二蔬菜育種基礎(chǔ)知識(shí)資料

1、答：培育蔬菜優(yōu)良品種主要有查、引、選、育等途徑。查：品種資源調(diào)查，對(duì)當(dāng)?shù)仄贩N進(jìn)行調(diào)查收集和整理，從中發(fā)現(xiàn)一些在當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)很好而未推廣的品種。引：從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)當(dāng)?shù)貨](méi)有栽培的優(yōu)良品種。選：即選種，從現(xiàn)有的品種群體內(nèi)選取自然產(chǎn)生的優(yōu)良變異個(gè)體，利用適當(dāng)?shù)倪x擇方法，使其成為顯著優(yōu)于原品種群體的新品種。育：即育種，利用育種原始材料，通過(guò)雜交、自交、回交、人工誘變等手段，對(duì)生物的遺傳性進(jìn)行有目的的控制和改造，創(chuàng)造出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、熟期適當(dāng)和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)良品種或一代雜種，甚至新的生物類型。答：有性繁殖是由雌配子(卵細(xì)胞)和雄配子(精細(xì)胞)相互結(jié)合(受精)產(chǎn)生后代，是植物繁殖的基本方式。授粉是指雄蕊花藥

2、中的成熟花粉粒傳送到雌蕊柱頭上的過(guò)程。按照自然授粉方式的不同，可分為自花授粉、異花授粉和常異花授粉三類。（1）自花授粉：同一花內(nèi)或同一植株內(nèi)及同品種不同植株間的花粉進(jìn)行授粉而繁殖后代的一類蔬菜，如大豆、花生、豌豆、菜豆、茄子、番茄等，典型方式為閉花傳粉，如豌豆等植株，不待花蕾?gòu)堥_(kāi)就已完成傳粉作用。天然異交率0-4%。（2）異花授粉：不同基因型的不同品種間的植株依靠風(fēng)力、昆蟲(chóng)等外力傳粉、授粉而繁殖后代的一類蔬菜，其后代的遺傳變異能力和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。如萵苣、馬鈴薯、西瓜、甜瓜、南瓜、黃瓜、菠菜、蘆筍、十字花科蔬菜，天然異交率50-100%。（3）常異花授粉：以自花授粉為主上，但同時(shí)有相當(dāng)高的

3、異花授粉繁殖后代，天然異交率5-50%的一類蔬菜。如辣椒等。答：異花授粉蔬菜作物分為單性花、雌雄蕊異熟、雌雄蕊異長(zhǎng)和自花不孕（不親和）及雄性不育等類型。單性花的蔬菜作物必然需要異花傳粉，如雌雄同株的西瓜、甜瓜、南瓜、黃瓜等瓜類、甜玉米等和雌雄異株的菠菜、石刁柏等。雌雄蕊異熟是指每株植物或每朵花上的雌蕊和雄蕊的成熟時(shí)間不一致的現(xiàn)象，如雄花序比雌花序先成熟的甜玉米，雄蕊先熟的洋蔥和雌蕊先熟的甘藍(lán)等。雌雄蕊異長(zhǎng)是指兩性花中的雌蕊和雄蕊的長(zhǎng)度不同的現(xiàn)象，如白菜等。自花不孕（不親和）是指花粉落到同一朵花或同一植株上不能結(jié)實(shí)的現(xiàn)象，如甘藍(lán)、大白菜等。雄性不育：雌雄同株植物中，雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生有功能

4、的花粉，但它的雌蕊發(fā)育正常，能接受正?；ǚ鄱芫Y(jié)實(shí)，并能將雄性不育性遺傳給后代的現(xiàn)象。答：自花授粉蔬菜作物的種子生產(chǎn)，可利用純系品種、混合品種及品種間雜交種，生產(chǎn)中要注意防止機(jī)械混雜和生物學(xué)混雜。異花授粉蔬菜作物的種子生產(chǎn)，可利用雜種優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)中要注意防止機(jī)械混雜，嚴(yán)格隔離和控制授粉，去雜去劣。常異花授粉蔬菜作物的種子生產(chǎn)，可利用品種間雜交種，最好利用自交系間雜交種的雜種優(yōu)勢(shì)。種子生產(chǎn)中要注意設(shè)置隔離區(qū)、及時(shí)拔除雜株，防止異交混雜、機(jī)械混雜。答：蔬菜作物營(yíng)養(yǎng)器官繁殖是無(wú)性繁殖的的一種常見(jiàn)方式，其用以繁殖后代的各類營(yíng)養(yǎng)器官不是植物學(xué)上的種子，而是塊莖、塊根、鱗莖、球莖、匍匐莖、根莖等材料。蔬菜

