園藝植物育種學教案

目藝植物育種

教案

園藝植物育種學課程組

申書興陳雪平張學英等

緒論

本章提要選育園藝植物新品種是發(fā)展園藝生產(chǎn)的關鍵途徑之一。各種各樣的栽培

直物種類及其品種類型都是從野生植物進化而來。利用園藝植物的自然變異和人工

變異并進行人工選擇的進化就是園藝植物育種。品種具有特異性、一致性、地區(qū)性

同性等特性。良種是在適應的地區(qū)，采用優(yōu)良的栽培技術，能夠生產(chǎn)出高產(chǎn)、優(yōu)

牛能適時供應產(chǎn)品的品種。它有提高單位面積產(chǎn)量，改進產(chǎn)品品質，提高抗病蟲

〃以減少農(nóng)藥污染，增強適應性和抗逆性以節(jié)約能源，延長產(chǎn)品的供應和利用時

固應集約化管理、節(jié)約勞力等多方面的作用。園藝植物育種學是研究選育與繁殖園

勿優(yōu)良品種的原理和方法的科學，是以遺傳學、進化論為主要基礎涉及多門學科的

生應用科學。它研究的任務是根據(jù)遺傳變異的規(guī)律，合理選擇利用種質資源，通

見和創(chuàng)造變異來選擇優(yōu)良品種，以及提高種性、防止混雜退化、加速良種繁殖

里和方法。園藝植物育種有著悠久的歷史。19世紀才有專門的育種機構，20世

中理論、方法進步很快，新品種選育成果巨大。

藝植物包括蔬菜、果樹和觀賞植物，有時也將茶葉、藥用植物和芳香植

入其中。果品和蔬菜為人類提供大量維生素、粗纖維、礦物質和許多次

產(chǎn)物等人們食物結構中不可替代重要營養(yǎng)物質，觀賞植物則為改善人們的

境，凈化空氣，陶冶情操，滿足人們對精神文明多層次的需要。隨著生產(chǎn)

,人民生活水平的提高，人民要求愈來愈多的優(yōu)質果品、蔬菜、花卉以及

木、草坪等組成的園林植物群落來改善人民的生存環(huán)境，作為人們休息、

欣賞大自然的場所。

展園藝生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益，基本上是通過兩個密切相關的途徑來實現(xiàn)的：

良園藝植物的遺傳特性，選育符合農(nóng)業(yè)技術進步要求、有更強適應性的新

二是改進栽培技術和改善栽培條件，使品種遺傳潛力得到更為充分的發(fā)

者屬于園藝植物育種學要研究的內(nèi)容，后者則是園藝作物栽培學所涉及

。本教材將系統(tǒng)全面的介紹園藝植物育種的基本概念、原理與方法。

一節(jié)園藝植物的進化與遺傳改良

、自然選擇與自然進化

然界現(xiàn)有各種各樣的植物包括用于栽培的形形色色的品種類型都是從比

植物演變而來的，而且又都處于進化的過程中。這種演變發(fā)展的過程稱為

程。達爾文主義者認為所有生物，包括野生植物和作物的進化決定于三個

素：變異、遺傳和選擇：遺傳、變異是進化的內(nèi)因和基礎，選擇決定進化

方向；自然進化是自然變異和自然選擇的進化。自然選擇使有利于個體生

殖后代的變異，逐代得到積累加強，不利的變異逐代淘汰，從而形成新物

.種、類型以及對其所處環(huán)境條件的適應性。自然進化過程中選擇的主體

外的生物和非生物的自然條件；選擇保存和積累對生物種群的生存和繁衍

變異。遺傳的變異是進化的原料，如果沒有變異發(fā)生或者變異不能遺傳給

則自然或人工選擇都不能發(fā)揮作用。選擇決定了哪些變異得到保存并更多

后代。如果沒有漫長歲月的自然選擇，就不可能產(chǎn)生現(xiàn)在如此多樣、復雜

類型。

、人工進化與農(nóng)業(yè)發(fā)展

有作物都是起源于其相應的野生植物，經(jīng)歷了漫長的自然選擇和人工選擇

,尤其是農(nóng)業(yè)栽培條件的改善發(fā)展有利變異和人工選擇下有利變異積累的

化。人工進化選擇的主體是人，選擇保存和積累對人類有利的變異，促使

型向栽培類型轉化。在原始農(nóng)業(yè)誕生之初，人們從山野里采集野生果實、

、種子，挖掘地下根莖，以作直接食用，把吃剩下的種子、根莖等扔到住

,當看到這些扔掉的部分也能長出植株時，對其的馴化也就開始了。在

以前，人們對大多數(shù)栽培植物的起源不十分明白，加上高寒山脈、遼闊

和廣闊的沙漠阻隔，彼此局限在一定的地區(qū)活動，在一定的生態(tài)條件下，

始的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，對當?shù)氐囊吧参镞M行馴化、培育和有意或無意的選

長期的培育和選擇下，逐漸進化形成了有別于野生植物物種，適宜于在人

條件下生長發(fā)育，供作人們不同用途的園藝植物和其它的農(nóng)作物，形成了

培植物起源中心。這就是說，現(xiàn)在栽培的園藝植物和其它的農(nóng)作物都是由

野生類型，通過人工馴化、培育和選擇而形成的，即人工進化。它是人類

生產(chǎn)的需要，人工創(chuàng)造變異并進行人工選擇的進化，其中也包括有意識地

然變異及自然選擇的作用O這是一個從原始農(nóng)業(yè)開始到現(xiàn)在仍在進行的過

生植物經(jīng)馴化成為作物，又從古老的原始地方品種經(jīng)不斷選育發(fā)展為現(xiàn)代

農(nóng)作物進化速度比野生植物要快得多，其原因主要是人工選擇的結果，但

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提高和栽培環(huán)境大大改善使得有利于人類需求的變異來源增

