1 育種目標(biāo).doc

第一章 育種目標(biāo)本章講3節(jié)：1育種目標(biāo)的概念2 植物育種的主要目標(biāo)性狀 3 制訂育種目標(biāo)的一般原則第一節(jié) 育種目標(biāo)的概念 一、育種目標(biāo)概念育種目標(biāo)（breeding objective）就是對(duì)所要育成品種的要求，是指在一定的生態(tài)、生產(chǎn)條件下，對(duì)所要育成品種的一系列優(yōu)良性狀的指標(biāo)。二、正確理解育種目標(biāo)1.植物育種的總目標(biāo)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)(多抗)、熟期適宜、適應(yīng)機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)各種作物品種的共同要求，是作物育種的主要目標(biāo)。但它們的重要性并不是并列的，而是因年代、地區(qū)和作物種類(lèi)的不同有主次之分。2.育種目標(biāo)決定育種的成敗、時(shí)間長(zhǎng)短等因?yàn)樗婕霸疾牧系倪x擇、育種方法的確定、育種年限的長(zhǎng)短。如高產(chǎn)育種要選擇具有高產(chǎn)基因的原始材料；而抗病育種則要選擇具有抗源的原始材料。如改良的性狀是單基因的質(zhì)量性狀，可采用回交或誘變的方法；如果改良的性狀是多基因控制的數(shù)量性狀，可采用雜交育種或輪回選擇的育種方法。不同的育種方法所需要的年限是不同的。一般來(lái)說(shuō)，誘變育種常較雜交育種穩(wěn)定得快，因而育成新品種所需的年限就較短。3.育種目標(biāo)是動(dòng)態(tài)變化的：因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境的變化，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及種植制度的改革等都要求育種目標(biāo)與之相適應(yīng)。4.育種目標(biāo)在一定時(shí)期內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的：它體現(xiàn)出育種工作在一定時(shí)期的方向和任務(wù)。三、制訂育種目標(biāo)的意義:開(kāi)展育種工作時(shí)，首先必須確定育種目標(biāo)，有了具體的育種目標(biāo)：才能有目的的搜集種質(zhì)資源。確定品種改良的對(duì)象和方法。有計(jì)劃的選配親本。確定對(duì)育種材料選擇的標(biāo)準(zhǔn)、鑒定的方法和栽培條件。育種目標(biāo)是育種工作的依據(jù)和指南，如果育種目標(biāo)不合理，忽高忽低，或者不夠明確具體，則育種工作必然是盲目進(jìn)行，難以取得成功和突破。第二節(jié) 植物育種的主要目標(biāo)性狀 一、高產(chǎn)高產(chǎn)是優(yōu)良品種的基本要求。特別是我國(guó)人口多耕地少，要解決吃飯問(wèn)題必須要提高單產(chǎn)（06年18.27億畝，人均1.39畝）。高產(chǎn)-指單位面積上一季收獲的產(chǎn)量高。不同作物因收獲器官的差異，有不同的產(chǎn)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：禾谷類(lèi)、豆類(lèi)指籽粒產(chǎn)量；棉花指的皮棉產(chǎn)量；馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量；甜菜和甘薯的塊根產(chǎn)量。 從當(dāng)前看，一般品種要增產(chǎn)510以上（稻麥棉玉米花生5%以上），雜交種要增產(chǎn)15%以上（與常規(guī)種比）。 高產(chǎn)品種必須有最佳的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)組合，合理株型和庫(kù)源關(guān)系等。