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文檔簡(jiǎn)介
0緒論
園藝是文明的標(biāo)志
園藝業(yè)是我國(guó)乃至世界上萬(wàn)年青的產(chǎn)業(yè),它與人民生活、國(guó)家安定息息相關(guān),隨著社會(huì)
的發(fā)展,園藝業(yè)必將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與人民生活中所占份額越來(lái)越高。
園藝作物育種學(xué)(Breedingofgardencrops)是園藝學(xué)(Gardening)的■個(gè)主要分支學(xué)科,
它以現(xiàn)代遺傳學(xué)為主要理論基礎(chǔ),并以自身的科學(xué)實(shí)踐不斷補(bǔ)充、修正和發(fā)展遺傳學(xué),是一
門(mén)創(chuàng)造性的科學(xué)。它綜合運(yùn)用現(xiàn)代遺傳學(xué)及其他相關(guān)學(xué)科(如植物學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)生
態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、解剖學(xué)、栽培學(xué)、分類(lèi)學(xué)、病理學(xué)、昆蟲(chóng)學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物
統(tǒng)計(jì)學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等)的理論與技術(shù)、對(duì)園藝作物的遺傳性(種性)進(jìn)行有效地管理、
控制和改造,以加速新品種選育進(jìn)程。
1園藝作物育種學(xué)的范疇
改進(jìn)園藝作物的遺傳特性,使選育出的新品種符合生產(chǎn)的需求,增強(qiáng)適應(yīng)性,在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)
上有競(jìng)爭(zhēng)力,能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益,這些都是園藝作物育種學(xué)的研究范疇。
1.1園藝作物育種學(xué)的定義及內(nèi)涵
園藝作物育種學(xué)與植物作物育種學(xué)密切相關(guān),因此植物育種學(xué)的定義也就是園藝作物育種學(xué)
的定義。
Smi(1966)對(duì)植物育種學(xué)下了一個(gè)最為確切、全面和深刻的定義。定義如下:Plantbreeding
wasdefinedbySmithastheartandscienceforimprovinggeneticpatternofplantsinrelationof
theireconomicuse.據(jù)此,我們可以從以下三方面來(lái)闡述園藝作物育種學(xué)的定義及其內(nèi)涵。
1.1.1園藝作物育種學(xué)不僅僅是一門(mén)科學(xué),而且是一種藝術(shù),它與精密科學(xué)不同,這些學(xué)科只
是學(xué)科而非藝術(shù),它與繪畫(huà)、音樂(lè)等也不同,后者只是藝術(shù)而非科學(xué)。而園藝作物育種學(xué)既
是科學(xué)又是藝術(shù),是二者的綜合,因此它的內(nèi)涵更為復(fù)雜和深刻。需要指出一點(diǎn),園藝作物
育種學(xué)家不需要有科學(xué)的造詣,而且也需要有藝術(shù)的修養(yǎng)。
1.1.2園藝作物育種學(xué)的任務(wù)是改進(jìn)園藝作物的遺傳特性,即基因型,而不是僅僅改變其表
型.
1.1.3園藝作物育種學(xué)的目的在于改變那些與經(jīng)濟(jì)用途有關(guān)的遺傳特性,而不是任何遺傳特
性,這里可以看出Smith的定義非常重視育種的實(shí)踐意義及其在生產(chǎn)上的作用,根據(jù)現(xiàn)代的
理解就是強(qiáng)調(diào)將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,為發(fā)展經(jīng)濟(jì)服務(wù)。
1.2品種的概念與良種的作用
1.2.1品種的概念及其含義
《中國(guó)農(nóng)業(yè)百科全書(shū)》作物卷中品種(cultivar),簡(jiǎn)稱(chēng)CV,這個(gè)詞是cultivted和variaty
的縮減復(fù)合,其概念是“經(jīng)人工選擇培育,在遺傳上相對(duì)純合穩(wěn)定,在形態(tài)特征和生物學(xué)特
征上相對(duì)一致,并作為生產(chǎn)資料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的作物類(lèi)型。品種一般具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)
值,符合人類(lèi)需要,能適應(yīng)一定地區(qū)自然條件和栽培條件?!?/p>
或簡(jiǎn)單表述為“具有特定條件下表現(xiàn)為不妨礙利用的優(yōu)良、適應(yīng)、整齊、穩(wěn)定和特異
性的家養(yǎng)動(dòng)植物群體?!?/p>
優(yōu)良是指群體作為品種時(shí),其主要形狀或綜合經(jīng)濟(jì)性狀符合市場(chǎng)要求,且有較高的經(jīng)
濟(jì)效益。
適應(yīng)包含對(duì)■定地區(qū)氣候土壤病蟲(chóng)害和不時(shí)出現(xiàn)的逆境的適應(yīng)和對(duì)一定的栽培管理和
利用方式,如對(duì)肥、水充足的適應(yīng),對(duì)機(jī)械化作業(yè)的適應(yīng),對(duì)加工及其工藝過(guò)程的適應(yīng)等。
整齊包括品種內(nèi)個(gè)體間在株型、生長(zhǎng)習(xí)性、物候期等方面的相對(duì)整齊一致和產(chǎn)品主要
經(jīng)濟(jì)形狀的相對(duì)整齊一致,整齊性的要求對(duì)不同作物、不同性狀應(yīng)區(qū)別對(duì)待。
穩(wěn)定指采用適于該類(lèi)品種的繁殖方式的情況下所保持前后代遺傳的穩(wěn)定,營(yíng)養(yǎng)系品種
雖然遺傳上市雜合的,但在用桿插、壓條、嫁接等方法無(wú)性繁殖是能保持前后代遺傳的穩(wěn)定
連續(xù),如果樹(shù)、馬鈴薯等。
特異指作為一個(gè)品種,至少有一個(gè)以上明顯不同于其他品種的可辨認(rèn)的標(biāo)識(shí)性狀。
品種不是植物分類(lèi)的單位,而是栽培經(jīng)濟(jì)的概念。雖然栽培植物起源于野生植物,但同
是一個(gè)野生物種在人工不同栽培條件、不同目的的選擇下,將形成不同品種。又因?yàn)槿祟?lèi)為
了滿(mǎn)足同一需要,選用了不同種,變種的野生植物,也將形成不同的品種。
1.2.2良種的作用
提高單位面積產(chǎn)量:隨著我國(guó)人民生活水平的提高和外貿(mào)事業(yè)的發(fā)展,對(duì)園藝產(chǎn)品的需
求量逐年增加,然而土地面積是有限的,為了降低生產(chǎn)成本,在不增加勞動(dòng)力、肥料的情況
下,一個(gè)優(yōu)良品種可以增產(chǎn)20%~30%以上,有的甚至成倍增長(zhǎng)。
提高品質(zhì):同一園藝作物的不同品種,品質(zhì)石有差異的,而市場(chǎng)價(jià)格相差很大。反映出
園藝作物良種在改進(jìn)品質(zhì),促進(jìn)生產(chǎn)中的重要作用。
減少污染,節(jié)約成本病蟲(chóng)害嚴(yán)重威脅園藝生產(chǎn)。在防治病蟲(chóng)害上,農(nóng)藥耗費(fèi)很大,而
且對(duì)產(chǎn)品、土壤、大氣、水源造成污染,危害人們的健康??共∠x(chóng)害品種的育成可起到減少
污染,降低成本的作用。
延長(zhǎng)產(chǎn)品的供應(yīng)期菊花在原有盆栽秋菊的基礎(chǔ)山育成了夏菊、夏秋菊和寒菊新品種,
大幅度地延長(zhǎng)了它的觀賞期。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的歷史上,優(yōu)良品種的作用更為突出,實(shí)例也很多。1845~1847年歐洲愛(ài)爾
蘭作為主食的馬鈴薯晚疫病危害猖獗,使當(dāng)?shù)刈鳛橹魇车鸟R鈴薯絕收,有百萬(wàn)余人被餓死,
這就是歷史上的馬鈴薯饑荒事件。育種工作者通過(guò)野生馬鈴薯與栽培種雜交,培育出抗病品
種,使馬鈴薯又得以重新種植。
2園藝作物育種的主要目標(biāo)和制定目標(biāo)的原則
2.1主要育種目標(biāo)
2.1.1品質(zhì)
感官品質(zhì)常包含植株或產(chǎn)品器官的大小、形狀、色澤等山視覺(jué)、觸覺(jué)所感受的外質(zhì)和風(fēng)
味、香氣、肉質(zhì)等由味覺(jué)、嗅覺(jué)、口感等感知的內(nèi)質(zhì)。園藝作物中果品、蔬菜常以?xún)?nèi)質(zhì)為主
或外質(zhì)與內(nèi)質(zhì)并重,花卉常以外質(zhì)為主,表現(xiàn)為花型、花色、葉形、株型、芳香等各方面。
營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)常指人體需要的營(yíng)養(yǎng)、保健成分含量的提高和不利、有害成分含量的下降和消
除。隨著人們生活水平的提高和營(yíng)養(yǎng)保健科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,包括測(cè)試手段的改進(jìn),通過(guò)育種
改進(jìn)園藝作物的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),已越來(lái)越受到重視。
育種界開(kāi)始注意到果蔬產(chǎn)品中某些有害成分在品種間的顯著差異,并致力于育種中降低
乃至消除這些成分。如甘藍(lán)中至少含10種以上的硫代葡糖昔,當(dāng)它們被同時(shí)存在的硫代葡
糖背水解后會(huì)形成異硫氟酸鹽和有機(jī)懵等味苦而有毒的成分,有誘發(fā)甲狀腺腫大和損害肝功
能的作用。
2.1.2產(chǎn)量
豐產(chǎn)是園藝作物育種的基本要求,具有豐產(chǎn)潛力的優(yōu)良品種是獲得高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。產(chǎn)
量可分為生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。前者指一定時(shí)間內(nèi),單位面積內(nèi)全部光合產(chǎn)物的總量,后者
指其中作為商品利用部分的收獲量,兩者比值叫做經(jīng)濟(jì)系數(shù)(coefficientofeconomics),
產(chǎn)量的高低和產(chǎn)量構(gòu)成因素有關(guān)。如葡糖產(chǎn)量構(gòu)成因素包括單株(或單位面積)總支數(shù)、
結(jié)果枝%、結(jié)果枝平均果穗數(shù)、單穗平均重等。根據(jù)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行選擇有時(shí)比直接根據(jù)
