作物育種學(xué)-緒論精講

作物育種學(xué)內(nèi)容作物育種學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)作物育種學(xué)發(fā)展品種的概念和作用我國(guó)作物育種的成就如何學(xué)習(xí)作物育種學(xué)？現(xiàn)代農(nóng)作物生產(chǎn)的主要投入要素

當(dāng)今世界提高糧食產(chǎn)量的主要因素是什么？

水、肥、病蟲(chóng)害控制、品種外因和內(nèi)因

水

肥作物增產(chǎn)的環(huán)境因素

病蟲(chóng)害

品種

作物本身的遺傳潛力1.作物育種學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)1.1什么是作物育種？作物育種學(xué)是以研究作物經(jīng)濟(jì)性狀遺傳改良為目的的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科,是研究選育和繁殖農(nóng)作物優(yōu)良品種的理論與技術(shù)的科學(xué)（研究選育和繁育新品種理論與技術(shù)的科學(xué)）。Cropbreedingistheartandscienceofchangingheredityofcropstoimprovetheireconomicutilitytoman.1.2作物育種的主要任務(wù)發(fā)掘,研究和利用各有關(guān)作物種質(zhì)資源；選育適于不同地區(qū)生產(chǎn)發(fā)展需要的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、熟期適當(dāng)、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)良品種、雜交種以及新作物；提供數(shù)量多,質(zhì)量好,成本低的生產(chǎn)用種；并在推廣新品種的過(guò)程中，不斷地保持和提高其種性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用種良種化，種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。1.3作物育種的主要內(nèi)容育種目標(biāo)的制訂及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的相應(yīng)策略種質(zhì)資源的搜集,保存,研究評(píng)價(jià),利用及創(chuàng)新選擇的理論與方法，人工創(chuàng)造變異的途徑,方法及技術(shù)雜種優(yōu)勢(shì)利用的途徑與方法目標(biāo)性狀的遺傳、鑒定及選育方法作物育種各階段的田間試驗(yàn)技術(shù)新品種的審定、推廣和種子繁育等1.4作物育種的意義到2030年，我國(guó)糧食單產(chǎn)要求比現(xiàn)在（290公斤/畝）提高45%～50%。要求全國(guó)主要農(nóng)作物品種更換4～5次。提高作物產(chǎn)量的諸項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施(如品種，肥料，灌溉，栽培技術(shù)等)中，良種的貢獻(xiàn)占30%--60%。我國(guó)目前只占30%左右。從作物生產(chǎn)成本上看，種子的成本投入只占5-10%左右。

1.4作物育種的意義選育和推廣農(nóng)作物良種是從根本上改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的有效途徑。

成績(jī)：“雙低”油菜，高油玉米，

問(wèn)題：南方早秈，優(yōu)質(zhì)小麥選育和推廣農(nóng)作物良種還是增強(qiáng)作物抗病蟲(chóng)能力和抗逆性、減少產(chǎn)量損失，并進(jìn)一步提高對(duì)養(yǎng)分資源利用效率的有效途徑。每年因病蟲(chóng)草鼠害造成的產(chǎn)量損失達(dá)10%以上(棉鈴蟲(chóng)，玉米病毒病，小麥紋枯病等)旱、澇、鹽堿地占全國(guó)耕地面積的一半以上我國(guó)磷肥、鉀肥資源十分短缺

1.4作物育種的意義育種材料和方法上的創(chuàng)新及應(yīng)用能夠帶動(dòng)育種水平上的突破。

“矮孟?！?，1B/1R小麥親本，水稻“野敗”不育系，玉米Mo17自交系

雜種優(yōu)勢(shì)利用－20世紀(jì)農(nóng)業(yè)上的

“曼哈頓工程”造就現(xiàn)代種子企業(yè)的核心關(guān)鍵技術(shù)

隆平高科

登海種業(yè)四倍體小麥（AABB，AAGG）HMW--GS的SDS圖譜1--7為四倍體小麥（染色體組為AABB）8--15為提莫菲維小麥（染色體組為AAGG）袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司（隆平高科）緊緊圍繞新時(shí)期農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，遵循“創(chuàng)造無(wú)限、惠及人類”的經(jīng)營(yíng)理念，致力于雜交水稻、雜交辣椒、雜交棉花、雜交玉米、雜交油菜和優(yōu)質(zhì)西甜瓜、蔬菜新品種（組合）的選育創(chuàng)新、快速擴(kuò)繁和推廣銷售。截止2011年底，總資產(chǎn)達(dá)到18億，銷售收入突破12億元。山東登海種業(yè)股份有限公司是著名的玉米育種和栽培專家李登海研究員創(chuàng)建的農(nóng)業(yè)高科技企業(yè)。公司注冊(cè)資本8800萬(wàn)元，2005年4月18日，公司向社會(huì)公眾發(fā)行股票2200萬(wàn)股，在深圳證券交易所中小企業(yè)板成功上市。雜交玉米之父身價(jià)超11億（2005-04-20）

