作物育種學(xué)第一章育種目標

1、作物育種學(xué)第一章育種目標第一章第一章 育種目標育種目標一、育種目標的概念一、育種目標的概念1、育種目標（、育種目標（breeding objective）: 就是對所要育成品種的要求；在一就是對所要育成品種的要求；在一定地區(qū)的自然、耕作栽培和經(jīng)濟條件下，定地區(qū)的自然、耕作栽培和經(jīng)濟條件下，所要育成的新品種應(yīng)具備的優(yōu)良性狀的所要育成的新品種應(yīng)具備的優(yōu)良性狀的指標。指標。2、正確理解育種目標、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)）植物育種的總目標：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)(多多抗抗)、熟期適宜、適應(yīng)機械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對各種、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，是作物品

2、種的共同要求，是作物育種的主要目作物育種的主要目標標。 但它們的重要性并不是并列的，而是但它們的重要性并不是并列的，而是因因年代年代、地區(qū)地區(qū)和和作物種類的不同作物種類的不同有主次之分。有主次之分。How to understand this concept？2、正確理解育種目標、正確理解育種目標（2）育種目標決定育種的成敗、時間長短等。）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。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

3、的原始材料；而抗病育種則要選擇具有抗源的原始材料。料。How to understand this concept？2、正確理解育種目標、正確理解育種目標（3）育種目標是動態(tài)變化的）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及種植制度的改革等都要求育種目標與之相適應(yīng)應(yīng)。（4）育種目標在一定時期內(nèi)是相對穩(wěn)定的：它）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。體現(xiàn)出育種工作在一定時期的方向和任。How to understand this concept？3、制訂育種目標的意義、

4、制訂育種目標的意義（1）有目的的搜集種質(zhì)資源。）有目的的搜集種質(zhì)資源。（2）確定品種改良的對象和方法。）確定品種改良的對象和方法。（3）有計劃的選配親本。）有計劃的選配親本。（4）確定對育種材料選拔的標準、鑒定的方）確定對育種材料選拔的標準、鑒定的方法和栽培條件。法和栽培條件。 育種目標是育種工作的育種目標是育種工作的依據(jù)依據(jù)和和指指南南，如果育種目標不合理，忽高忽低，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。是盲目進行，難以取得成功和突破。二、二、 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對作物品種性狀的要求現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對作物品種性狀的要求 -

5、作物育種的主要目標性狀作物育種的主要目標性狀1、高產(chǎn)、高產(chǎn)2、穩(wěn)產(chǎn)（多抗）、穩(wěn)產(chǎn)（多抗）3、優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì)4、適應(yīng)性強，熟期適當、適應(yīng)性強，熟期適當5、適合機械化作業(yè)、適合機械化作業(yè)（一）高產(chǎn)（一）高產(chǎn)1.合理的產(chǎn)量因素組成合理的產(chǎn)量因素組成2.合理的株型合理的株型3.高光合效率高光合效率4.合理的源庫關(guān)系合理的源庫關(guān)系1、合理的產(chǎn)量因素組成、合理的產(chǎn)量因素組成 產(chǎn)量的提高決定于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)產(chǎn)量的提高決定于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)增長，不同的作物，產(chǎn)量構(gòu)成因素不同。增長，不同的作物，產(chǎn)量構(gòu)成因素不同。谷類作物：單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重谷類作物：單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重 棉花：單位面積株數(shù)、株鈴

6、數(shù)、鈴重、衣分棉花：單位面積株數(shù)、株鈴數(shù)、鈴重、衣分衣分（皮棉衣分（皮棉/籽棉）籽棉）大豆、油菜大豆、油菜:單位面積株數(shù)單位面積株數(shù), 株莢數(shù)株莢數(shù), 莢粒數(shù)莢粒數(shù), 粒重粒重 在品種產(chǎn)量較低時，在品種產(chǎn)量較低時，同時同時提高各種產(chǎn)提高各種產(chǎn)量構(gòu)成因素比較容易，但當豐產(chǎn)潛力達到量構(gòu)成因素比較容易，但當豐產(chǎn)潛力達到一定水平時，各產(chǎn)量性狀之間相互制約，一定水平時，各產(chǎn)量性狀之間相互制約，常有一定程度的常有一定程度的負相關(guān)負相關(guān)。應(yīng)抓住制約產(chǎn)量。應(yīng)抓住制約產(chǎn)量的主要矛盾，不斷提高產(chǎn)量水平。的主要矛盾，不斷提高產(chǎn)量水平。小麥品種小麥品種畝穗數(shù)畝穗數(shù)穗粒數(shù)穗粒數(shù)千粒重千粒重類型類型毛穎阿夫毛穎阿夫30.

