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文檔簡介
第一章園林植物種質(zhì)資源種質(zhì)資源是一切育種工作的基礎(chǔ)。——杜布贊斯基一、種質(zhì)資源的概念及意義二、種質(zhì)資源的類別及特點(diǎn)三、我國園林植物種質(zhì)資源概況四、種質(zhì)資源的研究與評(píng)價(jià)五、種質(zhì)資源的收集與保存六、種質(zhì)資源的創(chuàng)新與利用一、種質(zhì)資源的概念及意義
概念種質(zhì)資源(germpalsmresources)或稱基因資源(generesources)
遺傳資源(geneticresources)。包含一定的遺傳物質(zhì),表現(xiàn)一定的優(yōu)良性狀,并能將其遺傳性狀傳遞給后代的園林植物資源的總和。亦即對園林植物品種改良和栽培擁有一定利用價(jià)值的遺傳物質(zhì)總和。種質(zhì)資源的范圍全球植物資源地區(qū)植物資源群落內(nèi)植物資源物種資源(居群)品種群單株、器官、組織、單個(gè)細(xì)胞、一個(gè)基因片斷。3.
種質(zhì)資源研究的單位群體個(gè)體性狀細(xì)胞基因從來源上看,種質(zhì)資源包括如下內(nèi)容:自然資源中的植物材料;人工創(chuàng)造的植物材料:栽培品種、中試品種、育種的中間材料、育種工作的基礎(chǔ)材料。意義及作用育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ);不斷發(fā)展新觀賞植物的主要來源;科學(xué)研究的基礎(chǔ)。
栽培植物起源中心遺傳類型極為多樣而且分布比較集中,具有地區(qū)特有性狀,并且出現(xiàn)原始栽培種及近緣野生種的地區(qū),往往是某一種栽培植物的起源中心。二、種質(zhì)資源的類別及特點(diǎn)2.觀賞植物原產(chǎn)地大陸東岸氣候型大陸西岸氣候型地中海氣候型熱帶氣候型熱帶高原氣候型沙漠氣候型寒帶氣候型
(章守玉,1980)種質(zhì)資源的類別及特點(diǎn)野生種質(zhì)資源人工種質(zhì)資源本地種質(zhì)資源外地種質(zhì)資源中國地理氣候條件概況中國種質(zhì)資源概況中國種質(zhì)資源現(xiàn)狀形成的原因三、我國花卉種質(zhì)資源概況1.我國地理氣候條件概況地形溫度水分中國地形概況中國氣候概況中國氣候類型及植物區(qū)劃中國八大植被區(qū)域大興安嶺北部寒溫帶落葉針葉林區(qū)域東北、華北溫帶落葉闊葉林區(qū)域華中、西南常綠闊葉林區(qū)域華南、西南熱帶雨林、季雨林區(qū)域內(nèi)蒙、東北溫帶草原區(qū)域西北溫帶荒漠區(qū)域青藏高原高寒草甸、草原區(qū)域高寒荒漠區(qū)域
我國園林植物種質(zhì)資源特點(diǎn)物種豐富分布集中豐富多彩特點(diǎn)突出
中國被稱為世界“園林之母”,擁有豐富的種質(zhì)資源。在觀賞植物種及品種的擁有量上堪稱世界之最。我國園林植物占世界植物種數(shù)表中文名:絲穗金粟蘭學(xué)名:Chloranthusfortunei
(A.Gray)Solms-Laub.
英文名:SilkspikeChloranthus
科名:金粟蘭科
Chloranthaceae
多年生草本,高10—40厘米。莖圓柱形,無毛。葉對生,常4,很少6片,卵狀橢圓形或倒卵狀橢圓形,長2—12厘米,寬1.8—7厘米,頂端急尖,基部楔形,邊緣有細(xì)圓鋸齒,齒尖有1腺體。穗狀花序單生,長3-8厘米,花密聚;苞片2-4裂;雄蕊3,基部合生,頂端延伸成絲狀,白色,長1-2厘米,中間的一個(gè)雄蕊花藥2室,側(cè)生的雄蕊花藥1室;子房卵形,核果幼時(shí)淡綠色,倒卵形?;ㄆ?-5月。
產(chǎn)蘇南各地,生陰濕草叢中或林下;華東各省均有分布。
全草入藥,有抗菌散淤和活血等功能.學(xué)名:Chimonanthuspraecox(L.)Link
英文名:Wintersweet
科名:蠟梅科Calycanthaceae
落葉灌木,高達(dá)3米。枝、莖成方形,棕紅色,有橢圓形突出皮孔。葉橢圓狀卵形至卵狀披針形,長7—15厘米,頂端漸尖,基部圓形或闊楔形,表面深綠,背面淡綠?;ǚ枷悖睆郊s2.5厘米,外部花被片卵狀橢圓形,黃色,內(nèi)部的漸短,有紫色條紋;花托橢圓形,長約4厘米,口部收縮,有附屬物?;ㄆ?1月至翌年3月。
庭園多栽培,原產(chǎn)我國中部,在鄂西及秦嶺地區(qū)常見野生,現(xiàn)各地栽培,為早春觀賞樹種。
花可提取芳香油;花蕾供藥用,浸泡生油中,制成花蕾油,可敷治燙傷;花又能解暑生津。蠟梅含有揮發(fā)油(為1.8-按葉素、龍腦、芳樟醇等)、臘梅堿、異蠟梅堿、胡蘿卜烴、黃色素。學(xué)名:CamelliajaponicaLinn.
英文名:JapanCamellia
科名:山茶科Theaceae
山茶花我國常綠闊葉植物種質(zhì)資源
的地理分布狀況中國植被分布最為集中的地區(qū)西南山區(qū):四川、云南、廣西中南山區(qū):湖北山區(qū)東北地區(qū):大小興安嶺及長白山區(qū)豐富多彩的中國觀賞植物花期花型、花色生物學(xué)特性生態(tài)習(xí)性花團(tuán)錦簇的山茶花多姿多彩的菊花中國菊花之美古典菊花的“五美”廣泛的生態(tài)適應(yīng)性豐富的變異類型多樣的用途中國特有植物銀杏、水杉銀杉、珙桐
中國特有種子植物圖譜數(shù)據(jù)庫共收錄我國種子植物特有72科,243屬,529種。圖譜529幅?;ɑ苡N的寶貴材料大花黃牡丹紫斑牡丹金花茶毛華菊我國豐富的種質(zhì)資源形成原因地形復(fù)雜氣候多樣歷史文化悠久歷史文化悠久中華傳統(tǒng)十大名花梅花、牡丹、菊花、月季、杜鵑花、蘭花、山茶、荷花、桂花、水仙花。品種特色突出品種群豐富應(yīng)用形式豐富我國種質(zhì)資源現(xiàn)狀面臨的危機(jī)應(yīng)有的工作
面臨的危機(jī)!布局不合理;瀕危物種尚待搶救;家底不清,品種混雜;良種失傳,品種退化。花卉資源大國沒有成為花卉產(chǎn)業(yè)大國!應(yīng)有的工作種質(zhì)資源的考察種質(zhì)資源圃的建立種質(zhì)資源的收集和保存種質(zhì)資源信息庫的建立種質(zhì)資源的研究種質(zhì)資源的創(chuàng)新與新品種培育研究所基因庫研究所計(jì)算機(jī)化數(shù)據(jù)室外單位贈(zèng)送登記田間收集性狀描述全面評(píng)價(jià)增殖交流(送長期保存中心)基因庫登記資源評(píng)價(jià)及操作程序備份四、種質(zhì)資源的研究與評(píng)價(jià)(一)種質(zhì)資源的研究分類學(xué)性狀的研究生物學(xué)特性的研究觀賞特性的研究經(jīng)濟(jì)性狀方面的研究抗逆性及適應(yīng)性的研究(二)種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)工作的原則反映特定種質(zhì)資源的遺傳特性適應(yīng)多學(xué)科研究需要符合IPGRI 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量化、編碼化、簡便化、規(guī)范化(三)種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)任務(wù)和要求內(nèi)容和項(xiàng)目方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化和現(xiàn)代化五、種質(zhì)資源的考查1、野生種質(zhì)資源的考查2、栽培種質(zhì)資源的考查3、考察方法4、考察內(nèi)容種質(zhì)資源的考察征集組織機(jī)構(gòu)征集范圍征集方法種質(zhì)資源征集登記卡六、種質(zhì)資源的保存種質(zhì)資源保存方式就地保存異地保存保存材料種子保存資源圃種質(zhì)保存離體保存基因文庫保存種質(zhì)資源保存的文獻(xiàn)工作(1)資源的歷史信息(2)資源入庫的信息(3)入庫后鑒定評(píng)價(jià)信息研究所基因庫研究所計(jì)算機(jī)化數(shù)據(jù)室外單位贈(zèng)送登記田間收集性狀描述全面評(píng)價(jià)增殖交流(送長期保存中心)基因庫登記資源評(píng)價(jià)及操作程序備份品種特色突出品種群豐富應(yīng)用形式豐富中華十大名花梅花、牡丹、菊花、月季、杜鵑花、蘭花、山茶、荷花、桂花、水仙花。觀賞植物的主要類群一、二年生草花宿根花卉球根花卉盆花鮮切花溫室花卉露地花卉木本植物第二章引種馴化
植物引種是人類為了滿足自己的需要,把外地植物的種類品種引入到新的地區(qū),擴(kuò)大其分布范圍的實(shí)踐活動(dòng)。它不僅是古老農(nóng)業(yè)中不可缺少的組成部分,而且對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和栽培植物的進(jìn)化都起到了重大作用。在發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中引種仍然是潛力很大的領(lǐng)域。一、概述(一)基本概念引種
(Introduction)
凡是從外地或外國引進(jìn)栽培植物或由本地、外地或外國引入野生植物,使他們在本地栽培,這項(xiàng)工作就叫引種。
馴化
(Domestication)
引進(jìn)來的種或品種,有的表現(xiàn)很好,可以直接利用,有的表現(xiàn)不好,常常有不服水土的現(xiàn)象,需要采用一些技術(shù)措施,使其改變遺傳性,慢慢適應(yīng)新環(huán)境的過程,這就叫做馴化。中國主要城市綠化樹種區(qū)域分布研究
陳有民,1990.