是密切相關的。

野生類型比較，栽培類型在一系列性狀的遺傳特性上己經(jīng)和正在發(fā)生深刻

,如利用器官的大型化，色澤、形狀的多樣化，食味、香氣及外觀品質的

刺毛等防御結構的退化或消失；人工繁殖取代自然傳種后天然傳種機制退

變了果實、種子隨熟隨落及發(fā)芽不整齊的習性：由異花授粉向自由授粉和

粉習性的轉變；幼年期縮短，由多年生向一二年生的方向轉變；株型由高

型方向的轉變等等。這些在人工選擇下發(fā)生的變異在野生狀態(tài)下對生物本

是不利的。但是也應該看到某些性狀自然選擇和人工選擇有一致性方面。

種環(huán)境脅迫的適應性，以種子、果實為主要產(chǎn)品的植物繁殖能力的提高等,

自然選擇的方向，同樣也是人工選擇的基本要求。因此，人工選擇還不能

然選擇，而應協(xié)調其與自然選擇間的矛盾。作物育種實際上就是作物的人

,是適當利用自然進化的人工進化。

、遺傳改良與新品種選育

傳改良是指作物品種改良。從野生植物馴化為栽培作物，就顯示出初步的

遺傳改良作用，但是這種作用遠遠不能滿足現(xiàn)代園藝植物生產(chǎn)的要求，必

自然和人工變異，尤其是人工創(chuàng)造的變異，來加大遺傳改良的力度，選育

種。現(xiàn)代達爾文主義豐富了進化論的內(nèi)容，認為種群是進化的基本單位：

隔離的種群；突變和由雜交實現(xiàn)的基因重組是進化的基本原料；選擇的基

差別繁殖，造成種群內(nèi)基因頻率發(fā)生改變；隔離促進了新類型的形成。按

達爾文主義的觀點，進化的基本要素是突變、基因重組、隔離和選擇。進

基本觀點是指導遺傳改良，即植物育種的重要原理。正是在進化論和現(xiàn)代

理論的指導下，創(chuàng)造所需要的新變異和鑒定目標性狀的方法及技術等有了

展，才使得通過提高現(xiàn)代人工選擇的效率來提高遺傳改良的作用。

然進化完全依賴自然發(fā)生的突變和基因重組，而遺傳改良除了利用上述變

人為地通過各種誘變手段，提高突變頻率和按人類需要促成各種在自然界

甚至不可能發(fā)生的基因重組，乃至通過轉基因技術導入一些外源基因，豐

的原料。遺傳改良可以超越由空間距離和山岳、海洋、湖泊和沙漠等形成

條件，創(chuàng)造各種人為的隔離環(huán)境，以促進新類型的形成。在選擇的目的性、

等方面自然進化沒有目的、計劃可循，而遺傳改良由初期的無目的、無計

意識選擇，發(fā)展到有目的、有計劃的選擇。隨著科學技術的進步，選擇方

改進，遺傳改良可以在短短幾年，十幾年中創(chuàng)造若干個新的生物類型、新

而自然進化中創(chuàng)造一個新的變種、種平均需要經(jīng)歷幾萬年或幾十萬年的歷

。在類型多樣化方面自然進化往往只能產(chǎn)生有限的適應類型而遺傳改良中

足人們對產(chǎn)品的多層次、多樣化的要求而創(chuàng)造極其豐富的類型。例如，野

是起源于地中海沿岸的一種草本植物。在當?shù)貧夂颉⑼寥拉h(huán)境長期的自然

形成了它們喜好溫和冷涼，不耐炎熱，要求充足的光照，濕潤的土壤，不

和瘠薄等特性。野生廿藍頂芽和側芽都較發(fā)達，能發(fā)生繁茂的葉叢，而不

殊的貯藏器官。人類在4000多年以前就開始栽培甘藍，在不同的環(huán)境條

育和選擇下形成了許多栽培變種，如頂芽發(fā)達先長成葉簇，后結成葉球的

藍；側芽形成許多小葉球的抱子甘藍；莖部短縮膨大形成球狀肉質莖的球

:頂端花芽肥大形成肥嫩花球的花椰菜；花枝發(fā)達，形成許多肥嫩花枝的

:葉片緘縮葉色多彩色的羽衣甘藍等。

二節(jié)品種的概念和園藝植物良種的作用

、品種的概念

種（cultivar,簡作cv.）是經(jīng)人類培育選擇創(chuàng)造的、經(jīng)濟性狀及農(nóng)業(yè)生

性符合生產(chǎn)和消費要求，在一定的栽培條件下，依據(jù)形態(tài)學、細胞學、

特異性可以和其它群體相區(qū)別，個體間的主要性狀相對相似，以適當?shù)?/p>

式（有性或無性）能保持其重要特性的一個栽培植物群體。它是具有一

價值的重要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上栽培植物特有的類別，在野生植

沒有品種，只有當人類將野生植物一引入栽培，通過長期的栽培馴化和選

系列的勞動，才能創(chuàng)造出生產(chǎn)上栽培的品種。品種有其在植物分類上的歸

往屬于植物學上的一個種、亞種、變種乃至變型，但是不同于植物學上的

變型。例如，白菜品種矮腳黃的植物學拉丁文全名應當是Brassica

trisY.sspc/iinensid.'L.）MakinoNaxcommunisTsenetLeecv.Aijiaohuang?

、作物品種的特性

.品種的定義，可知每個作物品種具有區(qū)別于其他品種的一定特異性，群體

整齊，適應一定地區(qū)栽培和在一定時期起作用，所以品種都具有特異性、

、地區(qū)性和時間性等特性。

特異性品種特異性是指作為一個品種，至少有一個以上明顯不同于

種的可辯認的標志性狀。品種在選育或生產(chǎn)栽培過程中，如發(fā)生個別性狀

,而其它性狀基本與原品種相同，這種只是個別性狀與原品種不同的群體，

稱之為該品種的品系。如果主要性狀發(fā)生變異，而且具有一定的經(jīng)濟價值，

定遺傳，那就是形成另外的新品種了。

一致性品種一致性是指采用適于該類品種的繁殖方式的情況下保持

遺傳的穩(wěn)定，可用適當?shù)姆敝撤绞奖３秩后w內(nèi)不妨礙利用的整齊度和前后

的穩(wěn)定性，品種內(nèi)個體間在株型、生長習性、物候期和產(chǎn)品主要經(jīng)濟性狀

應是相對整齊一致的。如營養(yǎng)系品種雖然遺傳上是雜合的，但在用桿插、

嫁接等方法無性繁殖時能保持前后代遺傳的穩(wěn)定連續(xù)。某些蔬菜、花卉在

利用雜交種品種，世代間的穩(wěn)定連續(xù)限于每年重復生產(chǎn)雜種一代種子。雜

不能繼續(xù)有性繁殖，也就是說以間接的方式保持前后代之間的穩(wěn)定連續(xù)。

狀的一致性很重要，對于現(xiàn)代化的園藝商品生產(chǎn)尤其如此。園藝產(chǎn)品的整

性，不僅直接影響其商品價值，而且其成熟期、株高、結果部位等的一致

機城化收獲也有很大影響。但對品種在形態(tài)、生物學和經(jīng)濟性狀上的一致

,有時針對一些特殊情況可以一定程度上放松。例如，美國曾由于勞力緊

一些制種成本過高的園藝植物如番茄、香瓜、矮牽牛、三色堇的某些雜交

允許利用雜種二代但不能利用以后的世代。再如觀賞植物中有不少扇形嵌

種，如剛竹、桂竹、龍頭竹等種內(nèi)都有所謂黃金間碧玉、碧玉間黃金等用

的體細胞突變類型。在利用竹鞭繁殖時，往往黃金或碧玉部分有時擴大，

小，甚至消失，只能靠在繁殖中選擇適當?shù)姆敝巢课唬ㄟ^選擇保持品種

連續(xù)。

地區(qū)性品種的地區(qū)性是指品種的生物學特性適應于一定地區(qū)生態(tài)環(huán)

業(yè)技術的要求。每個品種都是在一定的生態(tài)和栽培條件下形成的，它都有

適應地區(qū)和適宜的栽培條件。利用品種要因地制宜，如果將某一品種引種

宜的地區(qū)或采用不恰當?shù)脑耘嗉夹g措施，就不會有好的結果，良種必須與

套。不同品種的適應性有廣有窄，但絕對沒有一個能對所有地區(qū)和一切栽

都表現(xiàn)適應的品種。

時間性品種也有一定的時間性。一定時期內(nèi)在產(chǎn)量、品質和適應性

經(jīng)濟性狀上符合生產(chǎn)和消費市場的需要。隨著每個地區(qū)的經(jīng)濟、自然和栽

的變化，原有的品種便不能適應。因此，必須不斷創(chuàng)造符合需要的新品種

過時的老品種。一些過時的、不符合當前要求的老品種和不符合當?shù)匾?/p>

品種不完全具備生產(chǎn)上的要求，習慣上仍稱為品種，但它們常常只是用于

品種的種質資源。

、園藝植物良種的作用。

種是優(yōu)良品種的簡稱。它是指在適應的地區(qū)，采用優(yōu)良的栽培技術，能

出高產(chǎn)、優(yōu)質，并能適時供應產(chǎn)品的品種。它在下列方面有著重要作

提高單位面積產(chǎn)量增加產(chǎn)量的良種一般都有較大的增產(chǎn)潛力。園藝

廣的高產(chǎn)品種增產(chǎn)效果一般在15%~30%以上。高產(chǎn)品種在大面積推廣過

持連續(xù)而均衡增產(chǎn)的潛力，就是說在推廣范圍內(nèi)對不同年份、不同地塊的

氣候等因素的變化造成的環(huán)境脅迫具有較強的適應能力。對多年生果樹和

植物來說更重要的是品種本身有較高的自我調節(jié)能力。

改進產(chǎn)品品質對于園藝植物來說提高改進產(chǎn)品品質的重要性常遠遠

量。在市場上大田作物產(chǎn)品的品種間質量差價大體上不超過一倍，而果品、

花卉由于外觀品質、食用品質、加工品質和貯運品質方面的差異，市場價

幾倍到幾十倍的情況是常見的。這反映出園藝植物良種在改進品質，提高

益等方面的重要作用。

提高抗病蟲害能力，減少農(nóng)藥污染病蟲害是發(fā)展園藝生產(chǎn)的重要障

。生產(chǎn)者每年不僅在防治病蟲的農(nóng)藥方面的耗費很大，而且在產(chǎn)品、土壤、

水源方面造成嚴重污染，危害人們的健康?？共∠x品種的育成可起到少用

農(nóng)藥，起到減少污染，降低成本的作用。

增強適應性和抗逆性，節(jié)約能源對環(huán)境適應性廣、抗逆性強的良

僅可以擴大種植區(qū)域，也在一定程度上降低能耗。蔬菜、花卉和果樹一

在保護地生產(chǎn)中常因光照、溫度不足而難以正常開花結果，為滿足這方面

需要較多的能源。育成適應于保護地生產(chǎn)的品種可顯著降低設施園藝的能

如，象牙紅一般品種開花要求白天28℃,夜間25℃的條件，而新育成的

種在白天14℃,夜間12℃就能正常開花。

延長產(chǎn)品的供應和利用時期良種的不同成熟期與耐儲運能力，可以

長產(chǎn)品的供應和利用時期的作用。一二年生作物選育不同成熟期的品種可

播種時期，利于安排適當?shù)牟缈冢娱L供應和利用時期，解決市場均衡供

。如早熟而不易抽鬟的春甘藍和中熟而耐高溫的秋甘藍對解決春淡季和秋

蔬菜供應有重要意義。菊花在原有盆栽秋菊的基礎上育成了夏菊、夏秋菊

新品種，大幅度地延長了它的觀賞期及利用方式。提高品種耐貯運性，也

、擴大園藝產(chǎn)品供應時期和范圍的重要途徑。例如，蘋果晚熟耐貯品種供

以和第二年早熟品種成熟期銜接。

適應集約化管理、節(jié)約勞力園藝生產(chǎn)都是集約化生產(chǎn)，播種、育苗、

包裝、采收等工序都需要比較多的勞動力。適應集約化生產(chǎn)的良種，則可

度的提高勞動生產(chǎn)率。例如，花壇用和盆栽用小花菊、萬壽菊、一串紅、

等要求分枝多、株型緊湊，用多次摘心的辦法促進分枝則用工較多。選育

性強的矮生品種后可免除摘心用勞力。美國伊利諾斯大學育成了“分枝菊”

