1 育種目標.doc

第一章 育種目標本章講3節(jié)：1育種目標的概念2 植物育種的主要目標性狀 3 制訂育種目標的一般原則第一節(jié) 育種目標的概念 一、育種目標概念育種目標（breeding objective）就是對所要育成品種的要求，是指在一定的生態(tài)、生產(chǎn)條件下，對所要育成品種的一系列優(yōu)良性狀的指標。二、正確理解育種目標1.植物育種的總目標：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)(多抗)、熟期適宜、適應(yīng)機械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對各種作物品種的共同要求，是作物育種的主要目標。但它們的重要性并不是并列的，而是因年代、地區(qū)和作物種類的不同有主次之分。2.育種目標決定育種的成敗、時間長短等因為它涉及原始材料的選擇、育種方法的確定、育種年限的長短。如高產(chǎn)育種要選擇具有高產(chǎn)基因的原始材料；而抗病育種則要選擇具有抗源的原始材料。如改良的性狀是單基因的質(zhì)量性狀，可采用回交或誘變的方法；如果改良的性狀是多基因控制的數(shù)量性狀，可采用雜交育種或輪回選擇的育種方法。不同的育種方法所需要的年限是不同的。一般來說，誘變育種常較雜交育種穩(wěn)定得快，因而育成新品種所需的年限就較短。3.育種目標是動態(tài)變化的：因為生態(tài)環(huán)境的變化，社會經(jīng)濟的發(fā)展以及種植制度的改革等都要求育種目標與之相適應(yīng)。4.育種目標在一定時期內(nèi)是相對穩(wěn)定的：它體現(xiàn)出育種工作在一定時期的方向和任務(wù)。三、制訂育種目標的意義:開展育種工作時，首先必須確定育種目標，有了具體的育種目標：才能有目的的搜集種質(zhì)資源。確定品種改良的對象和方法。有計劃的選配親本。確定對育種材料選擇的標準、鑒定的方法和栽培條件。育種目標是育種工作的依據(jù)和指南，如果育種目標不合理，忽高忽低，或者不夠明確具體，則育種工作必然是盲目進行，難以取得成功和突破。第二節(jié) 植物育種的主要目標性狀 一、高產(chǎn)高產(chǎn)是優(yōu)良品種的基本要求。特別是我國人口多耕地少，要解決吃飯問題必須要提高單產(chǎn)（06年18.27億畝，人均1.39畝）。高產(chǎn)-指單位面積上一季收獲的產(chǎn)量高。不同作物因收獲器官的差異，有不同的產(chǎn)量評價標準：禾谷類、豆類指籽粒產(chǎn)量；棉花指的皮棉產(chǎn)量；馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量；甜菜和甘薯的塊根產(chǎn)量。 從當(dāng)前看，一般品種要增產(chǎn)510以上（稻麥棉玉米花生5%以上），雜交種要增產(chǎn)15%以上（與常規(guī)種比）。 高產(chǎn)品種必須有最佳的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)組合，合理株型和庫源關(guān)系等。（一）產(chǎn)量構(gòu)成因素的合理組合產(chǎn)量的提高決定于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)增長禾谷類作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素為：單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重；豆類和油菜：單位面積株數(shù)、每株莢數(shù)、每莢粒數(shù)、粒重；棉花：單位面積株數(shù)、每株鈴數(shù)、鈴重、衣分（皮棉/籽棉）；大白菜：單位面積株數(shù)、平均單株重和凈菜率。單位面積產(chǎn)量是上述產(chǎn)量結(jié)構(gòu)性狀的乘積。在品種產(chǎn)量較低時，同時提高各種產(chǎn)量構(gòu)成因素比較容易，但當(dāng)豐產(chǎn)潛力達到一定水平時，各產(chǎn)量性狀之間相互制約，常有一定程度的負相關(guān)。應(yīng)抓住制約產(chǎn)量的主要矛盾，不斷提高產(chǎn)量水平。不同高產(chǎn)品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的主攻方向不同，如小麥有三種不同的高產(chǎn)類型：多穗型品種-以增多穗數(shù)為基礎(chǔ)。