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文檔簡介
作物育種與良種繁育課程備課本育種目標(biāo)目的要求:掌握育種目標(biāo)的具體內(nèi)容及制定育種目標(biāo)的原則和方法主要內(nèi)容:第一節(jié)
品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用,(一)品種的概念品種是經(jīng)人工選擇培育,在遺傳上相對純和穩(wěn)定,在形態(tài)特征和生物學(xué)上相對一致,并作為生產(chǎn)資料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的作物類型。優(yōu)良品種都是在一定區(qū)域、一定時間和一定的生產(chǎn)條件下來評價的,因而具有局限性,即其相對性、地區(qū)性和時間性。(二)品種改良在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作用優(yōu)良品種能夠比較充分的利用栽培條件(水、肥、氣、熱等),抵御其中的不利因素,因而在提高產(chǎn)量、改進品質(zhì)、提高抗性、擴大種植面積等方面有著重要的作用第二節(jié)
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對品種的要求隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展,對作物品種提出了更高的要求:高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)早熟、優(yōu)質(zhì)、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,是國內(nèi)外作物育種的主要目標(biāo),也是作物優(yōu)良品種必備的基本條件。一、高產(chǎn)與產(chǎn)量成因分析(一)產(chǎn)量的形成作物產(chǎn)量的形成是品種的各種遺傳特征特性與環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。1、生物產(chǎn)量與經(jīng)濟產(chǎn)量生物產(chǎn)量中有機物質(zhì)占干物質(zhì)的90%~95%,因此作物有機物質(zhì)的生產(chǎn)和積累是形成產(chǎn)量的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。經(jīng)濟產(chǎn)量是生物產(chǎn)量的一部分,是作物有價值器官部分的產(chǎn)量。經(jīng)濟系數(shù)(收獲指數(shù))經(jīng)濟產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比值。2、高產(chǎn)品種的重要特征特性“源、流、庫”學(xué)說高產(chǎn)品種生育前期早生快發(fā),建立較大的營養(yǎng)體,為生物產(chǎn)量打好基礎(chǔ);生育中期,營養(yǎng)器官與產(chǎn)品器官健壯而協(xié)調(diào)生長,以積累大量的有機物質(zhì)并形成具有足夠數(shù)量的貯藏光合產(chǎn)物的器官;生育后期,功能葉片多,葉面積指數(shù)高,葉片不早衰,保證有充足的有機物質(zhì)向產(chǎn)品器官運轉(zhuǎn)。3、作物產(chǎn)量的構(gòu)成因素不同作物經(jīng)濟產(chǎn)量構(gòu)成因素不同禾谷類作物:單位面積穗數(shù)(株數(shù)*每株穗數(shù))、穗粒數(shù)和粒重;棉花:單位面積株數(shù)、株鈴數(shù)、鈴重和衣分;大豆、油菜:單位面積株數(shù)、株莢數(shù)、莢粒數(shù)和粒重。不同地區(qū),不同栽培條件,各自有不同的產(chǎn)量因素最佳組合。稻麥:增加穗數(shù)選育多穗型(從生)品種;增加穗重選育大穗型品種;穗數(shù)、粒數(shù)和粒重同時并增選育中間型品種棉花:產(chǎn)量性狀屬于數(shù)量性狀,遺傳率低,易受環(huán)境因素的影響,因而通過多年多點的產(chǎn)量比較試驗才能作出決選,并與標(biāo)準(zhǔn)品種(對照品種)比較增產(chǎn)潛力指標(biāo)。(二)高產(chǎn)育種策略在育種策略上,為達到高產(chǎn)這一目的,似乎可將作物育種分為三個階段,即矮稈育種、理想株型育種和高光效育種。1、矮稈育種矮稈品種的增產(chǎn)作用是通過:降低個體的植株高度、增加密度;降低莖稈所占比重、提高收獲指數(shù);減少倒伏、提高穩(wěn)產(chǎn)性。但植株高度也不是越矮越好現(xiàn)在育成品種高度比上世紀60、70年代品種明顯有增高的趨勢。育種家普遍認為,在抗倒伏的基礎(chǔ)上,增加高度,提高生物學(xué)產(chǎn)量,是提高經(jīng)濟產(chǎn)量的重要條件。高產(chǎn)必須以生物學(xué)產(chǎn)量為基礎(chǔ)。2、理想株型育種集中形態(tài)特征和生理特性的優(yōu)良性狀,使其獲得最高的光能利用率,并能將光合產(chǎn)物最大限度地輸送到籽粒中去,通過提高收獲指數(shù)而提高籽粒產(chǎn)量。在禾谷類作物上,如株型緊湊、葉片窄而短、挺直上沖,葉與莖的夾角小,葉色深,葉綠素含量高,比葉重(單位面積的葉片重量)大等。理想株型應(yīng)不同生態(tài)條件而有差異。水稻上提出了三種理想株型:重穗型、叢生型和中間型。國際水稻研究所新株型稻(NPT),也稱超級稻:無無效分蘗,少蘗大穗,每穗200~250粒,強硬稈,株高90~100cm,根系發(fā)達,高收獲指數(shù);設(shè)計產(chǎn)量為13t/hm2至1994年,育成一批具有設(shè)計株型的NPT品系3、高光效育種通過提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指標(biāo)而提高作物產(chǎn)量的育種方法。作物經(jīng)濟產(chǎn)量的高低與光合作用產(chǎn)物的生產(chǎn)、消耗、分配和積累有關(guān)。從生理學(xué)上分析,作物的產(chǎn)量可分解為:經(jīng)濟產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×收獲指數(shù)=凈光合產(chǎn)物×收獲指數(shù)=(光合能力×光合面積×光合時間─光呼吸消耗)×收獲指數(shù)作物育種的主要目標(biāo)性狀產(chǎn)量性狀品質(zhì)性狀成熟期對病蟲害的抗耐性對環(huán)境脅迫的抗耐性對保護地栽培的適應(yīng)性等第三節(jié)
制定育種目標(biāo)的一般原則基本原則方法步驟重點:育種目標(biāo)的原則難點:制定育種目標(biāo)的一般原則育種目標(biāo)育種目標(biāo)就是對品種的要求,是選育新品種的設(shè)計藍圖。即所選育的品種應(yīng)該具有哪些優(yōu)良的特征特性。育種目標(biāo)的正確與否是關(guān)系到育種工作成敗的關(guān)鍵。因為只有明確了育種目標(biāo),才能有目的地搜集育種材料,確定品種改良的對象和方法,有計劃地選配親本,確定選擇的標(biāo)準(zhǔn),選擇適當(dāng)?shù)蔫b定和培育條件。指在一定的自然、栽培和經(jīng)濟條件下,對計劃選育某種作物的新品種提出應(yīng)具備的優(yōu)良特征特性。育種工作的第一步包括多方面內(nèi)容的、綜合的、復(fù)雜的工作一.制訂育種目標(biāo)的一般原則1.根據(jù)當(dāng)前國民經(jīng)濟發(fā)展的需要2.根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和栽培條件3.育種的目標(biāo)性狀要明確具體二、目標(biāo)性狀特點1、育種目標(biāo)性狀很多,不同作物育種目標(biāo)又是千差萬別凡能通過育種可得到改進性狀都可以列為育種的目標(biāo)性狀產(chǎn)量、品質(zhì)、生育期、抗病蟲性、抗倒性、抗耐各種不良環(huán)境因子如干旱、漬水、高溫、低溫、鹽堿等。2、目標(biāo)性狀是由許多性狀指標(biāo)和因素所構(gòu)成,不同目標(biāo)性狀之間相互制約、相互促進、相互包含(1)產(chǎn)量(經(jīng)濟產(chǎn)量)如禾谷類作物理論產(chǎn)量:單位面積株(穴)數(shù)、每株穗數(shù)、每穗粒數(shù)和粒重產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與品種、土壤、氣候、栽培有關(guān)產(chǎn)量包括:高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性,往往是一對相互制約因素。比如:矮化育種后,生物學(xué)產(chǎn)量成為限制因素,選育品種的株高不斷升高,容易倒伏。穩(wěn)產(chǎn)性因素包括:抗病蟲性、抗倒性、抗逆性等。根系發(fā)達與抗倒伏、對干旱和鹽堿等不良環(huán)境的抗耐性有關(guān)。(2)品質(zhì)商品品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、衛(wèi)生品質(zhì)(3)抗病蟲性哪種病害、蟲害;當(dāng)?shù)貎?yōu)勢小種和生物型??。?)