作物育種目標(biāo)

章育種目標(biāo)確定育種目標(biāo)是育種工作的前提。育種目標(biāo)因地、因時(shí)、因作物而異。育種目標(biāo)：就是對(duì)育成品種的具體要求，也就是在一定地區(qū)的自然、耕作栽培及經(jīng)濟(jì)條件下所要育成新品種應(yīng)具備的一系列有利性狀的指標(biāo)。2021/5/91第一節(jié)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)作物品種性狀的要求一、高產(chǎn)

優(yōu)良品種首先應(yīng)具有較高的增產(chǎn)潛力。各種作物盡管收獲產(chǎn)物不同，但都要求具有較高的單位面積產(chǎn)量。如籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、塊根塊莖產(chǎn)量等。二、穩(wěn)產(chǎn)

推廣品種不僅應(yīng)具有高產(chǎn)潛力，而且要求在大面積推廣過(guò)程中能夠保持連續(xù)均衡地增產(chǎn)。影響穩(wěn)產(chǎn)性的主要因素有：病蟲(chóng)害、氣象因素、土壤因素等。2021/5/92三、優(yōu)質(zhì)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，要求新品種具有優(yōu)良的品質(zhì)（如出米率高、出粉率高、蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量高、含糖量高、纖維內(nèi)在品質(zhì)好、有害物質(zhì)含量低等），甚至要求具有一定的品質(zhì)產(chǎn)量（如蛋白質(zhì)產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量等）。四、適應(yīng)性強(qiáng)

培育作物品種即要考慮適應(yīng)本地當(dāng)前的自然條件，又要考慮如何適應(yīng)發(fā)展中的耕作栽培水平。

早熟：可避免后期災(zāi)害、利于耕作改制、提高復(fù)種指數(shù)。矮化：抗倒、耐肥水、利于密植和機(jī)械化收獲。

抗落粒：可減少收獲中的損失。2021/5/93第二節(jié)制定作物育種目標(biāo)的原則

育種目標(biāo)體現(xiàn)育種工作在一定地區(qū)和時(shí)期的方向和要求。制定育種目標(biāo)的一般原則是：一、國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要和生產(chǎn)發(fā)展前景

在現(xiàn)有品種的基礎(chǔ)上，選育新品種進(jìn)行品種更新，必須充分估計(jì)到將來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和生產(chǎn)發(fā)展的要求。也就是說(shuō)要求育種工作者要有一定的預(yù)見(jiàn)性。2021/5/94二、當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有品種有待改進(jìn)的主要性狀

以當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有推廣品種為參考，從而選育出能克服現(xiàn)有品種的缺點(diǎn)，保持和提高其優(yōu)點(diǎn)的新品種。在考慮主要目標(biāo)性狀

的同時(shí)，還要兼顧

次要目標(biāo)性狀。因?yàn)殡S著主要目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，原來(lái)的次要目標(biāo)性狀就可能上升為主要目標(biāo)性狀。2021/5/95三、育種目標(biāo)的具體化和可行性

高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等是育種目標(biāo)的一般化概念。制定育種目標(biāo)需要落實(shí)到具體性狀上，并且要有明確的性狀指標(biāo)。如禾谷類作物

單位面積籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)株穗數(shù)穗粒數(shù)千粒重

所以，高產(chǎn)要落實(shí)到具體的產(chǎn)量組成因素上，各產(chǎn)量組成因素的指標(biāo)要明確，各產(chǎn)量組成因素要協(xié)調(diào)。

制定育種目標(biāo)即要有前瞻性，又要切實(shí)可行。目標(biāo)太高不易實(shí)現(xiàn)，太低就可能落后生產(chǎn)需要。2021/5/96四、品種的合理搭配

在同一地區(qū)范圍內(nèi)，自然條件和生產(chǎn)條件也不盡相同，生產(chǎn)上對(duì)品種的要求也就有類型上的差異。因此，在制定育種目標(biāo)時(shí)就應(yīng)考慮培育具有適當(dāng)差異的幾類品種，以滿足生產(chǎn)上搭配種植的需要。2021/5/97第三節(jié)作物育種的主要目標(biāo)性狀

各種作物都有一系列性狀，這些性狀又有其組成因素。其中特別需要改良的性狀稱為育種的主要目標(biāo)性狀。

2021/5/98一、產(chǎn)量性狀

產(chǎn)量的提高直接取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)增長(zhǎng)。

禾谷類作物的籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)株穗數(shù)穗粒數(shù)粒重

棉花的皮棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)單株結(jié)鈴數(shù)單鈴重衣分

大豆和油菜籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)株莢數(shù)莢粒數(shù)粒重

產(chǎn)量因素之間往往相互制約。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、耕作栽培水平和作物的生長(zhǎng)發(fā)育特性，使產(chǎn)量構(gòu)成因素得以協(xié)調(diào)增長(zhǎng)，從而達(dá)到高產(chǎn)的目的。2021/5/99