選分蘗力強、分蘗成穗率高、單位面積穗數(shù)多的品種。（50萬畝，如煙農(nóng)15）大穗型品種-以增多穗大為主。選穗數(shù)較少、穗粒數(shù)較多、千粒重較高的品種。(30萬畝，如煙輻188)中間型品種-畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重同時并增，選中間型品種。 （4045萬畝，如濟麥22、良星99、煙農(nóng)24）三種類型品種只要栽培技術(shù)得當(dāng)，都能獲得高產(chǎn)。就小麥品種而言：北方冬麥區(qū)，氣候寒冷、干旱，病蟲害較輕，以多穗型為主；南方冬麥區(qū)，氣候溫暖、多雨，病害重，以大穗型品種為主；黃淮冬麥區(qū)，以選擇中間型品種為主。一般條件下，各種作物在低產(chǎn)條件下，群體不足，個體發(fā)育不良，提高產(chǎn)量的關(guān)鍵是增加群體數(shù)量。高產(chǎn)條件下，各種作物都已達到較大群體，在群體與個體的矛盾中，適當(dāng)促進個體發(fā)育應(yīng)作為高產(chǎn)的突破點。（二）理想株型育種 株型通俗說就是植株的長相。不同作物所要求的合理株型不完全相同。禾谷類作物的合理株型：矮稈、半矮稈，株型緊湊；葉片直立（葉片的大小及葉片與莖桿的夾角從上到下逐漸加大）、葉厚、窄短；葉色較深，且保持時間長等。矮化育種是株型改良的一個重要內(nèi)容。矮稈品種不僅抗倒力強，而且可以加大密度，提高經(jīng)濟系數(shù)和有效地利用水肥，豐產(chǎn)潛力大。為了提高作物產(chǎn)量，各國都很重視矮稈品種的選育。但太矮生物產(chǎn)量不夠，生長量太小，叢生郁蔽，透光性差，利用空間有限，不利于群體光能利用。研究表明，株高與作物的生物產(chǎn)量一般呈顯著的正相關(guān)。一般認為：在確保不倒伏的情況下，有必要適當(dāng)增加株高。目前水稻高產(chǎn)育種提出的合理株高1m左右。小麥7090cm(濟麥22號71.6cm，煙農(nóng)24號79.8cm)玉米230280cm(登海661：232cm；鄭單958、中科11、蠡玉35、登海605 :250cm；丹玉86、魯單981、青農(nóng)105、農(nóng)大108、登海662:280cm)玉米：西玉3號太矮、不抗旱；登海11太高、不抗倒伏；鄭單958株高適中，耐密性好，適應(yīng)性廣。葉厚：葉綠素含量高，制造光和產(chǎn)物多。（葉綠素a：濃綠,對強光利用率高；葉綠素b：淡綠,對弱光利用率高.所以耐陰的蔬菜、山區(qū)霧大的地方淡綠色較好）。葉片直立：葉片與莖桿的夾角小，透光性好，增加光照面積，中下層葉也能接收陽光，適合密植。如玉米有三種株型：平展型、緊湊型、中間型。平展型：葉片寬大、平展、晚熟、株型松散、高大。28003000株畝。代表品種：丹玉13緊湊型：葉片上沖、株型緊湊。40005500株畝。萊農(nóng)14、魯玉10中間型：穗位上緊湊，穗位下平展。4000畝。鄭單958.、先玉335棉花的合理株型：株型較緊湊，主莖節(jié)間稍長，果枝節(jié)間較短，果枝與主莖夾角小，葉片中等，著生直立。果樹生產(chǎn)發(fā)展的新趨勢是以矮化密植為特點。如蘋果品種的特點是：植株半矮化，樹冠較小、緊湊，節(jié)間短，成枝力弱，萌芽力強，易形成短果枝，結(jié)果較早，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。經(jīng)濟系數(shù)（又稱收獲指數(shù)），是指經(jīng)濟產(chǎn)量與生物學(xué)產(chǎn)量之比。自80年代以來，水稻、小麥、玉米等糧食作物的經(jīng)濟系數(shù)由35%左右提高到了50%左右。經(jīng)濟系數(shù)可作為高產(chǎn)育種的一項選擇指標。稻麥等現(xiàn)有高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)已近于高限。（三）高光合效率合理株型是高產(chǎn)品種的形態(tài)特征，高光效則是高產(chǎn)品種的生理原因。高光效育種：提高作物本身的光合能力和降低呼吸消耗來提高作物產(chǎn)量的育種方法。