抗倒伏株高、莖桿強度、根系、莖葉相對位置、葉型等,栽培,氣候。因此,對諸多需要改良的性狀不可能面面俱到、十全十美。應(yīng)該在眾多的錯綜復(fù)雜的性狀中,分清主次,在現(xiàn)有品種和材料的基礎(chǔ)上,抓住需要解決的主要問題,突出地改良一兩個限制產(chǎn)量、品質(zhì)或其他主要性狀的因素,提出具體的切實可行的解決方案。如水稻,東北地區(qū)的稻曲病、西南地區(qū)的稻瘟病、近兩年江蘇的條紋葉枯病…三、自然生態(tài)條件、作物生態(tài)類型和栽培制度1、生態(tài)條件:地域、氣候、土壤差異如遼寧省東部多雨,西部干旱,北部無霜期較短。每個特定品種對環(huán)境條件的適應(yīng)范圍是有限的。育種目標(biāo)應(yīng)該隨生態(tài)條件的改變而變化。2、不同作物:大豆品種一般只能適應(yīng)兩個緯度玉米的適應(yīng)范圍較廣,如丹玉13號(吉林到廣西)棉花無限營養(yǎng)生長習(xí)性,適應(yīng)性廣不同生態(tài)類型品種:如晚稻類型感光性強,適應(yīng)范圍窄3、耕作制度:例如蘇南三熟制時期,需要玉米、早熟水稻和油菜等品種;后來又改為兩熟制,夏作以晚粳品種為主。不同種植形式(間種、套種、復(fù)種)需要不同的品種特性間種品種株形緊湊、邊行優(yōu)勢大;復(fù)種要求品種生育期短。四、社會經(jīng)濟條件不同國家、不同的社會發(fā)展階段,其經(jīng)濟發(fā)展水平不同,育種目標(biāo)側(cè)重點不同。1、過去(20世紀)——糧食短缺時代——高產(chǎn)為主高投入、高產(chǎn)出、高污染(黑色效應(yīng))、低效益2、當(dāng)代社會——產(chǎn)量基礎(chǔ)上的優(yōu)質(zhì)供求關(guān)系變化、價格、生活水平提高、農(nóng)產(chǎn)品關(guān)稅下降…3、未來社會——抗性、穩(wěn)產(chǎn)、多樣性(1)抗病、抗蟲、抗逆性關(guān)注環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展耐低營養(yǎng)素品種,減少化肥施用,減少污染,節(jié)約資源氣候變化異常(高溫、臺風(fēng)、旱澇……)(2)用途多樣化市場需求多樣化要求品種多樣化或?qū)S没?。糧食作物的食用、加工、飼料、工用等多方面的用途。如小麥的用途有面包、餅干、飼料等等。如高直鏈淀粉水稻品種(生產(chǎn)味精和粉干原料)作物的用途正在超越傳統(tǒng)的概念,如能源植物等。德國通過定向培育成綠色能源甜菜、馬鈴薯、油菜、玉米新品種,可用于提取乙醇、甲烷等燃料;有些油菜品種榨取菜子油可直接作為農(nóng)業(yè)機械的燃油(生物柴油),代替礦物油。五、實現(xiàn)育種目標(biāo)的方法策略制定育種目標(biāo)考慮到自然、社會經(jīng)濟等因素以外,實現(xiàn)育種目標(biāo)還必須考慮到育種自身特點和育種方法策略等因素。1、育種周期長——育種要有預(yù)見性2、可行的育種方法策略和途徑明確的、具體的改良性狀和具體指標(biāo)選擇最佳的育種方法和策略原始材料選擇,如抗病育種的抗源原始材料育種方法如單基因性狀改良可采用回交或誘變育種如多基因性狀改良采用雜交育種或輪回選擇育種年限的長短誘變育種較雜交育種穩(wěn)定得快育種目標(biāo)與現(xiàn)有原始親本需改良性狀的多少差異降低個體的植株高度、增加密度;降低莖稈所占比重、提高收獲指數(shù);減少倒伏、提高穩(wěn)產(chǎn)性。但植株高度也不是越矮越好現(xiàn)在育成品種高度比上世紀60、70年代品種明顯有增高的趨勢。育種家普遍認為,在抗倒伏的基礎(chǔ)上,增加高度,提高生物學(xué)產(chǎn)量,是提高經(jīng)濟產(chǎn)量的重要條件。高產(chǎn)必須以生物學(xué)產(chǎn)量為基礎(chǔ)。2、理想株型育種集中形態(tài)特征和生理特性的優(yōu)良性狀,使其獲得最高的光能利用率,并能將光合產(chǎn)物最大限度地輸送到籽粒中去,通過提高收獲指數(shù)而提高籽粒產(chǎn)量。在禾谷類作物上,如株型緊湊、葉片窄而短、挺直上沖,葉與莖的夾角小,葉色深,葉綠素含量高,比葉重(單位面積的葉片重量)大等。理想株型應(yīng)不同生態(tài)條件而有差異。水稻上提出了三種理想株型:重穗型、叢生型和中間型。國際水稻研究所新株型稻(NPT),也稱超級稻:無無效分蘗,少蘗大穗,每穗200~250粒,強硬稈,株高90~100cm,根系發(fā)達,高收獲指數(shù);設(shè)計產(chǎn)量為13t/hm2至1994年,育成一批具有設(shè)計株型的NPT品系3、高光效育種通過提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指標(biāo)而提高作物產(chǎn)量的育種方法。作物經(jīng)濟產(chǎn)量的高低與光合作用產(chǎn)物的生產(chǎn)、消耗、分配和積累有關(guān)。從生理學(xué)上分析,作物的產(chǎn)量可分解為:經(jīng)濟產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×收獲指數(shù)=凈光合產(chǎn)物×收獲指數(shù)=(光合能力×光合面積×光合時間─光呼吸消耗)×收獲指數(shù)可見,高產(chǎn)品種應(yīng)該具有較高的光合能力(強度),較低的呼吸消耗,光合機能保持時間長,葉面積指數(shù)(LAI)大,收獲指數(shù)高等特點。葉面積指數(shù):由于矮稈育種和理想株型育種使作物群體的LAI和收獲指數(shù)已有很大提高。水稻的最大LAI已達到9,小麥為6,玉米和高粱達到5左右。提高潛力不大,隨著LAI的增大,作物群體郁蔽,莖稈細弱,發(fā)生倒伏,又易受病蟲害侵染。收獲指數(shù):水稻達到0.5左右,玉米和高粱雜交種在0.4~0.45,提高也是困難的。光合時間=日光照時間×葉光合功能期光合功能期:可遺傳控制,尤其是灌漿成熟時期的功能葉。光合能力:C4植物:玉米、高粱、甘蔗,光合強度高,光呼吸低,選擇光合能力強的基因型C3植物:小麥、水稻、大豆、棉花等,光合強度較低,光呼吸高30%,篩選CO2補償點低的高光效品種。轉(zhuǎn)C4植物高光效基因二、穩(wěn)產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性因素穩(wěn)產(chǎn)性是指優(yōu)良品種在推廣的不同地區(qū)和不同年份間產(chǎn)量變化幅度較小,在環(huán)境多變的條件下能夠保持均衡的增產(chǎn)作用。影響作物穩(wěn)產(chǎn)性的因素很多主要包括:氣候(旱、澇、風(fēng)、高溫、低溫冷害與凍害)土壤(鹽堿、低磷、低鉀、缺鐵、亞鐵毒、鋁毒)生物(病蟲害)(一)
抗病蟲性單一寄主易引起流行病蟲害的發(fā)生,抗病育種越來越顯示出它的重要地位。高產(chǎn)栽培肥水條件改善和矮稈品種帶來的高密度種植,都加重了病蟲害的發(fā)生??共∮N已從抗單一病害逐漸向抗多種病害發(fā)展,抗單一小種向抗多種小種發(fā)展。(二)
抗旱耐瘠我國無灌溉條件的耕地半數(shù)以上,其中有些地區(qū)常年缺雨干旱,即使在雨量較多的地區(qū)大多雨量集中,季節(jié)性干旱也時有發(fā)生造成作物嚴重減產(chǎn)。我國約有1/3以上耕地分布在丘陵山區(qū),土層薄、肥力低,產(chǎn)量低而不穩(wěn)。(三)抗倒伏性倒伏的原因:有作物本身的原因,如植株高大、莖稈強度差、根系不發(fā)達等。也有病蟲害、栽培的原因。(四)適應(yīng)性是指作物品種對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)范圍及程度。適應(yīng)性強的品種不僅種植地區(qū)廣泛、推廣面積大,更重要的是可在不同年份和地區(qū)間保持產(chǎn)量穩(wěn)定。適應(yīng)性評判:育種的后期階段高代侯選品系(組合)多生態(tài)點鑒定。育種策略;采用穿梭育種、異地選擇、橫向合作等方法。三、優(yōu)質(zhì)與主要農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)指標(biāo)作物品種的品質(zhì)已經(jīng)成為突出的育種目標(biāo)。國家在“九五”、“十五”已實施了優(yōu)質(zhì)米育種計劃,優(yōu)質(zhì)麥育種、優(yōu)質(zhì)蛋白玉米育種等。特別是有些農(nóng)產(chǎn)品進入國際市場,對品質(zhì)的要求更加嚴格,品質(zhì)包括:營養(yǎng)品質(zhì)(蛋白、必須氨基酸含量)加工品質(zhì)商業(yè)品質(zhì)衛(wèi)生品質(zhì)(農(nóng)藥殘留、重金屬含量、有害微生物及其有毒產(chǎn)物)不同作物的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1、谷類作物(1)水稻:秈稻和粳稻標(biāo)準(zhǔn)也不同。主要品質(zhì)指標(biāo)包括四個方面:加工品質(zhì):出糙率、精米率和整精米率;外觀品質(zhì):堊白率、堊白度、長寬比;蒸煮品質(zhì):直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度(消堿值);營養(yǎng)品質(zhì):蛋白質(zhì)含量(2)小麥:出粉率、面筋含量。面包小麥:面筋高,30%以上(北方小麥);餅干糕點小麥:面筋低20%以下(長江流域紅皮小麥)玉米:飼用和食用,高蛋白質(zhì)優(yōu)質(zhì)玉米高賴氨酸含量工業(yè)用高直鏈淀粉(水解葡萄糖)糯玉米、甜玉米(鮮食)、高油玉米(玉米油)。(二)油料作物(油菜)油酸、亞油酸含量高;減少長鏈脂肪酸(亞麻酸、花生酸和芥酸);適當(dāng)增加短鏈脂肪酸含量(棕櫚酸、棕櫚油酸)。(三)纖維作物(棉花)加工品質(zhì):纖維長度、強度、成熟度、細度和整齊度等指標(biāo);短絨棉彩色棉啤酒大麥就是以蛋白質(zhì)含量低為優(yōu)質(zhì)性狀大豆的蛋白質(zhì)和油分的含量兩個呈負相關(guān)的品質(zhì)性狀。大豆育種把蛋白質(zhì)用和油用分別進行,選育高蛋白或高油專用型品種。四、適應(yīng)機械化株形緊湊、成熟一致,管理方便、不倒伏、不落粒。例如大豆結(jié)莢部位與地面有一定距離玉米穗位整齊適中馬鈴薯和甘薯的塊莖和塊根集中棉花不打頂不去腋芽直播稻,可以減少作業(yè)強度,植株分蘗少,莖桿粗壯,抗倒伏作物繁殖方式與育種目的要求:了解作物的繁殖方式及品種類型。作物的繁殖方式