植株產(chǎn)果量進(jìn)行的選擇更能反映株系間的豐產(chǎn)潛力。
園藝作物生產(chǎn)中常采取分批采收的方式,可按采收期分為早期,中期和后期產(chǎn)量。由于
早期產(chǎn)品價(jià)格和中、后期差異懸殊,所以有時(shí)早期產(chǎn)量是比總產(chǎn)量更為重要的選擇指標(biāo)。
2.1.3熟性
成熟期的早-晚對(duì)許多園藝作物都是重要的目標(biāo)性狀。由于絕大多數(shù)園藝產(chǎn)品都不像糧食
那樣易于貯運(yùn),所以生產(chǎn)上需要早、中、晚品種配套,加上提前延后的栽培措施,才能基本
上做到均衡供應(yīng)。再者,早、中熟品種生育期短有利于減免后期自然災(zāi)害造成的損失。
早熟品種可以提前上市調(diào)節(jié)淡季,售價(jià)較高,給生產(chǎn)者和消費(fèi)者帶來(lái)好處。品種間生育
期長(zhǎng)短的差異有利于茬口和勞動(dòng)力安排,提高復(fù)種指數(shù)。但是呈熟品種由于生育期(或果實(shí)
發(fā)育期)較短,品質(zhì)較差從而在經(jīng)濟(jì)效益方面帶來(lái)一些負(fù)面影響。
花卉植物的所謂成熟期主要是花期的早、晚和延續(xù)時(shí)間,如菊花花期方面的目標(biāo)性狀是
在原有10月底到12月中開(kāi)花的秋菊的基礎(chǔ)上選育出從10月初到10月下旬開(kāi)花的早菊,
12月中旬以后開(kāi)花的寒菊,6月至10月兩次開(kāi)花的夏菊。特別是不需要特殊的加光或遮花
處理,在五一、七一、十一等節(jié)日開(kāi)花的品種。
2.1.4對(duì)不利環(huán)境的適應(yīng)性
園藝作物的環(huán)境脅迫大體上可分為溫度脅迫、水分脅迫、土壤礦物質(zhì)脅迫、大氣污染脅
迫以及農(nóng)藥(含除養(yǎng)劑)脅迫等。溫度方面有高溫脅迫和低溫脅迫,低溫脅迫又可分為凍害
(W0℃)和冷害(>0℃)。水分方面有干旱脅迫和濕漬脅迫。干旱又有大氣干旱和土壤干
旱之別。
鑒于當(dāng)今世界面臨人口不斷增長(zhǎng)、淡水資源緊缺、耕地面積減少、土地肥力下降及收到
荒漠化的威脅,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織強(qiáng)調(diào)應(yīng)加強(qiáng)培育抗逆性強(qiáng)(干旱、土壤毒性、病蟲(chóng)草害等)
的高產(chǎn)品種。
觀賞植物常需要某些特殊的對(duì)環(huán)境脅迫的適應(yīng)性,如地被、草坪植物要求耐陰、耐旱、
耐灰塵污染、耐踐踏、行道樹(shù)還要求耐重剪,易從不定芽、隱芽發(fā)出新枝等特性。
2.2.5對(duì)病蟲(chóng)害的抗性
病蟲(chóng)害對(duì)園藝作物的產(chǎn)量和品質(zhì)都有很大影響。在園藝作物的生產(chǎn)中為防治病蟲(chóng)害而大
量使用化學(xué)藥劑。不僅大幅度地提高生產(chǎn)成本,而且?guī)?lái)殘毒危害和環(huán)境污染等嚴(yán)重問(wèn)題。
通過(guò)遺傳改良,增強(qiáng)園藝作物品種對(duì)多種病蟲(chóng)害的抗性就成為園藝作物育種的重要目
標(biāo)。病蟲(chóng)害種類(lèi)很多,抗性育種只能抓住主要矛盾,在危害普遍、嚴(yán)重,而在種內(nèi)、種間抗
性差異顯著的種類(lèi)中進(jìn)行。
抗性育種要求新品種對(duì)病蟲(chóng)害有絕對(duì)的抗性常常是不切實(shí)際的。從生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀
點(diǎn)來(lái)看,品種的抗性一般只要求在病蟲(chóng)害流行時(shí)能把病原菌數(shù)量和蟲(chóng)口密度壓縮到經(jīng)濟(jì)允許
的閾值以下,對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)不至發(fā)生顯著影響,就基本上達(dá)到了要求。
2.2.6對(duì)設(shè)施栽培的適應(yīng)性
近年來(lái),我國(guó)園藝作物的設(shè)施栽培,尤其是塑料大棚的蔬菜、花卉和果樹(shù)生產(chǎn)發(fā)展很快。
原先用于露地生產(chǎn)的品種就難以適應(yīng),這就給園藝作物育種提出了新的要求,主要是對(duì)設(shè)施
生態(tài)條件如弱光照和高溫多濕環(huán)境的適應(yīng)性。
如黃瓜保護(hù)地專(zhuān)用品種要求具備以下性狀
①在深秋和冬季低溫弱光下能夠形成較高的產(chǎn)量;
②在后期出現(xiàn)32℃以上的高溫下能保持較高的凈同化率'
③對(duì)保護(hù)地易發(fā)病如枯萎、霜毒、白粉、黑星、角斑、疫病等有將強(qiáng)的抗性;
④株型緊湊,葉較小、葉量不過(guò)大、分枝較少,主側(cè)蔓結(jié)瓜,節(jié)成性強(qiáng)。
2.2制定育種目標(biāo)和原則
2.2.1根據(jù)市場(chǎng)的需求和生產(chǎn)發(fā)展前景
在種類(lèi)繁多的園藝作物中,首先要選擇確定那些重:要的作物種類(lèi)進(jìn)行新品種的選育。雖
然任何一種園藝作物都需要優(yōu)良品種,但是根據(jù)人力、物力只能確定幾種,只能先注重常用
的、用量大的,并注重價(jià)值高的。
在制定育種目標(biāo)時(shí),一定要考慮市場(chǎng)需求和生產(chǎn)發(fā)展情況,絕不能只顧眼前利益,故進(jìn)
行育種工作時(shí)不能只注重高產(chǎn)而不顧質(zhì)量,而且還應(yīng)該考慮今后幾年的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展水平。
否則,容易使新培育出的品種很快就被淘汰。
2.2.2根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和栽培條件,抓住主要矛盾
由于個(gè)地區(qū)氣候、土壤、耕作和栽培技術(shù)條件不同,生產(chǎn)商存在著的問(wèn)題也不完全相同,
對(duì)品種的要求也相應(yīng)存在著差異。制定育種目標(biāo)時(shí),必須對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、栽培方法和生
產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行綜合調(diào)查分析,分清主次,抓住主要矛盾,在此基礎(chǔ)上再解決其他矛盾。這樣才
能達(dá)到有的放矢,育成的品種才能符合實(shí)際需要。
2.2.3育種目標(biāo)要落實(shí)到具體性狀上
育種目標(biāo)應(yīng)該具體化。在確定育種目標(biāo)前,要對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行具體、系統(tǒng)的分析,隨后
確定具體的選育內(nèi)容。在具體工作中應(yīng)選擇其中一體或幾項(xiàng)作為具體的選育目標(biāo)。切記籠統(tǒng)
地提高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病新品種選育。
2.2.4既要敢于創(chuàng)新,又要實(shí)事求是地考慮其可能性
培育一個(gè)新品種,往往需要許多人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期時(shí)間的同心協(xié)力才能完成。若只考慮工作困
難,不敢創(chuàng)新,育種目標(biāo)訂的偏低,經(jīng)過(guò)幾年的工作,雖已達(dá)到了目標(biāo),但培育出的新品種
卻以過(guò)時(shí),不符合生產(chǎn)需要;反之,部根據(jù)當(dāng)前科技水平,脫離實(shí)際提出過(guò)高的要求,雖經(jīng)
過(guò)努力,感到所定目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn),只好中途停止,重新制定育種目標(biāo)。
3我國(guó)園藝作物育種的發(fā)展歷史和成就
3.1中國(guó)園藝作物育種發(fā)展簡(jiǎn)史
中國(guó)園藝作物育種有著悠久的歷史。素有中國(guó)是世界園林之母的美譽(yù)。
3.250年來(lái)我國(guó)園藝作物育種的主要成就
3.2.1開(kāi)展了全國(guó)性的資源調(diào)查,初步建立了園藝作物種植資源工作體系。1956年的全國(guó)科
學(xué)規(guī)劃將作物資源調(diào)查,整理和利用里為重點(diǎn)課題后,各地陸續(xù)開(kāi)展了園藝作物資源調(diào)查工
作,在普查中發(fā)現(xiàn)和整理的果樹(shù)和蔬菜品種均以萬(wàn)記。
據(jù)1997年統(tǒng)計(jì)資料?,中國(guó)國(guó)家種質(zhì)擁有的資源總份數(shù)已達(dá)到35萬(wàn)份,僅次于美國(guó)(41萬(wàn)
份)和俄國(guó)(37萬(wàn)份)躍居世界第三。
其中包括有性繁殖的蔬菜資源28765份,無(wú)性繁殖的果樹(shù)、蔬菜資源以資源圃種植保存
及低溫保存的試管苗庫(kù)。。。。
3.2.2廣泛進(jìn)行了園藝作物的引種工作
在資源調(diào)查、整理的基礎(chǔ)上,廣泛進(jìn)行了國(guó)內(nèi)不同地區(qū)間相互引種和國(guó)外引種,大大豐
富了各地園藝作物的種類(lèi)和品種,擴(kuò)大了兩種的栽培面積。
3.2.3新品種選育成效顯著
新中國(guó)成立以來(lái),全國(guó)各地通過(guò)各種育種途徑選育的園藝作物新品種數(shù)以千計(jì),主要果
樹(shù)蔬菜植物的品種已更換過(guò)2~4次,比較充分地發(fā)揮了品種在生產(chǎn)中的作用。
3.2.4育種理論和方法的研究也取得一定成效
為了提高育種效率,增加育種工作的科學(xué)性和預(yù)見(jiàn)性,近年來(lái)對(duì)園藝作物特別是對(duì)營(yíng)養(yǎng)系
的一些主要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳規(guī)律、對(duì)哦背的誘發(fā)。輻射引變、克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙等方面開(kāi)
展了一些研究,對(duì)雜交親本的選擇選配,擴(kuò)大雜種材料的遺傳基礎(chǔ)都起到了積極的作用。
特別是在組織細(xì)胞培養(yǎng)等方面,我國(guó)較早的通過(guò)花藥培養(yǎng)獲得了蘋(píng)果柑橘葡萄白菜茄子
等的單倍體,有的獲得了后代,蘋(píng)果柑橘葡萄桃馬鈴薯等的分生組織培養(yǎng)脫毒,蘋(píng)果葡萄草
莓甘藍(lán)等的離體快繁均獲得成功。
通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得很多轉(zhuǎn)基因作物。有些已進(jìn)入大田實(shí)驗(yàn)。在提高園藝作物對(duì)病蟲(chóng)害、
病毒害、除莠劑的抗性,改進(jìn)品質(zhì)及貯藏保鮮性能等方面展現(xiàn)了誘人的前景.