5、作物營(yíng)養(yǎng)器官繁殖過(guò)程極少產(chǎn)生變異，群體內(nèi)個(gè)體與個(gè)體之間具有高度的一致性，繁殖后代的遺傳特性也與母體的遺傳性高度一致；但在種子生產(chǎn)中仍要注意去雜選優(yōu)，防止混雜退化，防止病毒病。答：蔬菜作物的花器官按雌蕊和雄蕊的狀況可以分為兩性花和單性花兩類。兩性花的雄蕊和雌蕊同時(shí)存在于一朵花中，有利于自花授粉，如番茄、辣椒、茄子、豆類、十字花科蔬菜等。單性花的一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊的，有利于異花授粉?；ㄖ兄挥行廴锏?，叫做雄花；只有雌蕊的，叫做雌花。又進(jìn)一步分為：雌雄同株異花，如瓜類南瓜、絲瓜的花等；雌雄異株，有雌株和雄株之分，如菠菜、蘆筍等。南瓜的雌花南瓜的雄花蘆筍雄花蘆筍雌花答：所謂雜種一代，就是利用兩種

6、不同類型或者同一類型的不同親本做父母本雜交，所得的第一代種子叫雜種一代，又稱為雜交種。雜種一代的雜交優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在產(chǎn)量高、抗逆能力強(qiáng)，抗倒抗病蟲(chóng)，適應(yīng)性廣。雜種一代比雙親具有旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)和更好的生產(chǎn)力、抗逆力的現(xiàn)象，稱之謂雜種優(yōu)勢(shì)。答：雜交種類型有品種間雜交種、品種自交系間雜交種、自交系間雜交種、雄性不育雜交種、自交不親和系雜交種及種間與亞種間雜交種等。（1）品種間雜交種是用兩個(gè)品種作雜交親本組配的雜交種。異花授粉作物品種間雜交種性狀不整齊，比自由授粉品種增產(chǎn)510%。已不再利用。自花授粉作物中，利用雜種優(yōu)勢(shì)時(shí)仍以品種（純系）間雜交種配制雜交種的親本稱為自交系，所以可劃為自交系間雜交種類別。（2）

7、品種自交系間雜交種是用自由授粉品種和自交系組配的雜交種，又稱頂交種。品種自交系間雜交種比一般自由授粉品種增產(chǎn)10%左右，性狀也不整齊。（3）自交系間雜交種自交系間雜交種是用自交系作親本組配的雜交種，分為單交種、三交種、雙交種和綜合雜交種等。（4）雄性不育雜交種: 分細(xì)胞質(zhì)雄性不育雜交種和細(xì)胞核雄性不育雜交種兩種。細(xì)胞質(zhì)雄性不育雜交種:用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系作母本，用相對(duì)應(yīng)的恢復(fù)系作父本組成的雜交種。細(xì)胞核雄性不育雜交種: 又分隱性核不育雜交種和光敏核不育雜交種兩種。（5）自交不親和系雜交種用自交不親和系做母本與正常品種雜交而成的雜交種。（6）種間與亞種間雜交種利用有些作物不同種間和不同亞種間雜交能