一、有性繁殖概念:凡由雌雄配子結(jié)合,經(jīng)過受精過程,最后形成種子繁衍后代的,統(tǒng)稱為有性繁殖。1、有性繁殖植物的主要授粉方式植物由于花器構(gòu)造和開花習(xí)性的不同,影響授粉方式,據(jù)此可分為自花授粉作物、異花粉作物、常異花授粉作物。
2、作物天然異交率的測定
方法:選擇受1對基因控制的相對性狀作為遺傳測定的標(biāo)記性狀,被測品種必須具有隱性性狀,選另一具有相對顯性性狀的正常品種與其等量隔行種植,任其自由傳粉結(jié)實,然后將被測品種植株上收獲的種子播種,進行后代性狀的測定。如果測定的性狀為種子性狀,表現(xiàn)花粉直感,則當(dāng)代植株上收獲的種子可直接進行測定。計算出F1群體中顯性個體出現(xiàn)的比率,就是被測品種的天然異交率。也有試驗將計算出的顯性個體比率乘以2,作為實際天然異交率,這是因為同品種的植株間,也有同樣的天然異交機會,只是由于性狀相同而不能測定出來。
天然異交率的測定受諸多因素的影響。
二、無性繁殖概念:凡不經(jīng)過兩性細胞受精過程的方式繁殖后代的統(tǒng)稱為無性繁殖。1、營養(yǎng)體繁殖概念:用種子以外的營養(yǎng)器官進行繁殖叫營養(yǎng)繁殖。營養(yǎng)繁殖可由各種營養(yǎng)器官來進行,許多植物的植株營養(yǎng)體部分都具有再生繁殖能力,如:甘薯——塊根、蔓甘蔗——莖節(jié)腋芽洋蔥——鱗莖馬鈴薯——塊莖苧麻——地下莖(種物)繁殖方法:分根、扦插、壓條、嫁接等。概念:以一個個體為基礎(chǔ),由營養(yǎng)繁殖增殖產(chǎn)生的個體群叫營養(yǎng)系或無性系。營養(yǎng)繁殖是母體有絲分裂的繼續(xù),可在保持親本基因型不變的情況下繁殖,后代的基因型同母體一樣。因此,一些不容易有性繁殖又需要保持品種優(yōu)良性狀的作物,可以利用營養(yǎng)體繁殖無性系來保持其種性;營養(yǎng)繁殖不發(fā)生(或極少發(fā)性)性狀分離,因此也是固定雜種優(yōu)勢的一種很好的繁殖方式。2、無融合生殖概念:植物性細胞的雌雄配子甚至是胚囊中的某些單倍體、二倍體細胞,不經(jīng)過正常受精和兩性配子的融合過程而形成種子以繁殖后代的方式,稱為無融合生殖。它被認為是有性繁殖的一種特殊方式或變態(tài)。這一現(xiàn)象在動物界和植物界都存在,但是在植物界更較普遍,但總的來說,頻率極低。
(1)單倍(配子)體無融合生殖:是指雌雄配子不經(jīng)過正常受精而產(chǎn)生單倍體胚的一種生殖方式,簡稱單性生殖。a.孤雌生殖:胚囊中的卵細胞不經(jīng)過受精而發(fā)育成單倍體的胚,稱為孤雌生殖。但通常它的極核細胞都必須經(jīng)過受精才能發(fā)育成胚乳。因此,這一生殖過程中授粉仍是必要條件。大多數(shù)植物的孤雌生殖都是如此產(chǎn)生的。另一種情況是,精子進入卵細胞后未與卵核結(jié)合即發(fā)生退化、解體,因而卵細胞單獨發(fā)育成單位倍體的胚,稱為“雌核生殖”。遠緣雜交常有這種現(xiàn)象。b.孤雄生殖:精子進入卵細胞后未與卵核融合,卵核即發(fā)生退化、解體,雄核取代了雌核的地位,在卵細胞內(nèi)發(fā)育成僅具有父本染色體的胚,稱為孤雄生殖或雄核生殖。近年來,利用花藥或花粉離體培養(yǎng),利用花粉發(fā)育潛在的全能性而誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體植株,也就是人為創(chuàng)造孤雄生殖的一種方式。c.單倍體無配子生殖:助細胞或反足細胞不經(jīng)過受精而發(fā)育成單倍體的胚,稱單倍體無配子生殖。由單倍體的胚束細胞無融合生殖形成的胚是單倍體,其后代常常不育。具單倍體胚的種子后代染色體加倍可獲得基因型純合的二倍體。(2)二倍體無融合生殖由孢原細胞(造孢細胞)未經(jīng)減數(shù)分裂而發(fā)育成的胚束,胚束中的每個核都含有體細胞的染色體數(shù)。由二倍體的卵細胞未經(jīng)受精而直接發(fā)育成胚叫二倍體孤雌生殖。由二倍體的胚束中的其它細胞直接發(fā)育成胚稱為二倍體無配子生殖。以上兩種方式形成的胚,都是二倍體,其后代是可育的。(3)不定胚生殖這是無融合生殖中最簡單的一種方式由珠心或珠被的二倍體細胞直接發(fā)育成的胚稱為不定胚,完全不經(jīng)過配子階段,屬于二倍體無融合生殖。二倍體無融合生殖的實質(zhì)是無性繁殖,它可以完全保持親本的基因型,可見二倍體無融合生殖方式可以使雜種優(yōu)勢穩(wěn)定繁殖下去(固定雜種優(yōu)勢)。因此在雜種優(yōu)勢利用中,研究利用這種繁殖方式是很受重視的。袁隆平提出了水稻雜種優(yōu)勢利用三步曲:三系法→兩系法→一系法有性繁殖無性繁殖不同繁殖方式作物的遺傳特點及其與育種的關(guān)系
(一)不同繁殖方式作物的遺傳特點作物的繁殖方式一、有性繁殖
定義:植物繁殖的基本方式,由雌配子(卵細胞)和雄配子(精細胞)相互結(jié)合(即受精)產(chǎn)生后代。
有性繁殖的方式1自花授粉作物
又名自交作物,即主要以自花授粉方式繁殖后代的作物。異交率為0~4%。如水稻、小麥、大豆、花生、黃麻等
自花授粉:(self-pollination)同一朵花的花粉傳到同一朵花的雌蕊柱頭上,或同株的花粉傳播到同株的雌蕊柱頭上。
自花受精:同株或同花的雌雄配子相結(jié)合的受精過程
花器構(gòu)造特點:①雌雄蕊同花、同熟,二者長度接近或雄蕊較長;②開花時間較短,甚至閉花授粉;③花器保護嚴密,其他花粉不易飛入。
2異花授粉作物
又名異交作物,主要以異花授粉方式繁殖后代的作物。異交率>50%,甚至高達95%或100%。
異花授粉:(cross-pollination)雌蕊的柱頭接受異株花粉授粉。
異花受精:由異株的雌雄配子相結(jié)合的受精過程。
花器構(gòu)造特點:①雌雄異株(dioecious),雌花和雄花分別生長在不同的植株上,如大麻、菠菜等;②雌雄同株異花(monoecious),雌花和雄花分別著生在同一植株的不同部位,如玉米、黃瓜;③雌雄同花但自交不親和,如甘薯、白菜、向日葵等。
自交和異交的遺傳效應(yīng)一、自交的遺傳效應(yīng)
1、使雜合的基因型趨向純合
一對雜合基因型,經(jīng)過連續(xù)的自交,后代中純合基因型的個體出現(xiàn)的頻率逐代增加,后代中雜合體數(shù)每代遞減1/2,純合體每代遞增1/2。
2、后代性狀分離自交引起雜合基因后代發(fā)生性狀分離。
3、后代生活力衰退
雜合基因型作物,自交后代的生活力衰退,稱為自交衰退(inbreedingdepression)表現(xiàn)為:生長勢下降,繁殖力、抗逆性減弱,產(chǎn)量降低等。
二、自花常異花授粉作物遺傳特點
1、自花授粉作物
由純合基因型的相同個體的♀♂配子結(jié)合繁殖后代,即由遺傳上相同的兩性細胞結(jié)合產(chǎn)生后代,故群體具有以下特點:
1、一致性:個體內(nèi)基因型純合,個體間基因型一致。
2、穩(wěn)定性:?純系的自交后代仍然是純系,性狀與父母本一致。但有4%以下的異交率,還會發(fā)生突變,故也有雜合基因型個體并產(chǎn)生性狀分離,但頻率極低。
3、耐自交:自花授粉方式是在長期的自然選擇下產(chǎn)生和保存下來的、對種的生存繁衍的有利特性,自花授粉作物具有自交不退化或退化緩慢的特點。
2、常異花授粉作物
1、這類作物以自花授粉為主,天然異交率較高,故遺傳上由三部分組成:
①主要性狀為同質(zhì)結(jié)合,自交試驗不分離,即品種基本群體的純合同質(zhì)基因型;
②雜合基因型;
③非基本群體的純合基因型。
2、較耐自交:棉花等連續(xù)自交試驗表現(xiàn)生活力衰退,但不明顯,且主要性狀的分離也不顯著。
三、異交的遺傳效應(yīng)
1、異交形成雜合基因型:異交是基因型不同的兩親配子結(jié)合受精。由于產(chǎn)生基因交換、重組,從而后代具有雜合的基因型。
2、增強后代的生活力:異交使后代的生長勢、生活力、抗逆性等方面增強和產(chǎn)量提高,稱為雜種優(yōu)勢。
四、異花授粉作物的遺傳特點
1.異質(zhì)性:個體基因型雜合,個體間基因型不同,故表現(xiàn)型也不同。
2.分離不定:后代分離,遺傳上不穩(wěn)定。
3.自交顯著退化:由于長期異交,自交純合后,隱性的劣性性狀顯現(xiàn),表現(xiàn)為退化。
第三節(jié)作物品種的類型一、自交系品種
概念:(純系品種,purelinecultivar)從突變中及雜交組合中經(jīng)過多代自交加選擇得到的同質(zhì)純合群體。