（一）產(chǎn)量構(gòu)成因素的合理組合產(chǎn)量的提高決定于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)增長(zhǎng)禾谷類(lèi)作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素為：?jiǎn)挝幻娣e穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重；豆類(lèi)和油菜：?jiǎn)挝幻娣e株數(shù)、每株莢數(shù)、每莢粒數(shù)、粒重；棉花：?jiǎn)挝幻娣e株數(shù)、每株鈴數(shù)、鈴重、衣分（皮棉/籽棉）；大白菜：?jiǎn)挝幻娣e株數(shù)、平均單株重和凈菜率。單位面積產(chǎn)量是上述產(chǎn)量結(jié)構(gòu)性狀的乘積。在品種產(chǎn)量較低時(shí)，同時(shí)提高各種產(chǎn)量構(gòu)成因素比較容易，但當(dāng)豐產(chǎn)潛力達(dá)到一定水平時(shí)，各產(chǎn)量性狀之間相互制約，常有一定程度的負(fù)相關(guān)。應(yīng)抓住制約產(chǎn)量的主要矛盾，不斷提高產(chǎn)量水平。不同高產(chǎn)品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的主攻方向不同，如小麥有三種不同的高產(chǎn)類(lèi)型：多穗型品種-以增多穗數(shù)為基礎(chǔ)。選分蘗力強(qiáng)、分蘗成穗率高、單位面積穗數(shù)多的品種。（50萬(wàn)畝，如煙農(nóng)15）大穗型品種-以增多穗大為主。選穗數(shù)較少、穗粒數(shù)較多、千粒重較高的品種。(30萬(wàn)畝，如煙輻188)中間型品種-畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重同時(shí)并增，選中間型品種。 （4045萬(wàn)畝，如濟(jì)麥22、良星99、煙農(nóng)24）三種類(lèi)型品種只要栽培技術(shù)得當(dāng)，都能獲得高產(chǎn)。就小麥品種而言：北方冬麥區(qū)，氣候寒冷、干旱，病蟲(chóng)害較輕，以多穗型為主；南方冬麥區(qū)，氣候溫暖、多雨，病害重，以大穗型品種為主；黃淮冬麥區(qū)，以選擇中間型品種為主。一般條件下，各種作物在低產(chǎn)條件下，群體不足，個(gè)體發(fā)育不良，提高產(chǎn)量的關(guān)鍵是增加群體數(shù)量。高產(chǎn)條件下，各種作物都已達(dá)到較大群體，在群體與個(gè)體的矛盾中，適當(dāng)促進(jìn)個(gè)體發(fā)育應(yīng)作為高產(chǎn)的突破點(diǎn)。（二）理想株型育種 株型通俗說(shuō)就是植株的長(zhǎng)相。不同作物所要求的合理株型不完全相同。禾谷類(lèi)作物的合理株型：矮稈、半矮稈，株型緊湊；葉片直立（葉片的大小及葉片與莖桿的夾角從上到下逐漸加大）、葉厚、窄短；葉色較深，且保持時(shí)間長(zhǎng)等。矮化育種是株型改良的一個(gè)重要內(nèi)容。矮稈品種不僅抗倒力強(qiáng)，而且可以加大密度，提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)和有效地利用水肥，豐產(chǎn)潛力大。為了提高作物產(chǎn)量，各國(guó)都很重視矮稈品種的選育。但太矮生物產(chǎn)量不夠，生長(zhǎng)量太小，叢生郁蔽，透光性差，利用空間有限，不利于群體光能利用。研究表明，株高與作物的生物產(chǎn)量一般呈顯著的正相關(guān)。一般認(rèn)為：在確保不倒伏的情況下，有必要適當(dāng)增加株高。目前水稻高產(chǎn)育種提出的合理株高1m左右。小麥7090cm(濟(jì)麥22號(hào)71.6cm，煙農(nóng)24號(hào)79.8cm)玉米230280cm(登海661：232cm；鄭單958、中科11、蠡玉35、登海605 :250cm；丹玉86、魯單981、青農(nóng)105、農(nóng)大108、登海662:280cm)玉米：西玉3號(hào)太矮、不抗旱；登海11太高、不抗倒伏；鄭單958株高適中，耐密性好，適應(yīng)性廣。葉厚：葉綠素含量高，制造光和產(chǎn)物多。（葉綠素a：濃綠,對(duì)強(qiáng)光利用率高；葉綠素b：淡綠,對(duì)弱光利用率高.所以耐陰的蔬菜、山區(qū)霧大的地方淡綠色較好）。葉片直立：葉片與莖桿的夾角小，透光性好，增加光照面積，中下層葉也能接收陽(yáng)光，適合密植。如玉米有三種株型：平展型、緊湊型、中間型。平展型：葉片寬大、平展、晚熟、株型松散、高大。28003000株畝。