歸化(Localization)
將引種到某地成活率高的物種劃歸到相同區(qū)系從而便于引種工作,這項(xiàng)工作稱為歸化。自然條件相似;植物自身適應(yīng)性范圍.(二)引種馴化的意義栽培植物起源與演化的基礎(chǔ);快速豐富本地植物材料的方法;最為經(jīng)濟(jì)的手段;保護(hù)瀕危植物的有效措施;為進(jìn)一步育種工作提供材料;為其它生物學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。(三)引種馴化的歷史人類文明之始;國內(nèi)引種;國際引種;中國從世界各國引進(jìn)的植物;西方從中國引走的植物二、引種馴化的原理(一)引種的遺傳學(xué)基礎(chǔ)反應(yīng)規(guī)范生物體的表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境條件相互作用的結(jié)果。引種是植物在其基因型適應(yīng)范圍內(nèi)遷移。這種適應(yīng)范圍受到基因型的嚴(yán)格制約。所謂品種的適應(yīng)范圍,就是這個(gè)品種基因型在地區(qū)適應(yīng)性反應(yīng)的反應(yīng)規(guī)范。
潛在基因
生物體的基因只有在適宜的環(huán)境條件下才能得以表達(dá)。植物的易地栽培是在植物具有潛在的適應(yīng)基因的條件下獲得成功的。植物的發(fā)育調(diào)控
適宜的環(huán)境條件可以激活一些基因表達(dá),因此原產(chǎn)地沒有表達(dá)出來的性狀有可能在異地條件下表達(dá)出來。
關(guān)于遺傳的可塑性,生理上的可協(xié)調(diào)性和發(fā)育的階段性.promoterOperatorStructuralgeneterminatorpromoter(二)氣候相似理論植物與生態(tài)環(huán)境的綜合分析。引種成效的關(guān)鍵在于正確掌握植物與環(huán)境關(guān)系的客觀規(guī)律。德國慕尼黑大學(xué)林學(xué)家麥依爾教授在《自然歷史基礎(chǔ)上的林木培育》1909年論述道:木本植物引種成功的最大可能性在于樹種原產(chǎn)地和新栽培地有氣候條件相似的地方。(三)主導(dǎo)生態(tài)因子的分析溫度水分光照土壤風(fēng)生物因素引種地與原產(chǎn)地各自的生態(tài)條件植物自身生長發(fā)育的限制因子溫度溫度因子最顯著的作用是支配植物的生長發(fā)育,限制著植物的分布。其中主要是年平均溫度、最高最低溫度、季節(jié)交替特點(diǎn)等等。降水和濕度水分是植物生存的必要條件。中國國土水分分布狀況光照光照對引種的影響大致包括晝夜交替的光周期、日照強(qiáng)度和時(shí)間。Internationalhot-spots土壤土壤的理化性質(zhì)、含鹽量、pH值以及地下水位的高低,都會(huì)影響園藝植物的生長發(fā)育。生物因素植物在原產(chǎn)地和土壤系統(tǒng)形成共生關(guān)系,對一些土壤微生物產(chǎn)生依賴.
有些難以控制的嚴(yán)重病蟲害影響植物引種。中國各植被區(qū)域區(qū)劃和自然地理要素指標(biāo)植被型地貌特征地帶性土類大氣環(huán)流系統(tǒng)主要?dú)夂蛑笜?biāo)季節(jié)特征1寒溫帶針葉林2溫帶針闊混交林3暖溫帶落葉闊葉林4亞熱帶常綠闊葉林5熱帶雨林和季雨林6溫帶草原7溫帶荒漠8高寒植被區(qū)吳征鎰,1980《中國植被》觀賞植物生態(tài)分類地中海氣候型大陸東岸氣候型冬暖亞型冬涼亞型大陸西岸氣候型熱帶高原氣候型熱帶氣候型沙漠氣候型寒帶氣候型(四)園林植物生態(tài)型研究與引種的關(guān)系所謂生態(tài)型是指同一種范圍內(nèi)在生物特征、形態(tài)特征與解剖結(jié)構(gòu)上,與當(dāng)?shù)刂饕鷳B(tài)條件相適應(yīng)的植物類型。從引種馴化這個(gè)角度,確定主物的生態(tài)主要應(yīng)分析兩個(gè)方面:一是分布區(qū)的主要生態(tài)條件:二是植物本身的生物學(xué)特性和形態(tài)解剖特征。(五)歷史生態(tài)條件的分析
植物適應(yīng)性的大小,不僅與目前分布區(qū)的生態(tài)條件有關(guān),而且與其系統(tǒng)發(fā)育歷史上經(jīng)歷的生態(tài)條件有關(guān)。凡植物在系統(tǒng)發(fā)育中經(jīng)歷的生態(tài)條件較為復(fù)雜時(shí),其潛在的適應(yīng)能力也會(huì)大些,引種工作一般較易成功。三、引種馴化的原則與方法(一)引種馴化的原則適地適樹;改樹適地;改地適樹。(二)引種的程序引種目標(biāo)及其可行性分析;選擇引入材料引種材料的收集和編號(hào)登記引種材料的檢疫引種試驗(yàn)栽培性試驗(yàn)和推廣引種目標(biāo)及其可行性分析:植物的生活型;植物的分布區(qū);氣候相似性;主導(dǎo)生態(tài)因子;引種地栽培技術(shù)條件。選擇引入材料本地沒有的新材料;與引入地植物有系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系;以往有相關(guān)引種的技術(shù)記載;對改良本地植物提供新的基因資源。引種材料的收集和編號(hào)登記收集途徑:交換,購買、贈(zèng)送、考察收集登記:材料名稱編號(hào)來源地引種時(shí)間引種人材料狀況引種材料的檢疫危險(xiǎn)病蟲害;疫區(qū)植物的消毒處理;隔離種植。引種試驗(yàn)試種觀察種源試驗(yàn)品種比較試驗(yàn)區(qū)域試驗(yàn)引種試驗(yàn)的觀測指標(biāo)觀賞特性物候期抗逆性指標(biāo)適生環(huán)境栽培性試驗(yàn)和推廣品種繁殖栽培技術(shù)推廣品種評(píng)價(jià)和品種管理種質(zhì)資源的調(diào)查環(huán)境資料分析材料收集繁殖推廣引種試驗(yàn)(種源試驗(yàn))(品種比較試驗(yàn))(區(qū)域試驗(yàn))交換、購買、贈(zèng)送、考察收集自然生境、栽培地條件、主導(dǎo)生態(tài)因子種的分布范圍種內(nèi)變異栽培分布狀況加強(qiáng)檢疫引種馴化的基本程序(三)引種方法種子引種;逐漸遷移;引種馴化栽培技術(shù)的研究;引種結(jié)合選擇;引種結(jié)合育種。低溫春季旱風(fēng)光照強(qiáng)度變化季節(jié)變化空氣濕度水分、水質(zhì)變化土壤性質(zhì)南樹北移的技術(shù)措施防寒防風(fēng)(臨冬修剪)遮陽網(wǎng)加強(qiáng)管理人工噴霧補(bǔ)充酸性成分土壤改良北樹南移的技術(shù)措施高溫高濕光照減弱季節(jié)變化水分水質(zhì)土壤特性適當(dāng)稀植補(bǔ)光季節(jié)變化水分水質(zhì)土壤特性(三)引種要結(jié)合選擇來進(jìn)行引入的品種栽培在不同于原產(chǎn)的的自然條件下,必須會(huì)發(fā)生變異。這種變異的大小決定于原產(chǎn)地和引入地區(qū)自然條件差異的程度和品種本身遺傳性的保守程度。用種子繁殖的植物—
混合選擇;營養(yǎng)繁殖的群體——
選擇優(yōu)良單株,或建立優(yōu)良單株的無性系,培育新品種。
四、引種馴化成功的標(biāo)準(zhǔn)在與原產(chǎn)地時(shí)比較,不需要特殊的保護(hù)能夠露地越冬或越夏而生長良好;沒有降低原來的經(jīng)濟(jì)或觀賞品質(zhì);能夠用原來的繁殖方式(有性或營養(yǎng))進(jìn)行正常的繁殖。五、影響引種成功的因素植物材料的適應(yīng)性;實(shí)際栽培季節(jié)的氣候相似;植物材料的利用目的;引種結(jié)合育種的工作程度。六、引種中應(yīng)注意的問題
堅(jiān)持“既積極又慎重”的原則;
注意植物習(xí)性類型的特點(diǎn);
注意農(nóng)業(yè)技術(shù)在引種中的作用;
注意保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡.低溫春季旱風(fēng)光照強(qiáng)度變化季節(jié)變化空氣濕度水分、水質(zhì)變化土壤性質(zhì)南樹北移的技術(shù)措施防寒防風(fēng)(臨冬修剪)遮陽網(wǎng)加強(qiáng)管理人工噴霧補(bǔ)充酸性成分土壤改良北樹南移的技術(shù)措施高溫高濕光照減弱季節(jié)變化水分水質(zhì)土壤特性適當(dāng)稀植補(bǔ)光季節(jié)變化改良水質(zhì)改良土壤每星期四下午4:30前請張權(quán)、馬麗麗將作業(yè)交到主樓408。第三章選擇育種
選擇是育種的理想,也是實(shí)現(xiàn)理想的每一具體步驟。——布爾班克
育種中選擇一詞的含義是指從自然變異群體中選優(yōu)汰劣。它不僅僅是選擇育種途徑的中心環(huán)節(jié),而且是所有育種途徑和良種繁育中不可缺少的手段。
一、選擇育種的意義(一)概念:利用現(xiàn)有種類、品種的自然變異群體,通過選擇、提純以及比較鑒定等手段育成新品種的途徑叫做選擇育種(selectionbreeding),簡稱選種。(二)選擇的意義選擇的進(jìn)化意義自然選擇(遺傳、變異和選擇)人工選擇(定向選擇與定向變異)2.