隨著登海種業(yè)前日在中小板的上市，李登海，這位與世界“雜交水稻之父”袁隆平并稱為“南袁北李”的“雜交玉米之父”第一次被資本市場(chǎng)衡量出身價(jià)，并以超過(guò)11億的紙上財(cái)富，超過(guò)袁隆平。

據(jù)悉，作為中小板和詢價(jià)發(fā)行以來(lái)的第一高價(jià)發(fā)行股，登海種業(yè)前日上市后最高攀至25.76元，全天成交均價(jià)24.36元，收盤(pán)23.91元。僅以收盤(pán)價(jià)計(jì)算，李登海的紙上財(cái)富已達(dá)到11.84億元。2.作物育種學(xué)發(fā)展人類的祖先對(duì)植物個(gè)體進(jìn)行選擇通過(guò)長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇，野生植物逐漸形成作物，并為人類提供足夠的食物選擇和雜交等與進(jìn)化的關(guān)系（1859-1876）達(dá)爾文在《物種起源》（1859）和《植物界異花受精和自花受精的效應(yīng)》（1876）中所闡明的選擇和雜交等與進(jìn)化的關(guān)系，對(duì)以后的育種工作有深刻影響孟德?tīng)柖傻闹匦掳l(fā)現(xiàn)（20世紀(jì)初）孟德?tīng)柖傻闹匦掳l(fā)現(xiàn)，使植物育種進(jìn)入一個(gè)新的階段。約翰遜的純系學(xué)說(shuō)（1903）約翰遜的純系學(xué)說(shuō)不僅為純系育種奠定了理論基礎(chǔ)，也為區(qū)分遺傳變異和環(huán)境變異提供了有力的論據(jù)。綠色革命

20世紀(jì)60年代中期在發(fā)展中國(guó)家興起的，以采用農(nóng)作物高產(chǎn)良種為中心的一場(chǎng)技術(shù)革命，其主要內(nèi)容是大規(guī)模地推廣矮稈、半矮稈、抗倒伏、產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣的小麥和水稻等作物優(yōu)良品種，并配合灌溉、施肥等技術(shù)的改進(jìn)。這一農(nóng)業(yè)技術(shù)革命使農(nóng)業(yè)取得了革命性的進(jìn)展，因而被譽(yù)為“第一次綠色革命”。

墨西哥從1960年推廣矮稈小麥，在短短3年時(shí)間達(dá)到了占種植面積的95%，總產(chǎn)接近200萬(wàn)噸，比1944年提高5倍，并部分出口。印度實(shí)施綠色革命發(fā)展戰(zhàn)略，1966年從墨西哥引進(jìn)高產(chǎn)小麥新品種，同時(shí)增加了化肥、灌溉、農(nóng)機(jī)等投入，至1980年促使糧食總產(chǎn)量從7235萬(wàn)噸增到1.5萬(wàn)噸，翻了一翻，由糧食進(jìn)口國(guó)變?yōu)榧Z食出口國(guó)。年份70年代80年代末畝產(chǎn)量135公斤221公斤增長(zhǎng)率63%推廣綠色革命國(guó)家的水稻畝產(chǎn)量變化到1995年，發(fā)展中國(guó)家種植小麥1億hm2，其中60%采用綠色革命的研究成果。世界人口人均耕地谷物總產(chǎn)上世紀(jì)初16億0.56hm25.33億噸1987年50億0.29hm218.8億噸綠色革命帶來(lái)的變化

1985年至1987年間人均占有糧食由246公斤增至380公斤。1960年至1985年期間糧食增長(zhǎng)率達(dá)2.6%，高于人口增長(zhǎng)率。雜交水稻1964年，袁隆平在安江農(nóng)校稻田發(fā)現(xiàn)水稻雄性不育株，為雜交水稻研究邁開(kāi)了第一步；1970年，袁隆平的助手李必湖在海南發(fā)現(xiàn)了“野敗”，為實(shí)現(xiàn)秈型雜交稻“三系”配套立了大功；1987年李必湖的助手鄧華鳳發(fā)現(xiàn)了“安農(nóng)S—1光敏不育系”，為雜交稻由“三系法”過(guò)渡到“兩系法”，為實(shí)現(xiàn)秈粳亞種間雜交優(yōu)勢(shì)利用創(chuàng)造了重要條件。生物技術(shù)與育種