4國(guó)內(nèi)外園藝作物育種的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
近20年來(lái),世界園藝作物育種無(wú)論是在遺傳資源材料的開(kāi)發(fā)、、利用和創(chuàng)新上,還是在所育
成品種的科技含量水平上都有了顯著的進(jìn)步和提高。
4.1發(fā)達(dá)國(guó)家在園藝作物新品種選育總體目標(biāo)上盡管仍然是抗病、抗逆、優(yōu)質(zhì)及高產(chǎn),但與
過(guò)去相比,表現(xiàn)出以下明顯的特征和發(fā)展趨勢(shì):
①越來(lái)越重視提高產(chǎn)品品質(zhì),包括外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);
②越來(lái)越重視提高產(chǎn)品的耐貯運(yùn)性
③越來(lái)越重視滿(mǎn)足不同用途的專(zhuān)用品種的選育
④越來(lái)越重視提高品種對(duì)逆境環(huán)境條件的抗性
⑤越來(lái)越重視針對(duì)國(guó)際種子市場(chǎng)的品種選育
4.2在育種手段、方法上雖然還是以常規(guī)技術(shù)為主,但隨著生物技術(shù)的發(fā)展,常規(guī)技術(shù)與生
物技術(shù)二者之間的結(jié)合越來(lái)越緊密。主要的發(fā)展趨勢(shì)為
①分子標(biāo)記輔助選擇的應(yīng)用越來(lái)越普及
②利用組織培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合創(chuàng)造新的育種材料越來(lái)越廣泛
③利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造特殊的育種材料的研究越來(lái)越深入
④一些常規(guī)技術(shù)在育種實(shí)踐中不斷得到改良,越來(lái)越完善
⑤利用雜交優(yōu)勢(shì)育種的作物種類(lèi)越老越多
4.3在育種機(jī)構(gòu)的組織、規(guī)模上,近年來(lái)也有了大的變化,主要趨勢(shì)是
①跨地區(qū),跨國(guó)的育種公司越來(lái)越多
②由行業(yè)內(nèi)兼并,或跨行業(yè)合并或聯(lián)合形成大的育種公司
③發(fā)達(dá)國(guó)家的種子公司對(duì)第三世界國(guó)家園藝種業(yè)的沖級(jí)和對(duì)這些國(guó)家園藝種苗市場(chǎng)的壟斷
越來(lái)越嚴(yán)重
4.4信息技術(shù)在園藝作物育種上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛
結(jié)語(yǔ):遺傳學(xué)有一個(gè)經(jīng)典的公式:P(表型,Phenotype)=G(遺傳型,Genotype)+E(環(huán)境)
現(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為生物的表型是由其遺傳型和環(huán)境共同作用的結(jié)果,然而G和E的作用又絕
不是等量的。其中G是決定生物遺傳變異的內(nèi)因或根據(jù),E只是實(shí)現(xiàn)生物遺傳變異的外因或
條件。正如前述園藝作物育種學(xué)的定義所指出的:其任務(wù)是改善園藝作物的遺傳特性。欲有
效地達(dá)到此目的,就必須采用各種傳統(tǒng)的現(xiàn)代的方法和手段(或二者相結(jié)合),在改變G上
做文章、下功夫。
思考題:
思考題
1.作物品種有何特性?園藝植物良種在生產(chǎn)中有什
么作用?
2.你對(duì)我國(guó)園藝植物育種的歷史廣解多少?從哪些
文獻(xiàn)中了解到的?
3.我國(guó)園藝植物育種現(xiàn)狀與世界上發(fā)達(dá)回家的差距
如何?
4.園藝植物育種的主要目標(biāo)和制定育種目標(biāo)的原則
是什么?
第二章:種質(zhì)資源的保存
種質(zhì)資源的定義
種質(zhì)(germplasm):指決定生物性狀遺傳(種性),并將其遺傳信息從親代傳遞給后代
的遺傳物質(zhì)也稱(chēng)為基因。
種質(zhì)資源包括:栽培種、野生種及近緣種,人工創(chuàng)造的種質(zhì)材料。
蘊(yùn)藏種質(zhì)的主要材料是:植株、種子根莖葉芽等無(wú)性繁殖器官和營(yíng)養(yǎng)器官,及愈傷組織、
分生組織、花粉合子細(xì)胞原生質(zhì)體以及染色體和核酸片段等
種植資源(germplasmresource)
具有種質(zhì)并能繁殖的生物體的統(tǒng)稱(chēng)。或遺傳資源或基因資源。
種質(zhì)庫(kù)(germplasmpool)
指以種為單位的群體內(nèi)的全部遺傳物質(zhì),它有許多個(gè)體的不同基因所組成。又稱(chēng)基因庫(kù)。
1.種質(zhì)資源的作用與現(xiàn)狀
1.1種質(zhì)資源的作用
種質(zhì)資源是地球生命的基礎(chǔ)。人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),是最為寶貴的自然財(cái)富。是
利用和改良生物的物質(zhì)基礎(chǔ),是育種的原始材料及生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)材料。提供各種工業(yè)
原料、醫(yī)藥品,在娛樂(lè),旅游業(yè)中也起著重要作用。擁有種質(zhì)資源的數(shù)量和質(zhì)量,以及對(duì)其
研究的程度是決定育種效果的重要條件,也是衡量一個(gè)國(guó)家或研究單位育種水平的重要標(biāo)
志。
1.2種質(zhì)資源的現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
1.2.1發(fā)展理念的誤區(qū)造成種質(zhì)資源的遺傳侵蝕
人類(lèi)對(duì)品種良種化和遺傳一致性的要求,使傳統(tǒng)的品種被改良品種所取代,并使之加速
滅絕?減少了種質(zhì)資源遺傳多樣性。
更大的一致性?xún)A向或遺傳單一性增加了主要作物對(duì)流行性病蟲(chóng)害潛在的遺傳脆弱性。
生物多樣性保育緊迫性
1.2.2人類(lèi)活動(dòng)及現(xiàn)代科技的發(fā)展對(duì)種質(zhì)資源的影響
人類(lèi)對(duì)資源的需求日趨增長(zhǎng),逐漸造成生態(tài)環(huán)境的破壞和生物資源流失。
大量砍伐和焚燒森林,過(guò)度放牧,使大量野生動(dòng)物、植物是去棲生、繁衍的場(chǎng)所。
城市、工礦的發(fā)展占用了大量的綠地,使土壤水源和大氣污染。植被的破壞加劇了生態(tài)環(huán)境
的惡化,反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致了生物資源的進(jìn)一步流失,形成了惡性循環(huán)。
現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展產(chǎn)生了某些負(fù)面影響。農(nóng)業(yè)機(jī)械的廣泛應(yīng)用,使不適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械要求的
品種有逐步消失的危險(xiǎn);化學(xué)肥料和農(nóng)藥的大規(guī)模使用,造成大量種植資源減少,用飛機(jī)配
撒農(nóng)藥,使野生資源也收到損失,生物工程的安全性等。
2種質(zhì)資源的類(lèi)型和特點(diǎn)
2.1種質(zhì)資源的類(lèi)別
按其來(lái)源分:本地的種質(zhì)資源、外地的種質(zhì)資源、野生的種質(zhì)資源、人工創(chuàng)造的種質(zhì)資
源
按其親緣關(guān)系分:植物學(xué)分類(lèi):科、屬、種
育種實(shí)用性分類(lèi):現(xiàn)代優(yōu)良品種貨高產(chǎn)品種、主要商品品種、次要品種、具有特長(zhǎng)的、
過(guò)時(shí)類(lèi)型、育種材料、突變體、原始類(lèi)型、野草類(lèi)和野生種十類(lèi)
種質(zhì)資源的類(lèi)型及性質(zhì)來(lái)分類(lèi):地方品種、主栽品種、原始栽培類(lèi)型、野生近緣種和育
種材料
生態(tài)類(lèi)型分類(lèi)、用途分類(lèi)
2.2地方品種
指那些在局部地區(qū)內(nèi)栽培的品種,或古老的農(nóng)家品種。是長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇的結(jié)
果,特定的適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)。適合當(dāng)?shù)靥厥獾娘嬍郴蛴^賞消費(fèi)習(xí)慣和栽培習(xí)慣。大多沒(méi)有
經(jīng)過(guò)現(xiàn)代育種技術(shù)的改良。
有些材料雖有明顯缺點(diǎn),但往往具有某些罕見(jiàn)的特性,以及具備一些在目前看來(lái)雖然不重要
的特殊經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