列后，除了節(jié)減疏蕾、摘芽用工外，隨著生育期的縮短可提高設施利用率，

理和包裝用工，從而大幅度提高勞動生產(chǎn)率。蘋果矮化砧和短枝型品種的

番茄矮生直立機械化作業(yè)品種的育成也能大幅度地節(jié)約整枝、采收等工序

量。

三節(jié)園藝植物育種與園藝植物育種學

、園藝植物育種學及其與其他學科的關系

藝植物育種是伴隨園藝植物栽培活動而產(chǎn)生的，在漫長的歷史發(fā)展過程

要是利用自然界現(xiàn)有的變異進行選擇，以實現(xiàn)品種的改良?，F(xiàn)代園藝植物

不僅限于單純利用自然界現(xiàn)有變異選育優(yōu)良品種，而且還將根據(jù)需要，利

間雜交、遠緣雜交、優(yōu)勢雜交、人工誘變、離體組織培養(yǎng)和DNA分子改

徑來創(chuàng)造新的變異類型，按照一定的目標進行選擇，應用比較快速、準確

方法來提高選擇的效果，結合現(xiàn)代生物技術，盡可能地縮短育種周期，通

比較試驗，評選出優(yōu)良新品種。新品種育成之后必須加速繁育，盡快地推

,這樣才能發(fā)揮它的效益。園藝植物育種學是研究選育與繁殖園藝植物優(yōu)

的原理和方法的科學。它是植物育種學和園藝學的分支學科。

藝植物育種學是果樹、蔬菜及觀賞植物人工進化的科學，是以遺傳學、進

主要基礎的綜合性應用科學。它涉及植物學、植物生理學、植物生態(tài)學、

物化學、植物病理學、農(nóng)業(yè)昆蟲學、農(nóng)業(yè)氣象學、土壤學、生物統(tǒng)計和試

、生物技術、分子生物學、園產(chǎn)品貯藏加工學等領域的基本理論和實驗手

藝植物育種學與園藝作物栽培學有密切的聯(lián)系，是園藝學中不可偏缺的主

O

、園藝植物育種學的主要任務

藝植物育種學研究的對象是屬于一定植物屬、種、變種、類型的園藝植

其近緣野生植物。其主要任務是根據(jù)不同地區(qū)原有品種基礎和主、客觀

科學地制訂先進而切實可行的育種目標；在征集、評價和利用種質資源，

掌握性狀遺傳變異規(guī)律及變異多樣性的基礎上，采用適當?shù)挠N途徑和方

育適合于市場需要的優(yōu)良品種，乃至新的園藝作物；在良種繁育和推廣過

注意防止品種混雜、退化，保持優(yōu)良種性，提供數(shù)量足夠、質量可靠、成

的繁殖材料，促進優(yōu)質、高產(chǎn)、高效園藝業(yè)的發(fā)展。

、園藝植物育種學的主要內(nèi)容

藝植物育種學的主要內(nèi)容有：育種目標的制定及實現(xiàn)目標的相應策略，種

的搜集、保存、評價、利用和創(chuàng)新，目標性狀的遺傳、鑒定、標記及選育

,選擇的理論和方法，人工創(chuàng)造變異的途徑、方法和技術，雜種優(yōu)勢的利

和方法，育種不同階段的試驗技術，新品種審定、推廣和繁育等。

四節(jié)園藝植物育種的歷史與發(fā)展

、園藝植物育種的歷史

紀元前的無意識選擇從山野里采集野生植物的果實、嫩的莖葉和挖

等直接食用，把種子、根株等扔到住處周圍，當看到種子、根株等再長出

,將其移栽或種植到居住區(qū)內(nèi)，人們就開始了野生植物的馴化和無意識選

漢代的有意識選擇到了漢代(公元前一世紀)《范勝之書》中已有

意選留種株、種果和單打、單存等選種留種方法的記載。北魏賈思勰

532年)的《齊民要術》中已有論述種子混雜的害處，主張穗選，設

的留種地和選優(yōu)、汰劣等措施，以及對無性繁殖的園藝植物采用有性和

殖結合的方法進行實生選種等記載?！堵尻柲档び洝?1031),《菊譜》(1104)

枝譜》(1059)等專著中記述了無性繁殖的花卉、果樹植物的芽變選種和

瓣、并蒂的菊花、牡丹、芍藥等花卉品種的經(jīng)驗。

十九世紀專門育種機構的成立及達爾文的進化論19世紀上半葉英

業(yè)革命促進了畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)和園藝業(yè)的發(fā)展，加之在細胞學、胚胎學、

和解剖學等領域的研究成果，有力地促進了品種選育工作的發(fā)展。到

中葉和末葉，瑞典、法國、德國、荷蘭、丹麥等國相繼出現(xiàn)了許多選

種繁育的專業(yè)種苗公司。達爾文(1809-1882)通過大量的調查研究，

總結了生物在自然選擇和人工選擇下的遺傳變異和進化，論述了自然

人工選擇原理，闡明了雜交和選擇在育種中的重要作用，為品種選育

理論基礎，對園藝植物育種事業(yè)起了巨大的推動作用。

二十世紀初孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)自1900年孟德爾

~1884)的遺傳規(guī)律在生物界被重新發(fā)現(xiàn)，并得到進一步證實和引起重

促進了遺傳學研究的迅速發(fā)展，使品種選育工作逐步進入科學育種的

,開創(chuàng)了誘變育種和多倍體育種的新途徑。

二十世紀三十年代開始利用雜種優(yōu)勢和抗病育種20世紀30年代后

物雜種優(yōu)勢利用和抗病育種逐步開展，并陸續(xù)育成許多優(yōu)良品種。60

日本、美國、荷蘭、保加利亞等國在番茄、茄子、甜椒、黃瓜、甜瓜、

白菜、洋蔥、胡蘿卜等蔬菜上普遍應用一代雜種。并且相繼培育出了

兼抗多種病害的蔬菜良種。

二十世紀中葉DNA結構的發(fā)現(xiàn)及以后的高技術育種20世紀50年

了核酸的結構，使遺傳學的研究由細胞水平發(fā)展到分子水平，60年代

了遺傳信息的轉錄和翻譯。隨著分子遺傳學的發(fā)展，特別是在人工分

和人工合成基因取得初步成功的基礎上，創(chuàng)建了分子育種。70年代以

倍體育種、體細胞雜交、基因工程技術和分子標記技術等相繼應用于

物育種。

、中國園藝植物育種的概況

國園藝植物育種有著悠久的歷史和有過輝煌的過去。我們的祖先在長期改

的斗爭中把眾多的野生植物馴化成栽培類型，培育創(chuàng)造了豐富多彩的果

菜、花卉品種為全世界所矚目：中國是世界農(nóng)業(yè)及栽培植物起源最早，栽

數(shù)量極大的獨立起源中心：古文獻中記載了有關選擇育種的寶貴經(jīng)驗，這

個世界的園藝植物育種事業(yè)作出了巨大的貢獻，素有“中國是世界園林之

美譽。然而在19世紀以后，當世界進入科學育種階段，整個育種事業(yè)迅

時，中國正處于腐朽的封建統(tǒng)治和帝國主義的雙重壓迫之下，民不聊生。

作長期處于停滯狀態(tài)。新中國成立以來，園藝植物育種事業(yè)有了較大的發(fā)

開展了全國性資源調查和地方品種整理工作，建立了種質資源工作體系

的全國科學規(guī)劃將作物資源調查、整理和利用列為重點課題后，各地陸

了園藝植物資源調查工作，在普查中發(fā)現(xiàn)和整理的果樹和蔬菜品種均以萬

1997年統(tǒng)計資料，中國國家種質庫擁有的資源總份數(shù)已達到35萬份，其

有性繁殖的蔬菜資源28765份，無性繁殖的果樹、蔬菜資源以資源圃種植

低溫保存的試管苗庫，有關園藝植物的國家級種質資源圃23個，包括各

資源圃17個（11657份），含果桑在內(nèi)的桑樹資源圃1個（1757份），薯

圃2個（1900份）和試管苗庫2個（2350份），水生蔬菜資源圃1個（無

資源1949份，有性繁殖資源184份），以上種植保存和試管苗保存包括部

資源近2萬份。

賞植物種質資源工作相對滯后。20世紀80年代由廣州華南植物園、昆明

究所等單位協(xié)作調查，搜集我國木蘭科植物11屬90種200多份資源先后

富陽和建德建立了木蘭資源圃。中國梅花研究中心在武漢東湖磨山植物園

梅花資源圃收集保存了梅花品種180多個。山東荷澤、河南洛陽建立的牡

圃搜集保存牡丹、芍藥資源500多份，廣西南寧建立了兩座金花茶資源圃

花茶類20多個種和變種以及成千的雜種株系，南京和北京建有保存近

品種的菊花資源圃等。

廣泛進行了園藝植物的引種工作新中國成立以來，廣泛進行了國內(nèi)