8、正常結(jié)實(shí)，而配制的雜交種。答：自交系間雜交種是用自交系作親本組配的雜交種，分為單交種、三交種、雙交種和綜合雜交種等。單交種 用2個(gè)自交系配成雜交種。增產(chǎn)幅度大，性狀整齊，制種程序比較簡(jiǎn)單，但單交種的制種產(chǎn)量較低。三交種 用3個(gè)自交系，先用2個(gè)自交系配成1個(gè)單交種；再用單交種用另一個(gè)自交系雜交配成。增產(chǎn)幅度較大，接近或稍低于單交種，但制種程序較復(fù)雜雙交種 用4個(gè)自交系，先配成兩個(gè)單交種，再配成雙交種。增產(chǎn)幅度大，制種產(chǎn)量比單交種高，但制種程序比較復(fù)雜，除隔離繁殖自交系外，雜交隔離區(qū)至少要3個(gè)。綜合雜交種 由若干個(gè)優(yōu)良自交系(一般不少于8個(gè))或自交系間的雜交種取等量種子混合繁殖，種在隔離區(qū)內(nèi)，任其

9、自由授粉，后代繼續(xù)在隔離區(qū)內(nèi)自由授粉3-5代，達(dá)到遺傳平衡的后代群體。其優(yōu)點(diǎn)是:親本具有高配合力，適應(yīng)性強(qiáng)，雜種優(yōu)勢(shì)衰退不嚴(yán)重；無(wú)需年年制種，成本低。缺點(diǎn)是: 開(kāi)放授粉品種的繁殖代數(shù)有限；產(chǎn)量不如最好的單交種高。答：雜交種的利用需要的條件概括為三個(gè)字：強(qiáng)、純、簡(jiǎn)。（1）有強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合（2）有純度高的優(yōu)良親本（3）繁殖與制種方法簡(jiǎn)單易行，種子生產(chǎn)成本低答：1、人工去雄雜交制種 1） 雌雄同株異花的作物： 玉米2）種子繁殖系數(shù)大而用種量少的作物：煙草2、 化學(xué)殺雄1）在花粉發(fā)育前的適當(dāng)時(shí)期，噴灑一些內(nèi)吸性的化學(xué)藥劑，可以抑制花粉的正常發(fā)育過(guò)程，使花粉敗育，達(dá)到殺雄的目的。 適用作物為一些自花授粉作物

10、和常異花授粉作物，如小麥、棉花。2）優(yōu)良化學(xué)殺雄劑應(yīng)具備的優(yōu)點(diǎn)：一是方法簡(jiǎn)便；二是親本選配自由，容易篩選強(qiáng)優(yōu)組合；三是化學(xué)殺雄導(dǎo)致的雄性不育不能遺傳，這就為利用優(yōu)勢(shì)特強(qiáng)組合的F1種子提供了可能性。 3）化學(xué)殺雄制種的主要問(wèn)題是：殺雄不徹底，噴藥時(shí)間要求嚴(yán)格，殺雄效果受天氣及植株發(fā)育狀況的影響。3 利用自交不親合性1）概念和類型： 概念：同一植株上機(jī)能正常的雌、雄兩性器官和配子，因受自交不親和基因的控制，不能進(jìn)行正常交配的特性，稱為自交不親和性。受單一位點(diǎn)或多位點(diǎn)的自交不親和基因S控制。 分為兩類：A 配子體自交不親和性：禾本科植物 B 孢子體自交不親和性：十字花科植物配子體自交不親和性：花粉能

11、正常發(fā)芽，但進(jìn)入花柱組織或胚囊后。遇到卵細(xì)胞產(chǎn)生的某些物質(zhì)，表現(xiàn)相互抑制。孢子體自交不親和性：花粉粒及花粉壁成分與雌蕊柱頭上的柱頭毛或乳突細(xì)胞之間具有相互抑制作用，花粉管不能進(jìn)入柱頭。4 利用雄性不育利用雄性不育性育種，是克服雌雄同花作物人工去雄困難的最有效途徑。雄性不育性是由基因控制的，是可以遺傳的，根據(jù)不育基因的類型，可把雄性不育分為兩大類。1核不育 是指單純受細(xì)胞核基因控制的不育系，當(dāng)不育型與可育型雜交后，其后代的遺傳方式符合盂德?tīng)柺降倪z傳，因此找不到保持系。把不育性固定下來(lái)也就不能得到完全不育或高度不育的不育系。2核質(zhì)互作不育 是受細(xì)胞核內(nèi)雄性不育基因的主導(dǎo)控制，并受細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核基因