往往優(yōu)良新品種的推廣而被淘汰(特別是過(guò)時(shí)的或極為零星分散的品種)
是最重要的,具有極大遺傳價(jià)值和育種潛力的種質(zhì)資源。
2.3主栽品種
經(jīng)由現(xiàn)代育種技術(shù)改良過(guò)的品種,或稱(chēng)改良品種。
遺傳多樣性較地方品種單一,即基因庫(kù)較狹窄。適應(yīng)當(dāng)前新的消費(fèi)習(xí)慣和生產(chǎn)方式。具有較
好的豐產(chǎn)性和適應(yīng)性及抗逆性。但外地或外國(guó)引入的品種對(duì)本國(guó)(地)的特殊氣候條件的適
應(yīng)性差于本國(guó)(地)的主栽品種。它們是育種的基本材料。
2.4原始栽培類(lèi)型
具有原始農(nóng)業(yè)性狀的類(lèi)型。是現(xiàn)代栽培作物的原始種或參與種,是經(jīng)數(shù)千年的發(fā)展而產(chǎn)
生的。不少原始栽培類(lèi)型已經(jīng)絕滅,現(xiàn)今往往要在人們不容易到達(dá)的地區(qū)才能搜集到。基因
庫(kù)豐富,對(duì)本地區(qū)的氣候田間適應(yīng)性強(qiáng),是難得的育種材料。
2.5野生種及近緣種
野生種是生物長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。栽培作物近緣種是介于栽培和野生類(lèi)型之間的不同
程度的過(guò)渡類(lèi)型是先人人工選擇的成果。具備生物多樣性,常常有作物所缺少的某些抗逆基
因,在育種上往往作為抗源資源加以利用。
在生產(chǎn)上有些野生近緣種也作為嫁接砧木加以利用。由于人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的不斷干擾和
破壞,很多野生近緣種已從開(kāi)墾地上退走,有些種已瀕于滅絕。
它的生物科學(xué)及植物育種的源泉。
2.6人工育種材料
各種育種途徑的中間材料。如這種材料可以是雜種后代、物理化學(xué)誘變育成的突變體,
人夠夠誘變的多倍體、體細(xì)胞融合材料、遠(yuǎn)緣雜交材料、轉(zhuǎn)基因材料等等,有人稱(chēng)之為育種
中間材料。
雖然它們具有某些缺點(diǎn),而不能成為新的品種,但因具有一些明顯的優(yōu)良性狀,仍不失
為一種優(yōu)良的親本或種質(zhì)資源。這類(lèi)材料-,因育種工作的不斷發(fā)展會(huì)日益增加,這樣會(huì)大大
豐富種質(zhì)資源的遺傳多樣性。
3園藝作物的起源和進(jìn)化
—-人類(lèi)采集移栽-----選擇雜交和培育一一一栽培育種
t
野生植物t
fff遠(yuǎn)古時(shí)期的地理隔離f野生植物就地馴化一全世界形成了不同作物起源中
心f社會(huì)發(fā)展商業(yè)、旅游業(yè)以及戰(zhàn)爭(zhēng)f各起源中心作物向著中心以外傳播一逐漸演化成現(xiàn)今
世界園藝作物分布的現(xiàn)狀
3.1瓦韋洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)(theoryoforugincenterofcrops)
較系統(tǒng)的對(duì)作物起源中心研究分類(lèi)影響較大的有三大系統(tǒng):即德坎多爾的三大起源中心
論,瓦韋洛夫的八大起源中心論,和茹考夫斯基的十二大起源中心論。
3.1.1作物起源中心學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容
提出主要世界作物八大起源中心,及其地理分布和植物種類(lèi)和特點(diǎn)
作物起源中心有兩個(gè)主要特征:即基因的多樣性和顯性基因的頻率較高,又名為基因中心或
變異多樣化中心。
最初是的起源地稱(chēng)為初生起源中心(primaryorigincenter)往往是作物顯性性狀和最大
遺傳多樣性額聚集地區(qū)。作物由初生起源中心地向外擴(kuò)散到一定范圍時(shí),在邊緣地又會(huì)因作
物本身的自交和自然隔離而形成新的隱性基因控制的多樣化地區(qū),即次生起源中心
(secondaryorigincenter),常常具有可利用價(jià)值的性狀,如種子果實(shí)增大等。
在一定的生態(tài)環(huán)境中,在相近的遺傳變異性中出現(xiàn)平行現(xiàn)象,即同源平行變異律(lawof
parallelvariation)。同源平行變異律在作物選育和引種中有重要的指導(dǎo)意義。
3.1.2世界八個(gè)作物起源中心
(1)中國(guó)起源中心:包括中國(guó)中、西部山岳及毗鄰低地
(2)印度起源中心:包括緬甸和阿薩姆(印度東部的省)
(2a)印度-馬來(lái)西亞起源中心(印度起源中心的補(bǔ)充)包括馬亞群島,一些大島嶼如爪哇、
婆羅洲、蘇門(mén)答月昔以及菲律賓多和印度支那。
(3)中亞起源中心:包括印度西北部,克什米爾、阿富汗、塔吉克和烏茲別克。
(4)前亞起源中心:包括小亞細(xì)亞、伊朗、外高加索。
(5)地中海起源中心:包括地中海沿岸地區(qū)。
(6)埃塞俄比亞起源中心:包括埃塞俄比亞和厄立特里亞山區(qū)。
(7)墨西哥-中美起源中心:包括墨西哥-中美所屬地區(qū)。
(8)南美起源中心:包括秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞。
(8a)智利亞中心(8b)巴西-巴拉圭中心
4種質(zhì)資源的搜集與保存
國(guó)務(wù)院辦公廳于2004年25號(hào)文發(fā)布“關(guān)于加強(qiáng)生物物種資源保護(hù)和管理的通知”
要求各地區(qū)、各有關(guān)部門(mén)充分認(rèn)識(shí)生物物種資源保護(hù)和管理的重要性和緊迫性,開(kāi)展生
物物種資源調(diào)查,做好生物物種資源編目工作,制定生物物種資源保護(hù)與利用規(guī)劃,加強(qiáng)生
物物種資源保護(hù)基礎(chǔ)能力建設(shè)、管理制度建設(shè)和科學(xué)研究等。
2004年,江蘇省政府辦公廳根據(jù)《國(guó)辦通知》,頒布了《省政府辦公廳關(guān)于加強(qiáng)生物物
種轉(zhuǎn)保護(hù)和管理工作的通知》。
4.1.種質(zhì)資源的調(diào)查
4.1.1種植資源調(diào)查的目的和意義
摸清當(dāng)?shù)氐膱@藝資源,可以直接或間接的應(yīng)用于生產(chǎn)。為園藝作物發(fā)展規(guī)劃或品種區(qū)域
化提供資料。編寫(xiě)園藝作物志,或整理成文獻(xiàn),為資源的搜集、保存和研究利用提供了信息。
4.1.2種植資源調(diào)查的主要內(nèi)容
(1)地區(qū)情況調(diào)查:社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然(地形、氣象、土壤、植被等)
園藝
(2)資源概況調(diào)查:栽培歷史和分布,種類(lèi)和品種,繁殖方法和栽培管理,生產(chǎn)供銷(xiāo)和利
用及存在的問(wèn)題和提出的要求。
(3)園藝種類(lèi)品種調(diào)查:記載種類(lèi)和品種的?般情況,生物學(xué)特性,形態(tài)特征,(4)經(jīng)濟(jì)
性狀以及某些潛在的可利用價(jià)值等。
(5)標(biāo)本資料采集和制作:對(duì)植物的根莖葉花果實(shí)等器官進(jìn)行錄相或繪圖,成分分析和標(biāo)
本的制作。
(6)資源調(diào)查整理和總結(jié):做好最后的資料整理和總結(jié)分析工作
4.2種質(zhì)資源的搜集
4.2.1種質(zhì)資源搜集的般原則
根據(jù)需要和目的,有針對(duì)性地搜集種質(zhì)資源;對(duì)需要的種質(zhì)資源采用一切必要途徑進(jìn)行搜集,
如通訊聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)引種,組織考察隊(duì)進(jìn)行搜集;種苗的搜集要遵照種苗的調(diào)撥制度,一定要注
意要求質(zhì)量高、典型、有生活力、以便繁殖和保存。一定要注意檢疫;搜集時(shí)應(yīng)由近及遠(yuǎn),
從本地到外地,逐步進(jìn)行搜集;搜集時(shí)要做到細(xì)致、無(wú)誤、分類(lèi)、不重負(fù)不遺漏。
4.2.2種質(zhì)資源搜集的方法
(1)當(dāng)?shù)胤N植資源的搜集
主要是當(dāng)?shù)氐膬?yōu)良品種或品系,不用鑒定或生態(tài)適應(yīng)等問(wèn)題,只要采用適當(dāng)?shù)牟牧暇偷?/p>
保存即可。
(2)野生種質(zhì)資源的搜集
必須搜集本屬內(nèi)每個(gè)種的野生植物,獲取屬內(nèi)全部的有利基因。搜集區(qū)域應(yīng)注重種類(lèi)豐
富的遺傳多樣性中心和經(jīng)常出現(xiàn)某些特異性狀的地區(qū)。搜集時(shí)間以花期或果實(shí)成熟期位移,
有利于材料開(kāi)花結(jié)果習(xí)性,果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀等性狀的鑒定。搜集這類(lèi)種質(zhì)時(shí)應(yīng)注意某些特定性
狀,特別是經(jīng)濟(jì)性狀和抗性。特別是在惡劣的氣候條件下依然生存的植株。
(3)外地種質(zhì)資源的搜集