理論親本系數(shù):即具有親本純合基因型的后代植株數(shù)達到或超過87%,就是自交系品種
自交系品種包括:自花授粉作物的常規(guī)品種和異花授粉植物的自交系。育種特點:
自交系品種是由同一群同質(zhì)的和純合的基因型植株組成,嚴格講是來自一株優(yōu)良純合基因型植株的后代,故育種上采用:1、自交+單株選擇,連續(xù)自交下選擇純合優(yōu)良的基因型。2、從變異豐富的大群體中選。
二、雜交種品種
概念:(hybridcultivar)指在嚴格選擇親本和控制授粉的條件下生產(chǎn)的各類雜交組合的F1植株群體。
遺傳特點:個體內(nèi)基因型高度雜合,個體間基因型有不同程度的異質(zhì)性。
育種特點:
自交系間雜交種優(yōu)勢最強。①連續(xù)自交選擇獲得自交系。②自交系間雜交配得強優(yōu)勢組合。③利用雄性不育等特性制種。
三、群體品種
概念(populationcultivar):1.異花授粉作物的自由授粉品種:品種內(nèi)植株間、及與相鄰的異品種間隨機授粉產(chǎn)生的后代。故其個體的基因型是雜合的,群體是異質(zhì)的,保持一些本品種的主要特征區(qū)別于其他品種。
2.異花授粉作物的綜合品種(syntheticcultivar):是由一組選擇的自交系采用人工控制授粉和在隔離區(qū)多代隨機授粉組成的遺傳平衡的群體。個體內(nèi)雜合、個體間異質(zhì),但具一個或多個代表本品種的性狀。
3.自花授粉作物的雜交合成群體(composite-crosspopulation):由二個以上自交系品種雜交后繁殖出的分離的混合群體,最后將成為一個多種純合基因型的混合群體。個體純合,個體間異質(zhì),但主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)差異較小。
4.多系品種:由若干個近等基因系(near-isogeniclines)的種子混合繁殖而成。例:抗病的多系品種A、B和C三個近等基因系分別抗R1、R2和R3三個生理小種,其他農(nóng)藝性狀同質(zhì)。多系品種1/2A+1/4B+1/4C抗三個生理小種,農(nóng)藝性狀一致。
育種特點:
群體品種育種的基本目的是創(chuàng)建和保持廣泛的遺傳基礎(chǔ)和基因型多樣性,故在育種上具有以下特點:
①選擇原始親本,根據(jù)育種目標(biāo),選擇若干個有遺傳差異的自交系為原始親本,提供廣泛的遺傳基礎(chǔ);②對后代群體一般不進行選擇,用盡可能大的隨機樣本保存群體,在多代自由授粉下逐步打破連續(xù),積累有利的基因改良群體。
四、無性系品種
概念(clonalcultivar):是由一個無性系或幾個近似的無性系經(jīng)過營養(yǎng)器官的繁殖而成。基因型由母體決定,個體內(nèi)基因型雜合或純合,個體間一致。
育種特點:
1.有性雜交+無性繁殖固定雜種優(yōu)勢;2.利用芽變。
(二)育種的關(guān)系第三節(jié)
作物品種的類型及育種特點
作物品種的類型1.自交系品種:(純系品種,purelinecultivar)從突變中及雜交組合中經(jīng)過多代自交加選擇得到的同質(zhì)純合群體。理論親本系數(shù):即具有親本純合基因型的后代植株數(shù)達到或超過87%,就是自交系品種自交系品種包括:自花授粉作物的常規(guī)品種和異花授粉植物的自交系。2.雜交種品種:(hybridcultivar)指在嚴格選擇親本和控制授粉的條件下生產(chǎn)的各類雜交組合的F1植株群體。遺傳特點:個體內(nèi)基因型高度雜合,個體間基因型有不同程度的異質(zhì)性。3.群體品種概念(populationcultivar):1).異花授粉作物的自由授粉品種:品種內(nèi)植株間、及與相鄰的異品種間隨機授粉產(chǎn)生的后代。故其個體的基因型是雜合的,群體是異質(zhì)的,保持一些本品種的主要特征區(qū)別于其他品種。2).異花授粉作物的綜合品種(syntheticcultivar):是由一組選擇的自交系采用人工控制授粉和在隔離區(qū)多代隨機授粉組成的遺傳平衡的群體。個體內(nèi)雜合、個體間異質(zhì),但具一個或多個代表本品種的性狀。3).自花授粉作物的雜交合成群體(composite-crosspopulation):由二個以上自交系品種雜交后繁殖出的分離的混合群體,最后將成為一個多種純合基因型的混合群體。個體純合,個體間異質(zhì),但主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)差異較小。4).多系品種:由若干個近等基因系(near-isogeniclines)的種子混合繁殖而成。4.無性系品種概念(clonalcultivar):是由一個無性系或幾個近似的無性系經(jīng)過營養(yǎng)器官的繁殖而成?;蛐陀赡阁w決定,個體內(nèi)基因型雜合或純合,個體間一致。各類品種的育種特點重點:作物的繁殖方式及品種類型難點:不同繁殖方式、授粉方式作物的遺傳特點及其與育種和良繁的關(guān)系引種目的要求:理解引種的基本理論和引種的基本規(guī)律和方法引種的意義
廣義的引種:從外地區(qū)、外國引進新植物、新作物、新品種以及用于育種和有關(guān)理論研究的各種遺傳資源。作為育種途徑的引種:從外地區(qū)、外國引進作物新品種,通過適應(yīng)性試驗,直接在本地區(qū)或本國推廣種植。引種:從外國或外地引入種子、苗木或營養(yǎng)體,通過試種,在當(dāng)?shù)赝茝V種植或作為育種材料,稱為引種。(一)引種的作用。引進新作物、新品種,發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。充實種質(zhì)資源。利用異地種植,提高作物產(chǎn)量(二)引種和特點引種雖然不能創(chuàng)造新品種,但卻是解決生產(chǎn)上迫切需要新品種的迅速有效的途徑。引種的原理及規(guī)律
引種的原理(一).氣候相似性原理Mayr氣候相似論要點:地區(qū)之間,在影響作物生產(chǎn)的主要氣候因素上,應(yīng)該相似到足以保證作物品種互相引用成功時,引種才有成功的可能。(二).作物生態(tài)環(huán)境和生態(tài)型相似性原理1作物環(huán)境:作物生存空間的一切條件。2生態(tài)因素:在作物環(huán)境中,對作物生長發(fā)育有明顯影響的、并能直接被作物同化的因素。3生態(tài)環(huán)境:各種生態(tài)因素都處于相互影響、相互制約的復(fù)合體中,它們對作物的作用是通過復(fù)合體,而不是單獨起作用,這種復(fù)合體稱為生態(tài)環(huán)境。4生態(tài)適應(yīng):對于一定的生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)生育正常的反應(yīng)。5生態(tài)適應(yīng)范圍:對于一定的生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)生育正常的反應(yīng)范圍。6生態(tài)區(qū):對于一種作物具有大致相同的生態(tài)環(huán)境的地區(qū)。7生態(tài)型:一種作物在一定的生態(tài)地區(qū)范圍內(nèi),通過自然選擇和人工選擇,形成了與該地區(qū)生態(tài)環(huán)境及生產(chǎn)要求相適應(yīng)的類型。(三).緯度海拔作物發(fā)育特性
與引種的關(guān)系1緯度與引種的關(guān)系2海拔與引種的關(guān)系3作物的發(fā)育特性與引種的關(guān)系一、二年生作物,在生長發(fā)育過程中,存在著對溫度、光照反應(yīng)不同的兩個發(fā)育階段:感溫階段感光階段感光階段:長日照作物>12h短日照作物<12h中間性作物對日照長短反應(yīng)不敏感低溫長日性作物——小麥、大麥、油菜高溫短日性作物——水稻、玉米、大豆引種規(guī)律1.考慮作物的發(fā)育特性2.注意作物對環(huán)境反應(yīng)的敏感性1).考慮作物的發(fā)育特性(1)低溫長日性作物——小麥、大麥、油菜(2)高溫短日性作物——水稻、玉米、大豆2)注意作物
對環(huán)境反應(yīng)的敏感性根據(jù)作物對環(huán)境的敏感程度,將高溫短日作物分為三類:1敏感型作物——大豆2遲鈍型作物——甘薯、花生3中間型作物——水稻、玉米、谷子、棉花引種的方法
(一)引種方法(二)引種步驟
重點:引種的方法難點:引種的基本規(guī)律一.引種的方法與技術(shù)(二)引種的工作環(huán)節(jié)1.引種材料的搜集與調(diào)查研究2.引種材料的檢疫3.引種試驗4.繁殖和保純核桃引種的方法及注意事項一、引種的方法
引種方法,可簡單概括為:認真考察、確定重點,少量引種,多點試驗,全面鑒定,掌握規(guī)律,加速繁育,逐步推廣。下面主要介紹引種中應(yīng)該掌握的方法和步驟。
二、收集資料,制定計劃
引種前,要根據(jù)生產(chǎn)需要,收集有關(guān)品種的材料,包括形態(tài)特征、生長發(fā)育特性,適應(yīng)性,病蟲性情況,經(jīng)濟性狀(包括殼的厚度、出仁率、脂肪含量等)。然后對目標(biāo)品種進行全面的綜合評價,確定最佳引種方案。
選擇引種單位也非常重要,特別是在核桃苗木市場比較混亂的情況下,到正規(guī)的、有信譽的、有質(zhì)量保證、三證(育苗生產(chǎn)許可證、苗木質(zhì)量合格證、檢疫癥)齊全的核桃苗供應(yīng)單位引種,最好到品種的原產(chǎn)地的培育單位引種。切忌貪圖便宜,引入假種。