區(qū)間相互引種和國外引種工作，大大豐富了各地園藝植物的種類和品種，

良種的栽培面積。四川榨菜通過引種不僅在長江一帶江、浙各省，而且南

、廣西，北至山西、遼寧等省均進行了引種栽培。南方的葛筍、白菜、絲

瓜等都在北方試種成功，北方的大白菜、黃瓜良種也在南方廣泛栽培。西

區(qū)從50年代開始陸續(xù)從內(nèi)地引種蘋果、梨、桃、葡萄、西瓜、甜瓜、番

子、菜豆、白菜、馬鈴薯、月季、牡丹、芍藥、大麗花、百合、唐菖蒲等

都已進行大面積商品性生產(chǎn)，結束了長期以來缺果無花和少菜的問題。近

國外引種的園藝植物種類如果樹中的忙果、紅毛丹、面包果、倒捻子、星

腰果，蔬菜中的西芹、球莖茴香、石刁柏、錦葵菜、四棱豆、蔚蘿、獨行

秋葵等；觀賞植物如從日本引入的龍柏、五針松、櫻花、紅械，從北美引

、鉛筆柏、墨西哥柏、池杉、加勒比松、濕地松、火柜松、晚松、油棕等

顯著成效。從國外優(yōu)良品種經(jīng)引種試驗有望成為我國園藝生產(chǎn)中的主栽品

蘋果品種紅富士、新喬納金，葡萄鮮食品種巨峰、乍娜、布朗無核、紅瑞

紅等，番茄品種強力米壽、弗羅雷德等。

新品種選育和雜種優(yōu)勢利用研究成效顯著新中國成立以來，通過各

途徑選育的園藝植物新品種數(shù)以千計，主要果樹、蔬菜作物品種已更換過

比較充分地發(fā)揮了良種在園藝生產(chǎn)中的作用。國家科委（科技部）和地

在“六五”至“九五”期間，集中對大白菜、白菜、甘藍、番茄、黃瓜、

作物的新品種選育和育種技術進行了聯(lián)合攻關，育成優(yōu)良的抗病、豐產(chǎn)、

品種逾百個，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整和蔬菜生產(chǎn)上發(fā)揮了很大的作用，取得

的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。在蘋果、梨、桃、柑橘、葡萄等主要

,育成了許多品種，在果樹生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用。在菊花、梅花、荷花

植物中，也取得了舉世矚目的成果。尤其是梅花的優(yōu)質和抗寒育種，國慶

開花早菊選育等。

育種理論和育種方法的研究也取得了較大的成效近50多年來，對

物主要經(jīng)濟性狀的遺傳規(guī)律、多倍體的誘發(fā)、輻射引變、克服遠緣雜交的

方面開展了許多研究。我國較早地通過花藥培養(yǎng)獲得了蘋果、柑桶、葡萄、

茄子、番茄、辣椒等園藝植物的單倍體，有的獲得了后代，蘋果、柑桶、

桃、馬鈴薯、大蒜的分生組織培養(yǎng)脫毒，蘋果、葡萄、草莓、甘藍、花椰

菜、石刁柏、百合、水仙等的離體快繁均獲得成功。70年代后期以來我

工酶、分子標記技術應用于研究園藝植物的分類、演化、遺傳及品種、雜

及純度鑒定方面取得了可喜的進展。通過轉基因技術，獲得的各種轉基因

物，包括蘋果、柑桶、葡萄、胡桃、驕猴桃、竹、草莓、番木瓜、番茄、

辣椒、甘藍、白菜、黃瓜、石刁柏、花芋等，有些已進入大田試驗。

、園藝植物育種的發(fā)展趨勢

育種目標更加注重園藝植物生產(chǎn)發(fā)展與市場競爭的需要育種目標總

是培育“優(yōu)質、高產(chǎn)、高效”的品種，其他目標都是為此服務的。在激烈

競爭中，園藝植物育種者為了滿足生產(chǎn)者和消費者的需求，都十分重視品

,注重產(chǎn)品的外觀、整齊性、貨架壽命等商品性狀，提高鮮食及加工品質,

養(yǎng)保健功能和消除有害成份。由于農(nóng)藥用量不斷增加，不僅增加生產(chǎn)成本,

重污染生態(tài)環(huán)境，殘毒影響人體健康，培育抗病蟲品種已經(jīng)成了蔬菜和果

的重點。在人口增長，耕地減少及生態(tài)環(huán)境惡化的情況下，有些專家預言,

數(shù)植物將需要在目前認為不適合的區(qū)域種植，有些園林植物需要種植到廢

地和礦物、廢物垃圾場地，因此，提高園藝植物對各種逆境的適應性也會

到日程上來。為了提高產(chǎn)量和品質，不僅要考慮產(chǎn)量、品質的構成性狀，

考慮它們的生理基礎。提高品種的光合效率及光合產(chǎn)物的利用率以及理想

育種等也引起育種界的重視。另外還有選育適于機械化作業(yè)的品種，針對

同用途和加工方式分別選育專用及兼用品種等。

重視種質資源的搜集、評價和開發(fā)利用育種界逐漸認識到種質資源

事業(yè)成就大小的關鍵，而且，隨著園藝生產(chǎn)的規(guī)?；?，種質資源多樣性正

減少，為此，各個國家和許多育種者都非常重視種質資源調查、搜集工作,

家都建立了一定規(guī)模的種質資源庫。發(fā)達國家已經(jīng)建立起比較完善、規(guī)范

源工作體系，如美國農(nóng)業(yè)部、日本農(nóng)林水產(chǎn)省都設置專門機構，負責各類

質資源的考察、搜集、保存、評價工作，以及建立管理資料檔案、種子種

、繁殖、分發(fā)、交換等制度，使種質資源工作和育種工作密切聯(lián)系，充分

滿足育種的需要。

重視育種應用基礎及育種技術的研究要提高育種效率，必須加強和

系密切的應用基礎學科的研究，只有育種者對他所從事育種的植物，特別

標性狀的遺傳、生理、生態(tài)、進化等方面的知識有深刻的了解，并且以這

為基礎，采取切合實際的育種方法，才能提高育種效率。近年來主要園藝

關產(chǎn)量、品質、抗病性、株型、雄性不育等主要經(jīng)濟性狀遺傳研究方面的

提高育種效率起到了積極的推動作用。

加強多學科協(xié)作和鼓勵企業(yè)投資育種對于解決復雜的育種任務，從

源的評價、篩選，雜種后代的鑒定、選擇，品系品種的比較鑒定等以育種

中心，根據(jù)需要組織育種、遺傳、生理、生化、植保、土肥、栽培等不同

專業(yè)人員參加，統(tǒng)一分工、協(xié)同攻關是提高效率的有效方式，正受到比較

重視。園藝植物育種是一個周期長、投入多、風險大，但對發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)

輕重，并且回報率也是非常高的事業(yè)。許多國家不僅明確規(guī)定對品種選育

撥專款予以推動和扶持，而且鼓勵工商企業(yè)投資農(nóng)業(yè)。

育種途徑及育種方法、手段的更新對新的育種途徑和方法的研究如

程、染色體工程、基因工程和分子輔助育種等都在積極探索。以現(xiàn)代化的

備改進鑒定手段，提高育種效率。利用先進的儀器設備對大批量的小樣品

速準確的定性和定量鑒定，對含量極少的成分進行微量和超微量的分析；

的組織、細胞結構的解剖學性狀利用掃描和透射電鏡觀察；利用分子標記

標記有用性狀；利用電子計算機等技術分析處理大量數(shù)據(jù)資料，等等，這

極大地提高育種的效率和精確度。

第一章育種目標與育種途徑

要：可分為四大部分內(nèi)容的講授。

種目標的概念

育種生產(chǎn)）育種目標對應目標性狀（植物）

定育種目標的原則

種途徑

上一節(jié)課的學習，大學掌握了什么是園藝植物育種學，知道了其任務和內(nèi)