合理株型是高產(chǎn)品種的生育基礎(chǔ)和形態(tài)特征。株型育種

改善品種株型態(tài)勢(shì)育種。矮化育種

株型育種的一個(gè)重要內(nèi)容。高光效育種

提高光合效率的遺傳改良。

廣義高光效育種：包括株型育種的基本內(nèi)容。

狹義高光效育種：僅指提高單位葉面積凈光合速率的生理遺傳改良或生理育種。2021/5/9102021/5/9112021/5/9122021/5/913二、對(duì)病蟲(chóng)害的抗耐性

從經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)講，作物或品種對(duì)病蟲(chóng)害的抗性，一般只要求在病菌流行或害蟲(chóng)發(fā)生時(shí)，能把病原菌的數(shù)量或蟲(chóng)口密度壓低到經(jīng)濟(jì)允許的閥值以下，即要求品種對(duì)病蟲(chóng)害有相對(duì)的抗性，而不是絕對(duì)的抗性。2021/5/914三、對(duì)環(huán)境脅迫的抗耐性

作物品種類型對(duì)不利的氣候、土壤等環(huán)境因素的脅迫分別具有不同程度的抗耐性，要求品種抗(耐)寒、抗(耐)旱、抗(耐)鹽堿、抗(耐)澇、抗穗發(fā)芽等。2021/5/915四、品質(zhì)性狀

品質(zhì)性狀因作物種類及同一作物的產(chǎn)品用途不同而異。一般講：

1.谷物品質(zhì)：有碾磨品質(zhì)。包括出米率、精米率、出粉率、灰分含量等；

加工品質(zhì)。米類的蒸煮品質(zhì)、出飯率、色澤、口感，柔軟性和粘聚性等；

面粉的烘烤品質(zhì)、制作面條品質(zhì)、蒸制饅頭品質(zhì)、蛋糕餅干品質(zhì)等。

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。蛋白質(zhì)含量、氨基酸含量、油脂含量等

2.纖維品質(zhì)：長(zhǎng)度、細(xì)度、強(qiáng)度、整齊度、伸長(zhǎng)率色澤等。

3.食用油品質(zhì)：不飽和脂肪酸含量高2021/5/9162021/5/917五、熟性及對(duì)耕作制度和機(jī)械化作業(yè)的適應(yīng)性

早熟或生育期短適于改進(jìn)耕作制度和提高復(fù)種指數(shù)，減少后期自然災(zāi)害（如小麥生長(zhǎng)后期的干熱風(fēng)、棉花或玉米生長(zhǎng)后期的早霜等）可能造成的損失，利于穩(wěn)產(chǎn)。

適于機(jī)械化操作的品種性狀有：整齊、不倒伏、結(jié)實(shí)部位一致、不落粒、不裂莢等。2021/5/9182021/5/9192021/5/920第二章作物繁殖方式及品種類型

第一節(jié)作物的繁殖方式有性繁殖無(wú)性繁殖

作物的繁殖方式與其遺傳組成關(guān)系密切，且相互影響。作物的繁殖方式有2021/5/921一、有性繁殖（一）花器構(gòu)造和開(kāi)花習(xí)性對(duì)授粉的影響

一般情況下雌雄同花：利于自花授粉(如小麥、水稻等)；雌雄同株異花：利于異花授粉(如玉米、蓖麻、瓜類等)；雌雄異株：完全異花授粉(如大麻、菠菜等)；閉穎授粉：利于自交(如大麥、豌豆、花生等)；2021/5/922雌雄(蕊)異熟：有利于異花授粉；雌蕊先熟的有油菜雄蕊先熟的有玉米、向日葵雄性不育：利于異交；自交不親和：利于異交；另：花器大、有蜜腺、有香(臭)味等性狀增加異交的機(jī)會(huì)。2021/5/923（二）、自然異交率的測(cè)定

1．授粉方式的界定

異交率作物類型

4%自花授粉作物

4%-50%常異花授粉作物

50%-100%異花授粉作物2021/5/924

2．自然異交率的測(cè)定

母本(帶隱性性狀)和父本(帶顯性性狀)等量、等距離相間種植，自由授粉，測(cè)定F1中顯性個(gè)體比率。

自然異交率=F1中顯性個(gè)體株數(shù)/F1總株數(shù)2021/5/925

（三）有性繁殖的主要授粉方式

1.自花授粉：同一朵花的花粉傳播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稱自花授粉。

自花授粉作物：通過(guò)自花授粉方式繁殖后代的作物為自花授粉作物，也稱自交作物。自花授粉作物有水稻、小麥、大豆、燕麥、豌豆、綠豆、花生、芝麻、馬鈴薯、亞麻、煙草等。2021/5/926