1983年第一例轉(zhuǎn)基因植物問(wèn)世。1998年，全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積達(dá)到2780萬(wàn)公頃，1999年增至3990萬(wàn)公頃。1999年美國(guó)60%以上的大豆已為轉(zhuǎn)基因大豆，轉(zhuǎn)基因棉花占全美植棉面積的30%--50%，轉(zhuǎn)基因玉米占玉米總面積的33%，其中抗除草劑大豆、抗蟲(chóng)玉米、抗蟲(chóng)棉花為大宗產(chǎn)品?？瓜x(chóng)棉主要為單價(jià)（Bt）抗蟲(chóng)棉和雙價(jià)（Bt/CpTI）抗蟲(chóng)棉3.品種的概念和作用品種（cultivar）：

人類在一定的生態(tài)條件和經(jīng)濟(jì)條件下，根據(jù)自己的需要所選育的某種作物的某種群體；該群體具有相對(duì)穩(wěn)定的遺傳特性。即該群體在生物學(xué)，形態(tài)學(xué)及經(jīng)濟(jì)性狀上是相對(duì)一致的，并以此與同一作物的其他群體相區(qū)別。這種群體在相應(yīng)地區(qū)和耕作條件下種植，在產(chǎn)量，抗性，品質(zhì)等方面都能符合生產(chǎn)發(fā)展的需要。3.1作物品種的概念品種是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料品種不是植物分類的單位品種具有區(qū)域性品種具有時(shí)間性特異性（distinctness）一致性（uniformity）穩(wěn)定性（stability）簡(jiǎn)稱作物品種的“DUS”

3.2作物品種的三個(gè)基本要求或?qū)傩?.3優(yōu)良品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的作用大幅度提高單位面積產(chǎn)量從根本上改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)減輕和避免自然災(zāi)害的損失擴(kuò)大作物的種植地區(qū)促進(jìn)耕作制度改革和復(fù)種指數(shù)提高促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益4.我國(guó)作物育種的成就4.1我國(guó)作物育種工作的主要成就搜集、保存了大量品種資源，并進(jìn)行了初步鑒定，研究和利用選育出一大批農(nóng)作物新品種大力普及、推廣良種，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益逐步建立和健全了主要作物的品種區(qū)域試驗(yàn)、品種審定和良種繁育體系水稻育種成就：三系法雜交水稻的研究?jī)上捣s交水稻的研究超級(jí)育種研究玉米育種成就：種質(zhì)的開(kāi)拓創(chuàng)新轉(zhuǎn)基因工程

小麥育種主要成就：種質(zhì)資源的創(chuàng)新小麥雜種優(yōu)勢(shì)的利用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效小麥新品種的選育雜交玉米雜交旱稻轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉與抗蟲(chóng)楊樹(shù)轉(zhuǎn)基因大豆與煙草對(duì)育種工作者提出的挑戰(zhàn)現(xiàn)代作物品種要適應(yīng)現(xiàn)代栽培條件的要求現(xiàn)代作物品種要適應(yīng)現(xiàn)代化收獲的要求現(xiàn)代作物品種要抗逆境現(xiàn)代作物品種要優(yōu)質(zhì)今后展望進(jìn)一步加強(qiáng)品種資源工作積極開(kāi)展育種理論方法的研究以常規(guī)育種為基礎(chǔ)，積極探索新的育種途徑和技術(shù)加強(qiáng)育種策略研究，改革育種機(jī)構(gòu)、體制。擴(kuò)大育種規(guī)模，改進(jìn)育種手段，增加應(yīng)變能力，加速新品種選育進(jìn)一步健全、完善區(qū)域試驗(yàn)、品種審定及良種繁育體系和制度，加強(qiáng)種子立法工作改變重量輕質(zhì)的觀念，把量中求質(zhì)放在重要的地位加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，引進(jìn)高新技術(shù)

5、如何學(xué)習(xí)作物育種學(xué)？

作物育種變異遺傳選擇變異自然變異人工創(chuàng)造的變異引種（拿來(lái)主義）選擇育種（靠天吃飯）雜交育種（自力更生）雜種優(yōu)勢(shì)利用誘變育種倍性育種遠(yuǎn)緣雜交育種根據(jù)變異的來(lái)源不同形成了不同的育種方法利用鏈霉素誘變獲得小麥不育系

可育穗不育穗細(xì)胞工程細(xì)胞和組織培養(yǎng)（細(xì)胞工程）原生質(zhì)體培養(yǎng)及體細(xì)胞雜交（細(xì)胞工程）染色體操作（染色體工程）重組DNA及轉(zhuǎn)基因技術(shù)（基因工程）根據(jù)變異的來(lái)源不同形成了不同的育種方法質(zhì)量性狀遺傳（簡(jiǎn)單）數(shù)量性狀遺