中藥植物的優(yōu)良種質及選育課件

1、產(chǎn)量質量療效人工馴化提純復壯有性雜交組織培養(yǎng)生物技術抗病抗逆高產(chǎn)高效種質第一節(jié) 中藥植物的優(yōu)良種質及選育一、種質資源的概念種（species ）種，也就是物種（species）是生物分類的基本單位，是具有一定的自然分布和一定形態(tài)特征和生理特征的生物類群，是生物進化和自然選擇的產(chǎn)物。生殖隔離現(xiàn)象：同種個體相互之間能夠雜交且能產(chǎn)生能育后代，不同種的個體不能雜交或能雜交但不產(chǎn)生能育后代。種與種之間具有的這種現(xiàn)象稱為生殖隔離現(xiàn)象。 原因：遺傳物質差異大，不能雜交。種的判別：應用形態(tài)學、解剖學、細胞學、植物地理學、生理免疫學、化學、分子生物學等方法進行綜合研究分析，其中形態(tài)學是首選的。種質（germpl

2、asm） 是指控制生物性狀、代謝，并能將豐富的遺傳信息從親代傳遞給后代的遺傳物質的總體。一個種就是一個特定的種質。種質資源（germplasm resources） 凡可供利用和研究的一切具有一定種質或基因的生物類型統(tǒng)稱為種質資源，包括品種、類型、近緣種和野生種的植株、種子、無性繁殖器官、花粉，甚至單個細胞。優(yōu)良種質：是指具有優(yōu)良的遺傳物質基礎，且表達出的種子種苗質量好，有效成分含量高，無公害，無污染，無病蟲害，抗逆性強，優(yōu)質高產(chǎn)等優(yōu)良性狀的種質。 植物細胞 DNA植株中國種質資源收集保存情況中國農科院收集作物種質30萬份，建立了蔬菜、果樹、花卉、藥用植物種質資源保存圃。國家種質庫的總建筑面積

3、為3200平方米，由試驗區(qū)、種子入庫前處理操作區(qū)、保存區(qū)三部分組成。 保存區(qū)建有兩個長期貯藏冷庫，總面積為300平方米，其容量可保存種質40余萬份。種質貯藏條件為：溫度-181，相對濕度50%。 杭州茶樹種質資源圃鎮(zhèn)江桑樹種質資源圃蒙山建成山東第一座名貴藥用植物種質資源圃 。珍稀物種金花茶種質資源圃建成 中國無錫梅花研究中心梅花種質資源圃、中國梅花研究中心品種資源圃（武漢）、廣東觀賞植物種質資源圃。湖北武漢東湖梅園、中山陵園梅花品種及梅盆景專類園、廣州蘿崗香雪公園梅花觀賞園、青島十梅庵風景區(qū)內“青島梅園”等。 幾個概念亞種變種變型品種對于同種植物由于環(huán)境因素和遺傳因素發(fā)生的變異而產(chǎn)生的區(qū)別，通

4、常稱為種下等級，如亞種、變種、變型和品種。 種二、品種退化的原因及防止措施 優(yōu)良品種經(jīng)過多代栽培之后，出現(xiàn)產(chǎn)量降低，品質變劣，成熟期改變，生活力減弱，性狀極不整齊，甚至完全喪失品種的典型性，給生產(chǎn)造成嚴重損失。現(xiàn)象 一些地方將只能用一次的一代雜種植株繼續(xù)留種供栽培用，結果性狀發(fā)生分離，優(yōu)勢減退的現(xiàn)象。 由于將性狀尚未穩(wěn)定的雜種過早推廣應用，發(fā)生性狀分離現(xiàn)象。 環(huán)境條件或栽培管理不適合某個品種的要求，從而造成該品種的優(yōu)良性狀不能充分表現(xiàn)的現(xiàn)象.這些是品種退化嗎？ 何謂品種退化 ？ 優(yōu)良品種投入生產(chǎn)使用后，經(jīng)過一段時間往往會發(fā)生混入同種植物的其他品種的種子，或失掉原有的優(yōu)良遺傳性狀，即為品種混雜、

5、退化現(xiàn)象。品種退化的原因及其防止辦法WHY?（2）生物學混雜 主要是異花授粉植物，由于隔離不夠造成品種（種）間一定程度的天然雜交（串花）而導致非本品種的配子參與受精過程，產(chǎn)生一些雜合的個體。（1）機械混雜 在種子收獲、脫粒、清選、晾曬、貯藏、包裝和運輸?shù)冗^程中，人為工作不仔細造成種子混雜和種子純度、發(fā)芽率等降低?；祀s的后果 機械混雜 后代留種會進一步加劇生物學混雜，造成等嚴重的損失。防止方法主要是要嚴格種子操作規(guī)程，分品種標志名稱、等級、數(shù)量和純度等。在不同生育期加強田間檢查，播種、移植、采種等環(huán)節(jié)把握好，并清除雜、劣、病株。 生物學混雜 這些雜合體在繼續(xù)繁殖過程中就會產(chǎn)生許多重組的類型，使原

6、品種群體的遺傳結構發(fā)生很大的變化，不能表現(xiàn)固有種性。因此造成品種的混雜和劣變。生物學混雜會進一步加劇后代的生物學混雜。防止方法機械隔離 用于繁殖少量的原種種子或原始材料的保存?；ㄆ诟綦x 適宜于大面積留種。空間隔離 常用。 主要采取隔離方式留種，防止易于雜交的變種、品種或類型發(fā)生天然雜交，作好田間選擇和去雜。機械隔離方法 在開花期采取花序套袋，網(wǎng)罩隔離和溫室隔離采種等。隔離采種時必須解決輔助授粉的問題，紙袋隔離一般采用人工輔助授粉，溫室內，除人工授粉外，還可釋放蜜蜂，或人工飼養(yǎng)蒼蠅等?；ㄆ诟綦x方法 主要采取分期播種，分期定植，春化處理和光照處理等措施，使不同品種的開花期前后錯開，避免天然雜交。還