12、的互作控制，是可以穩(wěn)定遺傳的雄性不育性。此類雄性不育性是通過(guò)“三系配套的方式加以利用的?！叭怠笔切坌圆挥?、雄性不育保持系、雄性不育恢復(fù)系的總稱。三系的相互關(guān)系 利用作物特殊的形態(tài)上標(biāo)記性狀，區(qū)分真假不育系及真?zhèn)坞s種。有顯性的（如番茄的紫莖和綠葉等）；有隱性的（番茄的綠莖和黃葉）常用的隱性性狀及相應(yīng)的基因主要有綠莖、薯葉（C6-93），無(wú)茸毛（h111-37）親本品種最好具有苗期標(biāo)志性狀。綠桿早紅（莖為綠色）× 201（葉片黃色）F1綠雜一號(hào)（紫莖綠葉）答：雜交種的種子生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，不同植物品種的雜交種的種子生產(chǎn)模式也是不同的。一般有兩種生產(chǎn)方式，一是由不同自交系或者品

13、種雜交而成；二是由不育系與恢復(fù)系雜交而成。在雜交種的生產(chǎn)中，不僅要生產(chǎn)雜交種，而且要生產(chǎn)自交系或者三系，即不育系、保持系和恢復(fù)系。答：2、溫、光敏雄性不育系的利用某些水稻類型，其育性（即自交結(jié)不結(jié)實(shí)）受日照長(zhǎng)度和溫度變化的影響，即在一定的日照或溫度條件下表現(xiàn)為雄性不育，雌性正?？捎?，可用于配制雜交種（作母本）；而在另一日照長(zhǎng)度或溫度條件下，表現(xiàn)為雌雄均正?？捎?，可以自交結(jié)實(shí)繁殖后代。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)其播種期使這種水稻類型既能作為母本配制雜交種，又能靠自身繁殖下一代。這種水稻類型就叫。例：某一水稻類型在綿陽(yáng)種植，正常年份7月25前抽穗表現(xiàn)為雄性完全不育；7月26日開(kāi)始抽穗的表現(xiàn)為雄性部分可育（

14、因氣溫降低和日照縮短），隨著抽穗推遲，結(jié)實(shí)率提高；8月6日后抽穗的結(jié)實(shí)正常。7月25前抽穗的可以作為母本配制雜交種，8月6日后抽穗的可收獲種子作為自身的繁殖。在雜交稻種子生產(chǎn)過(guò)程只需要這種不育系和另一個(gè)恢復(fù)系，所以這種利用水稻雜種優(yōu)勢(shì)的方法又稱溫、光敏溫、光敏不育系是一個(gè)總稱，在這些材料，有的育性主要受日照長(zhǎng)度的影響，屬光敏型，有的主要受溫度變化的影響，屬溫敏型。一般都光溫互作，。目前，我國(guó)已培育出了多種水稻光溫不育系類型，邊配出了一些雜交組合在生產(chǎn)上試種，但主要問(wèn)題是其不育性的穩(wěn)定問(wèn)題，雜交種的純度難以保證。其原因主要水稻生長(zhǎng)期間氣溫的波動(dòng)。例如，某一水稻類型在日平均溫度高于25時(shí)不能結(jié)實(shí)，

15、而某一地區(qū)常年7月25前日平均溫度都高于25。只要通過(guò)確定適宜的播種期，保證它和另一父本品種都在7月25前抽穗，就可以配制出高純度的雜交種。但如果在某一年份出現(xiàn)特殊氣候，在父本抽穗散粉之前就出現(xiàn)25以下的低溫，母本就會(huì)出現(xiàn)部分自交結(jié)實(shí)，部分異交結(jié)實(shí)，所收獲的種子中既有真雜種，也有假雜種，無(wú)法在生產(chǎn)上應(yīng)用。人們的設(shè)想是，若能研究出標(biāo)記基因，或通過(guò)基因工程，使真假雜種在特性上有很大差別如抗除草劑等，可較好地解決這一問(wèn)題。3、化學(xué)殺雄兩系法應(yīng)用某些化學(xué)藥物處理導(dǎo)致某一品種雄性不育而雌性正?？捎?，從而代替不育系與另一品種雜交產(chǎn)生雜交種子。這種方法叫化學(xué)殺雄兩系法。所使用的藥物叫做化學(xué)雜雄劑（又叫殺雄配

