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植物育种学


植物育种学

绪 论
§1植物育种学的研究内容和良种的作用
概念:植物育种学是研究如何选育植物新品种和繁

育良种的科学。
确 切 、 全 面 和 深 刻 的 定 义 是 : Plant breeding

was defined by Smith(1966) as the art and


science for improving genetic pattern of plants in

relation to their economic use 。

How to understand this concept?

(一)既是科学,又是艺术(特别是园艺),甚至有机
遇(chance) 如果树中的“机遇实生苗”(chance seedling); (二)育种学的任务是“改进植物的遗传模式(genetic pattern)” 即基因型(genotype),而非表现型 (phenotype); (三)强调植物育种学改变植物的遗传模式的目的在于改 变那些与经济用途(economic use)有关的遗传模式,而 不是任何模式,故强调育种的实践意义和在生产上的作用, 即现在理解的科学技术转化为生产力。

研究内容
选育植物新品种和繁育良种。 新品种选育——从自然界现有变异中选择优良类型,育成
新品种;通过各种途径改变植物的遗传性,应用比较精确的
鉴定方法,创造新品种;创造分类学上的新物种或类型。

良种繁育 ——研究如何迅速繁育新品种的种子和种苗,加
速新品种的推广,扩大经济效益;及研究在生产中,如何防 止品种退化,不断提高种性的科学。

现代植物育种学是一门综合性的科学技术
理论基础主要是遗传物质行为的知识,育种者 必须对植物性状的遗传规律和机制有全面的了解。 同时,现代育种学以自身的科学实践不断补充、 修正和发展遗传学,是一门创造性的科学,运用 多种理论和技术对生物的遗传性进行有效地管理、 控制和改造。

品种的概念
?

品种是指栽培植物的一个群体,在一定的栽培环境

条件下,个体间在主要性状方面表现基本一致,前
后代的性状也基本相似。

性状具有稳定的遗传性。无性繁殖的园林植物是
由一个个体的枝、芽、鳞茎等营养器官经多次无性

繁殖而成,故也称无性系或营养系品种,各个体具
有相同的基因型。

品种的特点
品种 是经济上的类别,是人类劳动的成果,而
不是植物分类上的类别,但从分类上品种有所归 属,品种是栽培植物的特定群体,在野生植物中, 就只有不同的类型而无品种之分。 品种有地域性和时间性,随着品种的不断劣化、 栽培条件和人们要求的改变需不断推陈出新。

现代新品种鉴定的标准
?

DUS测试和评估:

1. Distinctness(特异性) 2. Uniformity(一致性) 3. Stability(稳定性)

优良品种的作用
?

提高产量、改进品质、增强抗病虫力、增强 抗逆性、调节供应期(花期)、提供特异性 状和提高经济效益、社会效益、环境效益和 观赏价值等。 但也非“品种万能”,良种还需配良法,良 种和劣种在一定条件下会转化。

?

§2


植物品种选育工作进展

资源调查和地方品种整理工作 解放后,根据农业部“从速调查收集农家品种,整理 祖国的农业遗产”的精神,开展了果树、蔬菜和花卉及园 林树木等的地方品种资源的调查整理工作,不少地方编印 出版了《蔬菜品种志》、《果树品种志》以及全国性的单 项或多项植物的品种志等。通过资源调查,发掘和推广了 一批良种,为地区间引种和提供育种材料创造了有利条件。 蔬菜等植物还建立了国家种质资源库和种质资源圃,果树 和花卉建立了一些研究中心,如柑橘研究中心,兰花研究 中心。

§2


植物品种选育工作进展

广泛开展了引种工作 通过资源调查整理,进行了相互引种,如蔬菜中 的榨菜、番茄、大白菜、黄瓜等;果树中的葡萄、 草莓、西瓜、猕猴桃等;花卉中的玫瑰、梅花、兰 花等. 从国外也引进了大量的种类和品种如番茄、 甘蓝、草坪用草、日本红李等。 使国内各地丰富 了种类和品种,扩大了良种的栽培面积,国外品种 的引进还有利于旅游业、观光农业及创汇农业的发 展。

§2


植物品种选育工作进展

新品种选育和杂种优势利用的研究
新品种选育手段、途径多样化和高新技术化以及育种

对象的拓展,新品种不断选育出,并通过鉴定和推广。如水 稻、油菜、玉米、棉花等杂种优势利用,组织培养的广泛应 用,体细胞杂交在果树、蔬菜和花卉育种上的应用等。蔬菜 上不少种类杂种化,为大幅度提高产量和发展高效农业提供 了物质基础。果树的抗逆育种为扩大种植地区和范围发挥了 作用。无毛悬铃木等树种的选育为城市绿化提供了优良树种。

植物育种工作的新趋势
?
?
? ?