是指從國(guó)內(nèi)外其他地區(qū)引入種植資源,簡(jiǎn)單引種或馴化引種。
搜集時(shí)要調(diào)查兩地生態(tài)環(huán)境,一般來(lái)講,馴化引種必須搜集種子,簡(jiǎn)單引種可引進(jìn)接穗
或無(wú)性繁殖材料。搜集時(shí)一定要嚴(yán)格遵守檢疫和編號(hào)登記制度;搜集后的外地種質(zhì)要多點(diǎn)試
驗(yàn),再進(jìn)行大規(guī)模推廣。
4.3種質(zhì)資源的整理
搜集到的種質(zhì)資源將樣本對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)記錄,進(jìn)行初步整理;
歸類(lèi),將同物異名者合并,將同名異物者予以訂正。
給以科學(xué)的登記和編號(hào),包括統(tǒng)一?編號(hào)、品種名稱(chēng)、原產(chǎn)地、來(lái)源地、保存單位,或用
以查找重復(fù)和定位號(hào)等項(xiàng)目以便為保存和進(jìn)一步研究提供依據(jù)。
4.4種質(zhì)資源的保存
是指利用天然或人工創(chuàng)造的適宜環(huán)境保存種質(zhì)資源,防止資源流失、便于研究利用。
4.4.1保存的種質(zhì)資源主要包括以下兒個(gè)方面
(1)主栽品種、地方品種、過(guò)時(shí)品種、原始栽培類(lèi)型、野生近緣種、育種材料等。
(2)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。
(3)尚未很好改良利用,但具有潛在利用價(jià)值的種質(zhì)。
4.2.2種質(zhì)資源保存的方式
(1)就地保存
指在園藝植物生長(zhǎng)所處的自然環(huán)境中采取措施,來(lái)保護(hù)和保存種質(zhì)資源,建立自然保護(hù)
區(qū)、人為圈護(hù)古樹(shù)和名花。
(2)遷地保存
指將園藝植物山原產(chǎn)地或此生地整株遷移,移栽在資源圃等圃中加以保存。
建立諸如園藝種植資源圃、品種園、植物觀賞園、原始材料圃。主要適用于無(wú)性繁殖園
藝植物的保存。
(3)種子庫(kù)保存
建立植物種子庫(kù)保存種子,這是目前以種子為繁殖材料的植物應(yīng)用最普遍的資源保存方
法。
正常性種子:種子含水量干燥到5%或更低,但不影響其壽命,這類(lèi)種子為正常性種子,
一般的糧食、蔬菜和花卉種子都是正常性種子。
頑拗性種子:頑拗性種子大多是產(chǎn)于熱帶、亞熱帶植物以及水生植物的種子,如:枇杷
勵(lì)志芒果鱷梨菠蘿蜜等的種子在干燥過(guò)程中往往發(fā)生脫水損害,其含水量降低到12%~31%
之間時(shí),就會(huì)迅速降低活力,甚至全部死亡。
種子的壽命
種子的壽命決定于植物的遺傳外,影響種子壽命的主要環(huán)境因素是貯存濕度和溫度。不
同植物的種子壽命對(duì)溫度和濕度的反應(yīng)有所差異,一般種子含水量在8%以下,密封在薄鐵
罐或玻璃容器內(nèi)放在陰涼室內(nèi),多數(shù)種子可保持生活力十年左右。
保存種子的種質(zhì)庫(kù)的類(lèi)型
A短期庫(kù):任務(wù)是臨時(shí)貯存應(yīng)用材料,并分發(fā)種子供研究鑒定利用,庫(kù)溫0℃~20℃,相
對(duì)濕度45~60%,種子存入紙袋或布袋,一般可存放5年左右。
B中期庫(kù):任務(wù)是繁殖更新,對(duì)種質(zhì)進(jìn)行描述鑒定、記錄存檔,向育種家提供種子,庫(kù)
溫是-20攝氏度,相對(duì)濕度60%以下,種子含水量8%左右,種子存入防潮布袋,硅膠的聚乙
烯瓶或螺旋口鐵罐,要求安全貯存10~20年。
C長(zhǎng)期庫(kù):是中期庫(kù)的后盾,防備中期庫(kù)種質(zhì)丟失,?般不分發(fā)種子,為確保遺傳完整
性,只有在必要時(shí)才進(jìn)行繁殖更新,庫(kù)溫在-40℃~49℃,相對(duì)濕度50%以下,種子含水量
5%~8%,種子存入盒口密封的種子盒內(nèi),每5~10年檢測(cè)種子發(fā)芽力,要求能安全貯存種子
50-100年。
(4)離體保存(種質(zhì)資源保存方式,續(xù))
離體條件下,保存植物的細(xì)胞。組織或器官等方式保存種質(zhì)資源。
最適合的植物:頑拗性植物、水生植物和無(wú)性繁殖植物的種質(zhì)資源離體保存。
(5)基因文庫(kù)保存
從植物中提取大分子量的DNA,用限制性?xún)?nèi)切能將其切成許多DNA片段,然后再通過(guò)
載體把該DNA片段轉(zhuǎn)移到繁殖速度快的大腸桿菌中去,通過(guò)大腸桿菌的無(wú)性繁殖,產(chǎn)生大
量的、生物體中的單拷貝基因。
不僅可以長(zhǎng)期保存該物種的遺傳資源,而且還可以通過(guò)反復(fù)的培養(yǎng)繁殖、篩選、來(lái)獲得
各種基因。
5種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)與利用
5.1種質(zhì)資源的鑒定
對(duì)搜集保存的資源進(jìn)行全面的性狀鑒定和研究,做出科學(xué)評(píng)價(jià),可以說(shuō)知之越深則用之
越當(dāng).種質(zhì)資源鑒定技術(shù)經(jīng)歷了從外部形態(tài)到內(nèi)部生化,最后深入到DNA的三個(gè)研究層次。
目前,種質(zhì)資源鑒定技術(shù)正朝著綜合化、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)化的方向發(fā)展。
5.2種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)
在搜集、保存、研究鑒定種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上,對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行恰如其分的評(píng)價(jià),是有效
合理地利用種質(zhì)費(fèi)源的重要前提。評(píng)價(jià)涉及到多層次的研究領(lǐng)域,需要多個(gè)學(xué)科協(xié)作完成,
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化以及編碼化的種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)體系和有效的操作程序。
5.3種質(zhì)資源的利用
園藝資源的直接利用:如許多野生種、近緣野生種或半栽培種園藝材料經(jīng)過(guò)鑒定評(píng)價(jià)后
直接用作砧木或觀賞植物。
園藝資源的間接利用:可以作為育種原始材料加以利用,特別是近緣野生種綜合性狀較
差或很差,但往往有著某些潛在的育種利用價(jià)值,如抗逆性很強(qiáng)等特性。
6種質(zhì)資源的創(chuàng)新
種質(zhì)創(chuàng)新泛指人們利用各種變異,通過(guò)人工選擇的方法,根據(jù)不同的目的而創(chuàng)造的新
作物、新品種、新類(lèi)型、新材料。
廣義的種質(zhì)創(chuàng)新除了上述含義外還包括種質(zhì)拓展,指使種質(zhì)具有較多的優(yōu)良性狀,如將
高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來(lái),以及種質(zhì)改進(jìn):泛指改進(jìn)種質(zhì)的某一性狀。
狹義的種質(zhì)創(chuàng)新是指對(duì)種質(zhì)做較大難度的改造,如通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交進(jìn)行基因?qū)?,利用?/p>
因突變形成具有特殊基因源的材料,綜合不同類(lèi)型的多個(gè)優(yōu)良性狀而進(jìn)行聚合雜交。種質(zhì)資
源研究中所進(jìn)行的種質(zhì)創(chuàng)新,一般指的是狹義的種質(zhì)創(chuàng)新。
種質(zhì)創(chuàng)新已成為創(chuàng)造新材料、新類(lèi)型的種質(zhì)資源學(xué)的內(nèi)容,因此又稱(chēng)作預(yù)育種。種質(zhì)創(chuàng)
新是種質(zhì)資源有效利用的前提和關(guān)鍵,是作物育種發(fā)展的基礎(chǔ)和保證。
新種質(zhì)創(chuàng)造的希望在不野生種質(zhì)生物技術(shù)開(kāi)發(fā)利用。創(chuàng)造重要的和關(guān)鍵性的基礎(chǔ)研究材
料是種質(zhì)創(chuàng)新的重要任務(wù)。隨著生物技術(shù)、作物育種、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,種質(zhì)創(chuàng)新工作的內(nèi)
涵和外延越來(lái)越專(zhuān),其拓寬的領(lǐng)域越來(lái)越大,其創(chuàng)新量也越來(lái)越大。
思考題
1.什么是種質(zhì)資源?論述種質(zhì)資源的重要性及保護(hù)種
質(zhì)資源的迫切性.
2.作物起源中心的主要論點(diǎn)是什么?起源于中國(guó)的園
藝植物有哪些?
3.種質(zhì)資源保存常采用哪些方法?
4.種質(zhì)資源研究納內(nèi)容包括哪些方面?