選擇在育種工作中的作用獨(dú)立的育種手段育種工作的中心環(huán)節(jié)選擇具有創(chuàng)造性作用3.選擇的創(chuàng)造性作用:
1)從育種效果上看:⑴增大變異;⑵篩選性狀組合;⑶影響進(jìn)一步的育種成果。3.選擇的創(chuàng)造性作用:
2)從遺傳機(jī)制上看:⑴改變基因頻率和基因型頻率;⑵使基因型的分離和重組發(fā)生改變;⑶淘汰群體中存在的不利基因;⑷使生物體產(chǎn)生新的基因平衡?;蚱胶舛稍谝粋€(gè)隨機(jī)交配群體中,如果沒有基因轉(zhuǎn)移,漂移和定向選擇,則該群體的基因頻率和基因型頻率遵循如下規(guī)律:
A-p,a–q,AAAaaa=p2+2pq+q2
,親本基因后代基因型AaAAAaaa頻率pqp22pq選擇的效果二、選擇育種的基本要素供選擇的群體內(nèi)有可遺傳的變異;供選擇的群體足夠大;選擇要在相對一致的條件下進(jìn)行;選擇的單位是個(gè)體;選擇要根據(jù)綜合性狀有重點(diǎn)地進(jìn)行。三、選擇育種的遺傳學(xué)原理選擇與物種進(jìn)化(遺傳、變異和自然選擇是生物體進(jìn)化的三大動(dòng)力。)定向培育與定向選擇選擇的創(chuàng)始性作用四、影響選擇效果的因素變異程度優(yōu)中選優(yōu)選擇時(shí)機(jī)質(zhì)量性狀的選擇;數(shù)量性狀的選擇。五、選擇標(biāo)準(zhǔn)的制訂(一)基本原則根據(jù)育種目標(biāo)的主次制訂選擇標(biāo)準(zhǔn);目標(biāo)性狀的標(biāo)準(zhǔn)明確具體;各個(gè)性狀的當(dāng)選標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)。(二)選擇標(biāo)準(zhǔn)主要目標(biāo)性狀的標(biāo)準(zhǔn);綜合性狀的分析;六、選擇的主要方法(一)實(shí)生苗選擇方法1.
混合選擇法:按照某些觀賞特性和經(jīng)濟(jì)性狀,從一個(gè)原始的混雜群體或品種,選出彼此類似的優(yōu)良植株,然后把它們的種子或種植材料混合起來種在同一塊地里,次年再與標(biāo)準(zhǔn)品種進(jìn)行鑒定比較。對照品種混合選擇播種田原始群體一次混合選擇法☆★☆★☆☆☆☆★☆☆★★★☆★★★★☆★★☆★混合選擇的優(yōu)點(diǎn)簡便易行;獲得材料較多;保持較豐富的遺傳多樣性混合選擇的缺點(diǎn)無法鑒別單株基因型;對劣變基因淘汰速度較慢。2.
單株選擇法把從原始群體中選出的優(yōu)良單株的種子或種植材料分別收獲,分別保存,分別繁殖的方法。在整個(gè)育種過程中如只進(jìn)行一次以單株為對象的選擇而以后就以各家系為取舍單位的稱一次單株選擇法。如先進(jìn)行連續(xù)多次的以單株為對象的選擇,然后再以各家系為取舍單位的,就稱為多次單株選擇法?!铩睢睢睢睢铩铩睢铩睢铩睢铩睢铩睢睢铩睢睢飳φ掌贩N一次單株選擇法單株選擇法的優(yōu)點(diǎn)能選出可遺傳變異;有效淘汰劣變基因。單株選擇法的缺點(diǎn)占用較多的土地;需要較長的時(shí)間。3.
相關(guān)性狀選擇某些性狀具有相關(guān)性,對于現(xiàn)階段不能選擇的性狀可以通過相關(guān)性狀提前選擇,從而縮短育種年限。這一選擇方法是基于基因的多效性和基因間的連鎖關(guān)系。4.遺傳標(biāo)記輔助的選擇育種遺傳標(biāo)記:表明生物體遺傳特征的標(biāo)記。遺傳標(biāo)記的基本特征:不受生長發(fā)育階段的限制;不受環(huán)境條件的限制;不受組織特異性限制。形態(tài)標(biāo)記分子標(biāo)記蛋白質(zhì)標(biāo)記DNA標(biāo)記分子標(biāo)記
—DNA指紋技術(shù)RFLPRAPDAFLPSSLPSSR分子標(biāo)記的特點(diǎn)穩(wěn)定性高;特異性好;標(biāo)記數(shù)量多;可以鑒別單株差異。(二)芽變選種芽變的概念芽變是體細(xì)胞突變的一種,即突變發(fā)生在牙分生組織細(xì)胞中,當(dāng)芽萌發(fā)長成枝條,并在性狀上表現(xiàn)出與原來植株類型不同的性狀即為芽變。突變的芽長成枝條經(jīng)繁育可以成為單株變異。芽變的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)芽變的特點(diǎn)多樣性;多方向性;重演性;穩(wěn)定性;局限性;芽變選種在品種改良中的意義芽變是觀賞植物品種變異的重要來源;芽變選種有效保留了體細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的可遺傳變異。芽變選種的方法選種目標(biāo)選種時(shí)期對變異的分析及時(shí)分離七、選擇育種中
觀測和記載的方法目測法;評(píng)分比較選擇法;綜合評(píng)估法。品系編號(hào)及來源菊體(40分)花朵(40分)花期(20分)綜合評(píng)判抗性20分株姿10分長勢5分莖葉5分繁密度15分花色15分花容10分早晚10分持久10分123露地菊百分制計(jì)分評(píng)選表七、選擇育種程序繁殖、推廣品種試驗(yàn)圃生產(chǎn)廠圃原始材料圃品種收集圃雜交圃品種試驗(yàn)圃初級(jí)鑒定圃初選復(fù)選區(qū)域試驗(yàn)、多點(diǎn)試驗(yàn)決選繁殖圃生產(chǎn)試驗(yàn)八、選種計(jì)劃的制訂選擇標(biāo)準(zhǔn)的制定選種規(guī)模方法和手段試驗(yàn)?zāi)晗薹敝惩茝V年限育種目標(biāo)一、概念及意義1.定義
雜交育種是指通過兩個(gè)遺傳性不同的個(gè)體之間進(jìn)行有性雜交獲得雜種,繼而選擇培育以創(chuàng)造新品種的方法。2.分類
根據(jù)進(jìn)行雜交的親本間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近,又可區(qū)分為近緣雜交和遠(yuǎn)緣雜交兩大類。
近緣雜交:是指品種內(nèi)、品種間或類型間的雜交。它用于提高后代生活及選育新品種。
遠(yuǎn)緣雜交:是種間、屬間或地理上相隔很遠(yuǎn)不同生態(tài)類型間的雜交。它主要用于創(chuàng)造更豐富的變異類型。3.雜交的作用
遺傳物質(zhì)重組物種進(jìn)化品種改良創(chuàng)始性途徑性狀重組基因互作產(chǎn)生新性狀積累基因產(chǎn)生積加作用4.雜交的意義
遺傳學(xué)研究的基本方法;育種途徑中主要的技術(shù);5.雜交技術(shù)的應(yīng)用范圍種內(nèi)品種間—
品種改良染色體工程;中間親緣關(guān)系探討;遺傳基本規(guī)律探討。經(jīng)濟(jì)性狀抗逆性品種復(fù)壯二、雜交育種計(jì)劃的制定和準(zhǔn)備工作制定雜交育種計(jì)劃應(yīng)包括:育種目標(biāo)的確定,雜交組合、雜交方式的選擇,親本開花授粉生物學(xué)特性的了解,調(diào)節(jié)花期的措施,親本種源的選擇,雜交數(shù)量和日程安排,克服雜交不孕性的措施和人力、物品、經(jīng)濟(jì)預(yù)算等。育種目標(biāo)的確定親本開花授粉生物學(xué)特性的了解雜交組合、方式的確定調(diào)節(jié)花期花粉儲(chǔ)藏親本種源的選擇雜交數(shù)量日程安排克服雜交不孕性的措施雜交后代的選育雜交育種計(jì)劃人力物品經(jīng)濟(jì)預(yù)算1.育種目標(biāo)的確定
育種目標(biāo)必須從花卉生產(chǎn)和園林綠化的實(shí)際需要出發(fā),目標(biāo)要規(guī)定得具體,有針對性,重點(diǎn)突出,使育種工作有的放矢。一般一次只要求解決一個(gè)重點(diǎn)問題,切勿面面俱到,以免一事無成。2.雜交親本選配的原則選擇的親本目標(biāo)性狀,綜合性狀好;重點(diǎn)優(yōu)良性狀突出;兩個(gè)親本的優(yōu)缺點(diǎn)要能互相彌補(bǔ);雙親來源在地理上較遠(yuǎn),生態(tài)類型不同;親本中有一方能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)厮?考慮兩個(gè)親本遺傳傳遞能力的強(qiáng)弱;雙親一般配合力好,具有較好的雜交親和性;選擇結(jié)實(shí)性強(qiáng)的種類作母本,而以花粉多而正常的作父本,以保證獲得種子。3.雜交方式的確定成對雜交又稱單雜交,即兩個(gè)親本一為母本以為父本配成一對雜交。當(dāng)兩個(gè)親本優(yōu)缺點(diǎn)能互補(bǔ)時(shí),性狀總體基本上能符合育種目標(biāo)時(shí),應(yīng)盡可能采取單雜交,因單交只需雜交一次即可完成,雜交及后代選擇的規(guī)模不需很大。AXB成對雜交的特點(diǎn)親本明確;便于重復(fù);綜合性狀少.復(fù)合雜交即在兩個(gè)以上親本之間進(jìn)行雜交,一般先配成單交,然后根據(jù)單交的缺點(diǎn)再選配另一單交組合或親本,以使多個(gè)親本的優(yōu)缺點(diǎn)能互相彌補(bǔ)。(AXB)XC(AXB)X(CXD)復(fù)合雜交配合方式綜合性狀好的親本最后雜交含主要目標(biāo)性狀的親本最后雜交回交
兩親本雜交后子一代所選單株與原兩親本之一進(jìn)行雜交,稱為回交。一般在第一次雜交時(shí)選具有優(yōu)良特性的品種作母本,而在以后各次回交時(shí)作父本,這個(gè)親本在回交時(shí)叫輪回親本?;亟坏哪康氖鞘褂H本的優(yōu)良特性在雜種后代中慢慢加強(qiáng),以把親本的某一優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到雜種為目的?;亟挥N法近年主要用于培育抗性品種或用于遠(yuǎn)緣雜交中恢復(fù)可孕性和恢復(fù)栽培品種優(yōu)點(diǎn)等。DAXBBEDAXBBEB×回交的遺傳學(xué)效應(yīng)測定F1基因型;增加回交親本的遺傳成分;基因型純和度受回交親本影響;回交育種注意事項(xiàng)輪回親本適應(yīng)性強(qiáng);非輪回親本目標(biāo)性狀明顯;回交后代加強(qiáng)選擇;回交次數(shù)3-4次;數(shù)量性狀的改良不用回交法.多父本混合授粉(自由授粉)