遗传学的经典公式是: P = G + E
P(表现型,phenotype)
G(遗传型,genotype) E(环境,environment)

?

现代遗传学正确地认为生物的表现型是由其遗传 型和环境共同作用的结果。其中G是决定生物遗 传变异的内因或依据,E只是实现生物遗传变异的 外因或条件。

育种学的任务是改善植物的遗传模式,欲达

此目的,就必须在改变G上做文章,采用传统和现
代的方法与手段,改变植物基因型。从孟德尔定律

重新发现迄今近百年的历史中,生物科学已发生了
根本性的变化,特别是近几十年来分子遗传学及遗

传工程的出现标志着遗传学已逐步发展到定向改造
生物的新阶段。

育种工作的新趋势
创造和发展了改变植物遗传型的种种有效手

段:包括杂交育种和杂种优势利用(基因重
组)、辐射育种、化学诱变、染色体工程育种、

细胞工程(原生质体培养、体细胞融合等)和
基因工程(DNA重组)等。丰富了植物育种 学,体现了由宏观到微观的合乎逻辑的、日新 月异的育种科技的前进历程。

育种发展动态
1. 2. 3. 4. 5. 突出新的育种目标 重视品种资源的研究 重视育种新途径新方法的研究 实行多专业协同的综合育种 采用现代化的研究分析手段

§3 植物育种的任务和途径
基本任务和目标 任务:
1. 选育出新品种,不断用新品种来更换老品种;
2. 建立品种工作体系和制度,使新品种尽快发挥

作用和防止品种退化劣变。
3. 注意品种配套和性状多样化。

育种对象
?

大田作物

?

蔬菜植物
果树植物 花卉植物

?

?

?

园林植物

水稻 油菜 棉花 玉米 大豆 小麦 甘蔗 红薯

育种对象

育种对象

植物主要育种目标
1.丰产 2. 优质 3. 不同成熟期(花期) 4. 抗多种病虫害 5. 适应性广、抗逆性强 6. 适于机械化耕作和收获,适应商品生产 7. 节约生产成本, 节约能源、耐贮藏运输等。

育 种 目 标





对所要育成的品种的要求 所要育成的新品种在一定的自然、生产及经济条 件下的地区栽培时应具备的一系列优良性状指标

育种目标 目标性状 主要育种目标与目标性状 主要特点和制定原则

可把育种看作游戏
游戏规则(或武器)

遗传?变异?选择
选优汰劣?防杂保纯

游戏目的

制定切实可行的

育种目标 种质资源 性状遗传规律及变异多样性 育种途径和方法 新品种 良种繁育

征集、评价、利用
研究、掌握

采用适当的 审 定

育种计划制定流程图

自然界

变 异
人工创造

遗传
特性

人工选择

新品种 或 物种 育种学实质

主要育种目标 人
1、高产稳产 2、优 质

目标性状
1、产量性状 2、品质性状

植物

3、适应性强
4、抗病虫害和除草剂 5、不同成熟期 6、适于机械化生产

3、适应性
4、对病虫害和除草剂的抗耐性 5、成熟期

恭喜! 恭喜!

6、对机械化生产的适宜性

产 量
产量的构成因素 生物产量 种植密度 经济产量 单 株 结 果 经济系数 数
单位 面积

可利用部分的收获量

前期产量

产量
=

经济产量

生物产量 单果重 坐果率

品 质
品质
是产品能满足一定需要特征特性的总和

感官品质 内质 外质 营养品质 蔬菜 果品 加工品质

风味、香气、肉质
大小、形状、色泽

Vc、矿质元素、有机酸、蛋白质、氨基酸 水果糖分、干果淀粉和特殊化学成分

适应性

抗病虫害和除草剂

熟性
不 同 的 成 熟 期
花 期 结果期 采收期 果实生长发育速度 环境的适应性

注:花卉植物的成熟期指开花的早晚和延续时间

适 宜 机 械 化 生 产

株型紧凑 秆壮不倒 成熟期一致 果实耐机械压力,果皮有韧性

主 要 特 点 与 制 定 原 则

主要特点
多样性

园艺植物利用方式 对环境要求 消费者嗜好

高效性
季节性

兼用性

育种目标制定原则
满足生产与市场的需要 经济效益、社会效益、生态效益兼顾 实现的可能性 近期需要与长远利益兼顾 处理好目标性状与非目标性状之间的关系

根据植物特点、品种性状、育成时间要求,制定育种途径
原始材料

人工创造变异

植 物 育 种 途 径

符合育 种目标

N Y

引种

N
直接利用

可利用的 遗传变异

N

Y

Y 选

有 性 杂 交 育 种

杂 种 优 势 育 种



诱 分子育种 变 分 育 植 子 种 物 基 标 因 记 工 辅 程 助 育 种




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