經(jīng)濟產(chǎn)量與光合效率間的關(guān)系：經(jīng)濟產(chǎn)量=（光合面積光合效率光合時間呼吸消耗）經(jīng)濟系數(shù)前三項代表光合產(chǎn)物的生產(chǎn)，減去呼吸消耗，即為生物學(xué)產(chǎn)量。一個高產(chǎn)品種應(yīng)具備：葉面積適當(dāng)，光和效率高，葉面積保持時間長， 呼吸消耗低，經(jīng)濟系數(shù)高等特點。從作物育種分析：較快達到最大葉面積系數(shù)、葉面積保持時間長、光合產(chǎn)物較早向籽粒轉(zhuǎn)移有重要意義。這些生理指標主要用于生理研究和種質(zhì)資源的篩選，難于適應(yīng)育種過程的要求。二、優(yōu)質(zhì)（品質(zhì)性狀）隨著人民生活水平的提高，對優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的要求日益迫切。新育成的品種，不僅要求高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，而且還應(yīng)具有更好的產(chǎn)品品質(zhì)。品質(zhì)性狀因作物種類不同而不同；即便同一作物的產(chǎn)品用途不同也不同。(一)某些品質(zhì)特征與產(chǎn)量直接相關(guān)，是構(gòu)成產(chǎn)量的重要因素如谷物的碾磨品質(zhì)：稻谷的糙米率(78)、精米率(70)、整粒精米率(碎米少)要高。小麥的出粉率：與容重關(guān)系大，容重高出粉率高(粒短、飽滿度好)，790g/L為一級麥。油料作物種子中的含油量；甘薯塊根的切干率；這些性狀對產(chǎn)量的高低有直接的影響。(二)改良作物品質(zhì)，有利于保證人畜健康（營養(yǎng)品質(zhì)） 營養(yǎng)品質(zhì)常指對人有利的營養(yǎng)成分的提高和不利成分的減少。隨著人們生活水平的提高，通過育種改進營養(yǎng)品質(zhì)，已受到越來越多的重視。 提高谷物籽粒中蛋白質(zhì)及賴氨酸（Lys）的含量，是改良營養(yǎng)品質(zhì)的重要內(nèi)容：小麥蛋白質(zhì)約含12，主要為膠蛋白(Lys0.7)，Lys含量相對低一些。大米蛋白質(zhì)約含8，主要為谷蛋白(Lys2.3)，Lys含量相對高一些。所以小麥與大米的營養(yǎng)價值差不多。棉籽：富含蛋白質(zhì)、脂肪，但一般品種均含有棉酚，對人類和單胃動物有害，如育成不含棉酚的品種，可大大增加蛋白質(zhì)和油脂利用率，人畜食用后不會受毒害，使棉花成為糧、棉、油兼用的作物。棉籽含油酸、亞油酸含量高，品質(zhì)較好。油菜籽：提高含油量的同時，降低芥酸(22:0)和亞麻酸(18:3)含量，還要降低菜籽餅中硫代葡萄糖苷含量。芥酸(22:0)、亞麻酸(18:3)、餅中硫代葡萄糖苷；亞油酸(18:2) (易得心血管病)；(易氧化)； (必須脂肪酸)王漢中：目前雙低油菜品種占90以上，雜交品種占50以上，長江流域占全國的85%。 大豆：提高含油量(1921；美國品種高2%)；亞麻酸(18:3)占8%，易氧化產(chǎn)生怪味。 花生：有VE(生育酚)抗氧化劑。要求油酸(18:1)亞油酸(18:2)1.4，耐貯藏性好。(三)影響加工品質(zhì) 選用不同用途的優(yōu)質(zhì)專用品種，是現(xiàn)代育種的一個發(fā)展趨勢。小麥面粉分為：強筋小麥(蛋白質(zhì)14%，濕面筋35%)：適于制作面包。中筋小麥：適于制作饅頭、面條。弱筋小麥(蛋白質(zhì)89%、濕面筋20%)：適于制作餅干、糕點。優(yōu)質(zhì)專用玉米，對品質(zhì)也要不同要求：如甜玉米、糯玉米（支鏈淀粉）、高直鏈淀粉玉米、高油玉米、爆裂玉米、青貯飼料玉米等。稻米的蒸煮品質(zhì)：蒸煮的出飯率：粳稻出飯率低、秈稻高。 耐煮性（糊化溫度） 米飯的柔軟性：粳稻軟、秈稻硬。從理化指標分析：直鏈淀粉含量適量。 糊化溫度中等。 膠稠度要長：4.4%的米膠冷卻后的延伸長度。棉花的纖維品質(zhì)：纖維長度、纖維細度、纖維強度、纖維成熟度等性狀決定紡織的質(zhì)量。三、穩(wěn)產(chǎn)（多抗）（一）對病蟲害的抗性病蟲害的危害對植物的產(chǎn)量和品質(zhì)都有嚴重影響。在生產(chǎn)中，為防治病蟲害而大量使用化學(xué)藥劑，不僅提高了生產(chǎn)成本，而且?guī)須埗疚：铜h(huán)境污染問題。因此，選育抗病蟲品種成為植物育種的主要目標。病蟲害種類很多，抗性育種要抓主要矛盾。目前，在我國水稻應(yīng)選育：抗稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱的品種。