節(jié)課我想用幾句話再對其框架結構及實質內(nèi)容作個簡單概括描述。

種由其概念（其概念是一種說法是：研究“選育和繁殖”一種是利用

變異”和“人工創(chuàng)造變異”并進行人工“選擇”的進化），就可以認清其

內(nèi)容，由其主要任務就可以摸清育種工作的思路

們用10幾個字就可以概括育種的本質內(nèi)容，它就是一則游戲，武器：遺

異、選擇，我們所有的育種途徑均離不開這6個字。

的：選優(yōu)汰劣（育種），防雜保純（良繁）；恰是我們育種學所涵蓋的兩大

；么是不是這樣，我們一會兒在講完育種途徑時，可分析，另外，這個概括

要講的育種工作思路或說流程，大家在學完整本書后，回頭再看這些東西

深刻的印象。

育種的任務（本書）我們可以得出如下的工作思路及流程：

先制定切實可行的育種目標。一征集評價而后利用種質資源。一研究、掌

狀遺傳規(guī)律及變異多樣性。一采用適當?shù)挠N途徑和方法一育出適合市場

品種（審定）一進行良種繁育。

:家可以翻開課本（這項工作可以放在該節(jié)課的最后）對照上圖來看目錄，

的內(nèi)容盡收其中，從圖中看放在首位的是育種目標，所在今天我們來學習

的內(nèi)容。

，什么要先講育種目標呢，大家做工作或事情，均應首先有個目標，要做成

、什么地步，育種也是如此，我要育成什么樣的品種呢，它應具備什么特

我們的術語來講，它應具備什么樣的性狀呢，這就是我們的育種目標，我

其概念。

第一節(jié)育種目標

■＞概念：

.所要育成品種的要求（簡言之）。即所要育成的新品種在一定的自然、生

濟條件下的地區(qū)栽培時，應具備的一系列優(yōu)良性狀指標（詳）。

們說育種目標是育種工作的前提，其（恰當）適當與否關系到育種工作的

那么我們應當對新品種提出什么要求呢，也就是說我們在培育新品種時，

樣的要求呢，它應具備什么樣的優(yōu)點呢？

藝植物育種的主要目標和目標性狀

上的主要目標和主要目標性狀，二者的所屬不同。前者是我們所提出的要

者是要選到符合這些要求的植物本身應具備的特點。前者講授闡述中主要

什么會有這個要求，即重要性，后者闡述植物目標性狀的具體內(nèi)容。

.要目標（我們的）主要目標性狀（植物的）

產(chǎn)量性狀概念：

土穩(wěn)產(chǎn)：基本目標

生物產(chǎn)量：一定時間內(nèi)，單位面積內(nèi)，全部光合

稻袁隆平

產(chǎn)物的總量。

.米李登海經(jīng)濟產(chǎn)量：其中作為商品利用部分的收獲量。

用抗耐性品種是高產(chǎn)，尤其是穩(wěn)產(chǎn)經(jīng)濟系數(shù)（又稱收獲指數(shù)）：二者比值，后/前

產(chǎn)量的構成因素：

效、經(jīng)濟的途徑。

種植密度；（株型）種植密度影響光合

量：

單株結果數(shù)；

20公斤/畝（6.4噸/公頃）s坐果率；

平均250公斤/畝（3.8噸/公頃）；單果重

早期產(chǎn)量：

年水稻單產(chǎn)126公斤/畝，現(xiàn)超級雜

注意：以上各因素間相互關聯(lián)（負），難以同

0公斤/畝。步提高

8（重要目標）品質性狀:

分類：

質是產(chǎn)品能滿足一定需要特征特性據(jù)產(chǎn)品用途和利用方式不同可分為：

感官品質：內(nèi)質：風味、香氣、肉質

1美元，而品質差的0.2元RMB/斤外質：大小、形狀、色澤

質的變化，由甜到酸甜如豐香草莓；玫瑰香葡萄；色澤如蛇果

營養(yǎng)品質：

時和產(chǎn)量相矛盾，近年來，由于育

蔬菜：維生素、礦質元素、有機酸、P、AA；

的發(fā)展，F(xiàn)1代的產(chǎn)生，栽培技術的

果品：水果糖分，干果的淀粉和特殊化學成

保護地技術的產(chǎn)生與發(fā)展、園藝產(chǎn)

分。

果、蔬菜的產(chǎn)量大大提高，實現(xiàn)了

觀賞植物：兼用品質才考慮。

立性強適應性：

藝植物分布廣闊，栽培環(huán)境多種多所謂適應，主要是適應環(huán)境，當然這個環(huán)境有自

劣的環(huán)境條件限制著園藝植物的產(chǎn)然的，也有人工創(chuàng)造的（保護地），而環(huán)境因子

質提高，even使其不能生產(chǎn)，如我無外乎有溫、水、光、土、氣等。

、衡水一帶的鹽堿地，另外，近年溫度：（低溫、高溫）；

地栽培技術的發(fā)展，使人們在不同光照;溫度;

能吃上新鮮蔬菜，但同時也給育種注意：適應性強，要有一個前提，即是在其

出了挑戰(zhàn)。高產(chǎn)、優(yōu)質下的適應，而不是只是植物本身能存

：一些抗鹽、堿、冷、旱的植物?；畹倪m應，所以在育種目標的制定與考察中這點

翅檳果、海芹、堿蓬、紫花苜蓿等至關重要。

有蟲害和除草劑對病蟲害和除草劑的抗、耐性

了環(huán)境因子對植物生長發(fā)育的影響抗??；

有生物因素也會影響，即病、蟲、

抗蟲；轉基因棉33B、99B抗蟲棉

它們不但會影響作物的產(chǎn)量，還會

抗除草劑也非常重要；（除草劑的原理）

品質，而且從環(huán)保出發(fā)，單純靠藥

實例：西標本園甜、辣椒受害

是不可取的，所以為了保護良好的

抗除草劑的品種本身也有弊端，它也可能泛濫,成為“草

存環(huán)境，培育抗病，蟲，除草劑的

在必行。相對而言.

可成熟期：熟期（性）：

熟期包括早、中、晚三種類型，其構成因素

著人們生活水平的不斷提高，大家

包括：

食用的種類、品質也有了更高的要

花期；結果期；采收期；果實生長發(fā)育速度;

且對其季節(jié)性也提出了要求，打破

環(huán)境的適應性（溫、光等）；另種子的成熟

觀念，周年供應才能滿足人們的需也是制約因素之一。

以需要適合不同季節(jié)栽培且成熟期觀賞植物不同，花卉植物的成熟期，指開花

戶機械化生產(chǎn)對機械生產(chǎn)的適宜性:

著科技的發(fā)展，生產(chǎn)力逐步得到解如：株型緊奏；

產(chǎn)效率日益提高，集約化經(jīng)營，大稈壯不倒；

產(chǎn)離不開機械化操作，所以適于機果實耐機械壓力，果皮有韌性；

產(chǎn)也被提上了日程，esp在勞動力較eg：葡萄、番茄均不可機械化采收。

達國家，eg：美國，6美元/小時勞

現(xiàn)在的育種目標向著綜合化的方向發(fā)展。

藝植物（育種目標為主要特點和）育種目標制定的原則

想確定育種目標的制定原則，首先應了解其特點：

園藝植物育種目標的特點

多樣性取決于以下因子的多樣性：

①園藝植物的利用方式。

如：鮮食、制干、制罐、制汁、釀造等）或花卉（切花、盆栽、地被、干

、食用）

②對環(huán)境的要求。如：板栗喜酸性土壤

③消費者的嗜好。如：茄子有的喜歡圓、長；有喜歡紅、黑、紫、綠、白;

瓜有紅瓢、黃瓢，花皮、黑皮、長、橢圓、圓、大、小。

高效性創(chuàng)造最大的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

I前所述的鴨梨（優(yōu)質）、石家莊田戶峪的蘋果、棗中的冬棗、前兩年的人

:果（蔬菜）。

供應市場的季節(jié)性實質是熟期問題及花卉（對季節(jié)性不敏感的品種）

兼用性食賞兼用、藥賞兼用型，食賞藥三用？

制定育種目標的原則

以上提到的特點，我們來分析其制定原則。

滿足生產(chǎn)和市場的需要

滿足消費者、生產(chǎn)者、在一定范圍內(nèi)不同栽培條件的要求。

考慮其經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

言之，力求使農(nóng)民或生產(chǎn)者以最小投入獲得最大的回報，要比原品種強，

然除此之外還要考慮社會、生態(tài)效益，如果你的產(chǎn)出增加，而投入的更多

,農(nóng)民是不會接受的。

充分考慮其實現(xiàn)的可能性

:定于：目標的切實可行，不能理想化；

育種者自身的素質、知識、經(jīng)驗、信息量；

相應的儀器設備；

種質資源的多少；

,：育種目標的選擇也要靈活，其可能性是個前提：比如在新疆地區(qū)，esp

，疆無霜期短只有165天，月、年均溫低，春季升溫，常有倒春寒，所以早

，性往往是苗選。

近期需要與長遠利益兼顧

:考慮到生產(chǎn)的發(fā)展趨勢和耕作栽培演變對品種的要求。

處理好目標性狀與非目標性狀的關系。

標性狀重點突出、集中、不能太多。

:重不同性狀間的相互關系和地位。這也是如何確定主要目標的原則之一。

、園藝植物育種途徑

確定目標后，則據(jù)：園藝植物特點、品種現(xiàn)狀、對育成品種的時間要求,

確定育種途徑。

效臺材材料料

人人工工創(chuàng)創(chuàng)造造變變

異異

NN

符合合育育引引種種

YY

有有雜雜誘誘分分子子育育種種

NNNN

直接接利利可可利利用用的的性性種種變變

植植分分

遺遺傳傳變變異異雜雜優(yōu)優(yōu)育育

物物子子

YYYY

交交勢勢

基基標標

育育

查查選選因因記記

種種

輔輔

助助

第二章種質資源

是決定生物遺傳性狀，并將遺傳信息從親代傳遞給子代的遺傳物質。

:是指以種為單位的群體內(nèi)的全部遺傳物質，它有許多個體的不同基因所

又稱基因庫。

源：具有種質并能繁殖的生物體統(tǒng)稱為種質資源或遺傳資源。

第一節(jié)種質資源的重要性

質資源的重要性

種質資源是地球生命的基礎，也是人類賴以生存和發(fā)展的根本，它為人

了食物、藥品、能源、工業(yè)原料等，是人類最為寶貴的自然財富。豐富的

類和它們所擁有的基因以及它們與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)構成生物

性，對于維持生態(tài)平衡、穩(wěn)定環(huán)境以及保持人類的持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