引種材料可以是苗木,也可以是接穗。如果是新建園,只能引進苗木,如果有大樹,則最好引入接穗,用高接換種的方法進行試驗,高接后結(jié)果早,能在較短的時間內(nèi)評價引入該品種的可行必末是建立采穗輔,最好的生長季節(jié),通過觀果、觀葉、觀抗病性,認準(zhǔn)品種后,通過引進嫩枝接穗,自育苗建圃,確保品種準(zhǔn)確性。
(二)引種材料的收集和編號登記
引種材料可以通過實地調(diào)查收集,或通信郵寄等方式收集。實地調(diào)查收集,便于查對核實,防止混雜,同時還可做到從品種特性典型而無慢性病蟲害的優(yōu)株上采集繁殖材料。收集的材料必須詳細登記并編號。登記項目應(yīng)包括種類和品種名稱(學(xué)名、俗名等),繁殖材料種類(種子、接穗、嫁接苗等,嫁接苗還應(yīng)注明砧木名稱),材料來源及數(shù)量,收到日期,以及收到后采取的措施(包括苗木的假植、定植)等。收集到的每份材料,只要來源不同和收集時間不同,都要分別編號,并將每份材料的有關(guān)資料,如植物學(xué)性狀、經(jīng)濟性狀和原產(chǎn)地生態(tài)特點等記載說明,分別裝入相同編號的檔案袋內(nèi)備案。
(三)引種材料的檢疫
為了避免隨引種材料傳入新的病蟲害和有害雜草,從外地區(qū)特別是國外引進的材料,必須通過嚴格的檢疫。對有檢疫對象的繁殖材料,應(yīng)及時加以消毒處理。必要時,應(yīng)放在特設(shè)的檢疫圃內(nèi)進行隔離種植,如發(fā)現(xiàn)有檢疫對象,則要采取根除措施。
(四)要選多種立地條件類型做試驗
對引入的品種,要用當(dāng)?shù)赜写硇缘膬?yōu)良品種為對照,在同一個地區(qū)中,要選擇不同立地條件進行科學(xué)的試驗、系統(tǒng)的品種比較試驗和區(qū)域試驗。全面評價其生長結(jié)果習(xí)性,果實經(jīng)濟性狀、品質(zhì)、抗逆性、抗病性等??上韧ㄟ^少量試引,初步鑒定其對本地區(qū)生態(tài)條件的適應(yīng)性和生產(chǎn)上的利用價值,對試引觀察中表現(xiàn)優(yōu)良的植株,再進行復(fù)重的品種比較試驗,以做出更精確的比較鑒定。這可加還引種試驗過程,對試引觀察(或高接)中經(jīng)濟性狀及適應(yīng)性表現(xiàn)優(yōu)良的,也可采取控制數(shù)量的生產(chǎn)性中間繁殖,并在這一過程中對適應(yīng)性進一步的觀察,等到生產(chǎn)性中間繁殖的植株進入結(jié)果時,少量試引觀察的植株已進入盛果期,并大體已經(jīng)歷周期災(zāi)害氣候的考驗。這時對其中少數(shù)表現(xiàn)優(yōu)異的引入品種,組織大規(guī)模繁殖推廣就有較充分的把握。對引種的新品種適應(yīng)能力的要求,一般應(yīng)不低于同類型或用途的當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土植物。
(五)繁殖推廣
經(jīng)過品種比較試驗和區(qū)域性試驗,或生產(chǎn)性中間繁殖試栽后,通過綜合分析,決選出表現(xiàn)適應(yīng)性好而經(jīng)濟性狀優(yōu)異的優(yōu)良品種,在進一步了解其品種特性的基礎(chǔ)上做出綜合評價,劃定其最適宜、適宜和不適宜的發(fā)展區(qū)域,并制定相應(yīng)的栽培技術(shù)措施,然后可以較大規(guī)模的繁殖、推廣。在繁殖推廣過程中,針對核桃的樹種特性,以無性繁殖為主要繁殖手段,一方面通過培育核桃成品苗,二是通過在大樹上高接換頭,迅速擴大種植面積。
二、引種的注意事項
(一)要充分了解新引入品種的適應(yīng)性
引種是把一種植物從一個地區(qū)移植到另一個地理氣候帶栽植。引種前要全面分析植物原產(chǎn)地和引種地的自然條件,這樣才能預(yù)見引種植物在新地區(qū)的生態(tài)條件下栽培成功的可能性。對于果樹栽培品種來說,由于長期定向選擇,往往果實增大了,品質(zhì)增高了,但抗性卻下降了,所以品種的適應(yīng)性很重要。
核桃的適應(yīng)性很廣,是我國栽培最普遍的果樹之一。但不同品種有其不同的適應(yīng)范圍,在一個地區(qū)表現(xiàn)好,到另一地區(qū)并不一定好。要知道它在引種后的表現(xiàn),首先要了解這個品種的來源,包括其父、母本,育成單位的地理位置及這個品種有哪些優(yōu)點和缺點,然后分析它可能的適應(yīng)性,再通過引種試種,對其性狀進行綜合評價,表現(xiàn)好的品種再行生產(chǎn)推廣,絕不可盲目發(fā)展,對新品種不可盲目引種和擴大種植面積,以免造成不應(yīng)有的損失。生產(chǎn)中這樣的例子很多。
(二)要高度重視引種試驗的重要性
我國農(nóng)業(yè)推廣體系是以地(市)、縣農(nóng)業(yè)局、站為主導(dǎo),由地(市)、縣、鄉(xiāng)級農(nóng)技部門進行區(qū)域試驗,然后向果農(nóng)推廣。而近年來,他們的職能被弱化,生產(chǎn)經(jīng)營單位和個人走到了他們的前頭。引種成功了,可以帶來豐厚的利益,特別是果樹業(yè)飛速發(fā)展的今天,誰搶得先機,誰就可能得到發(fā)展。在利益驅(qū)使下,一些膽大妄為者在引進新品種之后,不加試驗就大規(guī)模育苗,并投放市場。特別在我國苗木繁育體系的管理和知識產(chǎn)權(quán)并不健全的情況下,被一些投機者鉆了空子,坑害了果農(nóng)。有些育苗者故意夸大新品種的優(yōu)點,弱化甚至排擺新品種的缺點,造成苗木市場混亂,良莠不分,使果樹從業(yè)者無所適從,農(nóng)民為此付出了慘重代價。所以引種試驗具有重要的現(xiàn)實意義。
(三)要正確認識新品種的特性
新品種與老品種相比,肯定有其長處,但具體到某一地方來講,新品種不一定就是好品種。每個品都都有自己的特點,也有其適宜范圍。如果超出了這個范圍,就可能是劣質(zhì)品種了。更何況如今有了不少假的“新品種”。所以作為生產(chǎn)者,要正確認識新品種,了解清楚了,再引種生產(chǎn)。
對新品種要先引種試種,再擴大種植面積。對品種有個初步了解后,要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蚝褪袌鰲l件,選擇適銷對路的品種進行試種。在試種的過程中,對新品種果實的經(jīng)濟性狀、植株的生物學(xué)特征特性(豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性等)充分了解后,再行推廣,做到有的放矢。當(dāng)然,在氣候相擬的地區(qū)就不必多此一舉了。
(四)要注意農(nóng)業(yè)推廣在引種中的作用
外地的品種引入本地后,有時并不是在所有環(huán)境條件方面都能充分滿足它們生長發(fā)育的要求,需要采取適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)技術(shù)措施,使引入人類型能夠在新的環(huán)境中正常生長發(fā)育,獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新產(chǎn)品。所采取的主要措施,應(yīng)經(jīng)濟有效和切實可行。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化、特別是某些生長調(diào)節(jié)劑的有效利用,將會有更多的果樹種類、品種成功地引入遠離現(xiàn)有分布區(qū)的新的領(lǐng)域。例如,使用植物生長延緩劑PP333可增強核桃樹的抗寒性。
引種工作的成敗總的包括內(nèi)外兩方面因素。內(nèi)因方面是選擇適當(dāng)?shù)幕蛐停怪軡M足引種地區(qū)綜合生態(tài)環(huán)境的要求。外因方面是采取適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)技術(shù)措施,使引入類型能夠正常地生長結(jié)果,提供符合要求的產(chǎn)品。當(dāng)然,還要考慮有良好的經(jīng)濟效益和市場前景,兩者相輔相成,不能偏廢。引進新品種時要注意的幾點問題新品種能增產(chǎn),這一點農(nóng)民已經(jīng)認識到了,引進新品種也就自然地成了農(nóng)民想要做的事。然而,假如你一起引進幾個新品種,并與老品種比較的話,會出現(xiàn)幾種情況:第一,所有新品種都比老品種高產(chǎn);第二,所有新品種都比老品種產(chǎn)量低;第三,新品種和老品種的產(chǎn)量差不多;第四,新品種有的比老品種增產(chǎn),有的減產(chǎn),有的平產(chǎn)。這就是說,并不是引進任何新品種都一定能增產(chǎn)。引進新品種時,為了減少損失、爭取成功,需要注意如下問題:(1)引種要有針對性,不能盲目亂引。俗話說:“一方土,一方種”。品種對氣候、土壤、栽培等條件有特殊的要求。只有在它適應(yīng)的生態(tài)環(huán)境中,品種才能充分利用環(huán)境中的有利因素,抵抗不利因素,發(fā)揮增產(chǎn)潛力。(2)氣候、土壤、栽培等因素對作物的作用有主要和次要之分,其中氣候因素是第一位的。因此,氣候相似的地區(qū)間相互引種較容易成功的。氣候相似主要就是指品種原產(chǎn)地和引入地的水分、溫度和光照等主要氣候因素的相似。水稻、玉米、大豆是短日照作物,由北向南引,提早成熟,株、穗、粒變??;由南向北引,延遲成熟,植株增高,穗粒增大。