本章完
下章:引種馴化
第三章選擇育種
選擇:就是選優(yōu)去劣,是各項(xiàng)育種途徑中必不可少的重要手段。
選擇育種又簡(jiǎn)稱(chēng)選種,是利用現(xiàn)有品種或栽培類(lèi)型在繁殖過(guò)程中自然產(chǎn)生的變異,通
過(guò)選擇純化比較堅(jiān)定獲得新品種的一種育種途徑。
選擇育種的重要性:一種最古老和傳統(tǒng)的育種方法;方法簡(jiǎn)單,省去了人工創(chuàng)造變異的
過(guò)程;當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件下形成的,對(duì)當(dāng)?shù)貤l件有很好的適應(yīng)性,是各項(xiàng)育種途徑中必不可少的
重要手段。
1選擇的原理、作用及依據(jù)
1.1選擇的概念
選擇又分自然選擇和人工選擇。自然選擇是自然環(huán)境條件對(duì)生物的選擇作用。人工選擇
是通過(guò)一定的程序,將符合人類(lèi)一定目標(biāo)的植株選擇出,使其符合遺傳性漸趨穩(wěn)定,形成新
品種,人工選擇使群體想著對(duì)人類(lèi)有力的方向發(fā)展。
人工選擇與自然選擇的關(guān)系
作為選種和其他育種的手段,主要是人工選擇。人工選擇的方向有時(shí)和自然選擇的方向
一致。人工選擇的方向有時(shí)和自然選擇的方向相反。在人工選擇和自然選擇方向不同的情況
下,一且放松人工選擇,性狀就有可能變劣。
1.2選擇的基本原理
1.2.1選擇的實(shí)質(zhì)及作用基礎(chǔ)
選擇和淘汰是一對(duì)矛盾的兩個(gè)方面,有所取必須有所棄。在一個(gè)群體內(nèi)選區(qū)的某些個(gè)體
也就是要淘汰其余的個(gè)體,沒(méi)有淘汰就無(wú)所謂選擇。
(1)選擇的實(shí)質(zhì)
選擇就是使群體內(nèi)的一部分個(gè)體能產(chǎn)生后代,其余的個(gè)體產(chǎn)生較少的后代或不產(chǎn)生后
代。如月季混雜群體中選擇白花植株留種,淘汰七它花色的植株,也就是只有白花植株能產(chǎn)
生后代,其他花色的植株不能產(chǎn)生后代,這將使后代中表現(xiàn)白花的植株比例增加,在群體遺
傳組成中控制白花基因的比例增加。
選擇的實(shí)質(zhì)是造成有差別的生殖率,從而能定向的改變?nèi)后w的遺傳組成。所謂群體的遺
傳組成就是指群體中的基因及基因型的種類(lèi)和頻率表。基因型頻率和基因頻率是群體遺傳組
成的標(biāo)志。
(2)選擇的原理
變異是選擇的基礎(chǔ),遺傳是選擇的保證,沒(méi)有遺傳,選擇就失去了意義。通過(guò)選擇把有
利的變異保留和鞏固下來(lái),同時(shí)選擇還促進(jìn)變異向有利的方向發(fā)展,使微小的變異逐漸成為
顯著的變異,從而創(chuàng)造出各式各樣的類(lèi)型和品種。
達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō),其核心是變異、遺傳和選擇。遺傳變異和選擇既是生物進(jìn)化的
三個(gè)重要因素,也是人工選育新品種的作用基礎(chǔ)。育種過(guò)程實(shí)際上是發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造可遺傳的變
異,并對(duì)這些變異加以選擇和利用。
變異有自然發(fā)生的變異和人工創(chuàng)造的變異。選擇育種只是利用一定群體內(nèi)的自然變異。
只有在所選群體內(nèi)存在育種目標(biāo)所需要的變異時(shí),才能進(jìn)行選擇育種。在生產(chǎn)實(shí)踐中,不論
是農(nóng)家品種或育成的品種,在最初種植時(shí),性狀整齊一致,但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期種植后,由于各種原
因,群體內(nèi)發(fā)生了多種多樣的變異,這些變異為選擇提供了基礎(chǔ)。
一般來(lái)講,花卉在自然群體中的變異通常大于蔬菜及果樹(shù),通過(guò)選擇育種??蛇x出新的
栽培類(lèi)型和品種。隨著品種更新速度的加快,僅僅依靠自然變異已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求,現(xiàn)
代育種工作既要充分利用自然界已有的變異,更要運(yùn)用人工雜家、人工誘變和轉(zhuǎn)基因等方法,
有計(jì)劃有目的的創(chuàng)造變異,為選擇提供更符合人類(lèi)需要的豐富多彩的材料。
1.2.2選擇定向選擇的作用
有積累變異、加強(qiáng)變異的作用,能獲得開(kāi)始選擇時(shí)的原始群體內(nèi)不存在的變異類(lèi)型。因
此,我們說(shuō)選擇具有創(chuàng)造性的作用。
選擇創(chuàng)造性的表現(xiàn):在某種性狀的變異的積累:能夠創(chuàng)造原始群體中間從未出現(xiàn)過(guò)的新類(lèi)型。
1.3選擇的依據(jù)與性狀鑒定
選擇的依據(jù):形狀的優(yōu)劣,是否符合育種目標(biāo)。
性狀鑒定:在育種途徑中,從選用原始材料、后代選擇到育成新品種,都離不開(kāi)鑒定工
作。既需要對(duì)單株的結(jié)果習(xí)性、長(zhǎng)勢(shì)、抗病性等性狀進(jìn)行鑒定,也需要對(duì)群體的一致性、生
產(chǎn)性能等進(jìn)行鑒定和評(píng)價(jià)。鑒定的方法愈是快速簡(jiǎn)便和精確可靠,選擇的效果就愈高。
性狀鑒定的方法
比較直觀的植物學(xué)性狀經(jīng)濟(jì)性狀等。如物候期、植株長(zhǎng)勢(shì)、株型、水果的果型和著色/
花卉的色彩和產(chǎn)花量等性狀。
常用的鑒定方法是目測(cè)法、計(jì)數(shù)法、測(cè)量法等。
不能目測(cè)或田間觀察鑒定不能充分鑒定的植物學(xué)性狀/經(jīng)濟(jì)性狀等。
用田間鑒定和實(shí)驗(yàn)室鑒定、自然鑒定和誘發(fā)鑒定、形態(tài)鑒定和生化鑒定等相結(jié)合的方法。
2選擇的方法和類(lèi)型
2.1根據(jù)選擇次數(shù)分:一次選擇和多次選擇
2.1.1一次選擇和多次選擇是指在一個(gè)選種計(jì)劃中包括對(duì)幾個(gè)世代進(jìn)行選擇
一次選擇的作用常常僅限于對(duì)現(xiàn)有變異類(lèi)型的篩選,而多次選擇則能起到定向積累變異
的作用。
2.1.2選擇的次數(shù)
決定于材料的遺傳基礎(chǔ)。
自花授粉和常異花授粉作物選種時(shí),多進(jìn)行1-2代的選擇就可以穩(wěn)定。異花授粉作物或
雜交育種的后代,需要進(jìn)行多次選擇。
決定于作物的生殖周期的長(zhǎng)短。多年生果樹(shù),從播種或托插到果實(shí)采收常常需要4-5年
甚至更長(zhǎng),通常只能進(jìn)行一個(gè)或兩個(gè)世代選擇。生育期較短的大多數(shù)蔬菜及一年生花卉作物,
一個(gè)育種計(jì)劃可以包括多代選擇。
2.2根據(jù)選擇的方法分:混合選擇和單株選擇,這是兩種最基本的方法。
2.2.1混合選擇法
混合選擇法是根據(jù)植株表現(xiàn)的性狀,從原始群體中選擇符合選種目標(biāo)的優(yōu)良單株、單果
混合留種,下一代混播于混選區(qū)內(nèi),與標(biāo)準(zhǔn)品種或原始品種進(jìn)行比較鑒定。根據(jù)選擇的次數(shù)
又可分為一次混合選擇法和多次混合選擇發(fā)。
混合選擇的程序:KP105
混合選擇的特點(diǎn):
混合選擇法是最古老的一種選擇方法;混合選擇是根據(jù)植株的表型進(jìn)行選擇的,而且混
收的種子不能進(jìn)行單株后代測(cè)驗(yàn),所以又稱(chēng)為表型選擇;混合選擇法具有操作簡(jiǎn)單,不
需要隔離的優(yōu)點(diǎn);混合選擇法對(duì)異花授粉作物能避免自交繁殖引起的生活力的衰退,使后代
保持較高的活;混合選擇對(duì)改良品種的效果比較有限;混合選擇可以一次選擇獲得大量種
子;混合選擇可不能追溯親緣關(guān)系。
2.2.2單株選擇法(individualselection)
單株選擇法是從原始群體中選出優(yōu)良單株分別編號(hào),單株采種,下一代每個(gè)單株的后代
分株系播種,在選種試驗(yàn)圃?xún)?nèi),每一株系種一小區(qū),通常每隔5個(gè)或10個(gè)株系設(shè)一對(duì)照區(qū)。
根據(jù)表現(xiàn),淘汰不良株系。
單株選擇法的程序:KP106
單株選擇法的特點(diǎn):
單株選擇法是根據(jù)后代的表現(xiàn)來(lái)鑒定所選單株的優(yōu)劣,因此,選擇的效率大大高于混合
選擇;依據(jù)選擇次數(shù)的多少可分為一次單株選擇法和多次單株選擇法;多次單株選擇法又稱(chēng)
系譜選擇法(pedigreeselection);工作復(fù)雜,需要單株采種,對(duì)于異花授粉作物,還需要隔
離自交;對(duì)于異花授粉作物多代自交易引起生活力的下降;可以追溯親緣關(guān)系;一次選擇
獲得的種子量較少。
多次單株選擇法結(jié)束的標(biāo)志:整齊一致
2.3根據(jù)選擇方式分:直接選擇和間接選擇
2.3.1直接選擇法(directselection)
是指對(duì)需要改進(jìn)的性狀本身進(jìn)行直接的選擇。
它對(duì)質(zhì)量性狀的選擇效果往往較高,在育種過(guò)程中經(jīng)常采用。但當(dāng)目標(biāo)性狀是數(shù)量性狀并且
遺傳力較低時(shí),如產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀,直接選擇效果往往較差。
2.3.2間接選擇法(indirectselection)
間接選擇法是通過(guò)選擇相關(guān)性狀而達(dá)到提高選擇效果而改良目標(biāo)性狀的選擇方法。由于
作物的各性狀之間存在著不同程度的相關(guān)性,通過(guò)對(duì)與經(jīng)濟(jì)性狀密切相關(guān)而遺傳力又較高的
性狀進(jìn)行選擇,從而達(dá)到目標(biāo)性狀的選擇效果。間接選擇還可以用來(lái)對(duì)那些目標(biāo)性狀表現(xiàn)
較晚的材料提早進(jìn)行相關(guān)選擇,這對(duì)于多
年生果樹(shù)經(jīng)濟(jì)性狀的選擇有著特別的意義,可以加速選擇的進(jìn)程,并且使后期選
擇的工作量大大減少。