7、可以采用跨年度隔離，既把容易發(fā)生生物學混雜的品種在不同年度播種繁殖。 不需要設備，也不需要調節(jié)花期，主要是把易于雜交的變種、品種或類型相互隔開一定距離進行留種。視品種類別及其天然雜交率、昆蟲活動、自然氣候條件（風媒花留種時的風向、風速等）、留種群體的大小、雜交對后代經(jīng)濟性狀的影響程度等來考慮隔離距離?？臻g隔離方法一些園藝作物的最小隔離距離3、基因突變適應環(huán)境或環(huán)境突變，使植物基因突變，往往有利突變少而不利突變多。雜交后代基因重組率高，易變異。4、長期的無性繁殖和近親繁殖長期營養(yǎng)繁殖而得不到有性復壯的機會使內部矛盾（異質性）逐步削弱，導致生活力降低。生長勢、抗病性、衰老期、病毒積累。必須改變生活

8、條件，增加內部矛盾性，提高生活力，如改變播期、換種、種子處理、利用有性過程增加內部矛盾。異花授粉植株的連續(xù)近親繁殖，都會造成品種的生活力下降，適應性減弱。連續(xù)近親繁殖還會導致一些有害的隱性基因達到純合，表現(xiàn)不利的影響。5、不科學的留種良種繁育時，任意留種必然導致品種退化，特別是對于自然選擇與人工選擇不一致的性狀。不同級別的種子（通常分原原種也稱育種家種子、原種、生產(chǎn)種）選擇或淘汰的力度有別，級別越高，要求越高。在選擇制度上必須注意： 連續(xù)定向地每代進行選擇；在品種特征特性容易鑒別時，分階段對留種植株進行多次的選擇和淘汰；對于原原種和原種的生產(chǎn)要進行嚴格株選，生產(chǎn)種可片選，都必須去雜、去劣和病株

9、；小株留種的播材料必須是高純的原種。6、病毒感染無性繁殖的植株受到病毒感染后再進行分株栽培，破壞了植物的生理生化特性，甚至可以穩(wěn)定的遺傳，造成品種的退化。 可通過組織培養(yǎng)等技術脫毒。7、外界條件和栽培技術的影響農業(yè)技術方面，如果留種地的選擇和栽培環(huán)境及技術措施不與品種特征特性相符、連作等也有不利影響。故在留種栽培上應注意：選擇適當?shù)牧舴N地；注意輪作；選擇適當?shù)牟シN期；肥水管理合理；防治病蟲；避免砧木不良遺傳性的影響；加強田間選擇淘汰等。已退化品種的提純復優(yōu)問題基本原則是：1.根據(jù)退化程度采取不同的措施 十分嚴重，難于找到典型單株，淘汰或重新引進；尚可找到典型單株，單株或小集團留種（按選種程序）

10、；退化不嚴重，選優(yōu)汰劣，恢復品種典型性2.根據(jù)退化原因采取相應的措施 如機械混雜、生物學混雜、病毒積累等，前述。3.根據(jù)授粉習性采取相應的措施 前述。三、中藥植物的種質創(chuàng)新及優(yōu)良品種的選育中藥植物為了適應環(huán)境而產(chǎn)生的穩(wěn)定的可以遺傳的變異，從而產(chǎn)生新的品種，這也是種質創(chuàng)新和良種選育的重要來源，但是種質創(chuàng)新和良種選育應以保證臨床療效和有效成分含量為前提。 種質創(chuàng)新的途徑1、雜交育種雜交育種是根據(jù)育種目標選擇合適的親本，通過雜交和選育過程來獲得新種質的育種方法。雜交方式：有性雜交和無性雜交（營養(yǎng)體結合）有性雜交：父本母本雜種一代雜種優(yōu)勢： 抗病、抗逆、 適應性、產(chǎn)量、 品質雜種不穩(wěn)定性防止： 營養(yǎng)繁

11、殖 多代培育選擇2、多倍體育種和單倍體育種一個配子的染色體數(shù)，稱為染色體組（n）。生殖細胞：單倍體體細胞：二倍體，自然界的生物多為二倍體。細胞核中具有兩套染色體組以上的生物體稱為多倍體。多倍體培育：秋水仙堿誘導單倍體培育：花藥培養(yǎng)技術。 3、選擇育種 抗病抗逆性高、產(chǎn)量高、有效成分含量高、品質好的變異品種4、輻射育種 物理或化學方法引起基因重組，產(chǎn)生新的性狀。5、體細胞雜交育種 雙二倍體植株，具有可育性和穩(wěn)定性，可以打破種間隔離，克服遠緣雜交的不親和性6、基因育種 外源基因導入宿主植物細胞，獲得新的性狀。 具有廣闊的發(fā)展前景。亞種（subspecies） 形態(tài)上有穩(wěn)定的變異，并在地理分布上、生態(tài)上或生長季節(jié)上有隔離的種內變異類群。 特點：屬于同種內的兩個亞種，不分布在同一地理分布區(qū)內。亞種間沒有生殖隔離。水稻分為秈稻、粳稻、爪洼稻。兩者除形態(tài)、生理等性狀有區(qū)別外，秈稻多分布在緯度較低的高溫、強光、多濕的熱帶及亞熱帶地區(qū)；而粳稻多分布于緯度較高、氣候溫和的溫帶及亞熱帶北緣地區(qū)。亞種是漸變型物種形成過程中的必經(jīng)之路。 變種（varietas）