種質資源是利用和改良動物、植物、微生物的物質基礎，更是實施各個

徑的原材料。就園藝植物育種而言，在明確育種目標的前提下，首先要選

材料，在很大程度上決定了育種的效果。而原始材料的選擇又依賴于所掌

資源的廣度和對其所了解的深度?，F(xiàn)代育種實踐表明，種質資源的發(fā)現(xiàn)、

利用在植物育種成就中起了決定性的作用。沒有好的種質資源，就不可能

的品種。例如，19世紀中葉歐洲馬鈴薯晚疫病大流行，幾乎毀掉整個歐

薯種植業(yè)。后來利用從墨西哥引入的抗病的野生種雜交育成抗病品種，才

馬鈴薯種植業(yè)得到挽救。

內(nèi)外種質資源的工作概況

據(jù)國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組統(tǒng)計，世界各地基因庫保存作物種質材料184.6

聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和國際植物遺傳資源委員會（IBPGR）組織并推

物種質資源研究工作的國際合作和交流。IBPGR還組織了世界性的國際

網(wǎng)，有42個國家或國際農(nóng)業(yè)研究機構參加。世界各國政府和農(nóng)業(yè)科研機

質資源的搜索、保存、交流和研究工作十分重視。

美國，有完備的植物種質資源工作體系，主要機構是美國農(nóng)業(yè)部研究中心

遺傳和種質研究所，農(nóng)作物國家引種站和地區(qū)引種站、馬鈴薯引種站和國

貯藏實驗室以及私人種子公司等，并建立了水果和干果無性系種質庫，擁

各地的種質材料總數(shù)達43萬份以上。各機構協(xié)作進行植物種質資源的搜

種、保存、繁殖、鑒定、分類、編目和分配，并設有種質資源信息網(wǎng)絡，

全世界搜集的60萬種以上的植物樣本特性的信息數(shù)據(jù)庫。

歐的植物種質材料主要由國家植物園保存。英國國家園藝研究所保存了10

岳菜種質材料，它在威爾斯博恩建有低溫種子庫，可在0℃下保存12萬份

料。北歐5國基因庫分中心及有關信息系統(tǒng)，已保存種質材料34000多

羅斯與40多個國家或地區(qū)有種質交換關系，每年引進國外的種質材料

00（）份，征集本國材料3000—4000份，擁有蔬菜種質材料63000份。

本筑波農(nóng)業(yè)研究所種子貯藏管理室保存有170種作物32000多份品種的種

為農(nóng)業(yè)研究機構提供種質材料。韓國在1985—1991年期間農(nóng)業(yè)振興廳基

收集107000份種質材料，其中辣椒、蘿卜、白菜資源較為豐富。

國擁有極豐富的植物種質資源，前蘇聯(lián)學者瓦維洛夫在《主要栽培植物的

源中心》一書中將“中國起源中心”列為世界世界上植物種類最多、范圍

一個獨立的世界農(nóng)業(yè)發(fā)源地和栽培植物起源中心。中國農(nóng)業(yè)科學院作物品

研究所組織協(xié)調全國栽培植物的種質資源研究工作，截止1984年，己搜

種質30萬份。己與85個國家、地區(qū)和國際組織建立了種質交流關系，先

京建成一號和二號種質庫。一號種質庫以中期保存為主，二號庫為長期庫，

種質材質40萬份。此外，在山西、河北、黑龍江、廣西、廣東、湖北、

天然庫）、河南、上海及北京等省、市、自治區(qū)建有地區(qū)種質庫，安全保

物種子。有關農(nóng)業(yè)機構、農(nóng)業(yè)院校育種單位也結合育種工作，搜集、保存、

定了一批種質材料。蔬菜種質材料的考察、搜集、整理研究由中國農(nóng)業(yè)科

花卉研究所組織進行，種質材料入庫己達L7萬份，其中根菜類1800份，

1500份，芥菜類800份，甘藍類］500份，瓜類3000份，豆類4000份，

2500份，蔥韭類500份，綠葉蔬菜2000份，其他400份。設在中國臺灣

蔬菜研究中心（AVRDC）也結合育種工作，進行番茄、大白菜、綠豆、

甘薯等作物種質的搜集、保存、研究和利用工作。國家果樹種質資源圃（各

見中國農(nóng)業(yè)百種全書果樹卷）保存蘋果、梨、柑橘、葡萄、桃、李、杏、

、栗、核桃、龍眼、枇杷、香蕉、荔枝、草藤16個主要樹種和云南特有

木資源，新疆名特果樹，以及寒地果樹，涉及31個科58個屬的果樹種質

00余份，占地120hm2。觀賞植物的種質資源除全國100多個植物園，遷

了當?shù)刂饕囊吧ɑ芎陀^賞樹木種類之外，我國還建立了南寧金花茶基

武漢中國梅花種質資源圃、洛陽國家牡丹基因庫、南京菊花種質資源圃等。

質資源的類別

本地種質資源：包括在當?shù)刈匀粭l件和耕作條件下，經(jīng)過長期培育選擇

地方品種和當前推廣的改良品種。由于它們對于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、栽培條件

習慣等有比較好的適應性，在利用種質資源時，可作為主要對象。此外，

種往往是一個遺傳類型多樣的群體，有可能從中選擇出優(yōu)良類型。

外地種質資源：引自外地區(qū)或國外的品種或材料。它們具有不同生物學

上的遺傳性狀，是改良品種的寶貴種質資源。

野生植物資源：栽培植物的近緣野生種和有潛在利用價值的植物野生種。

質材料是在自然條件下經(jīng)長期適應進化和自然選擇形成的，具有很強的適

抗逆性，或者具有栽培植物所欠缺的某些重要特性。通過雜交等防治，可

生植物中的優(yōu)良基因或攜帶這些基因的染色體或其片斷轉移到栽培植物

野生植物常常是砧木的重要資源，可在提高園藝植物的抗寒性和土壤適應

發(fā)揮作用。此外，某些野生植物經(jīng)濟性狀被認識后，還可發(fā)展為新作物。

人工創(chuàng)造的種質資源：包括人工誘變而產(chǎn)生的突變體、遠緣雜交創(chuàng)造的

、育種過程中的中間材料、基因工程創(chuàng)造的新種質等。這些材料是培育新

進行有關理論研究的重要遺傳資源

質資源保護的迫切性

質資源可以被消耗或補充，可以科學地管理和保護。有效的管理和保護種

,不僅能夠使其生存而且還能夠增值，從而為人類的持續(xù)發(fā)展而永續(xù)利用。

會不只依靠正被利用的種質資源，未被利用的種質資源也具有巨大的利用

豐富的種質資源不僅是人類賴以生存的基礎，而且為人類社會適應自然變

了選擇機會和原材料。

存的生物物種是過去數(shù)十億年進化的結晶，是既是一個物種滅絕后的幸存

隨著人類活動的加劇，物種的棲息地快速喪失，物種生存受到嚴重威脅，

率不斷加快。蘊藏全球70%的物種的熱帶森林，目前僅殘存900萬km2,

每年7.6萬~9.2萬km2的速度消失。保護種質資源確屬當務之急。

第二節(jié)作物起源中心與園藝植物起源

、作物起源中心學說與園藝植物起源

維洛夫于20世紀20~30年代對世界作物進行廣泛考察、搜集和研究后，

作物起源中心學說。這一學說認為植物物種及其變異多樣性在地球上分布

衡的，具有多樣性遺傳類型和近親的野生或栽培類型的地區(qū)，可能為起源

而顯性性狀可以作為起源中心的標志，并將世界作物確定為8個原生起源

由此擴展形成次生中心。隱性性狀主要出現(xiàn)在次生中心。這8個作物起源

包括3個補充的中心）是：（1）中國中心；（2）印度中心；（2a）印度-馬

心（3）中亞中心；（4）近東中心，即西亞地區(qū)，包括小亞細亞內(nèi)地、外

全部、伊朗和土庫曼高地；（5）地中海中心，包括敘利亞、巴勒斯坦、小

南部、希臘、意大利和非洲東北部；（6）阿比西尼亞中心，為埃塞俄比亞、

立亞、索馬里等高山地區(qū)；（7）墨西哥-中美中心，還包括安第列斯群島；

于美中心，包括秘魯、厄瓜多爾和玻利維亞；（8a）智利中心；（8b）巴西-

中心。這8個中心在古代彼此為山岳、沙漠或海洋所阻隔，其各自的農(nóng)業(yè)

