性繁殖的方式繁殖，然后對其后代進行比較、選擇，從而獲得新品種的方法。9.2.4芽變選種1）芽變的概念芽變，即突變發(fā)生在植物體芽的分生組織細胞中，當變異的芽萌生成枝條及由此枝條長成的植株在性狀表現上與原品種類型不同的現象。植物的芽、葉、枝、花、果都可能發(fā)生芽變，芽變是體細胞突變的一種。2）芽變選擇的意義（1）可直接選育新品種（2）和雜交育種方法相比較，方法簡單，見效快，便于開展群眾評選（3）改良品種3）芽變的特點（1）芽變的嵌合性體（2）芽變表現的多樣性①形態(tài)特征的變異②生物學特性的變異（3）芽變的重演性（4）芽變的穩(wěn)定性（5）芽變的可逆性（6）芽變的局限性和多效性4）芽變的原理（1）嵌合體及芽變的發(fā)生（圖9.5）。圖9.5嵌合體的主要類型（2）芽變的轉化（3）芽變的遺傳學基礎芽變是細胞內遺傳物質改變的結果，其改變形式有以下幾種：①染色體數目變異②染色體結構變異③基因突變5）芽變選種的方法（1）芽變選種的目標（2）芽變選種的時期（3）分析變異，篩出飾變①變異的性質②變異體發(fā)生的范圍③變異的方向④變異的穩(wěn)定性⑤變異的程度⑥變異性狀間的相關性（4）芽變的鑒定①直接鑒定法②間接鑒定法（5）芽變選種的程序芽變選種分兩級進行：第一級從生產園或花圃中選出優(yōu)良的變異類型，包括單株變異和枝變，為初選階段；第二級是對初選的變異類型進行無性繁殖，然后進行比較、鑒定、選擇，包括復選階段和決選階段（圖9.6）。圖9.6芽變選種的一般程序9.3影響選擇效果的因素1）選擇群體的大小2）供選群體的遺傳組成3）質量性狀和數量性狀4）直接選擇和間接選擇5）所需選擇性狀的數目10有性雜交育種本章導讀花卉的生產過程也是不斷培育新品種的過程，盡管現在育種方法很多，雜交育種依然是花卉育種中最常用、最有效的育種方法。本章主要介紹了雜交育種概念和意義，明確了雜交育種的原理，遠緣雜交困難的原因和克服的方法，詳細闡述了雜交育種的方法步驟和利用雜種優(yōu)勢進行F1代制種技術及注意事項。10.1雜交育種概述10.1.1雜交育種的概念及分類基因型不同的類型或個體間配子的結合叫做雜交。雜交育種（Crossbreeding）是通過兩個遺傳性不同的個體之間進行有性雜交獲得雜種，繼而選擇培育以創(chuàng)造新品種的育種方法。根據雜交親本親緣關系的遠近，可分為近緣雜交和遠緣雜交。近緣雜交是品種內、品種間或類型間的雜交；遠緣雜交是種間、屬間、或地理上相隔很遠不同生態(tài)類

型間的雜交。根據雜交效應的利用方式可分為組合育種和優(yōu)勢育種。組合育種是“先雜后純”，培育的新品種在遺傳上是純合體，其種子可連續(xù)種植；優(yōu)勢育種是“先純后雜”，培育的新品種在遺傳上是雜合體（F1代），需要年年制種。10.1.2雜交育種的意義1）雜交育種是創(chuàng)造新品種新類型的重要手段2）雜交育種可加速生物進化3）雜交育種可使植物向著人類需要的方向發(fā)展10.2雜交育種的準備工作10.2.1雜交方式1）單雜交一個母本與一個父本的成對雜交稱為單雜交,以A×B表示。2）復合雜交用兩個以上親本雜交通稱為多交或復合雜交。（1）三交單交的F1再與第三個親本雜交，即（A×B）×C。（2）雙交兩個不同單交的雜種再進行一次雜交，即(A×B)×(C×D)或（A×B）×（A×C）。（3）四交將三交的雜種后代再與另一個親本雜交，即[(A×B)×C]×D。依此類推還有五交、六交等復交方式。3）回交回交是指兩親本雜交后代F1再與親本之一進行雜交。一般在第一次雜交時選具有優(yōu)良特性的親本作母本，這一親本在以后各次回交時作父本，這個親本叫輪回親本（圖10.1）。圖10.1回交示意圖4）多父本混合授粉雜交選擇一個以上的父本，把它們的花粉混合后，授給一個母本的雜交方式，即A×（B+C+D…）。5）聚合雜交聚合雜交是一種比較復雜的復合雜交，目的在于把多個親本的優(yōu)良基因集中到雜種組合中去。一般根據要求不同采用以下幾種方案：方案1各個親本在雜種中的遺傳比例相同（圖10.2）。圖10.2聚合雜交方案1方案2以某親本（A）為基礎親本，雜種中基礎親本的遺傳比例占1/2（圖10.3）。圖10.3聚合雜交方案2方案3采用不完全回交的聚合雜交，雜種中基礎親本（A）占3/4（圖10.4）。