掌握引種的一般規(guī)律,合理的利用,引種就有可能成功,例如:從南往北引早熟水稻品種,由北向南引晚熟水稻品種,一般較易成功。而長日照作物卻不同,如冬小麥,原產(chǎn)于北方的品種向南引,滿足不了低溫和長日照的要求,生育期延長不能抽穗開花。(3)必須堅持“一切經(jīng)過試驗”的原則。引種雖然有“從氣候相似地區(qū)引種較易成功”,“緯度、海拔”變化等一般的引種規(guī)律可遵循,但是實際上這些規(guī)律只提供了一種趨向,并不十分準(zhǔn)確。因此,不能聽人傳說某某品種好就盲目大引大種。正確的做法是:每個品種少量種植幾行觀察一下,并與你原來認為好的老品種比一比,看看熟期合不合適,抗病、抗逆性有沒有什么問題,產(chǎn)量怎么樣,然后挑出好的新品種逐年擴大試種面積,最后再確定大量使用。引種觀察要注意新老品種的種植條件盡量一致。試驗不一定自己做。聽說別人家引進了新品種,收獲前去看一看,是一種既省事又可靠的辦法。種子公司都有新品種試驗田供大家參觀。(4)新品種的特殊栽培要求。有些品種是耐密型的,必須靠群體創(chuàng)高產(chǎn)。引進這類品種時,不了解品種的耐密特點,按普通密度種植,優(yōu)良品種很容易被埋沒掉;有些品種是喜肥水的,只有條件好,才能充分發(fā)育起來表現(xiàn)高產(chǎn)。因此,要向提供新品種的單位索要“新品種說明書”,或口頭詢問新品種生育期、抗病蟲性、抗倒伏性、耐旱耐瘠性、適宜密度、適宜施肥量和種類、施用方法,以及其他特殊要求等??傊M量多了解一些品種情況。較大量地引進新品種時,應(yīng)到國家允許的種子經(jīng)營部門或育種單位去引。來路不清的種子,質(zhì)量無保證,容易上當(dāng)受騙,而且一旦造成損失,很難得到補償。
選擇育種選擇育種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)境條件對生物的選擇作用。人工選擇是通過一定的程序,將符合人類一定目標(biāo)的植株選出,使其遺傳性漸趨穩(wěn)定,形成新品種。人工選擇使群體向著對人類有利的方向發(fā)展。人工選擇與自然選擇的關(guān)系作為選種和其它育種的手段,主要是人工選擇。人工選擇的方向有時和自然選擇的方向一致。人工選擇的方向有時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,一旦放松人工選擇,性狀就有可能變劣。2.選擇的基本原理選擇的實質(zhì)及作用基礎(chǔ)選擇和淘汰是一對矛盾的兩個方面,有所“取”必有所“棄”。在一個群體內(nèi)選取某些個體也就是要淘汰其余的個體,沒有淘汰就無所謂選擇。選擇的實質(zhì)選擇就是使群體內(nèi)的一部分個體能產(chǎn)生后代,其余的個體產(chǎn)生較少的后代或不產(chǎn)生后代。選擇的實質(zhì)選擇的實質(zhì)就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。選擇的原理變異是選擇的基礎(chǔ);遺傳是選擇的保證,沒有遺傳,選擇就失去了意義。通過選擇把有利的變異保留和鞏固下來,同時選擇還促進變異向有利的方向發(fā)展,使微小的變異逐漸發(fā)展成為顯著的變異,從而創(chuàng)造出各式各樣的類型和品種。選擇的原理達爾文的生物進化學(xué)說,其核心是變異、遺傳和選擇。遺傳、變異和選擇既是生物進化的三個重要因素,也是人工選育新品種的作用基礎(chǔ)。育種過程實際上是發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造可遺傳的變異,并對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,才能進行選擇育種。在生產(chǎn)實踐中,不論是農(nóng)家品種或育成的品種,在最初種植時,性狀整齊一致,但經(jīng)長期種植后,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)。一般來講,花卉在自然群體中的變異通常大于蔬菜及果樹,通過選擇育種??蛇x出新的栽培類型和品種。隨著品種更新速度的加快,僅僅依靠自然變異已不能滿足生產(chǎn)的要求?,F(xiàn)代育種工作既要充分利用自然界已有的變異,更要運用人工雜交、人工誘變和轉(zhuǎn)基因等方法,有計劃有目的的創(chuàng)造變異,為選擇提供更符合人類需要的豐富多采的材料。3.1.2連續(xù)定向選擇的作用有積累變異、加強變異的作用,能獲得開始選擇時的原始群體內(nèi)不存在的變異類型。因此,我們說選擇具有創(chuàng)造性的作用。如水果的糖酸含量、大果型、早熟等方面,都曾進行過長期連續(xù)的定向選擇,對改進作物的經(jīng)濟價值起了巨大作用。野生型西瓜中一般含糖量較低,多在4%以下。隨著人類不斷選擇,目前栽培的西瓜中含糖量達到10%左右。再如瑞典的歐利森對白芥“波瑞米克斯”連續(xù)進行12年含油量的選擇,使含油量從7.64%增加到37.4%。例如英國育種家坎德曾用連續(xù)選擇的方法把葉片邊緣不具皺折的唐菖蒲育成皺邊品種。3.1.3選擇的依據(jù)與性狀鑒定選擇的依據(jù):性狀的優(yōu)劣,是否符合育種目標(biāo)。性狀鑒定各種育種途徑中,從選用原始材料、后代選擇到育成新品種,都離不開鑒定工作。既需要對單株的結(jié)果習(xí)性、長勢、抗病性等性狀進行鑒定,也需要對群體的一致性、生產(chǎn)性能等進行鑒定和評價。鑒定的方法愈是快速簡便和精確可靠,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)濟性狀等如物候期、植株長勢、株型、水果的果型和著色、花卉的色彩和產(chǎn)花量等性狀。3.2選擇的方法和類型3.2.1根據(jù)選擇次數(shù)分:一次選擇和多次選擇選擇的次數(shù)決定于材料的遺傳基礎(chǔ)。選擇的次數(shù)決定于材料的遺傳基礎(chǔ)決定于作物的生殖周期的長短3.2.2根據(jù)選擇的方法分:混合選擇法(massselection)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法?;旌线x擇的程序混合選擇的特點混合選擇法是最古老的一種選擇方法?;旌线x擇是根據(jù)植株的表型進行選擇的,而且混收的種子不能進行單株后代測驗,所以又稱為表型選擇?;旌线x擇法具有操作簡單,不需要隔離的優(yōu)點。混合選擇法對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力?;旌线x擇對改良品種的效果比較有限?;旌线x擇可以一次選擇獲得大量種子?;旌线x擇可不能追溯親緣關(guān)系。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,單株采種,下一代每個單株的后代分株系播種,在選種試驗圃內(nèi),每一株系種一小區(qū),通常每隔5個或10個株系設(shè)一對照區(qū)。根據(jù)表現(xiàn),淘汰不良株系。單株選擇法的程序單株選擇法的特點單株選擇法是根據(jù)后代的表現(xiàn)來鑒定所選單株的優(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系譜選擇法(pedigreeselection)。工作復(fù)雜,需要單株采種,對于異花授粉作物,還需要隔離自交。對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)志株系內(nèi)整齊一致。3.2.3根據(jù)選擇方式分:直接選擇法(directselection)是指對需要改進的性狀本身進行直接的選擇。它對質(zhì)量性狀的選擇效果往往較高,在育種過程中經(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,如產(chǎn)量等經(jīng)濟性狀,直接選擇效果往往較差。間接選擇法(indirectselection)間接選擇法是通過選擇相關(guān)性狀而達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,通過對與經(jīng)濟性狀密切相關(guān)而遺傳力又較高的性狀進行選擇,從而達到目標(biāo)性狀的選擇效果。間接選擇還可以用來對那些目標(biāo)性狀表現(xiàn)較晚的材料提早進行相關(guān)選擇,這對于多年生果樹經(jīng)濟性狀的選擇有著特別的意義,可以加速選擇的進程,并且使后期選擇的工作量大大減少。間接選擇的實例3.2.4根據(jù)選擇的層次分形態(tài)標(biāo)記選擇形態(tài)標(biāo)記選擇:根據(jù)對植株或群體的形態(tài)性狀及相關(guān)形態(tài)性狀的鑒定結(jié)果進行選擇。如開花期、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:同工酶標(biāo)記同工酶是植物在長期進化過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。常用同工酶有過氧化物酶、酯酶、過氧化氫酶、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、多酚氧化酶和細胞色素氧化酶。同工酶標(biāo)記的特點分析手段較為簡單與形態(tài)標(biāo)記及以后發(fā)展起來的分子標(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。