7、040.144.2大穗型大穗型寧麥寧麥3號號37.541.135.6中間型中間型蚰包麥蚰包麥56.024.138.3多穗型多穗型合理的產(chǎn)量因素組成要根據(jù)合理的產(chǎn)量因素組成要根據(jù)不同不同地區(qū)的自然、栽培條件確定地區(qū)的自然、栽培條件確定n多穗型品種多穗型品種-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、單位面積高、單位面積穗數(shù)多穗數(shù)多的品種。（的品種。（50萬畝，如煙農(nóng)萬畝，如煙農(nóng)15）。）。北方冬麥區(qū)，氣候寒冷、干旱，病蟲害較輕，以多穗型為北方冬麥區(qū)，氣候寒冷、干旱，病蟲害較輕，以多穗型為主；主；n大穗型品種大穗型品種-以增多穗重為主。選穗數(shù)較少、穗粒數(shù)以

8、增多穗重為主。選穗數(shù)較少、穗粒數(shù)較多、千粒重較高的品種。較多、千粒重較高的品種。(30萬畝萬畝，如煙輻，如煙輻188)南方冬麥區(qū)，氣候溫暖、多雨，病害重，以大穗型品南方冬麥區(qū)，氣候溫暖、多雨，病害重，以大穗型品種為主種為主 n中間型品種中間型品種-畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重同時并增，選中畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重同時并增，選中間型品種。（間型品種。（4045萬畝，如濟麥萬畝，如濟麥22、煙農(nóng)、煙農(nóng)24）。）。黃淮冬麥區(qū)，以選擇中間型品種為主。黃淮冬麥區(qū)，以選擇中間型品種為主。2、合理的株型、合理的株型作物的形態(tài)性狀作物的形態(tài)性狀 株型通俗說就是植株的長相。株型包株型通俗說就是植株的長相。株型包括植株高矮、

9、葉姿、葉形、葉色、葉片的括植株高矮、葉姿、葉形、葉色、葉片的分布、植株生長勢、根系的發(fā)育狀況等。分布、植株生長勢、根系的發(fā)育狀況等。 不同作物所要求的合理株型不完全相不同作物所要求的合理株型不完全相同同。 谷類作物理想株型：矮桿、半矮桿，株型谷類作物理想株型：矮桿、半矮桿，株型緊湊，葉片的大小及葉片與莖桿的夾角從上到緊湊，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，且保持下逐漸加大，葉厚、窄短；葉色較深，且保持時間長等。時間長等。 株高與作物的生物產(chǎn)量一般呈顯著的正相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，有必關(guān)。一般認為：在確保不倒伏的

10、情況下，有必要適當增加株高。目前水稻高產(chǎn)育種提出的合要適當增加株高。目前水稻高產(chǎn)育種提出的合理株高理株高1m左右。小麥左右。小麥7090cm(濟麥濟麥22號號71.6cm，煙農(nóng)煙農(nóng)24號號79.8cm)。玉米。玉米230280cm (登海登海661：232cm；鄭單；鄭單958、蠡玉、蠡玉35、登海、登海605 :250cm；丹玉；丹玉86、魯單、魯單981、青農(nóng)、青農(nóng)105、農(nóng)大農(nóng)大108） 棉花理想株型：株型緊湊，主莖和果枝棉花理想株型：株型緊湊，主莖和果枝的節(jié)間短，果枝與主莖的夾角小，葉片大小的節(jié)間短，果枝與主莖的夾角小，葉片大小適中，著生直立。適中，著生直立。 經(jīng)濟系數(shù)（又稱收獲指數(shù)）