以一個(gè)以上的父本品種花粉混合授給一個(gè)母本品種的方式,稱為父本混合授粉。去雄后任其自由授粉實(shí)質(zhì)上也是多父本混合授粉。這種授粉方式雖然有時(shí)父本不清楚,但比較簡單易行,而且后代分離類型比較豐富,有利于選擇。多父本混合授粉的特點(diǎn)簡便易行;花粉來源廣泛,后代變異豐富;利用父本一個(gè)明顯性狀篩除假雜種.4.花部構(gòu)造和開花習(xí)性
雜交親本確定后就要了解花部構(gòu)造,開花習(xí)性和傳粉特點(diǎn)等,以便采取有效措施確保雜交成功?;ú繕?gòu)造兩性花單性花雌雄蕊同熟;雌蕊早熟;雄蕊早熟;柱頭異長;雌雄蕊不等長.雌雄同株雌雄異株傳粉方式蟲媒花風(fēng)媒花授粉特性自花授粉;異花授粉;常異花授粉.5.花期調(diào)整與花粉處置
花期調(diào)整
開花時(shí)間的不一致,造成雜交工作的困難。首先要摸清親本的生長發(fā)育規(guī)律及對溫度、光照的要求。找出影響開花的主導(dǎo)因子,就能有效地調(diào)整花期。第二,要進(jìn)行栽培調(diào)控?;ǚ鄣氖占?/p>
在雜交時(shí)可采取以散粉的花朵,直接授于母本柱頭上,但不能保證花粉的純潔。最好預(yù)先套袋,以免摻雜其它花粉。也可摘取即將開放的花朵,在室內(nèi)陰干,花藥開裂后收取花粉。
花粉的貯藏花粉貯藏的意義:花粉貯藏的原理:低溫、干燥?;ǚ圪A藏的方法:
花粉生活力的測定雜交法培養(yǎng)法染色法三、雜交技術(shù)1.母株和花朵的選擇根據(jù)育種目標(biāo)的的要求,選擇生長健壯,發(fā)育良好的作為母株;在母株數(shù)量較多時(shí),以確保雜交工作的安全為準(zhǔn);去雄的花朵以選擇植株的中上部和向陽的花為好;每枝保留的花朵數(shù)一般以3-5朵為宜。
2.去雄防止傷及雌蕊;徹底;防止污染;3.套袋
保護(hù)雌蕊;防止非計(jì)劃授粉;防治昆蟲及其它傷害;標(biāo)記植株。4.授粉
授粉時(shí)機(jī);授粉量;授粉次數(shù);授粉方法。
5.雜交后的管理
栽培管理雜種種子的保護(hù)雜種種子的采收
6.室內(nèi)切枝雜交枝條的采取和修剪;水培和管理;去雄、隔離和授粉;果實(shí)發(fā)育期管理和種子采收.四、雜交后代的選育一二年生草花的選育;木本植物的選育;營養(yǎng)繁殖植物材料的選育。五、雜交后代遺傳穩(wěn)定性分析
性狀表達(dá)的強(qiáng)度;目標(biāo)性狀在群體中出現(xiàn)的比率;目標(biāo)性狀在不同世代間的差異;特殊變異。五、優(yōu)良雜種的鑒定
形態(tài)學(xué)分析細(xì)胞學(xué)鑒定生理指標(biāo)的測定
DNA鑒定七、雜交育種的一般程序種質(zhì)資源的調(diào)查育種目標(biāo)的制定雜交方式的確定雜交技術(shù)的應(yīng)用雜種后代的選育優(yōu)良雜種的鑒定品種試驗(yàn)和品種推廣雜交親本的選配八、花卉雜交育種的成就
月季育種牡丹育種菊花育種茶花育種百合育種一、遠(yuǎn)緣雜交的概念和分類(一)遠(yuǎn)緣雜交的概念植物分類學(xué)上不同種或不同屬間的有性雜交稱為遠(yuǎn)緣雜交。此類雜交產(chǎn)生的后代稱遠(yuǎn)緣雜種。
Rosacanida
RosaglaucaRosafoetida(二)遠(yuǎn)緣雜交的分類精卵結(jié)合型:
通過受精過程,結(jié)合自己成了精核和卵的全部遺傳信息的雜種;非精卵結(jié)合型:由獲得遠(yuǎn)緣父本部分遺傳信息的卵發(fā)育成的,這部分遺傳信息可能來源于父本配子細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的DNA或mRNA等。認(rèn)為那些在染色體數(shù)和形態(tài)方面和母本完全一樣。二、遠(yuǎn)緣雜交的作用和意義(一)遠(yuǎn)緣雜交的作用提高花卉的抗病性和抗逆性;創(chuàng)造花卉新類型;利用雜種優(yōu)勢.
(二)遠(yuǎn)緣雜交的意義獲得具有良好的綜合性狀的雜種植物;研究一些種、屬之間的親緣關(guān)系和自然界物種形成的途徑;創(chuàng)造出一些不尋常的廣泛的新類型.現(xiàn)代月季雜交育種現(xiàn)代月季的4個(gè)重要親本Rosacentifolia
×R.chinensisperpetual×R.ordorata(TeaRose)(Chinarose)(CabbageRose)“LaFrance”“Theworld’smostbeautifulflower”現(xiàn)代月季OliympiadMiniaturerosePeacePinckpeace現(xiàn)代月季的主要類群HybridTeasGrandiflorasPolyanthasFloribundasClimbersMiniaturesMiscellaneousshrubRosesOld-FashionedRoseAll-AmericanRoseSellections中國原產(chǎn)茶花國際市場上的茶花品種切花菊盆景菊懸崖菊地被菊獨(dú)本菊大立菊菊花育種野菊花三、遠(yuǎn)緣雜交的特點(diǎn)(一)遠(yuǎn)緣雜交的不親和性;(二)遠(yuǎn)緣雜種的不育性;(三)遠(yuǎn)緣雜種后代分離的廣泛性;(四)遠(yuǎn)緣雜種的雜種優(yōu)勢.四、遠(yuǎn)緣雜交不親和性及其克服(一)遠(yuǎn)緣雜交不親和現(xiàn)象及其原因:花粉在異種植物的柱頭上不能發(fā)芽;花粉管不能進(jìn)入柱頭;花粉管生長緩慢或花粉管太短,不能進(jìn)入子房到達(dá)胚囊中;花粉管雖能進(jìn)入子房,到達(dá)胚囊,但不能受精;受精后的幼胚不發(fā)育,或發(fā)育不正常,或發(fā)育中途停止;雜交種子的幼胚、胚乳和子房組織之間缺乏協(xié)調(diào)性,胚乳不能為雜種胚提供正常生長所需的營養(yǎng),影響雜種胚的發(fā)育。
(二)遠(yuǎn)緣雜交不親和性的克服方法(十大方法)1、選擇適當(dāng)親本并注意正反雜交
選擇親本時(shí),除了根據(jù)育種目標(biāo),選擇具有最多的優(yōu)良性狀的類型作雜交親本外,還必須考慮到遠(yuǎn)緣雜交不親和特點(diǎn),選擇和選配適當(dāng)親本,以提高遠(yuǎn)緣雜交的成功率。在選定作親本的種屬內(nèi),選擇親和性較好的種類作為雜交親本。2、混合花粉和多次重復(fù)授粉混合花粉,即在選定的交本花粉內(nèi),摻入少量其他品種甚至包括母本的花粉,然后授于母本花朵柱頭上。重復(fù)授粉,即在同一母本花的蕾期,開放期和花朵即將凋謝等不同時(shí)期,進(jìn)行多次重復(fù)授粉。由于雌蕊發(fā)育成熟度不同,它的生理狀況有所差異,受精選擇性出就有所不同,有可能達(dá)到最有利于受精過程正常進(jìn)行的條件,促進(jìn)受精率的提高。3、選擇第一次開花的幼齡雜種實(shí)生苗作母本。
4、柱頭移植、剪短法將父本花粉先授予同種植物的柱頭上,在花粉管尚未完全伸長之前,切下柱頭,移植到異種的母本花朵的柱頭上或先進(jìn)行異種間雜交時(shí)常因花粉管后,再行授粉。5、預(yù)先無性接近法在進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交前,預(yù)先將親本互相嫁接在一起,使它們彼此的生理活動(dòng)得到協(xié)調(diào),或改變原來的生理狀態(tài),而后進(jìn)行有性雜交,較易得到成功。6、媒介法當(dāng)甲與乙兩種直接雜交不能成功時(shí),可以用兩親之一先與第三類型丙進(jìn)行雜交,將雜交得到的雜種再與另一親本雜交,這種媒介的方法,有時(shí)較易獲得成功。7、化學(xué)藥劑的應(yīng)用赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸、硼酸等化學(xué)藥劑處理可克服某些遠(yuǎn)緣雜交不結(jié)實(shí)的缺點(diǎn)。8、組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用隨著組織培養(yǎng)研究的深入,已經(jīng)開始研究應(yīng)用人工培養(yǎng)基把母本花朵中取出胎座或沒有帶胎座的胚珠,置于試管中進(jìn)行人工授粉受精。
9、應(yīng)用溫室或保護(hù)地雜交,改善授粉受精條件.10、花粉預(yù)先用低劑量輻射處理花粉用低劑量射線處理后,活性增加,表現(xiàn)花粉發(fā)芽率提高,花粉管生長迅速,再行雜交可以提高雜交成功率。五、遠(yuǎn)緣雜種不育性及其克服(一)遠(yuǎn)緣雜種不育性表現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜種的不育性表現(xiàn),包括雜種的成活性和結(jié)實(shí)性兩個(gè)方面:成活性:即雜種種子不發(fā)芽升雖然發(fā)芽生長,但幼苗生長衰弱或早期夭亡;結(jié)實(shí)性:即雜種植株雖能成活,但結(jié)實(shí)性差,甚至完全不能結(jié)實(shí)。
(二)遠(yuǎn)緣雜種不育性原因1.成活性差的原因:主要是由于遠(yuǎn)緣種間遺傳差異大,造成生理上不協(xié)調(diào),在胚胎發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)刻,產(chǎn)生了某些重要缺陷,因而影響了雜種的成苗成株。
2.造成遠(yuǎn)緣雜種植株結(jié)實(shí)性差或完全不能結(jié)實(shí)的原因減數(shù)分裂異常;遠(yuǎn)緣雜種生殖器官發(fā)育不全,完全不能形成雌雄配子。(二)遠(yuǎn)緣雜種不育性的克服方法:1、雜種胚的離體培養(yǎng);2、雜種染色體的加倍;3、回交法;4、改善營養(yǎng)條件;5、人工輔助授粉;6、延長培育世代、加強(qiáng)選擇.1、雜種胚的離體培養(yǎng)將雜交所得的不飽滿種子或未成熟種子,或在其發(fā)育中期取出幼胚,置于一定的培養(yǎng)基中培養(yǎng),由于適合的營養(yǎng)和優(yōu)良的培養(yǎng)條件,其出苗率大為提高。2、雜種染色體的加倍
對于親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的二倍體雜種,在種子發(fā)芽的初期或苗期用0.1-0.3%秋水仙堿液處理若干時(shí)間,使體細(xì)胞染色體數(shù)加倍,獲得異源四倍體(即雙二倍體).