分子標(biāo)記近年來隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展起來的基于DNA多態(tài)性的標(biāo)記。分子標(biāo)記的特點分子標(biāo)記是遺傳物質(zhì)—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,使得對植株基因型的早期選擇成為可能,這一點對于生殖周期較長園藝作物的選育有著特別的意義。3.3遺傳力與選擇效果3.3遺傳力與選擇效果數(shù)量性狀,如產(chǎn)量、品質(zhì)等大部分經(jīng)濟性狀,受多基因控制,性狀變異連續(xù),不能分成明顯的類型,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。3.3.1遺傳力與遺傳進展(遺傳增益)對作物數(shù)量性狀而言,變異既受基因型的影響,也受環(huán)境的影響。一個性狀的表型變異包括遺傳變異部分和環(huán)境變異部分,即:3.3.1遺傳力與遺傳進展(遺傳增益)VP=VG+VE3.3.1遺傳力與遺傳進展(遺傳增益)VP=VG+VEVG=VD+VH+VI3.3.1遺傳力與遺傳進展(遺傳增益)VP=VG+VEVG=VD+VH+VI3.3.1遺傳力與遺傳進展(遺傳增益)VP=VG+VEVG=VD+VH+VI遺傳力的公式選擇差:對某一數(shù)量性狀進行選擇時,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。遺傳進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。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,則遺傳進度ΔG=180-150=30克。子代平均值對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。在育種實踐中可以根據(jù)遺傳進度與選擇差的比值來估計遺傳力的大小。這樣估算的遺傳力又被稱為現(xiàn)實遺傳力(hR2),用下列公式表示: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。在育種過程中,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代替現(xiàn)實遺傳力,從而估算預(yù)期的遺傳進度。其公式為:選擇強度(K)為了進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)化后的選擇差稱為選擇強度(K),即以標(biāo)準(zhǔn)差(б)為單位的選擇差,公式為:也就是說,選擇效果的好壞與性狀的標(biāo)準(zhǔn)差、遺傳力和選擇強度成正比。當(dāng)群體表型值為正態(tài)分布時,選擇強度取決于入選率q的大小。
K=Z/q(Z表示正態(tài)分布曲線右尾入選百分數(shù)面積在橫坐標(biāo)截點處的高)相對遺傳進度為了便于比較不同群體、不同性狀、不同世代的遺傳進度,可以用相對遺傳進度來表示,即式中X為整個親代的群體平均值。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,那么其遺傳進度和相對遺傳進度分別為ΔG=60%×2.06×20=24.72(克)ΔG?=24.72/150=0.1653.3.2影響選擇效果的因素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群體的變異來自兩個方面,一個是群體內(nèi)個體間的遺傳差異造成的,另一個方面是由于試驗的誤差造成的。應(yīng)該通過提高群體的遺傳差異來提高總的變異幅度。通過提高群體性狀的遺傳力h2一是通過加強試驗設(shè)計和田間管理技術(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而增大。3.4株選3.4.1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)的原則制定和觀測具體可行的目標(biāo)性狀分清育種目標(biāo)及構(gòu)成性狀的主次所制定各性狀的當(dāng)選標(biāo)準(zhǔn)不能太高也不能太低根據(jù)不同作物的生物學(xué)特性和經(jīng)濟特性確定具體的株選標(biāo)準(zhǔn)。3.4.2株選的時期要在生育期的全過程中多看精選,分階段觀察,分次選擇。性狀表露最明顯的時期進行觀察和選擇。如對大多數(shù)花卉作物而言,花期是株選時最重要的時期。3.4.3株選的方法1、單一性狀選擇株選時根據(jù)性狀的重要性或出現(xiàn)的先后逐次淘汰的一種選擇法。由于每次選擇時只是根據(jù)一種性狀,所以稱為單一性狀的選擇。單一性狀選擇:分項累進淘汰法:根據(jù)性狀的相對重要性順序排隊,把重要性狀排在前面。先按第一重要性狀進行選擇,然后在入選的植株內(nèi)按第二性狀進行選擇,順次累進。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。2、綜合性狀選擇法綜合所有經(jīng)濟性狀進行選擇,評定時按經(jīng)濟性狀的重要性規(guī)定不同的評分標(biāo)準(zhǔn),最后選擇出一些積分最高的植株。綜合性狀選擇法: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。綜合性狀選擇法:對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量值乘以加權(quán)比分后積加,即得該植株的總分數(shù),根據(jù)總分數(shù)擇優(yōu)錄取。綜合性狀選擇法:對所選擇的各個性狀都規(guī)定一個最低標(biāo)準(zhǔn),供選個體只要其中的一個性狀不夠標(biāo)準(zhǔn),則不管其它性狀如何優(yōu)越也不入選。3、質(zhì)量和數(shù)量性狀區(qū)別對待法目標(biāo)質(zhì)量性狀采取“一票否決制”原則,淘汰不能滿足要求的植株;數(shù)量性狀采用綜合選擇法,可根據(jù)情況采用加權(quán)評分法或多次綜合評比法。3.5有性繁殖作物的選擇方法對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發(fā)育習(xí)性。各種作物應(yīng)分別采取不同的選擇方法。3.5.1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)的花粉進行授粉而繁殖后代的作物種類。自然異交率在5%以內(nèi)。遺傳上多為純合體。3.5.1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)的花粉進行授粉而繁殖后代的作物種類。自然異交率在5%以內(nèi)。遺傳上多為純合體3.5.2異花授粉作物的選擇方法異花授粉作物(cross-pollinatedcrops)是指通過不同植株花朵的花粉進行授粉而繁殖后代的作物種類。自然雜交率在50%以上。遺傳上多為雜合體,同一群體內(nèi)不同個體之間、親本與后代之間及同一親本的各子代個體之間的遺傳基礎(chǔ)各不相同,性狀也差異較大。多代自交常導(dǎo)致生活力衰退,有時還會遇到自交不親和系的現(xiàn)象。異花授粉作物的選擇方法1、單株-混合選擇法或單株-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,先進行一次單株選擇,再在進行多次混合選擇,或交互采用混合選擇法和單株選擇法結(jié)合起來的改良混合選擇法。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行隔離,對花粉來源不加控制,選擇只是根據(jù)母本的性狀進行,所以稱為母系選擇法,又稱為無隔離系譜選擇法。母系選擇法的程序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)比較圃內(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)。4.剩余種子法(半分法)先從原始群體中進行單株選擇,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行下一代播種。這種方法主要適用于種子成熟期和果實商品成熟期不一致的作物,如瓜類的黃瓜、西葫蘆等(也適用于自花授粉的菜豆等)。5.集團選擇法根據(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一起,形成幾個集團。組成每一集團的單株混合采種,任其相互授粉,集團間則應(yīng)予以隔離,防止雜交。不同集團收獲的種子分別播種在一個小區(qū)內(nèi),以便在集團間和標(biāo)準(zhǔn)品種間進行比較鑒定,選出優(yōu)良的集團。集團選擇法的優(yōu)點是純合的速度比混合選擇法快,后代生活力不易衰退。缺點是純合速度比單株選擇慢,為了防止集團間雜交還需隔離設(shè)施。如在花卉中將株型、花型或花期劃分為幾個集團。3.5.3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,一般自然雜交率在5%-50%之間。其特點;多處于同質(zhì)結(jié)合狀態(tài),部分異質(zhì)結(jié)合。