11、，是指經(jīng)濟經(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。產(chǎn)量與生物學(xué)產(chǎn)量之比。 自自80年代以來，水稻、小麥、玉米等糧年代以來，水稻、小麥、玉米等糧食作物的經(jīng)濟系數(shù)由食作物的經(jīng)濟系數(shù)由35%左右提高到了左右提高到了50%左右。經(jīng)濟系數(shù)可作為高產(chǎn)育種的一項選擇左右。經(jīng)濟系數(shù)可作為高產(chǎn)育種的一項選擇指標。指標。稻麥等現(xiàn)有高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)已近于高限稻麥等現(xiàn)有高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)已近于高限. 株型改良需注意兩點：株型改良需注意兩點： 株型改良要著眼于群體。株型改良要著眼于群體。合理的株型要與當?shù)氐沫h(huán)境條件相配合。合理的株型要與當?shù)氐沫h(huán)境條件相配合。 適當矮化的意義：適當矮化的意義： 擴大群體

12、數(shù)量擴大群體數(shù)量 有效利用水肥有效利用水肥 增強抗倒伏能力增強抗倒伏能力 提高收獲指數(shù)（提高收獲指數(shù)（harvest index HI）3、高光合效率、高光合效率作物的生理性狀作物的生理性狀 經(jīng)濟產(chǎn)量與光合效率間的關(guān)系：經(jīng)濟產(chǎn)量與光合效率間的關(guān)系：經(jīng)濟產(chǎn)量經(jīng)濟產(chǎn)量=（光合面積（光合面積光合時間光合時間光合光合效率效率-呼吸消耗）呼吸消耗）經(jīng)濟系數(shù)經(jīng)濟系數(shù)高光效育種：通過提高作物本身的光合能高光效育種：通過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)量的育種力和降低呼吸消耗來提高作物產(chǎn)量的育種方法。方法。 一個高產(chǎn)品種應(yīng)具備：葉面積適當，一個高產(chǎn)品種應(yīng)具備：葉面積適當，光和效率高，葉面積保持

13、時間長光和效率高，葉面積保持時間長,呼吸呼吸消耗低，經(jīng)濟系數(shù)高等特點。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。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。源的篩選，難于適應(yīng)育種過程的要求。4、合理的源庫關(guān)系、合理的源庫關(guān)系源：制造或提供養(yǎng)分的器官。葉、根源：制造或提供養(yǎng)分的器官。葉、根流：運輸養(yǎng)分的器官。根、莖流：運輸養(yǎng)分的器官。根、莖庫：貯存養(yǎng)分的器官。種子、

14、塊根、塊莖庫：貯存養(yǎng)分的器官。種子、塊根、塊莖（二）（二） 優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)（品質(zhì)性狀）（品質(zhì)性狀） 1、培育優(yōu)質(zhì)品種的意義、培育優(yōu)質(zhì)品種的意義一些作物的品質(zhì)性狀與產(chǎn)量有著直接的一些作物的品質(zhì)性狀與產(chǎn)量有著直接的關(guān)系，提高了品質(zhì)就相當于提高了產(chǎn)量。關(guān)系，提高了品質(zhì)就相當于提高了產(chǎn)量。改良品質(zhì)，可以保證人、畜健康。改良品質(zhì)，可以保證人、畜健康。農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，直接或間接地影響到加農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，直接或間接地影響到加工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。2. 作物品質(zhì)性狀包括的內(nèi)容作物品質(zhì)性狀包括的內(nèi)容 品質(zhì)性狀品質(zhì)性狀因作物種類不同而不同因作物種類不同而不同；即便即便同一作物的產(chǎn)品

15、用途不同也不同同一作物的產(chǎn)品用途不同也不同。2. 作物品質(zhì)性狀包括的內(nèi)容作物品質(zhì)性狀包括的內(nèi)容品質(zhì)品質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)加工品質(zhì)加工品質(zhì)衛(wèi)生品質(zhì)衛(wèi)生品質(zhì)商品品質(zhì)商品品質(zhì)（1 1）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）某些品質(zhì)特征與產(chǎn)量直接相關(guān)，是構(gòu)成產(chǎn)量的重要因素要因素（2 2）改良作物品質(zhì)，有利于保證人畜健康（營養(yǎng)品質(zhì)）改良作物品質(zhì)，有利于保證人畜健康（營養(yǎng)品質(zhì)） 碾磨品質(zhì)碾磨品質(zhì) 水稻糙米率、精米率水稻糙米率、精米率 加工品質(zhì)加工品質(zhì) 小麥出粉率、灰分小麥出粉率、灰分 食品加工品質(zhì)食品加工品質(zhì) 稻米的蒸煮品質(zhì)稻米的蒸煮品質(zhì)谷物品質(zhì)谷物品質(zhì) 小麥烘烤品質(zhì)、蒸制小麥烘烤品質(zhì)、蒸制 饅頭、制