代表品種：丹玉13緊湊型：葉片上沖、株型緊湊。40005500株畝。萊農(nóng)14、魯玉10中間型：穗位上緊湊，穗位下平展。4000畝。鄭單958.、先玉335棉花的合理株型：株型較緊湊，主莖節(jié)間稍長(zhǎng)，果枝節(jié)間較短，果枝與主莖夾角小，葉片中等，著生直立。果樹(shù)生產(chǎn)發(fā)展的新趨勢(shì)是以矮化密植為特點(diǎn)。如蘋(píng)果品種的特點(diǎn)是：植株半矮化，樹(shù)冠較小、緊湊，節(jié)間短，成枝力弱，萌芽力強(qiáng)，易形成短果枝，結(jié)果較早，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)系數(shù)（又稱(chēng)收獲指數(shù)），是指經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物學(xué)產(chǎn)量之比。自80年代以來(lái)，水稻、小麥、玉米等糧食作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)由35%左右提高到了50%左右。經(jīng)濟(jì)系數(shù)可作為高產(chǎn)育種的一項(xiàng)選擇指標(biāo)。稻麥等現(xiàn)有高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)已近于高限。（三）高光合效率合理株型是高產(chǎn)品種的形態(tài)特征，高光效則是高產(chǎn)品種的生理原因。高光效育種：提高作物本身的光合能力和降低呼吸消耗來(lái)提高作物產(chǎn)量的育種方法。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與光合效率間的關(guān)系：經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=（光合面積光合效率光合時(shí)間呼吸消耗）經(jīng)濟(jì)系數(shù)前三項(xiàng)代表光合產(chǎn)物的生產(chǎn)，減去呼吸消耗，即為生物學(xué)產(chǎn)量。一個(gè)高產(chǎn)品種應(yīng)具備：葉面積適當(dāng)，光和效率高，葉面積保持時(shí)間長(zhǎng)， 呼吸消耗低，經(jīng)濟(jì)系數(shù)高等特點(diǎn)。從作物育種分析：較快達(dá)到最大葉面積系數(shù)、葉面積保持時(shí)間長(zhǎng)、光合產(chǎn)物較早向籽粒轉(zhuǎn)移有重要意義。這些生理指標(biāo)主要用于生理研究和種質(zhì)資源的篩選，難于適應(yīng)育種過(guò)程的要求。二、優(yōu)質(zhì)（品質(zhì)性狀）隨著人民生活水平的提高，對(duì)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的要求日益迫切。新育成的品種，不僅要求高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，而且還應(yīng)具有更好的產(chǎn)品品質(zhì)。品質(zhì)性狀因作物種類(lèi)不同而不同；即便同一作物的產(chǎn)品用途不同也不同。(一)某些品質(zhì)特征與產(chǎn)量直接相關(guān)，是構(gòu)成產(chǎn)量的重要因素如谷物的碾磨品質(zhì)：稻谷的糙米率(78)、精米率(70)、整粒精米率(碎米少)要高。小麥的出粉率：與容重關(guān)系大，容重高出粉率高(粒短、飽滿(mǎn)度好)，790g/L為一級(jí)麥。油料作物種子中的含油量；甘薯塊根的切干率；這些性狀對(duì)產(chǎn)量的高低有直接的影響。(二)改良作物品質(zhì)，有利于保證人畜健康（營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)） 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)常指對(duì)人有利的營(yíng)養(yǎng)成分的提高和不利成分的減少。隨著人們生活水平的提高，通過(guò)育種改進(jìn)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，已受到越來(lái)越多的重視。 