連續(xù)自交一般不會引起顯著的衰退。3.5.3常異花授粉作物的選擇方法這些種類作物多采取多次單株選擇的方法。3.6無性繁殖作物的選擇方法3.6無性繁殖作物的選擇方法在生產(chǎn)栽培中以它們的營養(yǎng)器官或特殊繁殖器官從母體分離開來進行繁殖的園藝植物。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:蘋果、梨、葡萄、桃、香蕉等大多數(shù)的果樹無性繁殖的特點一個單株通過無性繁殖產(chǎn)生的后代,稱為無性繁殖系(簡稱無性系)。不論母本遺傳基礎(chǔ)的純雜,通過無性繁殖產(chǎn)生的后代通常沒有分離現(xiàn)象,在表型上與母本基本(或完全)相似。注:在無性繁殖的過程中,雖然前后代遺傳基礎(chǔ)基本一致,但并非絕對不發(fā)生變異,只是出現(xiàn)變異的頻率較低而已。如芽變就是無性繁殖園藝植物產(chǎn)生變異的重要來源,通過選擇即可用無性繁殖方法把它們迅速穩(wěn)定下來。芽變育種是無性繁殖園藝作物極其重要的育種方法,將在下一章詳細講述。3.6.1草本作物的選擇方法選擇性狀表現(xiàn)優(yōu)良的植株混合收獲留種第二年混合播種無性繁殖2).營養(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(無性繁殖)把這些單株按營養(yǎng)株系種植,進行比較鑒定,選出優(yōu)良的株系。3.6.2木本作物的選擇方法木本植物由于實生苗的性狀變異比較大,生產(chǎn)性或觀賞性大大降低,因此在栽培中一般采用無性繁殖。與草本作物相比,它們較為高大,單位面積栽培密度較小,這使選擇的原始群體和后代群體的規(guī)模受到較大的限制。不管采用無性繁殖還是種子實生繁殖,從建園到獲得商品果實的栽培周期都比較長。這又使選擇的世代數(shù)受到極大的限制。它們中的多數(shù)可以開花結(jié)籽,遺傳上同樣存在高度雜合,在實生繁殖的群體中產(chǎn)生了大量可供選擇的變異。木本作物的選擇方法在這類作物上,既可以選擇無性繁殖群體中的變異,也可以選擇實生群體中豐富的變異。無性系選擇單株選擇的方法嫁接(扦插)擴大為單株無性系鑒定無性系品種實生選擇(種)在實生選擇時一般采用一次單株選擇多點嫁接鑒定品種3.7選擇育種的方法和程序選擇育種的程序原始材料圃選種圃品比預(yù)備試驗圃品種比較圃區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗品種審定與推廣 原始材料圃創(chuàng)造一個能代表本地區(qū)生態(tài)條件的環(huán)境,栽植供選擇的材料,對它們進行鑒定、比較和選擇,從中選出符合育種目標(biāo)的單株或群體,單株留種或混合留種。原始材料圃一般專門設(shè)置,也可以在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)田中進行。栽植方式:每個原始材料種一個小區(qū),每個小區(qū)一般栽植50-100株為宜,每隔5-10個小區(qū)栽植一個標(biāo)準(zhǔn)種,原始材料圃一般只設(shè)一次重復(fù)。選種圃選種圃是為進一步鑒定上述所選植株的優(yōu)劣而設(shè)置的,根據(jù)選擇方法和作物種類不同,可以稱為株系比較圃、混系比較圃或初選樹比較圃。將上年當(dāng)選的材料按入選的單株種成株行,或者將入選的混收種子按類型、材料種成混選系,每隔5-10行種1行原材料和對照品種。一般設(shè)1-2次重復(fù)。果樹可采用每個單株嫁接30-50株的方法形成初選樹比較圃。品比預(yù)備試驗圃比較鑒定選出的株系或混系,繼續(xù)淘汰整體經(jīng)濟性狀較差的株系或混系,選留的株系一般不要超過10個。每個品系種成小區(qū),并設(shè)置2-4次重復(fù)。試驗環(huán)境應(yīng)接近大田生產(chǎn),保證試驗的代表性。品比預(yù)備試驗一般要進行兩年。根據(jù)田間觀察評定和室內(nèi)考種,選出較對照顯著優(yōu)越的品系1-2個,以便進一步與其它單位選育的新品種共同試驗評比。品種比較圃栽種從品比預(yù)備試驗圃或株系圃中選出的優(yōu)良株系或優(yōu)良株系的混合群體,進行全面的比較鑒定栽植方式:小區(qū)面積較大,通常為20-100m2。每小區(qū)栽種的株數(shù),一般在100-500株。小區(qū)排列多采用4-6次重復(fù),隨機排列,設(shè)保護行。區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗通過品比試驗的材料還需進一步在不同的自然區(qū)域進行區(qū)域適應(yīng)性試驗,測定新品種的利用價值、適應(yīng)性和適宜推廣的地區(qū)。在接近大田生產(chǎn)統(tǒng)計的較大面積上進行生產(chǎn)試驗,對新品種進行更客觀的鑒定品種審定與推廣在品比試驗、區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中表現(xiàn)優(yōu)異,產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等符合推廣條件的新品種,可報請品種審定委員會,根據(jù)種子管理部門對不同作物的要求對品種進行審定或登記。對表現(xiàn)優(yōu)異的品系,從品系比較試驗階段開始,就應(yīng)加速繁殖種子,以便能及時大面積推廣。就一般的選種程序而言,從原始材料的搜集研究開始,到新品種育成應(yīng)用與生產(chǎn),一般需要6-8代之久,對于果樹和蔬菜中的洋蔥等生育周期較長的園藝作物,以及異花授粉作物的多代選擇,需要的時間更長。3.8.1縮短選種周期的一般措施(1)根據(jù)實際情況,靈活決定圃地的增減及年代的縮短。(2)各種選擇方法的靈活運用。(3)利用組織培育等技術(shù),迅速擴大繁殖群體。(4)提高選擇鑒定技術(shù)。(5)提高選擇效果。3.8.2有性繁殖作物采取的措施利用保護地或人工氣候室進行一年多代播種選擇異地繁殖加速繁殖和提高種子繁殖系數(shù)3.8.3無性繁殖作物采取的措施利用早期鑒定技術(shù)及間接選擇提早和加速繁殖加速進入結(jié)果期目的要求:理解選擇育種的基本原理和方法第一節(jié)
選擇的原理和方法
(一)選擇的原理(二)作用和基本方法
第二節(jié)
鑒定的作用和方法(一)鑒定的作用(二)鑒定的方法
第三節(jié)
選擇育種的意義和原理
(一)選擇育種的意義選優(yōu)去劣,是創(chuàng)造新品種和改良現(xiàn)有品種的重要手段。(二)選擇的方法1.單株選擇法(又稱系統(tǒng)選擇法或系統(tǒng)選育)選擇符合要求的優(yōu)良個體,并按個體(單株、單穗)分別收獲、脫粒、編號、保存,下季再分別播種并移栽成株行,進行鑒定比較,選育出性狀優(yōu)良后代的方法。2.混合選擇法選擇符合要求的多個優(yōu)良個體,混合脫粒、保存,下季將選得的種子、對照品種和原始群體分區(qū)種植在同一田塊的不同小區(qū)內(nèi),進行比較鑒定的方法。3.改良混合選擇法單株選擇法和混合選擇法相結(jié)合的方法。(二)特點和原理選擇育種的方法
(一)有性繁殖作物的選擇育種方法1.有性繁殖作物的選擇方法對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發(fā)育習(xí)性。各種作物應(yīng)分別采取不同的選擇方法。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)的花粉進行授粉而繁殖后代的作物種類。自然異交率在5%以內(nèi)。遺傳上多為純合體。3.5.1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)的花粉進行授粉而繁殖后代的作物種類。自然異交率在5%以內(nèi)。遺傳上多為純合體3.5.2異花授粉作物的選擇方法異花授粉作物(cross-pollinatedcrops)是指通過不同植株花朵的花粉進行授粉而繁殖后代的作物種類。自然雜交率在50%以上。遺傳上多為雜合體,同一群體內(nèi)不同個體之間、親本與后代之間及同一親本的各子代個體之間的遺傳基礎(chǔ)各不相同,性狀也差異較大。多代自交常導(dǎo)致生活力衰退,有時還會遇到自交不親和系的現(xiàn)象。異花授粉作物的選擇方法1、單株-混合選擇法或單株-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,先進行一次單株選擇,再在進行多次混合選擇,或交互采用混合選擇法和單株選擇法結(jié)合起來的改良混合選擇法。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行隔離,對花粉來源不加控制,選擇只是根據(jù)母本的性狀進行,所以稱為母系選擇法,又稱為無隔離系譜選擇法。母系選擇法的程序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)比較圃內(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)。4.剩余種子法(半分法)先從原始群體中進行單株選擇,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)的號碼。從系統(tǒng)比較圃選出的株系并
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