16、作面條、糕點品質(zhì)饅頭、制作面條、糕點品質(zhì) 營養(yǎng)品質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì) 籽粒中蛋白質(zhì)和賴氨酸含量籽粒中蛋白質(zhì)和賴氨酸含量 小麥蛋白質(zhì)約含小麥蛋白質(zhì)約含12，主要為膠蛋白，主要為膠蛋白(Lys0.7)，Lys含量相對低一些。含量相對低一些。 大米蛋白質(zhì)約含大米蛋白質(zhì)約含8，主要為谷蛋白，主要為谷蛋白(Lys2.3)，Lys含量相對高一些。含量相對高一些。 所以小麥與大米的營養(yǎng)價值差不多。所以小麥與大米的營養(yǎng)價值差不多。 提高谷物籽粒中蛋白質(zhì)及賴氨酸（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。的含量，是改良營養(yǎng)品質(zhì)的重要內(nèi)容。纖維長度纖維長度纖維細度纖維細度纖維強度纖維強度纖維成

17、熟度纖維成熟度 棉花的纖維品質(zhì)棉花的纖維品質(zhì) 食用油品質(zhì)食用油品質(zhì) 籽粒的含油量籽粒的含油量 油菜的含油量油菜的含油量 油菜亞油酸含量高油菜亞油酸含量高 油的營養(yǎng)價值油的營養(yǎng)價值 亞麻酸含量低亞麻酸含量低 芥酸含量低或無芥酸含量低或無 菜籽餅硫代葡萄糖苷含量低菜籽餅硫代葡萄糖苷含量低 (三三) 穩(wěn)產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)影響穩(wěn)產(chǎn)性的主要因素是影響穩(wěn)產(chǎn)性的主要因素是1、病蟲害、病蟲害2、不利的氣候和土壤因素、不利的氣候和土壤因素環(huán)境脅迫環(huán)境脅迫水稻品種：抗稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱水稻品種：抗稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱小麥品種：抗白粉病、銹病、南方抗赤霉病小麥品種：抗白粉病、銹病、南方抗赤霉病玉米品種：抗大、小斑病、

18、絲黑穗病、青枯病、玉米品種：抗大、小斑病、絲黑穗病、青枯病、 穗腐病、玉米螟穗腐病、玉米螟棉花品種：抗枯、黃萎病、棉鈴蟲、蚜蟲棉花品種：抗枯、黃萎病、棉鈴蟲、蚜蟲大豆品種：抗病毒病、線蟲病、食心蟲、桿潛蠅大豆品種：抗病毒病、線蟲病、食心蟲、桿潛蠅1、對病蟲害的抗耐性、對病蟲害的抗耐性稻稻瘟瘟病病白葉枯白葉枯稻飛虱稻飛虱小麥小麥白粉病白粉病病病銹銹小麥小麥赤霉病赤霉病玉米大小斑病玉米大小斑病玉米青枯病玉米青枯病玉米絲黑穗玉米絲黑穗玉米穗腐病玉米穗腐病玉米螟玉米螟棉花枯萎病棉花枯萎病棉花棉鈴蟲棉花棉鈴蟲棉花蚜蟲棉花蚜蟲病毒病病毒病灰斑病灰斑病線蟲病線蟲病大豆桿潛蠅大豆桿潛蠅食心蟲食心蟲2、對環(huán)境脅