16、子劑）。這種方法，不需要選育不育系，恢復(fù)系或保持系，只要將兩個(gè)品種一個(gè)作母本，一個(gè)作父母即可配制雜交種。但目前這一方法要在大面積應(yīng)用還有很多困難，其主要原因：（1）化學(xué)殺雄劑的性能不穩(wěn)定，雜交種子純度不高；（2）化學(xué)殺雄劑的成本問(wèn)題；（3）殘毒和對(duì)人問(wèn)題等。二、“三系法”雜交制種的技術(shù)環(huán)節(jié)玉米雜種優(yōu)勢(shì)利用的首要工作是培育基因型高度純合的優(yōu)良自交系，基因型高度純合的自交系雜交來(lái)（1）選肥力條件好、管理方便的地塊，增施優(yōu)質(zhì)；農(nóng)家肥料。（2）調(diào)整播期，使自交系開(kāi)花期錯(cuò)過(guò)不良?xì)夂驐l件。（3）適當(dāng)增大密度和保持良好的肥水條件。（4）精心管理和搞好人工授粉，提高結(jié)實(shí)率。三、玉米雜交制種的一般技術(shù)環(huán)節(jié)一、油

17、菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的特點(diǎn)和難點(diǎn)1、特點(diǎn)：油菜屬于十字花科蕓薹屬植物。油菜雜種優(yōu)勢(shì)的利用起步情況，但發(fā)展較快。與其它作物相比，油菜雜優(yōu)利用的主要特點(diǎn)有：（1）優(yōu)勢(shì)明顯 來(lái)源不同的、基因純合的親本雜交后，其后代出現(xiàn)優(yōu)勢(shì)組合的幾率較高；雜種油菜增產(chǎn)幅度大，一般可比常規(guī)良種增產(chǎn)2030；（2）油菜花期長(zhǎng)，制種產(chǎn)量較高，并且較為穩(wěn)定；（3）油菜繁殖數(shù)大，1畝制種田可供500600畝生產(chǎn)用種，種子成本較低，效益空間大。2、重點(diǎn)和難點(diǎn) （1）如何獲得基因相對(duì)純合的雜交親本。因油菜屬異交率很高的作物，任何一個(gè)油菜品種都是一個(gè)雜合體。以品種直接雜交，其雜種一代難以表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢(shì)。因此，同玉米一樣，油菜雜種優(yōu)勢(shì)

18、利用也首先是要選育優(yōu)良的自交系。即通過(guò)自交使親本高度純合，才能培育出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的雜種。培育自交系的具體方法因雜種優(yōu)勢(shì)利用途徑不同而不同。（2）油菜屬雌雄同花作物，如何實(shí)現(xiàn)異交是油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的另一個(gè)關(guān)鍵。二、油菜雜交種子生產(chǎn)的主要方法和技術(shù)目前油菜雜交種生產(chǎn)主要有三種途徑：利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系實(shí)行“三系”配套制種；利用雄性核不育系配制雜交種；利用自交不親和系配制雜交種。（一）利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系配制雜交種即利用雄性不育系，雄性不育保持系和雄性不育恢復(fù)系進(jìn)行三系配套產(chǎn)生雜交種，是目前國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)之一。如陜西的秦油2號(hào)和四川的蓉油系列、蜀雜10號(hào)等都是由三系配套產(chǎn)生的雜交種。利用胞質(zhì)雄性不育系生