發(fā)展起來的。前蘇聯(lián)的茹考夫斯基將世界作物起源中心劃分為12個大基

,增加了起源地點。（1）中國-日本中心；（2）東南亞中心；（3）澳大利

;（4）印度中心；（5）中亞中心；（6）西亞中心：（7）地中海中心；（8）

心；（9）歐洲-西伯利亞中心；（10）南美中心；（11）中美-墨西哥中心；

北美中心；

、中國的園藝植物種質資源

國幅員遼闊，氣候多樣，植物栽培歷史悠久，有豐富的園藝植物種質資源。

通過他5次赴華實地采集的經(jīng)驗體會，曾著成《中國，園藝之母》一書。

今世界上栽培的果樹很多原產(chǎn)于我國。蘋果屬中原產(chǎn)于中國的有20余種。

海棠果、西府海棠的基因中心在華北至西北。山荊子、毛山荊子產(chǎn)于東北、

湖北海棠、河南海棠產(chǎn)于華中、華西。麗江山荊子錫金海棠產(chǎn)于西南。新

果產(chǎn)于西北。三葉海棠產(chǎn)于我國（日本有分布）。梨屬中有14個種，其常

培品種主要是東北、華北的秋子梨，華北、西北的白梨，華中、華東的沙

木用的杜梨產(chǎn)于華北，豆梨主產(chǎn)于華東及華南，褐梨產(chǎn)于華北，川梨主產(chǎn)

。新疆有新疆梨和杏葉梨。在柑橘類中，我國是香橙亞科某些野生種的初

中心。云南、貴州有野生甜橙，廣西有野生橘，云南發(fā)現(xiàn)枸椽的新類型和

的江河大翼橙、馬烽橙，湖南有柑橘屬、金柑屬和枳屬的野生種.中國板

國特有的種，是栗抗病育種的重要種質材料。桃、杏、李、棗、柿和驕猴

初生基因中心均在中國。龍眼、荔枝也起源于中國。

源于中國的蔬菜作物在世界上是最多的。原產(chǎn)于我國和引自國外的蔬菜作

同的生態(tài)環(huán)境下，通過馴化、自然雜交、人工選擇栽培，產(chǎn)生了豐富的形

和生態(tài)分化類型，形成眾多獨特的類型、亞種、變種和品種。蔥分化出了

強的分蔥，又形成了分廉性弱而蔥白發(fā)達的大蔥。山藥地下部根狀塊莖在

成腳板狀、短簡狀，在北方形成長柱形。蕓墓屬的蕓墓在歐洲和其他國家

油料作物，而傳到中國后在南方演變成白菜牙中，進而形成普通白菜、塌

菜纂、菜心、分鬟菜等變種。在北方則與蕪菁無關，選擇形成大白菜亞種。

黑芥和蕓耋在中國西北和喜馬拉雅山脈地區(qū)雜交形成的異源四倍體，在四

演變成莖用、根用、葉用、藁用等16個變種。原產(chǎn)地中海地區(qū)的葛苣在

非洲等地發(fā)展成為葉用葛苣，而在中國則演變成莖部肥大的黃苣。此外，

蘿卜、黃瓜、冬瓜、甜瓜、大蒜吏豆等蔬菜也發(fā)生種種特性的變化，形成

同地區(qū)和季節(jié)生長的各種生態(tài)型品種。

國觀賞植物種類和品種豐富，尤其是適合園林或家庭栽培應用的花卉及其

發(fā)展能力的種質，在全球所占比重甚大。如喬、灌木中國原產(chǎn)者，為數(shù)多

種以上，松柏類、竹類尤為突出，這在世界上是罕見的。草本觀賞植物

十分豐富，有的還是舉世無雙的特產(chǎn)，如荷花、春蘭。觀賞植物的品種數(shù)

富異常的，突出表現(xiàn)在名花上，如1996年梅花有300個品種以上，牡丹

500個，芍藥200余個，月季800個，菊花3000個以上。中國觀賞植物

優(yōu)良特性表現(xiàn)在：①早花性；②連續(xù)開花性；③香花；④突出的優(yōu)異品質:

茶的金黃色花，菊花豐富異常的花色與花型，梅花之黃香型及花心具“臺

奇品；⑤突出的抗逆性：例如，“耐冬”山茶等的抗寒性，沙棗、楝樹等

堿性，荷花、桅子花等的耐熱性以及銀杏、水杉、菊花、槐樹等的適應性。

種質資源的工作內(nèi)容

、種質資源的搜集

過考察、采集、征集、交換、貿(mào)易等渠道搜集栽培植物的地方品種、育成

近緣野生種、創(chuàng)新種質及有關野生植物資源是植物遺傳育種的基礎工作。

以來，種質資源搜集已成為一項重要事業(yè)。

種質資源考察的范圍：一般在作物起源中心、栽培中心和遺傳育種中心

在起源中心主要搜集地方品種、原始種和野生近緣種，重點放在野外采集,

栽培中心應主要搜集各類地方品種和具有獨特性狀的類型，重點要訪問農(nóng)