間接選擇的實(shí)例
在櫻桃實(shí)生選種中可以早在一年生苗期根據(jù)葉基腺體大小和果實(shí)大小的相關(guān),淘汰大量
未來(lái)小果型的單株。桃早熟基因(D)與果肉紅色基因
(B2)之間表現(xiàn)緊密連鎖,實(shí)生苗在秋季時(shí)葉片呈現(xiàn)部分紅色者與未來(lái)果實(shí)成
熟早亦存在密切相關(guān)。
2.4根據(jù)選擇的層次分:形態(tài)標(biāo)記選擇、同工酶標(biāo)記選擇、分子標(biāo)記選擇
2.4.1形態(tài)標(biāo)記選擇
形態(tài)標(biāo)記選擇:根據(jù)對(duì)植株或群體的形態(tài)性狀及相關(guān)形態(tài)性狀的鑒定結(jié)果進(jìn)行選擇。如
開(kāi)花期、座果節(jié)位、果重、果數(shù)及株高、花色、花型等性狀。形態(tài)標(biāo)記的特點(diǎn):標(biāo)記直觀且
容易鑒定(簡(jiǎn)單、效果好);標(biāo)記數(shù)量有限(有時(shí)難以找到與育種目標(biāo)性狀相關(guān)的形態(tài)學(xué)標(biāo)
記。
2.4.2同工酶標(biāo)記
同工酶是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中基因突變分化和自然適應(yīng)的結(jié)果,酶譜的差異能在一定
程度上反映某些基因和性狀表現(xiàn)的差異。常用同工酶有過(guò)氧化物酶、酯酶、過(guò)氧化氫酶、淀
粉酶、亮氨酸氨肽酶、脫氫酶、磷酸酯酶、磷
酸化酶、氨基轉(zhuǎn)移酶、多酚氧化酶和細(xì)胞色素氧化酶。
同工酶標(biāo)記的特點(diǎn)
分析手段較為簡(jiǎn)單;與形態(tài)標(biāo)記及以后發(fā)展起來(lái)的分子標(biāo)記相
比,能夠利用的同工酶系統(tǒng)的數(shù)量非常有限;同工酶標(biāo)記也容易受到作物栽培環(huán)境及發(fā)育階
段的影響。
2.4.3分子標(biāo)記
近年來(lái)隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展起來(lái)的基于DNA多態(tài)性的標(biāo)記。
分子標(biāo)記的特點(diǎn)
分子標(biāo)記是遺傳物質(zhì)一DNA最根本上差異的反映,它幾乎不受作物發(fā)育環(huán)境的影響;
大多數(shù)分子標(biāo)記是共顯性的,有利于隱性農(nóng)藝性狀的選擇;基因組變異極其豐富,分子標(biāo)記
的數(shù)量幾乎是無(wú)限的;在發(fā)育的不同階段,不同組織的DNA都可用于標(biāo)記分析,使得對(duì)植
株基因型的早期選擇成為可能,這一點(diǎn)對(duì)于生殖周期較長(zhǎng)園藝作物的選育有著特別的意義。
3遺傳力與選擇效果
※什么是質(zhì)量性狀?如抗病性、花色等性狀,受單基因或少數(shù)基因控制,受環(huán)境的影響較小,
后代中不同類(lèi)型容易區(qū)分選擇,選擇選擇效果較高。
※什么是數(shù)量性狀?數(shù)量性狀,如產(chǎn)量、品質(zhì)等大部分經(jīng)濟(jì)性狀,受多基因控制,性狀變異
連續(xù),不能分成明顯的類(lèi)型,并且容易受環(huán)境影響,影響選擇效果的因素較多。以下就數(shù)量
性狀的選擇效果及影響因素作以介紹。
3.1遺傳力與遺傳進(jìn)展(遺傳熠益)一
VP=VG+VE
對(duì)作物數(shù)量性狀而言,變異既受基因型的影響,VG=VD+VH+VI、
也受環(huán)境的影響.一個(gè)性狀的表型變異包括遺傳上位性方爰:
變異部分和環(huán)境變異部分.即一,加性方姜顯性方差
VP=VG+VE、環(huán),方羞顯性方差隨世代數(shù)的增加而遞減,在純合狀
態(tài)時(shí)要消失,不能固定。
加性方差所占的比重大小更能反映親子間的
性狀變異遺傳方捶
的方過(guò)相似程度。
遺傳力的公式"
其中VG在VP中所占的比重反映了植株對(duì)該,
性狀的諼傳能力大小,用遺傳力(h2)表“廣義邃傳力:/
示。/2=膽xioo=.J?.XI也
邃傳方差又由加性方差(VD)X顯性方差,
狹義遺傳力3
(VH)和上位性方差(Vi)組成,后兩部分,
又稱(chēng)為非加性方差。h/=竺xioo=J^_xioo
邃傳力又可進(jìn)一步分為廣義諼傳力,"JU+zg
(hB2)和狹義濾傳力(hM2)狹義遺傳力代表了總變異中歸屬于基因的平
均效應(yīng)部分,反映了親子間的相似程度,它對(duì)
于后代表型的預(yù)測(cè)有重要意義
(1)選擇差:
對(duì)某一數(shù)量性狀進(jìn)行選擇時(shí),入選群體的平均值將與原始群體平均值產(chǎn)生一定的離差,
即選擇差(i,也有用Sd表示)。
例如,在番茄平均果重為150克的群體中選擇果重較大的植株,入選植株的平均果重如
為200克,選擇差i(Sd)=200-150=50克。請(qǐng)推測(cè)入選植株的子代平均值?
(2)遺傳進(jìn)度
其子代的平均值通常在原始群體平均值和入選群體平均值之間。Why?
這些入選親本后代構(gòu)成群體的平均值與上述原始群體平均值之差就是遺傳進(jìn)度(AG,
或GS表示)。遺傳進(jìn)度也叫遺傳增益,也有人稱(chēng)其為遺傳獲得量、選擇響應(yīng)或選擇反應(yīng)。
遺傳進(jìn)度反映了選擇效果的大小。
上述例子:在番茄平均果重為150克的群體中選擇果重較大的植株,入選植株的平均果
重如為200克。如果這些番茄入選群體的后代的平均果重為180克,
則遺傳進(jìn)度AG=180—150=30克。
子代平均值對(duì)入選群體平均值的差異傾向程度,決定于該性狀遺傳力(h2)的大小。
h2愈接近1,則子代平均值就愈接近于入2選群體的平均值,選擇效果愈好;反之,h2愈
接近于0,則子代平均值趨向于原始群體的平均值,選擇效果愈差。
在育種實(shí)踐中可以根據(jù)遺傳進(jìn)度與選擇差的比值來(lái)估計(jì)遺傳力的大小。這樣估算的遺傳
2
力又被稱(chēng)為現(xiàn)實(shí)遺傳力(hR2),用下列公式表示:hKR=AG/51X100..I
在番茄平均果重為150克的群體中選擇果重較大的植株,入選植株的平均果重如為200
克,這些入選番茄群體的后代平均果重為180克。
選擇差i(Sd)=200-150=50克
遺傳進(jìn)度△G=180-150=30克。
hR2=30/50X100=60%
估算時(shí)應(yīng)該注意前后代的環(huán)境條件應(yīng)盡可
能的一致。
在育種過(guò)程中,經(jīng)常根據(jù)其它方法估算的狹義遺傳力或廣義遺傳力來(lái)代替現(xiàn)實(shí)遺傳力,
從而估算預(yù)期的遺傳進(jìn)度。其公式為
AG=h2L
(3)選擇強(qiáng)度(K)
為了進(jìn)一步比較不同群體或性狀的選擇效果,需要將選擇差i標(biāo)準(zhǔn)化,這種標(biāo)準(zhǔn)化后的
選擇差稱(chēng)為選擇強(qiáng)度(K),即以標(biāo)準(zhǔn)差(6)為單位的選擇差,公式為
K=i/6或
i=K6
△G=hrk□當(dāng)群體表型值為正態(tài)分布時(shí),選擇強(qiáng)度取決一
.__u△G=hrK?8*J
l=K-"于入選率q的大小。/
J/
K=Z7q《Z表示正態(tài)分布曲線右尾入選百分一
遺傳進(jìn)度、選擇強(qiáng)度數(shù)面租在橫坐標(biāo)截點(diǎn)處的高)
和邃傳力的關(guān)系
也就是說(shuō),選擇效果的好壞與性狀的標(biāo)準(zhǔn)差、*卜1麗分*q5選皿K的美系
邃傳力和選擇強(qiáng)度成正比。,■忡C0>Oh0%>久45-6V
-p_*wgw*川2。m3wu戢e
(4)相對(duì)遺傳進(jìn)度
為了便于比較不同群體、不同性狀、不同世代的遺傳進(jìn)度,可以用相對(duì)遺傳進(jìn)度來(lái)表示,
即口G.—h'K?6/¥.式中x為整個(gè)親代的群體平均值。
在番茄平均果重為150克的群體中選擇果重較大的植株,入選植株的平均果重如為200
克。如果這些番茄入選群體的后代的平均果重為180克。假定番茄群體為1000株,選擇50
株果重較大的植株。則入選率為5%,在上表中查的K值為2.06,如果估算出的遺傳力為
60%,表型標(biāo)準(zhǔn)差為20克,那么其遺傳進(jìn)度和相對(duì)遺傳進(jìn)度分別為AG=60%X2.06X20
=24.72(克)AG,=24.77150=0.165
3.2影響選擇效果的因素
△G=l12K6;影響選擇效果的因素:群體的變異幅度、性狀遺傳力、選擇差或入選率
3.2.1群體的遺傳變異度
群體的變異來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面,一個(gè)是群體內(nèi)個(gè)體間的遺傳差異造成的,另一個(gè)方面是由于
試驗(yàn)的誤差造成的。應(yīng)該通過(guò)提高群體的遺傳差異來(lái)提高總的變異幅度。
3.2.2性狀的遺傳力
通過(guò)提高群體性狀的遺傳力h2:一是通過(guò)加強(qiáng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間管理技術(shù)的控制,從而
降低環(huán)境變異;二是在遺傳力較高的世代進(jìn)行選擇。同一性狀隨著世代的增高,基因趨向純
合,顯性作用逐代降低,狹義遺傳力隨世代增加而提高,因而,選擇的可靠性也雖世代的推
進(jìn)而增大。
3.2.3提高選擇強(qiáng)度
隨著入選單株的減少,即入選率降低,選擇強(qiáng)度不斷提高
4株選
4.1株選的標(biāo)準(zhǔn)
具備育種目標(biāo)所要求的各種優(yōu)良性狀的植株才能當(dāng)選,不符合育種目標(biāo)的單株不能入
選。株選的標(biāo)準(zhǔn)是隨作物品種的育種目標(biāo)和供選群體的變異狀況不同.一般來(lái)講,可根據(jù)
以下原則確定株選的標(biāo)準(zhǔn)。
確定株選標(biāo)準(zhǔn)的原則
1)制定和觀測(cè)具體可行的目標(biāo)性狀2)分清育種目標(biāo)及構(gòu)成性狀的主次
3)所制定各性狀的當(dāng)選標(biāo)準(zhǔn)不能太高也不能太低4)根據(jù)不同作物的生物學(xué)特性和經(jīng)濟(jì)特
性確定具體的株選標(biāo)準(zhǔn).