提高谷物籽粒中蛋白質(zhì)及賴(lài)氨酸（Lys）的含量，是改良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要內(nèi)容：小麥蛋白質(zhì)約含12，主要為膠蛋白(Lys0.7)，Lys含量相對(duì)低一些。大米蛋白質(zhì)約含8，主要為谷蛋白(Lys2.3)，Lys含量相對(duì)高一些。所以小麥與大米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值差不多。棉籽：富含蛋白質(zhì)、脂肪，但一般品種均含有棉酚，對(duì)人類(lèi)和單胃動(dòng)物有害，如育成不含棉酚的品種，可大大增加蛋白質(zhì)和油脂利用率，人畜食用后不會(huì)受毒害，使棉花成為糧、棉、油兼用的作物。棉籽含油酸、亞油酸含量高，品質(zhì)較好。油菜籽：提高含油量的同時(shí)，降低芥酸(22:0)和亞麻酸(18:3)含量，還要降低菜籽餅中硫代葡萄糖苷含量。芥酸(22:0)、亞麻酸(18:3)、餅中硫代葡萄糖苷；亞油酸(18:2) (易得心血管病)；(易氧化)； (必須脂肪酸)王漢中：目前雙低油菜品種占90以上，雜交品種占50以上，長(zhǎng)江流域占全國(guó)的85%。 大豆：提高含油量(1921；美國(guó)品種高2%)；亞麻酸(18:3)占8%，易氧化產(chǎn)生怪味。 花生：有VE(生育酚)抗氧化劑。要求油酸(18:1)亞油酸(18:2)1.4，耐貯藏性好。(三)影響加工品質(zhì) 選用不同用途的優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用品種，是現(xiàn)代育種的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。小麥面粉分為：強(qiáng)筋小麥(蛋白質(zhì)14%，濕面筋35%)：適于制作面包。中筋小麥：適于制作饅頭、面條。弱筋小麥(蛋白質(zhì)89%、濕面筋20%)：適于制作餅干、糕點(diǎn)。優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用玉米，對(duì)品質(zhì)也要不同要求：如甜玉米、糯玉米（支鏈淀粉）、高直鏈淀粉玉米、高油玉米、爆裂玉米、青貯飼料玉米等。稻米的蒸煮品質(zhì)：蒸煮的出飯率：粳稻出飯率低、秈稻高。 耐煮性（糊化溫度） 米飯的柔軟性：粳稻軟、秈稻硬。從理化指標(biāo)分析：直鏈淀粉含量適量。 糊化溫度中等。 膠稠度要長(zhǎng)：4.4%的米膠冷卻后的延伸長(zhǎng)度。棉花的纖維品質(zhì)：纖維長(zhǎng)度、纖維細(xì)度、纖維強(qiáng)度、纖維成熟度等性狀決定紡織的質(zhì)量。三、穩(wěn)產(chǎn)（多抗）（一）對(duì)病蟲(chóng)害的抗性病蟲(chóng)害的危害對(duì)植物的產(chǎn)量和品質(zhì)都有嚴(yán)重影響。在生產(chǎn)中，為防治病蟲(chóng)害而大量使用化學(xué)藥劑，不僅提高了生產(chǎn)成本，而且?guī)?lái)殘毒危害和環(huán)境污染問(wèn)題。因此，選育抗病蟲(chóng)品種成為植物育種的主要目標(biāo)。病蟲(chóng)害種類(lèi)很多，抗性育種要抓主要矛盾。目前，在我國(guó)水稻應(yīng)選育：抗稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱的品種。小麥應(yīng)選育高抗銹病、白粉病的品種；在南方應(yīng)選育抗赤霉病的品種。玉米：抗大、小葉斑病、絲黑穗病、穗腐病、青枯病和玉米螟的品種。棉花應(yīng)選育抗枯、黃萎病及抗棉鈴蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)的品種。大豆應(yīng)選育抗病毒病、線(xiàn)蟲(chóng)病和食心蟲(chóng)、稈潛蠅的品種。甘薯應(yīng)選育抗黑斑病、莖線(xiàn)蟲(chóng)病的品種。油菜應(yīng)選育抗病毒病、菌核病、蚜蟲(chóng)的品種。結(jié)球白菜應(yīng)選育抗霜霉病、軟腐病、病毒病和黑腐病的品種等。要注意解決抗性和豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的矛盾、多抗（抗幾種病）與兼抗（既抗病又抗蟲(chóng)）育種及品種抗性的持久化等問(wèn)題。