雙二倍體在形成配子的減數(shù)分裂過程中,每個(gè)染色體都有相應(yīng)的同源染色體可以正常進(jìn)行配對聯(lián)合,產(chǎn)生具有二重染色體組的有生活力的配子,從而大大提高結(jié)實(shí)率。3、回交法在親本染色體數(shù)不同和減數(shù)分裂不規(guī)則的情況下,雜交產(chǎn)生的雌配子一般是不平衡的,但仍有部分可能接受正常的雄配子而得到結(jié)實(shí),并且通過連續(xù)的回交,其結(jié)實(shí)能力逐漸得到加強(qiáng)。4、改善營養(yǎng)條件
遠(yuǎn)緣雜種由于生理機(jī)能不協(xié)調(diào),當(dāng)提供優(yōu)良的生長條件時(shí),可能逐步復(fù)正常生長。5、人工輔助授粉采用混合花粉的人工輔助授粉,將使雜種受精選擇性得到更大滿足,可以得高結(jié)實(shí)率。6、延長培育世代、加強(qiáng)選擇遠(yuǎn)緣雜種的結(jié)實(shí)性,往往隨生育年齡而增高,也隨著有性世代的增加而逐步提高。六、遠(yuǎn)緣雜種的分離和選擇(一)遠(yuǎn)緣雜種分離的特點(diǎn)1.分離的世代更長;2.遠(yuǎn)緣雜交的后代具有更為復(fù)雜的分離.遠(yuǎn)緣雜種后代的類型:1、綜合(中間)性狀類型;2、親本性狀類型;3、新物種類型.
遠(yuǎn)緣雜種的分離現(xiàn)象極為復(fù)雜,目前對分離規(guī)律性還很不了解。深入研究遠(yuǎn)緣雜交的遺傳機(jī)制,將對控制遠(yuǎn)緣雜種的分離,以及對遠(yuǎn)緣雜種的選擇、培育等具有重要的實(shí)踐意義。(二)遠(yuǎn)緣雜種的選擇:遠(yuǎn)緣雜交和種內(nèi)雜交一樣,對后代必須進(jìn)行嚴(yán)格的選擇,才能獲得適人類需要的在性狀一表現(xiàn)穩(wěn)定的新類型。根據(jù)遠(yuǎn)緣雜種的若干特點(diǎn),選擇必須注意掌握如下幾個(gè)原則。1、擴(kuò)大雜種的群體數(shù)量;2、增加雜種的繁殖世代;3、繼續(xù)進(jìn)行雜交選擇;4、培育與選擇相結(jié)合.1、擴(kuò)大雜種的群體數(shù)量遠(yuǎn)緣雜種由于親本的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),分離更為廣泛,就一般而言,雜種中具有優(yōu)良的新性狀組合所占的比例不會(huì)很多。如與野生親本遠(yuǎn)緣雜交,常伴隨產(chǎn)生一些野生的不利性狀。因此,盡可能提供較大的雜種群體,以增加更多的選擇機(jī)會(huì)。2、增加雜種的繁殖世代遠(yuǎn)緣雜種往往分離世代甚長,有些雜種一代雖不出現(xiàn)變異,而在以后的世代中,仍然可能出現(xiàn)性狀分離,因此,一般不宜過早淘汰。但是,對于那些經(jīng)過鑒定,證明是由于無融合生殖的發(fā)生,發(fā)生了孤雌生殖,因而長成的植株完全象母本一樣。這樣的植株,就有能作為遠(yuǎn)緣雜種,而應(yīng)加以淘汰。3、繼續(xù)進(jìn)行雜交選擇:由于遠(yuǎn)緣雜種后代分離延續(xù)世代較長,因此,對于雜種一代,除了一些比較優(yōu)良類型的直接利用外,還可以進(jìn)行要種單株間的再雜交或回交,并對以后的世代繼續(xù)進(jìn)行選擇。隨著選擇世代的增加,優(yōu)良類型的出現(xiàn)率也將會(huì)提高。4、培育與選擇相結(jié)合對于遠(yuǎn)緣雜種應(yīng)注意培育,給予雜種充分的營養(yǎng)和優(yōu)越的生育條件,促進(jìn)優(yōu)良性狀的充分發(fā)育,再結(jié)合細(xì)胞學(xué)的鑒定方法,嚴(yán)格進(jìn)行后代的選擇,以便獲得符合育種目標(biāo)具有較多優(yōu)良性狀的雜種后代。遠(yuǎn)緣雜交育種的計(jì)劃育種目標(biāo)的確定;雜交親本的選配;克服雜交困難的技術(shù)措施;遠(yuǎn)緣雜種選擇的技術(shù)措施;雜種后代的培育技術(shù);品種繁育和品種推廣.作業(yè)遠(yuǎn)緣雜交的概念;簡述遠(yuǎn)緣雜交的主要困難;如何克服遠(yuǎn)緣雜交的困難.實(shí)驗(yàn)一花粉生命力的測定目的原理材料方法觀察結(jié)果討論第六章雜種優(yōu)勢的利用重組育種依技術(shù)手段的不同分為:常規(guī)重組育種非常規(guī)重組育種依親緣關(guān)系遠(yuǎn)近分為:遠(yuǎn)緣雜交(遠(yuǎn)緣雜交育種)品種間雜交(雜交育種)品系間雜交(雜種優(yōu)勢育種)雜種優(yōu)勢的概念及其利用價(jià)值;雜種優(yōu)勢的遺傳學(xué)原理;雜種優(yōu)勢的成就;雜種優(yōu)勢育種的技術(shù)環(huán)節(jié);雜種種子的生產(chǎn);雜交育種小結(jié)。一、雜種優(yōu)勢及其利用價(jià)值
(一)雜種優(yōu)勢的概念在異花授粉植物中,本身表現(xiàn)自交劣勢的自交系之間的雜種F1,其生活力比之親本自交前還要旺盛的現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢(也叫雜交優(yōu)勢)。狹義的雜種優(yōu)勢僅指雜種F1代對其親本(品種或品系)生長勢較強(qiáng)的優(yōu)勢;廣義的雜種優(yōu)勢(包括第一代及其以后各代)在生長勢、結(jié)實(shí)性、生長速度即對不良環(huán)境的抗性等方面較親本的優(yōu)勢。(二)雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)形式雜種優(yōu)勢的形式;產(chǎn)量、生長勢、抗逆性、繁殖力。雜種優(yōu)勢的方向;正向優(yōu)勢和負(fù)向優(yōu)勢。觀賞性狀的優(yōu)勢。觀賞植物的雜種優(yōu)勢觀賞特性優(yōu)良;抗逆性強(qiáng);整齊一致。(三)雜種優(yōu)勢育種利用這種雜種優(yōu)勢的育種法稱為優(yōu)勢育種或一代雜種育種法。(四)優(yōu)勢育種與重組育種的異同點(diǎn)
優(yōu)勢育種與重組育種的相同點(diǎn)是需要選配親本,進(jìn)行有性雜交。不同點(diǎn)是重組育種先進(jìn)行親本的雜交,然后使雜種后代純化成為定型的品種用于生產(chǎn)(重要性狀基本上不再分離);優(yōu)勢育種則先使親本純化成為自交系,然后使純化的自交系雜交獲得雜種F1用于生產(chǎn)。重組育種是“先雜后純”,優(yōu)勢育種是“先純后雜”。5.優(yōu)勢育種的特點(diǎn)由于優(yōu)勢育種供生產(chǎn)上播種的每年都用一代雜種,不能用F1留種;因而需要專設(shè)親本繁殖區(qū)和制種田,每年生產(chǎn)F1種子供生產(chǎn)播種用。(五)雜種優(yōu)勢的利用要點(diǎn)利用要點(diǎn):雜種優(yōu)勢通常是綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良,個(gè)別性狀表現(xiàn)突出;雜種優(yōu)勢常常明顯表現(xiàn)與雜種一代;雜種優(yōu)勢利用的價(jià)值因植物不同而異;雜種優(yōu)勢的利用與雙親相對差異互補(bǔ)有關(guān);雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)與雙親純合度有關(guān);雜種優(yōu)勢與環(huán)境條件有關(guān)。利用方法:1.植物繁殖方式無性繁殖有性繁殖2.植物的授粉方式自花授粉異花授粉3.雜交組合方式種間雜交品種間雜交自交系間雜交(六)影響一代雜種利用價(jià)值的因素
F1實(shí)用價(jià)值是取決于它的實(shí)際經(jīng)濟(jì)價(jià)值;
F1實(shí)際增產(chǎn)效果在不同花卉、不同雜交組合是不同的;生產(chǎn)雜種種子的成本:去雄和授粉所需勞力。二、雜種優(yōu)勢的遺傳理論
(一)顯性基因互補(bǔ)假說這個(gè)理論認(rèn)為,雜種優(yōu)勢的產(chǎn)生是有利的顯性基因互補(bǔ)造成的。一般有利的性狀多由顯性基因控制,F(xiàn)1植株在許多不同位點(diǎn)上都有顯性基因抑制著相應(yīng)的隱性基因,具有顯性基因位點(diǎn)就會(huì)增加,雜交種就能發(fā)揮出超過親本的強(qiáng)大生長勢。也就是在雜交種內(nèi)的任何位點(diǎn)上,只有顯性有利等位基因在產(chǎn)生優(yōu)勢中發(fā)生作用。顯性等位基因越多,雜種優(yōu)勢就越高。(二)等位基因異質(zhì)合假說:遺傳的雜合是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢的根本原因。兩個(gè)親本遺傳型差別愈大,雜種優(yōu)勢愈明顯。這種差別發(fā)生于同一基因點(diǎn),一個(gè)等位基因點(diǎn)不是只有顯、隱性兩種差異,而是可以分化為不同結(jié)構(gòu)和生理功能的多種形式。