解品種的演變歷史以及品種的經(jīng)濟性狀和抗不良環(huán)境的特性。在作物遺傳

心地區(qū)有較豐富的種質材料，主要搜集育成的優(yōu)良品種、品系及特殊的遺

;重點要進行田間評選，了解品種的系譜和特征。

種質資源搜集的方法：首先應做好考查前的準備工作。通過查閱已有種

和有關信息，制定出考察計劃。二是在實際考察中做好調查和觀察記載。

實地考察告一段落時，應及時對種質材料進行分類、登記，并整理調查記

正考察計劃和實施方案。發(fā)現(xiàn)遺漏應及時補充。

于搜集到的種質材料，特別是引進國外的種質資源，必須進行植物檢疫，

引入種質材料是帶入檢疫現(xiàn)象。

種質資源管理

I）初步整理參照原始記錄等資料，將搜集到的作物種子、苗木、無性

繁殖題進行初步分類、核實、登記、臨時編號。

2）觀察鑒定初步整理的種質材料須在田間種植2~3年，進行系統(tǒng)鑒定，

以對同名異物材料和異名同物材料作出判別，淘汰重復材料，并進一

步全面了解種質材料形態(tài)特征、生物學特性。對保留材料給與永久編

號。

3）材料整理對經(jīng)過觀察鑒定所得資料以及各種調查資料進行整理，建

立種質檔案、形成檢索卡片，建成種質資源數(shù)據(jù)庫，并將種質資源的

信息編輯成種質資源目錄出版，供隨時檢索、查閱和交流，便于種質

資源利用。

、種質資源的保存

就地保存：種質資源在原來所處的生態(tài)環(huán)境中，不經(jīng)遷移，采取措施加

,如劃定自然保護區(qū)、國家公園、人工圈護稀有的良種單株及歷史上遺留

古數(shù)名木。稀有種、瀕危種一般也應用此法。自然保護區(qū)是保存某些野生

源的最好方式，它保留了種質資源的原有生態(tài)環(huán)境，使它們不致隨著自然

的消失而滅絕。至1991我國已建立各種類型保護區(qū)707處，面積達

2,約占國土總面積的5.5%,如阿爾金山、太白山、西雙版納、臥龍、

、梵凈山等自然保護區(qū)。

種質圃保存：將種質材料遷出自然生長地，集中改種在植物園、樹木園、

源圃、種質資源圃等處保存。例如，中國廣西壯族自治區(qū)南寧市1986年

金茶花中質圃。中國和世界各地許多植物園、樹木園、觀賞植物資源圃、

質資源圃、藥圃等，也是種質保存的重要場所。中質圃選址時應考慮：具

質生存的氣候和土壤條件、無環(huán)境污染和嚴重病蟲危害；有良好的栽培條

施；交通便利，有利于科研教學活動和交流。對中質圃種質的材料應嚴格

疫，并防止混雜。

種子保存栽培植物多數(shù)為種子繁殖，故種子保存是常用的種質保存方

子有兩類，一類為“正常型種子”絕大多數(shù)作物種子屬于這一類，要求低

的條件下保存；另一類稱“頑拗型”種子，如核桃、栗、榛、人心果、香

當種子含水量降低到12Q31%生活力即下降，不能在低溫干燥條件下貯

保存方法尚未真正解決。一般貯藏溫度為5~20℃。目前正常型種子保存

用種質庫保存。種質庫應建在地下水位低、地勢干燥、常年溫度較低、交

、水和電供應可靠，無有害氣體侵襲，不受洪澇、地震等自然災害影響，

易燃易爆品場所和強電磁場的安全地帶。短期種質庫用于臨時存放；中期

主要用于長期保存種質，保存期30~50年。長期庫中種子發(fā)芽率下降到一

或種子糧下降到可接受的最低限度，就需要進行繁殖更新。

離體保存：實在適宜條件下，用離體的分生組織、花粉、休眠枝條等保

資源。立體保存具有保存數(shù)量多、便于繁殖、節(jié)約土地和勞力，避免不良

響等優(yōu)點。有許多問題上需研究解決。分生組織保存是將分生組織在分化

上形成試管苗，再轉入生長培養(yǎng)基中帶有苗長至10cm左右時，至于低溫

,經(jīng)半年或1年后，去試管苗莖尖，繼代保存。花粉保存在適宜條件下，

粉已達到保存種質的目的。影響花粉生活力的因素與種子類似，主要是溫

分?；ǚ鄣馁A藏年限遠較種子短。休眠枝條在低溫保濕條件下可短期貯藏。

存也采用超低溫保存即將原生質、細胞、組織器官或花粉經(jīng)處理后放入液

保存。使用時，取出材料，經(jīng)一定程序解凍，原生質體、細胞組織器官可

織培養(yǎng)誘導分化，形成再生植株，花粉可以用于授粉。

基因文庫保存：利用DNA重組技術，將種質材料的總DNA或染色體所

隨機連接到載體上，然后轉移到寄主細胞中，通過細胞增殖，構成各個

k的克隆系。在超低溫下保持個無性繁殖系生命即可保存該種質的DNA。

、種質資源的研究

集保存種質資源之目的是為了有效的利用它們，以作為育種材料。要做到

料的正確合理利用，就必須對所搜集的種質資源進行全面的性狀鑒定研

出科學評價。

特征特性鑒定種質資源鑒定時，應盡量采用國際通用獲全國統(tǒng)一制定

標準。根據(jù)利用的目的，各種植物的鑒定內(nèi)容不一定完全相同，但大致有

個方面：

1）植物學性狀鑒定描述每份材料的植物學形狀，一般有莖、葉、花、

種子的形態(tài)特征，如上述器官的形狀、大小、顏色、有無刺或絨毛等。側

花和果實的形狀，因為這些形狀是重要的植物分類依據(jù)。

2）園藝性狀鑒定主要堅定與栽培活動關系密切的性狀、產(chǎn)量構成形狀

熟性狀。如番茄的生長類型、生長習性、株高、開展度、第一花序節(jié)位、

、單果重、早期產(chǎn)量、總產(chǎn)量等。

3）生物學特性在自然環(huán)境或人工控制環(huán)境中，測定種質的生長發(fā)育習

候期和環(huán)境因子，通過分析三者之間的關系，了解種質材料的生長發(fā)育規(guī)

然環(huán)境區(qū)域性鑒定和不同生長季節(jié)鑒定，主要鑒定種質材料對不同地區(qū)和

節(jié)的適應性。人工控制環(huán)境鑒定有主要有溫室鑒定、人工氣候室鑒定、低

和低溫要求鑒定、光照鑒定等。溫室鑒定以選擇適合于溫室生長的種質材

工氣候室鑒定是由人工控制溫、濕度及光照條件，創(chuàng)造種質鑒定所需環(huán)境,

個或多個因素的分析。低溫純化和低溫要求鑒定是在控制低溫條件下，鑒

年生蔬菜花卉植物的春化特性以及落葉果樹解除休眠所需的需冷度。光照

用增加光照時間或遮光處理，了解種質材料的光周期特性；通過調節(jié)光強

不同種質材料對光強度的適應性。記載項目主要是環(huán)境因素種質材料的物

及相應生長發(fā)育分階段的形態(tài)特征、病蟲害發(fā)生情況并進行相應的產(chǎn)量統(tǒng)

質分析鑒定。

4）品質鑒定品質是決定產(chǎn)品價值的決定因素。品質鑒定因園藝植物種

途不同而鑒定時有所側重。外觀品質主要包括種質材料產(chǎn)品的色澤、大小、

整齊度，可以通過對以上指標進行全面詳細的綜合評價后做出判斷。質地

質包括硬度、彈性、致密堅韌度、汁液多少、粘稠性、纖維含量、脆嫩程

酸比值、芳香性物質含量以及特殊風味物質。質地品質鑒定可用不同的儀

;風味品質優(yōu)劣常用品嘗鑒定法。營養(yǎng)品質包括糖類、纖維素、蛋白質以

人體所需的多種維生素和礦物質，可采用常規(guī)分析法測定，例如維生素C

-二氯靛酚測定法，粗纖維用酸堿水解法，鈣用EDTA絡合滴定法。加工

要根據(jù)對加工產(chǎn)品的要求進行鑒定，貯藏品質則需通過貯藏試驗和運輸試

確定。

5）抗逆性鑒定在植物的生長發(fā)育過程中，常遇到低溫、高溫、弱光、

閻健等不利環(huán)境因素的脅迫，抗逆性鑒定就是鑒定不同種質材料對逆境的

度，從中選出抗冷性、抗凍性、抗寒性、耐熱性、抗鹽性材料，用于品種

直接用于生產(chǎn)。鑒定方法主要有自然條件下鑒定、人工模擬逆境鑒定要在

備中，嚴格控制有關條件，鑒定種質材料的受害程度以及逆境解除后的恢

，但由于不同年份、不同批次逆境強度不同，鑒定結果會有差異，因此，

經(jīng)過2~3年以上的重復或多點試驗。人工模擬逆境要在人工設備中，嚴格

關條件，鑒定種質材料的不同抗逆性，其結果比較精確。逆境脅迫常常會

物的膜系統(tǒng)以及其他生理過程如光合作用、呼吸作用等，因此間接鑒定法

逆境下的反映膜系統(tǒng)完整性的指標以及影響其他生理過程的指標來間接

質材料的抗逆性。植物的不同生育階段對逆境的敏感性不同，抗逆性鑒定

在逆境對植物危害最大的時期進行。

）抗病性鑒定這是對種質材料采取適當方法誘發(fā)植株發(fā)病，以確定其抗

。堅定的方法有直接鑒定和間接鑒定。直接鑒定有分為田間鑒定和室內(nèi)鑒

間鑒定時將被鑒定的種質材料播種或移植在病圃內(nèi)進行自然誘發(fā)或人工接

,可較客觀地反映種質的抗病性。室內(nèi)鑒定是在溫室或人工控制條件下對

料或離體植株進行人工接種鑒定。間接鑒定包括毒素鑒定法、植物保衛(wèi)素

、酶活性鑒定法、同工酶鑒定法和血清削鑒定法。間接鑒定只能建立在直

的基礎上，作為抗病性鑒定的輔助手段?？共⌒澡b定標準主要有普遍率、

和病情植樹三項。普遍率表示群體發(fā)病情況的指標，用百分率表示，如病

病果率等；嚴重度表示個體發(fā)病情況指標，按發(fā)病程度定級；病情指數(shù)計

為病情指數(shù)=￡（病級株數(shù)x病級代表數(shù)值）/（總株數(shù)x發(fā)病最重級代表

X100虬

）抗蟲性鑒定這主要測試評價在田間自然環(huán)境或人工控制環(huán)境下園藝

料抵御害蟲的能力，選出具有抗性的品種或種質材料。其目的在于減少使

使用化學農(nóng)藥，以避免農(nóng)藥對產(chǎn)品和環(huán)境的污染。主要研究鑒定害蟲對不

材料的危害程度。鑒定方法有田間自然鑒定法、田間接種蟲源增加危害壓

網(wǎng)室鑒定法。田間自然鑒定法主要依靠自然界發(fā)生害蟲群體鑒定不同種質

性程度；田間接種蟲源增加危害壓力法是在沖口發(fā)生較少的地區(qū)和年份采

措施，接種一定數(shù)量的蟲源，以增加害蟲的危害壓力，強化種質材料的抗

異，一般在害蟲飛行能力較弱的情況下進行；網(wǎng)室鑒定法則是在田間建造

內(nèi)種植被鑒定的種質材料，接種一定數(shù)量的害蟲。主要調查蟲口密度和被

,評價種質材料的抗蟲性差異。

基礎理論研究對與園藝植物種質資源的基礎理論研究主要是研究

、演化與分類以及遺傳分析等。

1）園藝植物起源與演化研究數(shù)千種栽培植物的起源與演化，迄今少數(shù)

論，大多數(shù)還不清楚。主要研究園藝植物起源地，種與種之間、類型與類

的系統(tǒng)發(fā)育關系，以便從栽培植物起源地及其附近可能自然擴散的地區(qū)發(fā)

有用的原始類型和新的種質材料，并為科學的利用個各種和類型提供依

藝作物起源與演化研究常用方法包括實地考察：搜集考古證據(jù)和古籍記載;

間雜交的親和性來判斷遺傳關系遠近；運用染色體組分析、核型分析、染

分析、同工酶分析或形態(tài)學和解剖學證據(jù)以及數(shù)量分類學方法，研究種或

親緣關系。近年來分子生物學技術在這一領域已廣泛應用，并取得重要進

鶯尾屬、菊屬、柑橘屬、丁香屬、韭屬、蕓耋屬等的親緣關系鑒定。通過

術，分析了中間的基因流動現(xiàn)象，補充和改進