2.異花授粉：雌蕊柱頭接受異株花粉為異花授粉。

異花授粉作物：通過(guò)異花授粉方式繁殖后代的作物稱異花授粉作物，又稱異交作物。異花授粉作物有玉米、黑麥、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、紫花苜蓿、三葉草、啤酒花等。2021/5/927

3.常異花授粉：以自交為主，同時(shí)具有一定異交時(shí)稱常異花授粉。

常異花授粉作物：通過(guò)常異花授粉方式繁殖后代的作物稱常異花授粉作物，或常異交作物。常異花授粉作物有棉花、高粱、甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜、蠶豆、粟等。2021/5/928（四）、自交不親和性

定義：自交不親和性(self-incompatibility)是指具有完全花并可形成正常的雌雄配子的某些植物，缺乏自花授粉結(jié)實(shí)能力的一種自交不育性。

具有自交不親和性的作物有：甘薯、黑麥、白菜型油菜、向日葵、甜菜、甘藍(lán)等。

自交不親和性是一種受遺傳控制的、提高植物自然異交率的特殊適應(yīng)性。在雜種優(yōu)勢(shì)育種中，可以利于自交不親和性植株作母本，通過(guò)異花授粉，獲得大量雜交種子，因此時(shí)一種具有實(shí)用價(jià)值的繁殖特性。2021/5/929（五）雄性不育性

定義：植株的花粉敗育，不能產(chǎn)生具有正常功能的雄配子的特性稱雄性不育性。

具有雄性不育性的植物有：水稻、玉米、高粱、大麥、粟、小麥、棉花、油菜、向日葵等。

在植物育種中，雄性不育株作母本，通過(guò)異交，就可得到大量雜交種子，是利于雜種優(yōu)勢(shì)的極其寶貴的特性和親本資源。2021/5/930

1．細(xì)胞核雄性不育性

這類雄性不育性受核基因控制，多為隱性，少數(shù)作物（如小麥、水稻、粟等）也發(fā)現(xiàn)顯性基因。其一種行為符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。2021/5/9312．細(xì)胞質(zhì)雄性不育性

這類雄性不育性受細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核雙方的育性基因控制，實(shí)際上是核質(zhì)互作型雄性不育性。

細(xì)胞質(zhì)雄性不育性遺傳有三種基本模式：

（1）雄性不育系基因型為S（rfrf）

（2）雄性不育保持系基因型為Nrfrf）

S（rfrf）

N（rfrf）

不育系保持系

不育系S（rfrf）2021/5/932（3）雄性不育恢復(fù)系

基因型為

N（RfRf）

或

S（RfRf）

S（rfrf）

N（RfRf）/S（RfRf）不育系

恢復(fù)系

S（Rfrf）

F1

利用雄性不育性配制雜交種，可以免除人工、藥物或機(jī)械去雄程序，即能降低制種成本，又可提高種子質(zhì)量。2021/5/933二、無(wú)性繁殖無(wú)性繁殖分為營(yíng)養(yǎng)體繁殖和無(wú)融合生殖兩類。

（一）營(yíng)養(yǎng)體繁殖

許多植物的營(yíng)養(yǎng)體部分(如植株的根、莖、芽、葉等營(yíng)養(yǎng)器官以及變態(tài)部分的塊根、塊莖、鱗莖球莖、匍匐莖、地中莖等)都具有再生繁殖能力?？衫脿I(yíng)養(yǎng)體進(jìn)行繁殖的作物主要有甘薯、馬鈴薯、甘蔗等。

由營(yíng)養(yǎng)體繁殖的后代稱為營(yíng)養(yǎng)系或無(wú)性系(Clone)。2021/5/934

（二）無(wú)融合生殖

定義：植物的雌雄配子不經(jīng)過(guò)正常受精和兩性配子的融合過(guò)程而形成種子以繁殖后代的方式稱為無(wú)融合生殖(apomixes)。

無(wú)融合生殖有多種類型：

1.無(wú)孢子生殖：大孢子母細(xì)胞或幼胚囊敗育，由胚珠體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂直接形成二倍體胚囊。

2.二倍體孢子生殖：大孢子母細(xì)胞不經(jīng)減數(shù)分裂而進(jìn)行有絲分裂，直接產(chǎn)生二倍體的胚囊，最后形成種子。2021/5/935