4.2株選的時(shí)期
要在生育期的全過(guò)程中多看精選,分階段觀察,分次選擇。
性狀表露最明顯的時(shí)期進(jìn)行觀察和選擇。如對(duì)大多數(shù)花卉作物而言,花期是株選時(shí)最重
要的時(shí)期。
4.3株選的方法
4.3.1.單一性狀選擇
株選時(shí)根據(jù)性狀的重要性或出現(xiàn)的先后逐次淘汰的一種選擇法。由于每次選擇時(shí)只是根
據(jù)一種性狀,所以稱(chēng)為單一性狀的選擇。
分項(xiàng)累進(jìn)淘汰法
根據(jù)性狀的相對(duì)重要性順序排隊(duì),把重要性狀排在前面。先按第一重要性狀進(jìn)行選擇,
然后在入選的植株內(nèi)按第二性狀進(jìn)行選擇,順次累進(jìn)。
分次分期淘汰法
是按株選目標(biāo)性狀出現(xiàn)的先后,分次分期淘汰選擇的方法。
4.3.2綜合性狀選擇法
綜合所有經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行選擇,評(píng)定時(shí)按經(jīng)濟(jì)性狀的重要性規(guī)定不同的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),最后選
擇出一些積分最高的植株。
(1)多次綜合評(píng)比法:這是最常用的方法,一般分為初選、復(fù)選和決選三次鑒定選擇。
(2)加權(quán)評(píng)分比較法:對(duì)選擇的性狀按不同的重要性和遺傳力等因素給予適當(dāng)?shù)募訖?quán)比分
(指數(shù)),而后把植株各性狀的測(cè)量值乘以加權(quán)比分后積加,即得該植株的總分?jǐn)?shù),根據(jù)總
分?jǐn)?shù)擇優(yōu)錄取。
(3)限值淘汰法(獨(dú)立淘汰選擇法):對(duì)所選擇的各個(gè)性狀都規(guī)定一個(gè)最低標(biāo)準(zhǔn),供選個(gè)體
只要其中的一個(gè)性狀不夠標(biāo)準(zhǔn),則不管其它性狀如何優(yōu)越也不入選。
4.3.3質(zhì)量和數(shù)量性狀區(qū)別對(duì)待法
目標(biāo)質(zhì)量性狀采取“一票否決制”原則,淘汰不能滿(mǎn)足要求的植株;數(shù)量性狀采用綜合
選擇法,可根據(jù)情況采用加權(quán)評(píng)分法或多次綜合評(píng)比法。
5有性繁殖作物的選擇方法
對(duì)于有性繁殖的園藝作物而言,由于授粉方式的不同,其遺傳組成及遺傳行為也不同。
各種園藝作物有不同的生長(zhǎng)發(fā)育習(xí)性。各種作物應(yīng)分別采取不同的選擇方法.
5.1自花授粉作物的選擇方法
自花授粉作物(self-pollinatedcrops)是指以同一花內(nèi)或同一植株內(nèi)的花粉進(jìn)行授粉而
繁殖后代的作物種類(lèi)。天然異交率在1-4%。遺傳上多為純合體。蔬菜中的豆類(lèi)(除蠶豆外)、
茄果類(lèi)(除辣椒外)、葛苣,花卉中的鳳仙花、失車(chē)菊、桂竹香、紫羅蘭、香豌豆、半支蓮、
鳳鈴草、金盞花等等屬于此類(lèi)。
多代自交常導(dǎo)致生活力衰退,有時(shí)還會(huì)遇到自交不親和系的現(xiàn)象。常采用一到兩次的
單株選擇。留種田選擇也可采用一到兩次混合選擇法。
5.2異花授粉作物的選擇方法
異花授粉作物(cross-pollinatedcrops)是指通過(guò)不同植株花朵的花粉進(jìn)行授粉而繁殖后
代的作物種類(lèi)。自然雜交率5~20%。遺傳上多為雜合體,同一群體內(nèi)不同個(gè)體之間、親本與
后代之間及同一親本的各子代個(gè)體之間的遺傳基礎(chǔ)各不相同,性狀也差異較大。
5.2.1單株一混合選擇法或單株一混合交替選擇法
混合選擇法提純速度較慢,而單株選擇法有比較繁雜,因此,在有些情況下,先進(jìn)行」
次單株選擇,再在進(jìn)行多次混合選擇,或交互采用混合選擇法和單株選擇法結(jié)合起來(lái)的改良
混合選擇法。
5.2.2母系選擇法
此法與系譜法的區(qū)別主要是在入選株不進(jìn)行隔離,對(duì)花粉來(lái)源不加控制,選擇只是根據(jù)
母本的性狀進(jìn)行,所以稱(chēng)為母系選擇法,又稱(chēng)為無(wú)隔離系譜選擇法。
母系選擇法的圖片看不清楚……
5.2.3親系選擇法(留種區(qū)法)
這種選擇法的程序與多次單株選擇法相似,差別主要在這種選擇法不在系統(tǒng)比較圃里留
種,而是在另設(shè)的留種區(qū)內(nèi)留種。每一代每一當(dāng)選種子分成兩份,一份用以播種系統(tǒng)比較圃,
一份用以留種區(qū)內(nèi)留種。在系統(tǒng)比較圃?xún)?nèi)各系統(tǒng)間不行隔離,以便于較客觀較精確的比較。
在留種區(qū)內(nèi)各系統(tǒng)間進(jìn)行隔離,以防系統(tǒng)間雜交。根據(jù)系統(tǒng)比較圃的鑒定結(jié)果,在留種區(qū)各
相應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)選株留種。下一年繼續(xù)這樣繼續(xù)。
5.2.4剩余種子法(半分法)
先從原始群體中進(jìn)行單株選擇,將每一入選單株的種子分成兩份:一份播種于系統(tǒng)比較
圃,系統(tǒng)間不進(jìn)行隔離;另一份分別包裝貯存,編上與系統(tǒng)比較圃相應(yīng)的號(hào)碼。從系統(tǒng)比較
圃選出的株系并不留種,中選株系用貯存種子進(jìn)行下一代播種。這種方法主要適用于種子成
熟期和果實(shí)商品成熟期不一致的作物,如瓜類(lèi)的黃瓜、西葫蘆等(也適用于自花授粉的菜豆
等)。
5.2.5集團(tuán)選擇法
根據(jù)原始群體內(nèi)植株不同的特征特性,將選出性狀相似的單株歸并到?起,形成幾個(gè)集
團(tuán)。組成每一集團(tuán)的單株混合采種,任其相互授粉,集團(tuán)間則應(yīng)予以隔離,防止雜交。不同
集團(tuán)收獲的種子分別播種在一個(gè)小區(qū)內(nèi),以便在集團(tuán)間和標(biāo)準(zhǔn)品種間進(jìn)行比較鑒定,選出優(yōu)
良的集團(tuán)。集團(tuán)選擇法的優(yōu)點(diǎn)是純合的速度比混合選擇法快,后代生活力不易衰退。缺點(diǎn)是
純合速度比單株選擇慢,為了防止集團(tuán)間雜交還需隔離設(shè)施。如在花卉中將株型、花型或花
期劃分為幾個(gè)集團(tuán)。
5.3常異花授粉作物的選擇方法
常異花授粉作物(often-crosspollinatedcrops)是指以自花授粉為主但仍有相當(dāng)高的異花
授粉率的作物種類(lèi),一般自然雜交率在5%—10%之間。其特點(diǎn);多處于同質(zhì)結(jié)合狀態(tài),
部分異質(zhì)結(jié)合。連續(xù)自交一般不會(huì)引起顯著的衰退。這類(lèi)作物有蔬菜中蠶豆、辣椒、芥菜,
及花卉中的翠菊等。這些種類(lèi)作物多采取多次單株選擇的方法。個(gè)體基因的純合程度與異交
率關(guān)系很大,在異交率較低時(shí)可參考自花授粉作物的選擇方法,但由于仍有一定程度的異花
授粉,應(yīng)適當(dāng)增加選擇世代使后代的純合。在異交率較高時(shí),更應(yīng)增加選擇的次數(shù)。
6無(wú)性繁殖作物的選擇方法
在生產(chǎn)栽培中以它們的營(yíng)養(yǎng)器官或特殊繁殖器官?gòu)哪阁w分離開(kāi)來(lái)進(jìn)行繁殖的園藝植物。
蔬菜:馬鈴薯、大蒜、分蔥、山藥、金針菜
花卉植物:百合、唐菖蒲、水仙、大麗花、吊蘭、風(fēng)信子、卷丹、落地生根、扶郎花、
木槿、翠柏、秋海棠及天竺葵
果樹(shù):蘋(píng)果、梨、葡萄、桃、香蕉等大多數(shù)的果樹(shù)
無(wú)性繁殖的特點(diǎn):一個(gè)單株通過(guò)無(wú)性繁殖產(chǎn)生的后代,稱(chēng)為無(wú)性繁殖系(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)性系)。不
論母本遺傳基礎(chǔ)的純雜,通過(guò)無(wú)性繁殖產(chǎn)生的后代通常沒(méi)有分離現(xiàn)象,在表型上與母本基本
(或完全)相似。
注:在無(wú)性繁殖的過(guò)程中,雖然前后代遺傳基礎(chǔ)基本一致,但并非絕對(duì)不發(fā)生變異,只是出
現(xiàn)變異的頻率較低而已。如芽變就是無(wú)性繁殖園藝植物產(chǎn)生變異的重要來(lái)源,通過(guò)選擇即可
用無(wú)性繁殖方法把它們迅速穩(wěn)定下來(lái)。芽變育種是無(wú)性繁殖園藝作物極其重要的育種方法,
將在下一章詳細(xì)講述。
6.1草本作物的選擇方法
1)營(yíng)養(yǎng)系混合選擇法:選擇性狀表現(xiàn)優(yōu)良的植株混合收獲留種第二年混合播種,無(wú)性繁
殖工作程序與有性繁殖作物的混合選擇法相同但繁殖下一代的不是種子而是無(wú)性繁殖器官。
2)營(yíng)養(yǎng)系單株選擇法:在群體中選擇優(yōu)良單株,按單株收獲,第二年(無(wú)性繁殖)把這些單株
按營(yíng)養(yǎng)株系種植,進(jìn)行比較鑒定,選出優(yōu)良的株系。一般只需進(jìn)行一次單株選擇即可達(dá)到目
的。這是由于每個(gè)營(yíng)養(yǎng)株系內(nèi)各植株的基因型一
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