生活力假說遺傳平衡假說。在雜種優(yōu)勢利用上,人們都選用遺傳差異較大的,如在親緣上,地理起源上、性狀上差異較大的種、品種或品系進(jìn)行雜交,作為選擇優(yōu)良組合的基本原則。三花卉雜種優(yōu)勢利用主要成就
雜種優(yōu)勢的現(xiàn)象,早在2000年前已為人們所注意,我國1400多年前就有雜種優(yōu)勢的文字記載,雜種優(yōu)勢的利用首先是從在大田大作物玉米開始的,現(xiàn)在玉米、高粱和水稻等作物已取得顯著成就,在蔬菜方面也取得驚人的結(jié)果,花卉方面,世界各國已培育出不少優(yōu)良的雜種,尤以美國和日本最盛。金魚草矮牽牛百合櫻草蒲包花萬壽菊四季海棠一串紅三色堇香石竹花卉雜種優(yōu)勢育種的成就四、選育一代雜種的一般程序
主要技術(shù)環(huán)節(jié):提高親本基因型的純和性;選擇雜交親本和選配雜交組合;提高制種效率,降低種子生產(chǎn)成本。(一)選育優(yōu)良自交系
自交系間一代雜種優(yōu)勢強(qiáng)度明顯、雜種優(yōu)勢穩(wěn)定、雜種的植株間整齊一致。因此品種間一代雜種主要用于自花授粉植物,因?yàn)樽曰ㄊ诜壑参镆粋€(gè)品種近于一個(gè)自交系,而異花授粉植物選育一代雜種工作則應(yīng)從選育自交系開始。
選育優(yōu)良自交系的方法和步驟如下:1、選擇優(yōu)良的品種或雜交種作為育成優(yōu)良自交系的基礎(chǔ)材料;2、選擇優(yōu)良的單株進(jìn)行自交;3、逐代系間淘汰選擇和選株自交。(二)進(jìn)行配合力測驗(yàn)選出最好的雜交組合及其親本自交系。自交系的表現(xiàn)并不總是一致的,因此必須對上述過程中初選出來的自交系,根據(jù)它們的配合力,即作為親本時(shí)后代所表現(xiàn)的性狀水平,作進(jìn)一步的選擇,并從中選出最優(yōu)良的組合。配合力的概念配合力是指作為親本雜交后F1代表現(xiàn)優(yōu)良與否的能力。
一般配合力:指一個(gè)自交系在一系列雜交組合中的平均表現(xiàn)。(gca)
特殊配合力:指某特定組合某性狀的觀測值與根據(jù)雙親的一般配合力所測定的值之差。(sca)配合力的測定方法完全雙列雜交法部分雙列雜交法不完全雙列雜交法abcdeabcde配合力估算方法設(shè)計(jì)雜交和重復(fù)ABCAAAABACBBABBBCCCACBCCIIIIIIIV求和平均值A(chǔ)AABACBABBBCCACBCC組合平均值A(chǔ)BC均值A(chǔ)BC均值方差來源自由度平方和方差F值組合區(qū)組隨機(jī)誤差方差分析方差分析配組方式:簡單配組法(不規(guī)則配組法)頂交法(半輪配組法)全輪配組法輪配法1、簡單配組法(不規(guī)則配組法)
把育成的自交系按育種目標(biāo)、親本選配的原則和育種工作者所掌握的性狀遺傳規(guī)律配成若干組合,進(jìn)行人工交配取得各組合的雜種種子。例如:1×2、1×3、1×4、1×5、1×6、2×5、3×2、3×5、5×6等。如果F1表現(xiàn)1×5最好,就選定這個(gè)組合和1號(hào)與5號(hào)自交系作為制種親本;這種方法簡便易行,但有把最優(yōu)組合漏配的危險(xiǎn),在可能配成的組合數(shù)與實(shí)際測配組合數(shù)相差愈大時(shí),漏配的危險(xiǎn)性也越大。2、頂交法(半輪配組法)ABCDAXBXXCXXXDXXXX
配合力測定分為一般(普通)配合力測定和特殊配合力測定。一般配合力是采用頂交法測定。頂交法是將所選出的品種與同一品種雜交,比較各組合F1優(yōu)勢程度、選去劣。特殊配合力測定多采用輪交法。它的做法是將各品種彼此全部加以配合,比較各雜交組合F1代的花徑,選出雜交配合力強(qiáng)大的雜種一代。3、輪配法ABCDAXXXXBXXXXCXXXXDXXXX
這是既能測定普通配合力又能測定特殊配合力,從而能較準(zhǔn)確地選出最優(yōu)組合的方法。(三)自交系間配組方式的確定經(jīng)過配合力測驗(yàn)選得優(yōu)良雜交組合及其親本自交系后,還需要進(jìn)一步確定各自交系的最優(yōu)組合方式,以期獲得好的雜種。
1、單交種:2、雙交種:3、三交種:三交種:是用兩個(gè)自交系雜交后作母本,與第三個(gè)自交系雜交產(chǎn)生一代雜種的方式。三系雜交種生活力強(qiáng),產(chǎn)量亦相高,性狀的整齊性略低于單交種,與雙交種相近。由于母本是單交種,其種子生產(chǎn)量大,質(zhì)量亦好。但要求父本自交系的花粉量要大。制種時(shí)因?yàn)橛凶越幌祬⑴c,種子成本仍較高,但比單交種成本低。生產(chǎn)三系雜種時(shí),每年需要保持5個(gè)隔離區(qū),即3個(gè)自交繁殖區(qū),一個(gè)單交區(qū)和1個(gè)三交區(qū),最少需要3個(gè)隔離區(qū)。(四)品種比較試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)選出優(yōu)良組合并確定配組方式后,需要配制出選定組合的雜種種子,按一般育種程序進(jìn)行品種比較試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)和多點(diǎn)試驗(yàn)。除觀察觀賞性狀外,還要考慮綜合經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)劣,為了加速選育過程,可以對初選的優(yōu)良組合提前制種,在品種比較試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。(五)雜種種子的生產(chǎn)主要內(nèi)容保持親本高度純和的自交系;獲得具有優(yōu)勢的雜種。主要步驟去雄:人工去雄、化學(xué)方法、利用雄性不育系、自交不親和系、雌株系。制種:種子采收:主要方法簡易制種法異花授粉植物混播法間行種植間株種植自花授粉植物利用雄性不育系制種利用化學(xué)去雄劑制種;利用雌株系制種;利用雄性不育系制種;利用自交不親和機(jī)制制種。五、雜種優(yōu)勢的固定利用無性繁殖方法;利用無融合生殖、孤雌生殖;利用人工誘導(dǎo)多倍體的方法;利用平衡致死系。雜種優(yōu)勢制種的一般程序選育優(yōu)良自交系自交系間配合力測定品種比較試驗(yàn)和區(qū)域試驗(yàn)雜種種子的生產(chǎn)自交系間配組方式的確定雜交育種總結(jié)雜交育種遠(yuǎn)緣雜交雜種優(yōu)勢利用交配單位品種間栽培類型間種以上單位地理遠(yuǎn)緣品種間育種程序親代雜交,F(xiàn)1代繁殖,F(xiàn)2代選擇親本中選擇,利用雜交子代。先雜交,后純化。先純化、后雜交。共同特點(diǎn)技術(shù)上均為雜交育種。在遺傳上為重組育種。常規(guī)育種技術(shù)技術(shù)要點(diǎn):引種、選種、雜交育種。優(yōu)點(diǎn):操作簡便,無需復(fù)雜的儀器設(shè)備;親本選配好后便可以創(chuàng)造各種類型的變異;可以利用雜種優(yōu)勢。常規(guī)育種的局限性雜種后代遺傳組成復(fù)雜,分離廣泛;新基因型的出現(xiàn)依賴于親本基因型;連鎖基因的連鎖關(guān)系很難打破;無法利用染色體倍性變化;育種年限較長。自然界產(chǎn)生的可遺傳的變異遺傳重組;染色體數(shù)量變異;染色體結(jié)構(gòu)變異;基因突變。人工誘變的方法物理方法化學(xué)方法人工誘變的思路染色體結(jié)構(gòu)變化染色體數(shù)量變化基因突變轉(zhuǎn)基因操作人工誘變的技術(shù)措施輻射誘變化學(xué)誘變空間誘變基因工程第一節(jié)輻射誘變
利用物理輻射能源處理植物材料,使其遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,進(jìn)而從中篩選變異進(jìn)行品種培育的育種方法。一、輻射育種的特點(diǎn)提高突變頻率,擴(kuò)大突變譜;能改變品種單一不育性狀,而保持其它優(yōu)良性狀不變;增強(qiáng)抗逆性,改進(jìn)品質(zhì);輻射后代分離少,穩(wěn)定快,育種年限短;能克服遠(yuǎn)緣雜交的不結(jié)實(shí)性。二、花卉輻射育種的有利條件觀賞植物的多樣性;遺傳的復(fù)雜性;無性繁殖技術(shù)的應(yīng)用;測試簡單;花而不實(shí)的材料的改良途徑。電磁波輻射粒子輻射γ射線X射線?