3.不定胚生殖：由胚珠或子房壁的二倍體細(xì)胞經(jīng)過(guò)有絲分裂而形成胚，極核發(fā)育成胚乳而形成種子。

4.孤雌生殖：胚囊中的卵細(xì)胞未和精子結(jié)合，直接形成單倍體胚。

5.孤雄生殖：進(jìn)入胚囊的精核未與卵細(xì)胞融合，直接形成單倍體胚。無(wú)融合生殖的共同特點(diǎn)是：未經(jīng)過(guò)雌雄配子的融合過(guò)程。后代只具有母本或父本一方的遺傳物質(zhì)，表現(xiàn)為母本或父本一方的性狀。2021/5/936第二節(jié)自交和異交的遺傳效應(yīng)一、自交的遺傳效應(yīng)

（一）自交導(dǎo)致雜合基因型逐漸趨于純合

Xn=1-（1/2）

n

自交對(duì)品種的保純和物種的相對(duì)穩(wěn)定十分重要。

（二）自交導(dǎo)致雜合基因型后代發(fā)生分離

通過(guò)自交和選擇，可以選擇到優(yōu)良的純合基因型。

（三）自交引起純合基因型生活力衰退2021/5/937二、自花授粉作物和常異花授粉作物的基因型（一）自花授粉作物：

絕大多數(shù)個(gè)體的基因型是純合的少數(shù)個(gè)體基因型是雜合的（二）常異花授粉作物：至少包括三種基因型

1.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。2021/5/938三、異交的遺傳效應(yīng)

（一）異交形成雜合基因型

雜合基因型是產(chǎn)生基因交換、基因重組和產(chǎn)生新基因型的基礎(chǔ)。有選擇的進(jìn)行異交是人工創(chuàng)造遺傳變異的主要方法。

（二）異交增強(qiáng)后代的生活力

異交后代生活力增強(qiáng)主要表現(xiàn)在生長(zhǎng)勢(shì)、繁殖力、抗逆性以及產(chǎn)量的提高。故用于雜種優(yōu)勢(shì)利用中。2021/5/939四、異花授粉作物的基因型

自然品種群體基因型是高度異質(zhì)的；個(gè)體基因型是高度雜合的。遺傳結(jié)構(gòu)符合Hardy-Weinberg法則。2021/5/940第三節(jié)作物的品種類型及其特點(diǎn)一、作物品種的類型

一般說(shuō)來(lái)，對(duì)農(nóng)作物品種有三個(gè)基本要求，即特異性、一致性和穩(wěn)定性。簡(jiǎn)稱DUS。特異性(Distinctness)：本品種具有一個(gè)或多個(gè)不同于其它品種的形態(tài)特征和生理特性等。一致性(Uniformity)：品種群體性狀整齊一致，能指出品種內(nèi)株間一些特異性狀的變異。穩(wěn)定性(Stability)：繁殖或再組成本品種時(shí)，其特異性和一致性保持不變。2021/5/941

根據(jù)繁殖方式、種子生產(chǎn)方式、遺傳基礎(chǔ)、育種特點(diǎn)和利用形式，農(nóng)作物品種可分為以下類型：

（一）自交系品種（純系品種）

自交系品種由遺傳背景相同和基因型純合的一群植株組成。生產(chǎn)上大多數(shù)自花授粉作物都是自交系品種，異交作物和無(wú)融合生殖的后代也可產(chǎn)生自交系品種。（二）雜交種品種

在嚴(yán)格選擇親本和控制授粉條件下生產(chǎn)的各類雜交組合的F1植株群體。群體為高度同質(zhì)，個(gè)體基因型高度雜合。2021/5/942

（三）群體品種

基本特點(diǎn)是遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，群體內(nèi)植株間基因型不一致。根據(jù)作物種類和組成方式，群體品種可分為四種：

1．異花授粉作物的自由授粉品種

群體內(nèi)和群體間的植株可隨機(jī)授粉。雖然植株間存在一定變異，但能保持本品種的一些主要特征特性，并能區(qū)別于其它品種。

個(gè)體基因型是雜合的，群體是異質(zhì)的。

2．異花授粉作物的綜合品種

由一組選擇的自交系在隔離條件下經(jīng)過(guò)多代隨機(jī)授粉并達(dá)到遺傳平衡的群體。

個(gè)體基因型是雜合的，群體是異質(zhì)的。群體具有一個(gè)或幾個(gè)代表本品種特征的性狀。2021/5/943

3．自花授粉作物的雜交合成群體

兩個(gè)或兩個(gè)以上自交系雜交的后代，種植在特定的環(huán)境下，主要靠自然選擇的作用而產(chǎn)生的某些類型的混合群體。實(shí)際上是多種純合基因型的混合群體。

4．多系品種

由同一品種的若干個(gè)近等基因系