小麥應(yīng)選育高抗銹病、白粉病的品種；在南方應(yīng)選育抗赤霉病的品種。玉米：抗大、小葉斑病、絲黑穗病、穗腐病、青枯病和玉米螟的品種。棉花應(yīng)選育抗枯、黃萎病及抗棉鈴蟲、蚜蟲的品種。大豆應(yīng)選育抗病毒病、線蟲病和食心蟲、稈潛蠅的品種。甘薯應(yīng)選育抗黑斑病、莖線蟲病的品種。油菜應(yīng)選育抗病毒病、菌核病、蚜蟲的品種。結(jié)球白菜應(yīng)選育抗霜霉病、軟腐病、病毒病和黑腐病的品種等。要注意解決抗性和豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的矛盾、多抗（抗幾種病）與兼抗（既抗病又抗蟲）育種及品種抗性的持久化等問題。（二）對環(huán)境脅迫的抗耐性植物的環(huán)境脅迫因素可分為：溫度脅迫、水分脅迫、土壤礦物質(zhì)脅迫等。溫度：高溫脅迫； 干旱：大氣干旱； 礦物質(zhì)：鹽堿土 低溫脅迫 土壤干旱 酸性土對上述環(huán)境脅迫因素的抗耐性，是品種選育的重要目標性狀。例如：品種的抗旱性：一般認為根系發(fā)達，吸收能力強，葉面積相對較小，分蘗成穗高，結(jié)實性好，是禾谷類作物抗旱性選育的重要特征。另外，北方麥區(qū)應(yīng)重視抗凍性(小麥分冬性、半冬性、春性)(煙臺農(nóng)科院的小麥種子冬性的多；省農(nóng)科院、山農(nóng)的種子半冬性的多)我國已開展了黃瓜的耐低溫、耐弱光育種，并取得一定進展。（三）抗倒伏性抗倒伏性對禾谷類作物至關(guān)重要。倒伏不僅降低產(chǎn)量，而且影響品質(zhì)，不便于機械化收獲。造成倒伏的原因很多：如植株高大，莖稈強度差、韌性差，根系不發(fā)達等；也有病蟲害的原因。因此矮化育種、抗病蟲害育種都會收到抗倒伏的效果。四、生育期適宜1、無霜期短，秋季作物具有周期性低溫冷害，需選育生育期短的早熟品種（東北、西北）。2、為了提高復(fù)種指數(shù)，也需要早熟品種，以便倒茬和復(fù)種，達到早熟高產(chǎn)（華北、黃淮平原）-套種棉花、花生。3、早熟品種可以避免或減輕某些自然災(zāi)害的危害。北方麥區(qū)，在小麥成熟期間，常遇到干熱風(fēng)，使小麥青干，粒重下降而減產(chǎn)。選育早熟品種，可減輕危害。這幾年秋天雨水多，常使棉花爛鈴、玉米爛穗，選用早熟品種，可減輕損失（如鄭單958苞葉長、東單60等晚熟品種苞葉短）。4、早熟品種產(chǎn)量往往偏低。因此，對早熟性的要求要適當(dāng)。早熟程度以充分利用當(dāng)?shù)毓狻豳Y源，獲得全年高產(chǎn)為原則，不要片面追求早熟。如黃河流域棉區(qū)：中熟棉花品種以130135d為宜。 麥套棉以110d為宜。五、適應(yīng)機械化作業(yè)隨著農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移，植物生產(chǎn)的機械化程度會愈來愈高。要求培育適宜機械化管理的新品種。要求株型緊湊，稈硬不倒，生長整齊，株高一致，結(jié)實部位適中，成熟一致。水稻、小麥品種應(yīng)該是株高一致，抗倒伏。玉米穗部整齊度高、穗位適中(株高2.5m、穗位1.2m)。2010年全省玉米機收水平達到17%，淄博、東營市等超過50%，桓臺縣成為全國首個實現(xiàn)玉米生產(chǎn)機械化的縣市。棉花品種要求吐絮早而集中，苞葉自動脫落，鈴殼含絮力低等。第三節(jié) 制訂育種目標的一般原則一、國民經(jīng)濟需要和生產(chǎn)發(fā)展的前景（著眼當(dāng)前，兼顧發(fā)展）作物育種是一項多年努力的連續(xù)性工作，育成一個新品種至少 需要56年，多則10年以上的時間。因此，制訂育種目標時，必須充分估計當(dāng)前的需要和生產(chǎn)的發(fā)展。否則所育成的品種落后于形勢，難以推廣?；蛘哂喌哪繕颂叨y以實現(xiàn)。何啟偉建議將我國主要蔬菜育種目標確定為：優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)及適于不同生態(tài)條件（保護地、不同季節(jié)）、不同用途（生食、加工等）的專用品種選育。我國現(xiàn)有耕地高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的只占1/4，所以制訂育種目標時：既要選育高產(chǎn)、優(yōu)