射線中子電離射線?
射線γ射線X射線非電離射線中子紫外線激光三、射線的種類及其特征三、射線的種類及其特征
射線
射線
射線中子
x射線紫外光激光
射線
射線
射線
水泥墻
射線
由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成的氦原子流。氦原子與空氣分子碰撞便喪失能量,因此可以很容易地被一張紙擋住。
射線衰變:原子核自發(fā)地放射出粒子或捕獲一個(gè)軌道電子而發(fā)生的裂變。粒子流是具有一定能量的電子流??梢员讳X箔或玻璃擋住。中子衰變質(zhì)子電子反中微子中子質(zhì)子衰變中子正電子中微子質(zhì)子
類似的還有宇宙射線、中子射線、統(tǒng)稱粒子射線。?
射線:又稱乙種射線。它是由放射性同位素(如32P、35S等)衰變時(shí)放出來帶負(fù)電荷的粒子。重量很小,在空氣中射程短,穿透力弱。在生物體內(nèi)電離作用較
γ
射線、X射線強(qiáng)。
射線衰變的原子核釋放的能量。又稱丙種射線。是一種高能電磙波,波長很短(10-8—10-11厘米)。穿透力強(qiáng),射程遠(yuǎn)、以光速傳播。X射線是由X光機(jī)產(chǎn)生的高能電磁波。X射線與
射線很相擬。它的波長比γ
射線長,射程略近。穿透力不如
γ射線強(qiáng)。
中子:中子是不帶電的粒子流在自然界里并不單獨(dú)存在,只有在原子核受了外來粒子的轟擊而產(chǎn)生核反應(yīng),才從原子核里釋放出來。紫外線:
是一種穿透力很弱的非電離射線,可以用來處理微生物和植物的花粉粒。激光:
能使生物細(xì)胞發(fā)生共振吸收,導(dǎo)致體內(nèi)某些分子原子的能態(tài)的激發(fā),或原子、分子離子化,進(jìn)而引起生物體內(nèi)部的變異。
誘變育種的輻射源四、輻射的作用理論
(一)電離輻射的物理作用:
光電效應(yīng):入射的光量子把它的全部能量轉(zhuǎn)移到一個(gè)原子體系的電子上,使電子脫離原子而運(yùn)動(dòng),釋放出來的電子統(tǒng)稱光電子,光電子能使與其相遇的原子產(chǎn)生電離。hv
康普頓Compton散射:
其過程與光電吸收不同。能量相當(dāng)高的光子與物質(zhì)作用時(shí),產(chǎn)生比光電子能量高得多的反沖電子和能量減弱的散射光子。反沖電子在穿過物質(zhì)時(shí)能引起電離,同時(shí)散射光子根據(jù)本身的能量值也可由于光電吸收或新康普頓散射而與物質(zhì)相互作用。hv電子對的產(chǎn)生:光子能量大于1.02百萬電子伏的硬射線能與原子核相互發(fā)生作用,結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)正電子和一負(fù)電子,光子整個(gè)消失,這叫電子對的產(chǎn)生。負(fù)電子可使介質(zhì)中的原子電離并消耗其全部能量。正電子存在的時(shí)間很短,當(dāng)其速度近于或等于零時(shí),則和一個(gè)負(fù)電子結(jié)合而轉(zhuǎn)化成光子,這叫光化輻射。hv-e+e(二)電離輻射的化學(xué)作用:由于活的生物組織含有約75%的水,因此水就成為電離輻射的最豐富的靶分子。直接作用:H2O------OH-+H+
間接作用:H2O------OH●+H●-------H2O2+HO2●hvhv(三)輻射產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)染色體斷裂;基因突變;細(xì)胞分裂異常。作用于微管蛋白五、輻射劑量和劑量單位
(一)輻射劑量:單位體積或單位質(zhì)量的空氣吸收的能量。(二)吸收劑量:單位體積或單位質(zhì)量被照射物質(zhì)中所吸收能量的數(shù)值稱為吸收劑量。D=E/M(爾格)D–輻射劑量E–被照射物質(zhì)吸收的能量M–被照射物質(zhì)的體積(三)劑量單位:輻射劑量的單位常因不同射線的不同計(jì)量方法而不同:倫琴:簡稱倫或用R符號(hào)表示,它是最早應(yīng)用于測量X射線的劑量單位。拉特:也稱組織倫琴,用rad表示。它是對于任何電離輻射的吸收劑量單位,一拉特就是指一克被照射物質(zhì)吸收了100爾格的能量。
積分流量:中子射線的劑量計(jì)算,一向以每平方厘米上通過多少個(gè)數(shù)來確定的,其單位以中子數(shù)/厘米2表示。居里:是放射性強(qiáng)度的單位,用Ci或C表示。
(四)劑量率
劑量率在輻射育種中很重要,往往用同一劑量處理同一個(gè)品種的種子,劑量率不同,輻射效果也不相同。劑量率即單位時(shí)間內(nèi)射線能量的大小。單位以倫/分或倫/小時(shí)來表示。P=D/TP—
劑量強(qiáng)度D—
放射劑量T—
照射時(shí)間(五)輻射劑量PXT致死劑量(LD):全部致死的劑量值。半致死劑量(LD50):50%存活時(shí)的劑量值。生長指數(shù)(GR50):生長量比對照降低50%的劑量值?;盍χ笖?shù)劑量(VID50):輻射后種子活力指數(shù)比對照下降50%所需的劑量?;盍χ笖?shù)VI=SGi
發(fā)芽指數(shù)Gi=
Gt/Dt
S–
根長或苗高;Gt–
第7天的發(fā)芽數(shù);Dt–
達(dá)到指定發(fā)芽數(shù)的日數(shù)。第一節(jié)輻射誘變
利用物理輻射能源處理植物材料,使其遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,進(jìn)而從中篩選變異進(jìn)行品種培育的育種方法。04/12/2004射線的種類及其特征
射線
射線
射線中子
x射線紫外光激光
射線
射線
射線
水泥墻輻射產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)染色體斷裂;基因突變;細(xì)胞分裂異常。輻射育種的特點(diǎn)提高突變頻率,擴(kuò)大突變譜;能改變品種單一不育性狀,而保持其它優(yōu)良性狀不變;增強(qiáng)抗逆性,改進(jìn)品質(zhì);輻射后代分離少,穩(wěn)定快,育種年限短;能克服遠(yuǎn)緣雜交的不結(jié)實(shí)性。六、輻射材料的選擇(一)選擇材料的原則綜合性狀好,個(gè)別性狀有待改善;雜合子材料;易產(chǎn)生不定芽;對輻射較為敏感的材料。(二)植物對輻射的敏感性科、屬、種的敏感差異;品種間敏感差異;不同發(fā)育階段差異;不同組織器官差異。(三)影響植物材料敏感性的因素1、氧:如果使種子或植物在完全無氧的空氣中受照射,則誘變效率可以提高,而染色體損傷相對減少。如希望產(chǎn)生較多的染色體畸變,最好在有氧的條件下處理。2、含水量:在種子輻射處理時(shí),欲得到較高的誘變率,可將種子含水量調(diào)到1.3——1.4%左右;如希望得到較高的染色體畸變率,則可鈄種子含水量降低水平。3、溫度:在種子受照射后,對種子進(jìn)行處理,即在75℃或85℃處理15分鐘,此種處理稱“熱擊”,可以降低照射后在有氧條件下吸水所產(chǎn)生的敏感性。4、核體積(包括植物的多倍性):輻射敏感性與“間期”染色體體積之間呈負(fù)相關(guān),即“間期”染色體體積愈大,輻射敏感性愈小,否則相反;輻射敏感性亦與DNA含量成負(fù)相關(guān),即DNA含量越多,輻射敏感性越差,所以多倍體植物比較輻射。
五、輻射處理的主要方法
輻射處理分外照射內(nèi)照射兩種形式。
(一)外照射:是指被照射的種子、球莖、鱗莖、塊莖、插穗、花粉、植株等所受的輻射來自外部的某一輻射源。目前外照常用的是X射線,?射線、快中子或熱中子。外照方法簡便安全,可大量處理,所以廣為采用。
外照射處理植物的部位和方法:
1、種子照射種子的方法有處理干種子、濕種子、萌動(dòng)種子三種。目前應(yīng)用較多的是處理干種子。
處理干種子的優(yōu)點(diǎn)是:能處理大量種子;操作方便;便于運(yùn)輸和貯藏;受環(huán)境條件的影響?。唤?jīng)過輻射處理過的種子,沒有污染和散射的問題。
2、無性繁殖器官許多園林植物是用無性繁殖的,而且有部分園林植物從來不結(jié)種子,只依靠無性繁殖的.