（二）對(duì)環(huán)境脅迫的抗耐性植物的環(huán)境脅迫因素可分為：溫度脅迫、水分脅迫、土壤礦物質(zhì)脅迫等。溫度：高溫脅迫； 干旱：大氣干旱； 礦物質(zhì)：鹽堿土 低溫脅迫 土壤干旱 酸性土對(duì)上述環(huán)境脅迫因素的抗耐性，是品種選育的重要目標(biāo)性狀。例如：品種的抗旱性：一般認(rèn)為根系發(fā)達(dá)，吸收能力強(qiáng)，葉面積相對(duì)較小，分蘗成穗高，結(jié)實(shí)性好，是禾谷類(lèi)作物抗旱性選育的重要特征。另外，北方麥區(qū)應(yīng)重視抗凍性(小麥分冬性、半冬性、春性)(煙臺(tái)農(nóng)科院的小麥種子冬性的多；省農(nóng)科院、山農(nóng)的種子半冬性的多)我國(guó)已開(kāi)展了黃瓜的耐低溫、耐弱光育種，并取得一定進(jìn)展。（三）抗倒伏性抗倒伏性對(duì)禾谷類(lèi)作物至關(guān)重要。倒伏不僅降低產(chǎn)量，而且影響品質(zhì)，不便于機(jī)械化收獲。造成倒伏的原因很多：如植株高大，莖稈強(qiáng)度差、韌性差，根系不發(fā)達(dá)等；也有病蟲(chóng)害的原因。因此矮化育種、抗病蟲(chóng)害育種都會(huì)收到抗倒伏的效果。四、生育期適宜1、無(wú)霜期短，秋季作物具有周期性低溫冷害，需選育生育期短的早熟品種（東北、西北）。2、為了提高復(fù)種指數(shù)，也需要早熟品種，以便倒茬和復(fù)種，達(dá)到早熟高產(chǎn)（華北、黃淮平原）-套種棉花、花生。3、早熟品種可以避免或減輕某些自然災(zāi)害的危害。北方麥區(qū)，在小麥成熟期間，常遇到干熱風(fēng)，使小麥青干，粒重下降而減產(chǎn)。選育早熟品種，可減輕危害。這幾年秋天雨水多，常使棉花爛鈴、玉米爛穗，選用早熟品種，可減輕損失（如鄭單958苞葉長(zhǎng)、東單60等晚熟品種苞葉短）。4、早熟品種產(chǎn)量往往偏低。因此，對(duì)早熟性的要求要適當(dāng)。早熟程度以充分利用當(dāng)?shù)毓?、熱資源，獲得全年高產(chǎn)為原則，不要片面追求早熟。如黃河流域棉區(qū)：中熟棉花品種以130135d為宜。 麥套棉以110d為宜。五、適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，植物生產(chǎn)的機(jī)械化程度會(huì)愈來(lái)愈高。要求培育適宜機(jī)械化管理的新品種。要求株型緊湊，稈硬不倒，生長(zhǎng)整齊，株高一致，結(jié)實(shí)部位適中，成熟一致。水稻、小麥品種應(yīng)該是株高一致，抗倒伏。玉米穗部整齊度高、穗位適中(株高2.5m、穗位1.2m)。2010年全省玉米機(jī)收水平達(dá)到17%，淄博、東營(yíng)市等超過(guò)50%，桓臺(tái)縣成為全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)機(jī)械化的縣市。棉花品種要求吐絮早而集中，苞葉自動(dòng)脫落，鈴殼含絮力低等。第三節(jié) 制訂育種目標(biāo)的一般原則一、國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要和生產(chǎn)發(fā)展的前景（著眼當(dāng)前，兼顧發(fā)展）作物育種是一項(xiàng)多年努力的連續(xù)性工作，育成一個(gè)新品種至少 需要56年，多則10年以上的時(shí)間。因此，制訂育種目標(biāo)時(shí)，必須充分估計(jì)當(dāng)前的需要和生產(chǎn)的發(fā)展。否則所育成的品種落后于形勢(shì)，難以推廣。或者訂的目標(biāo)太高而難以實(shí)現(xiàn)。何啟偉建議將我國(guó)主要蔬菜育種目標(biāo)確定為：優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)及適于不同生態(tài)條件（保護(hù)地、不同季節(jié)）、不同用途（生食、加工等）的專(zhuān)用品種選育。我國(guó)現(xiàn)有耕地高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的只占1/4，所以制訂育種目標(biāo)時(shí)：既要選育高產(chǎn)、優(yōu)