19、產(chǎn)油菜雜交種可分為兩大部分：1、三系親本的提純和繁殖（閱讀教材109113頁(yè)）2、雜交制種 （閱讀教材114115頁(yè)）（二）利用雄性核不育系配制雜交種 （如川油15、綿油11號(hào)等）雄性核不育系的特性及利用途徑雄性核后代群體中，可同時(shí)分離出半數(shù)的完全雄性不育株和半數(shù)的雄性可育株；不育株接受可育兄妹株的花粉后，產(chǎn)生的后代又表現(xiàn)為半數(shù)可育和半數(shù)不育?？捎男置弥瓿洚?dāng)了不育株的“保持系”。而不育株與另一恢復(fù)系雜交又可以產(chǎn)生雜交種子。雄性核不育可分為顯性核不育和隱性核不育兩種形式（圖示）。2、雜交種子生產(chǎn)技術(shù)雄性核不育系的繁殖 在嚴(yán)格隔離條件下，將從上代不育株上收獲的種子種植，開(kāi)花時(shí)標(biāo)記不育株，讓不育株

20、接受兄妹可育株的花粉。成熟時(shí)收獲不育株上的種子。利用雄性核不育系雜交制種 在隔離區(qū)內(nèi)，種植核不育系（母本）和恢復(fù)系（父本自交系），父母本行比一般為1:3-4。播種時(shí)，在母本行頭種植標(biāo)記植物。進(jìn)入初花期時(shí)，在母本行根據(jù)花蕾特征仔細(xì)鑒定各植株育性。將不育株摘心標(biāo)記，同時(shí)盡快拔除全部可育植株。然后讓不育株和恢復(fù)系自由授粉。同時(shí)作好父本的去雜工作。成熟后，將母本種子收獲，即為雜交種子?；謴?fù)系在隔離條件下自交留種。（三）利用自交不親和系配制雜交種1、油菜自交不親和系的特性 自交不親和系是一種特殊的自交系。這種自交系雌雄發(fā)育均正常，但自交或系內(nèi)株間授粉，不能結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)很少，但異系雜交授粉結(jié)實(shí)正常。因此可用

21、自交不親合系作母本，用其它自交系作父本來(lái)配制雜交種，即兩系法制種；也可選育自交不親和系的保持系和恢復(fù)系，實(shí)行三系配套。2、自交不親和系生產(chǎn)雜交種子的技術(shù)環(huán)節(jié)（兩系法） （1） 自交不親和系的繁殖自交不親和系的繁殖方法是剝蕾自交授粉。因?yàn)樽越徊挥H和系自交不親和的原因是，當(dāng)花朵開(kāi)放時(shí)，其柱頭表面會(huì)形成一個(gè)特殊的隔離層，阻止自花授粉。但這個(gè)隔離層在開(kāi)花前24天的幼蕾上尚未形成，因此，可采用人工剝蕾方法，在臨近開(kāi)花的時(shí)剝開(kāi)花蕾，將同一植株或系內(nèi)植株已開(kāi)放的花朵的花粉授在剝開(kāi)的花蕾上，就可自交結(jié)實(shí)，使自交不親和系傳宗接代。（2） 父本繁殖 在父本自交系區(qū)內(nèi)，選擇部分典型植株套袋自交或系內(nèi)植株授粉，收獲的種子作為下年父本繁殖區(qū)的原種；其余植株去雜去劣后，作為下年制種區(qū)的父本種子。（3） 雜交制種 制種區(qū)，父母本按11或12的行比種植，在母本行上收獲的種子即為生產(chǎn)上使用的雜交種。園藝植物的開(kāi)花與傳粉受精（一）開(kāi)花 （二）傳粉（三）受精 1. 花粉粒的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng) 2. 雙受精過(guò)程 （四）外界環(huán)境條件對(duì)受精的影響開(kāi)花 園藝植物雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊達(dá)到成熟的時(shí)期，或是二者之一已經(jīng)成熟，露出雌蕊和雄蕊的現(xiàn)象。 雄蕊成熟時(shí)，花藥裂開(kāi)，花粉外露；雌蕊成熟時(shí)，柱頭分泌糖液及維生素等物質(zhì)，供應(yīng)并促進(jìn)花粉萌發(fā)。 各種園藝植物的開(kāi)花年齡、開(kāi)花季節(jié)和花期長(zhǎng)短等很不一致，與其