誘變育種是對這類材料進(jìn)行品種改良的重要手段,在誘變育種中只要得到好的突變體,就可直接繁殖利用。
3、花粉照射花粉與照射種子相比,其優(yōu)點(diǎn)是很少產(chǎn)生嵌合體,即花粉一旦發(fā)生突變,其授精卵便成為異質(zhì)結(jié)合予,將來發(fā)育為異質(zhì)結(jié)合的植株,通過自交,其后代可以分離出來許多突變體。
4、子房射線對卵細(xì)胞影響較大,相引起后代較大的變異,它不僅引起卵細(xì)胞突變,亦可影響受精作有時(shí)可誘發(fā)孤雌生殖。
(二)內(nèi)照射:
是指輻射源被引進(jìn)到受照射的植物體的內(nèi)部。照射源:32P、36S、14C等放射性元素的化合物。照射方法:浸泡種子或枝條;注射入植物的莖桿、枝條、芽等部位;施入土壤:施于土壤中使植物吸收;飼養(yǎng)法:用放射性的14C供給植物,借助于光合作用所形成的產(chǎn)物來進(jìn)行內(nèi)照射。注意事項(xiàng):利用內(nèi)照射誘變需要一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備;試驗(yàn)過程中還需要一定的防護(hù),預(yù)防放射性同位素的污染,處理過的材料在一定時(shí)間內(nèi)帶有效射性。(三)其它照射方式急照射和慢照射重復(fù)照射六、輻射后代的選育
(一)種子輻射后代的選育M0:接受輻射處理的當(dāng)代植株。M1:輻射處理種子產(chǎn)生的子一代。M2:輻射處理種子產(chǎn)生的子二代。嵌和體的分析(二)無性繁殖器官輻射處理后的選育無性繁殖的園林植物,選擇自然產(chǎn)生的芽變,是有效的方法。用射線照射無性繁殖器官,可以提高芽變的頻率,是加速選育新品種的有效途徑之一。輻射生理損傷的恢復(fù);輻射變異的觀察;輻射后代的選育推廣。
無性繁殖的園林植物誘發(fā)突變有下列特點(diǎn):輻射后代穩(wěn)定得比較快。在遺傳上大多是異質(zhì)的。變異一旦發(fā)生,通常在后代可表現(xiàn)出來,所以選擇主要在M1代進(jìn)行。注意增強(qiáng)選擇,防止逆突變出現(xiàn)。第二節(jié)化學(xué)誘變育種利用化學(xué)誘變劑誘發(fā)園林植物產(chǎn)生遺傳變異,以選育新品種的技術(shù)。一、化學(xué)誘變育種的特點(diǎn)操作簡便、價(jià)格低廉;專一性強(qiáng);提高突變頻率、擴(kuò)大突變譜;多數(shù)為遲發(fā)性突變;誘變后代的穩(wěn)定過程較短,可縮短育種年限。二、化學(xué)誘變劑的種類烷化劑:(EMS、EES、MMS、PPS、PMS、DES、NEH、NEU、NTG)核酸堿基類似物:(5-BU、5-BUdR)丫啶類(嵌入劑):溴化乙啶(Br)無機(jī)類化合物:(H2O2、LiCl、MnCl2
、CuSO4、亞硝酸)簡單有機(jī)類化合物異種DNA生物堿(秋水仙堿)烷化劑:(EMS、EES、MMS、PPS、PMS、DES、NEH、NEU、NTG)烷基磺酸鹽亞硝基烷基化合物次乙亞胺芥子氣核酸堿基類似物5-溴尿嘧啶(BU)
5-溴脫氧尿嘧啶(BUdR)2-氨基嘌呤(AP)馬來酰肼(MH)TAU二、化學(xué)誘變劑的種類烷化劑:(EMS、EES、MMS、PPS、PMS、DES、NEH、NEU、NTG)核酸堿基類似物:(5-BU、5-BUdR)丫啶類(嵌入劑):溴化乙啶(Br)無機(jī)類化合物:(H2O2、LiCl、MnCl2
、CuSO4、亞硝酸)簡單有機(jī)類化合物異種DNA生物堿(秋水仙堿)三、化學(xué)誘變機(jī)理堿基類似物化學(xué)誘變劑嵌入劑四、化學(xué)誘變劑處理的主要方法(一)藥劑配制水溶性;酒精溶解;PH值的調(diào)整(二)試材的預(yù)處理浸種生長恢復(fù)四、化學(xué)誘變劑處理的主要方法(三)處理方法浸種法、涂抹法、滴液法、注入法、熏蒸法、施入法。處理步驟:預(yù)處理藥液處理后處理誘變劑量的選擇誘變處理中應(yīng)注意的問題誘變后代的選擇化學(xué)誘變劑量化學(xué)藥劑的濃度×處理的時(shí)間化學(xué)誘變中應(yīng)注意藥品的保存和人畜安全化學(xué)誘變當(dāng)代也會(huì)產(chǎn)生生理損傷,注意苗期保護(hù);對種子繁殖材料應(yīng)加強(qiáng)后代選育;對無性繁殖材料應(yīng)注意區(qū)分損傷和變異。第三節(jié)多倍體育種
選育細(xì)胞核中具有3套以上染色體組的優(yōu)良品種的方法,稱為多倍體育種。一、多倍體的特點(diǎn)巨大性;可孕性低;適應(yīng)性強(qiáng);產(chǎn)量高;可克服遠(yuǎn)緣雜交不育性。二、多倍體的種類同源多倍體異源多倍體非整倍體三、人工誘導(dǎo)多倍體的方法(一)材料的選擇最有希望獲得成功的材料:染色體倍數(shù)低的植物;染色體數(shù)量少的植物;異花授粉植物;能利用無性繁殖方法繁殖的植物;遠(yuǎn)源雜交的不孕雜種;不同品種間雜交的雜種后代(二)處理方法藥液的濃度處理時(shí)間處理方法浸泡法滴定法毛細(xì)管法常用試劑:秋水仙堿長春花堿(三)處理時(shí)注意事項(xiàng)幼苗生長點(diǎn)的處理愈早愈好;加強(qiáng)培育措施;注意控制溫度;擴(kuò)大處理群體;注意清洗殘留藥液;注意安全。四、多倍體后代的鑒定和選擇鑒定技術(shù)形態(tài)學(xué)鑒定細(xì)胞學(xué)鑒定生理指標(biāo)測定選育方法五、多倍體育種的成就(一)多倍體育種在理論和實(shí)踐上的意義多倍體是物種飛躍式進(jìn)化的重要形式;人工誘導(dǎo)多倍體是重要的育種手段;是克服遠(yuǎn)源雜交不孕性的重要手段;(二)多倍體育種的成就自1945年,美國科學(xué)家Blakeslee和Avery應(yīng)用秋水仙堿處理植物種子,獲得45%同源多倍體,開創(chuàng)了多倍體育種的新時(shí)代。至1980年,世界各地用實(shí)驗(yàn)方法獲得多倍體植物共達(dá)1000余種。多倍體育種技術(shù)成為育種學(xué)家手中的一項(xiàng)有利技術(shù)仍將起到積極作用。觀賞植物中蘭花、百合、金魚草、萱草、荷花等均已取得了重要成績。小麥倍性育種第四節(jié)空間誘變育種一、空間誘變的條件和方式二、我國空間誘變育種技術(shù)發(fā)展概況三、空間誘變育種的前景作業(yè)射線的種類及其特點(diǎn);如何對輻射處理的后代進(jìn)行選育;應(yīng)用Co60進(jìn)行輻射育種的技術(shù)流程。主要的化學(xué)誘變試劑;化學(xué)誘變處理的方法;多倍體育種的技術(shù)流程;一、分子育種的概念與程序概念
按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計(jì),通過體外DNA重組技術(shù)和DNA轉(zhuǎn)移技術(shù),有目的地改造生物種性,使現(xiàn)有物種在短時(shí)間內(nèi)趣于完善,以創(chuàng)造出新的生物類型的技術(shù)體系,亦即基因工程。2.植物基因工程
植物基因工程是近20年來隨著DNA重組技術(shù)、植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)及植物組織培養(yǎng)技術(shù)而發(fā)展起來的現(xiàn)代生物技術(shù)。3.基因工程的基本步驟目的基因的獲取基因載體的選擇與構(gòu)建目的基因與載體的拼接重組子導(dǎo)入受體分子外源基因的表達(dá)和產(chǎn)物的分離重組子的檢測4.觀賞植物基因工程的目的基因1、觀賞性開花、花色、花型、花徑相關(guān)基因。2、抗逆性抗蟲、抗旱、耐鹽堿、抗寒相關(guān)基因3、切花壽命4、花期調(diào)控二、基本技術(shù)及原理(一)DNA重組技術(shù)將外源DNA片段與載體分子連接,形成重組DNA分子,再將重組子導(dǎo)入寄主細(xì)胞內(nèi)。這一技術(shù)體系稱為DNA重組技術(shù)。DNA
重
組
技
術(shù)(二)基因工程的基本概念1.轉(zhuǎn)化(Transformation):是指將外源DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程。2.復(fù)制子(Replicon):具有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)(ori)的DNA分子稱為一個(gè)復(fù)制子。3.載體(Vector):能與外源DNA連接并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的復(fù)制子。4.重組子(Recombinant):連接了外源DNA分子的復(fù)制子。(三)基因工程的工具酶限制性內(nèi)切酶(restrictionendonuclease)DNA連接酶(ligase)末端修飾酶(五)基因工程的載體系統(tǒng)1、質(zhì)粒載體2、噬菌體載體3、病毒載體質(zhì)粒圖譜及質(zhì)粒構(gòu)建啟動(dòng)子外源基因終止子啟動(dòng)子報(bào)告基因終止子
(標(biāo)記基因)
目的片段選擇標(biāo)記
載體(六)植物基因工程的報(bào)告基因定義特點(diǎn)在選擇培養(yǎng)基上生長報(bào)告基因與目的基因嵌和表達(dá)研究調(diào)控區(qū)報(bào)告基因的種類新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶(Neomycinephosphotransferase–II,NPTII)基因氯霉素乙酰基轉(zhuǎn)移酶(Chloraphenicolacetyltransferas
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