19、迫的抗耐性、對環(huán)境脅迫的抗耐性（1）抗旱）抗旱（2）抗寒）抗寒（3）耐鹽堿）耐鹽堿（4）耐濕、耐澇）耐濕、耐澇（5）抗穗發(fā)芽）抗穗發(fā)芽旱害旱害甜瓜寒害甜瓜寒害鹽堿害鹽堿害澇害澇害（四）適應(yīng)性強，熟期適當（四）適應(yīng)性強，熟期適當1、適應(yīng)性強、適應(yīng)性強 適應(yīng)性：品種對環(huán)境條件反應(yīng)的敏感性適應(yīng)性：品種對環(huán)境條件反應(yīng)的敏感性2、熟期適當、熟期適當 早熟可以避免或減輕自然災(zāi)害；熟產(chǎn)量往往早熟可以避免或減輕自然災(zāi)害；熟產(chǎn)量往往偏低偏低 （五）適合機械化作業(yè)（五）適合機械化作業(yè)適應(yīng)機械化的作物品種應(yīng)具備：適應(yīng)機械化的作物品種應(yīng)具備： 株型緊湊、桿硬不倒、生長整齊、株型緊湊、桿硬不倒、生長整齊、成熟一致、結(jié)實

20、部位適中、不裂莢、成熟一致、結(jié)實部位適中、不裂莢、不落粒等，棉花還要求苞葉能自行脫不落粒等，棉花還要求苞葉能自行脫落，含絮力不太強。落，含絮力不太強。三、三、 制訂育種目標的原則制訂育種目標的原則（一）著眼當前國民經(jīng)濟需要，顧及生（一）著眼當前國民經(jīng)濟需要，顧及生 產(chǎn)發(fā)展前景產(chǎn)發(fā)展前景（二）抓住當前生產(chǎn)主要矛盾，改進主（二）抓住當前生產(chǎn)主要矛盾，改進主 要目標性狀要目標性狀（三）育種目標要落實到具體性狀上（三）育種目標要落實到具體性狀上（四）考慮品種的合理搭配（四）考慮品種的合理搭配（一）著眼當前國民經(jīng)濟需要，（一）著眼當前國民經(jīng)濟需要，顧及生產(chǎn)發(fā)展前景顧及生產(chǎn)發(fā)展前景n作物育種是一項多年努力

21、的連續(xù)性工作，育成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一個新品種至少 需要需要56年，多則年，多則10年以上年以上的時間。因此，制訂育種目標時，必須充分估的時間。因此，制訂育種目標時，必須充分估計當前的需要和生產(chǎn)的發(fā)展。否則所育成的品計當前的需要和生產(chǎn)的發(fā)展。否則所育成的品種落后于形勢，難以推廣。或者訂的目標太高種落后于形勢，難以推廣?；蛘哂喌哪繕颂叨y以實現(xiàn)。而難以實現(xiàn)。n我國現(xiàn)有耕地高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的只占我國現(xiàn)有耕地高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的只占1/4，所以，所以制訂育種目標時：既要選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮稈、制訂育種目標時：既要選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮稈、早熟、抗病的高產(chǎn)品種；也要選育抗旱、耐瘠早熟

22、、抗病的高產(chǎn)品種；也要選育抗旱、耐瘠的節(jié)水型品種。的節(jié)水型品種。 （二）抓住當前生產(chǎn)主要矛盾，（二）抓住當前生產(chǎn)主要矛盾，改進主要目標性狀改進主要目標性狀n制訂育種目標時，要針對現(xiàn)有現(xiàn)有品種的特征、制訂育種目標時，要針對現(xiàn)有現(xiàn)有品種的特征、特性進行分析，針對存在的主要問題，選出能特性進行分析，針對存在的主要問題，選出能克服現(xiàn)有品種的克服現(xiàn)有品種的缺點缺點，保持其，保持其優(yōu)點優(yōu)點的新品種。的新品種。n例如東北的沈陽稻區(qū)，水稻產(chǎn)量達例如東北的沈陽稻區(qū)，水稻產(chǎn)量達600kg/畝，畝，成為高產(chǎn)稻區(qū)。但近些年來稻曲病成為高產(chǎn)稻區(qū)。但近些年來稻曲病(偽黑穗病、偽黑穗病、綠黑穗病、青粉病綠黑穗病、青粉病)十分嚴重，不僅影響豐產(chǎn)十分嚴重，不僅影響豐產(chǎn)性，而且對人們的身體健康有嚴重威脅。面對性，而且對人們的身體健康有嚴重威脅。面對這種情形，抗稻曲病就成為沈陽稻區(qū)水稻育種這種情形，抗稻曲病就成為沈陽稻區(qū)水稻育種的主要目標之一。的主要目標之一。 （三）育種目標要落實到具體（三）育種目標要落實到具體性狀上性狀上n制訂育種目標時，不能停留在制訂