圖10.4聚合雜交方案310.2.2雜交親本選擇與選配1）親本選擇的原則（1）明確親本選擇的目標性狀，分清主次（2）親本具有盡可能多的優(yōu)良性狀（3）親本優(yōu)良性狀的遺傳力要強（4）重視選用本地的種質資源2）親本選配的原則（1）父母本性狀互補（2）選擇地理上起源較遠、生態(tài)型差別較大的親本組合（3）選擇具有較多優(yōu)良性狀的親本為母本（4）以一般配合力高的親本配組（5）親本的育性及親本雜交親和力（6）分析親本的遺傳規(guī)律10.2.3園林植物開花生物學特性典型的花由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊所組成。在一朵花里，雄蕊和雌蕊都有的，稱兩性花。在一朵花里，只有雄蕊或只有雌蕊的稱單性花?；ǖ膫鞣鄯绞接邢x媒花和風媒花兩種。10.2.4花粉處理技術1）花期調整（1）調節(jié)溫度（2）調節(jié)光照時間（3）栽培措施（4）調整播種期（5）應用化學藥劑2）花粉的收集花粉采集一般在雜交授粉前一天進行。3）花粉的貯藏花粉貯藏可以解決花期不遇和遠地親本的雜交問題，可以打破雜交親本的時間隔離和空間隔離，擴大雜交育種的范圍。表10.1列舉了幾種園林植物花粉貯藏的結果。4）花粉生活力的測定（1）直接測定法（2）培養(yǎng)基萌發(fā)法（3）化學染色法10.3雜交技術10.3.1植株上授粉1）去雄凡是兩性花，為防止母本發(fā)生自交，必須在雜交前除去母本花中的雄蕊，稱為去雄。去雄一般在花朵開放前1～2d進行，閉花授粉的植物應提前3～5d。2）隔離去雄后立即套袋以防止天然雜交。3）授粉去雄后要及時觀察雌蕊發(fā)育情況，待柱頭分泌粘液而發(fā)亮時即可授粉。10.3.2室內切枝雜交適于種子小而成熟期短的某些園林植物，如楊樹、柳樹、小菊等。10.3.3雜交后的管理雜交后要細心管理，創(chuàng)造良好的有利于雜種種子發(fā)育的條件，并注意觀察記載，及時防治病蟲害和防止人為的破壞。雜交種子成熟隨品種而異，有的分批成熟，要分批采收。10.3.4雜交后代的培育與選擇1）雜交后代的培育（1）提高雜種苗的成活率（2）培育條件均勻一致（3）根據雜種性狀的發(fā)育規(guī)律進行培育（4）做好系統(tǒng)的觀察記載2）雜交后代的選擇園林植物大多進行異花授粉，親本本身往往存在著高度的雜合性，所以雜種一代就發(fā)生分離，這樣在雜種一代就可以進行單株選擇。對木本植物來說，雜種的優(yōu)良性狀往往要經過一段生長才能逐步表現出來，一般要經過3—5年觀察比較。特別是初期生長緩慢的樹種，時間更要放長一些，不可過早淘汰。雜種后代的選擇，要在實生苗的各種性狀表現明顯的物候期進行觀察比較。10.4遠緣雜交育種遠緣雜交（widecross）是指遠緣雜交是種間、屬間、或地理上相隔很遠不同生態(tài)類型間的雜交。10.4.1克服遠緣雜交不親和方法遠緣雜交時，通常將不能結實或結實不正常的現象稱為雜交不親和。克服的方法有：1）選擇正確的親本并注意正反交2）改變授粉方式（1）混合授粉（2）重復授粉（3）柱頭液處理（4）射線處理法3）預先無性接近法預先將親本互相嫁接在一起，使他們的生理活性得到協(xié)調或改變原來的生理狀態(tài)，而后進行有性雜交，較易獲得成功。4）柱頭切割移植或子房內授粉5）應用化學藥劑應用赤霉素、萘乙酸、生長素、硼酸等促進花粉萌發(fā)、生長、受精的藥劑處理雌蕊，有助于獲得種子。6）離體授粉、試管受精7）創(chuàng)造適宜的授粉條件10.4.2克服遠緣雜種不育的方法遠緣雜交成功后，通常將遠緣雜種的不育或結實率很低的現象稱為雜種不育性。1）延長雜種生育期2）回交法3）染色體加倍法4）幼胚離體培養(yǎng)5）加強培育和選擇10.5雜種優(yōu)勢10.5.1雜種優(yōu)勢的概念與表現基因型不同的親本雜交產生的雜種（F1），在生長勢、生活力、抗逆性、產量、品質等各方面都優(yōu)于雙親的現象稱為雜種優(yōu)勢（heterosis）。雜種優(yōu)勢的表現有三種類型：一是營養(yǎng)型。二是生殖型。三是適應型。10.5.2雜種優(yōu)勢的遺傳機理1）顯性假說2）超顯性假說10.5.3雜種優(yōu)勢的利用1）利用雜種優(yōu)勢的基本條件（1）有純度高的優(yōu)良親本品種或自交系（2）選配強優(yōu)勢組合（3）親本繁育和制種工序簡便，種子生產成本低2）利用雜種優(yōu)勢的途徑（雜交種子的生產）（1）人工去雄（2）化學殺雄（3）利用自交不親和性（4）標志性狀的利用（5）利用單性株制種（6）利用