植物種質(zhì)資源的評價與鑒定.ppt

第五章植物種質(zhì)資源的評價與鑒定 第一節(jié)生物學(xué)鑒定第二節(jié)經(jīng)濟性狀評價第三節(jié)抗逆性鑒定第四節(jié)抗病蟲能力鑒定 第一節(jié)生物學(xué)鑒定 一 植物形態(tài)特征鑒定二 生物學(xué)特性鑒定 第一節(jié)生物學(xué)鑒定 一 植物形態(tài)特征鑒定在植物種質(zhì)的各生育階段 對植株各器官 根 莖 葉 花 果實等 的基本形態(tài)進行觀察和描述 并參照植物學(xué)形態(tài)描述的標準和術(shù)語進行記載 包括外觀的形狀 大小 顏色 色澤以及必要的度量記載 不同的植物 其形態(tài)特征鑒定中描述記載的項目有差異 一 植物形態(tài)特征鑒定 包括質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀1 質(zhì)量性狀的描述 1 二型編碼法 用于主基因控制 且只有兩種表型的質(zhì)量性狀 以 和 分別表示隱性和顯性類型 如豌豆的花色 紅花和白花 小麥的紅粒和白粒 水稻的粳型和糯型 油菜的黃花和白花 一 植物形態(tài)特征鑒定 2 三型編碼法 用于不完全顯性或存在顯隱中間類型的質(zhì)量性狀 以 M 和 分別表示隱性 中間和顯性類型 如紫茉莉的花色 紅色 粉紅色和白色 株高常常是不完全顯性性狀 桃 杏等核果的離核 半粘核和黏核 一 植物形態(tài)特征鑒定 3 級次編碼法 用于極端類型之間有若干質(zhì)態(tài)的質(zhì)量性狀 如黃瓜的性別分強雌株 雌株 雌全株 雌雄全株 雌雄株 完全株 雄全株 純雄株等 一 植物形態(tài)特征鑒定 2 數(shù)量性狀的描述 1 級差歸類法 用于容易計數(shù)和測量的性狀和比值性狀 如株高 果重 果徑 葉長 裂葉數(shù) 果形指數(shù) 葉形指數(shù) 根冠比 結(jié)角指數(shù)等 2 圖示分級法 有些連續(xù)變化的性狀 可用示意圖歸類 并常用典型品種做參照 如株型 白菜生長狀態(tài)分1直立 2開張 3半塌地 4塌地等類型 一 植物形態(tài)特征鑒定 3 選擇歸類法 有些復(fù)雜性狀難以根據(jù)單一因素排列成有序級次 可按表型分成若干類型 如油菜的種皮色 可分成黑 黑褐 褐 褐紅 褐黃 黃 淺黃等 4 模糊歸類法 有些性狀只能根據(jù)表現(xiàn)的狀態(tài)進行模糊歸類 如大白菜結(jié)球緊實度可分為1特松 2松 3中等 4緊 5特緊等類型 植物葉表面的茸毛分1疏 2中 3密 第一節(jié)生物學(xué)鑒定 二 生物學(xué)特性鑒定生物學(xué)特性 植物種質(zhì)對所生存的生態(tài)環(huán)境 經(jīng)自然選擇和人工選擇 長期適應(yīng)而形成的各自的生態(tài)特點 即種質(zhì)材料在生長發(fā)育過程中對溫度 日照長短 光照強度 水分 土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成等環(huán)境因素要求 以及對這些因素變化的忍耐程度 二 生物學(xué)特性鑒定 生物學(xué)特性鑒定的記載內(nèi)容 1 環(huán)境因素 2 物候期 3 植物體生長發(fā)育狀況重點在于種質(zhì)材料在特定環(huán)境條件下的生育情況 二 生物學(xué)特性鑒定 生物學(xué)特性的鑒定方法主要分兩種1 自然環(huán)境鑒定2 人工控制環(huán)境下的鑒定 二 生物學(xué)特性鑒定 1 自然環(huán)境鑒定 1 區(qū)域鑒定 利用不同地區(qū)的地理條件 土壤條件以及溫度 光照 雨量等氣候因素的差異 栽培植物種質(zhì)材料 觀察其生育狀況 以鑒別種質(zhì)材料在不同地區(qū)的適應(yīng)性 以及不同品種 變種和種間生物學(xué)特性的差別 2 季節(jié)鑒定 鑒定種質(zhì)材料對季節(jié)的適應(yīng)性 如分春秋兩季栽培 鑒定種質(zhì)對不同季節(jié)的適應(yīng)性 同一種作物 有的品種適宜春季栽培 有的適宜秋季栽培 鑒別種質(zhì)材料的季節(jié)適應(yīng)性 才能進行合理利用 充分發(fā)揮其生產(chǎn)潛力 二 生物學(xué)特性鑒定 2 人工控制環(huán)境的鑒定在大棚 溫室 人工氣候室或人工氣候箱中 通過人工控制環(huán)境條件 即人工促成類似季節(jié)變化的小氣候變化 栽培植物種質(zhì)材料 鑒別種質(zhì)材料對單個因子或復(fù)合環(huán)境因子的最適范圍 以及所能忍耐的極限 人工控制環(huán)境的鑒定優(yōu)點 人工控制環(huán)境條件 各環(huán)境因子完全在人工控制下發(fā)生 可以比較準確的鑒定植物不同種 類型及品種間對春化溫度的感應(yīng)和所需時間的差異 對光強和光周期的適應(yīng)性 第二節(jié)經(jīng)濟性狀評價 一 物候期與產(chǎn)品成熟性的評價二 產(chǎn)量的評價三 品質(zhì)鑒定 第二節(jié)經(jīng)濟性狀評價 一 物候期與產(chǎn)品成熟性的評價物候期是隨季節(jié)的變化 植物生活史中各種標志性形態(tài)特征出現(xiàn)的時間 如出苗 三葉期 五葉期 現(xiàn)蕾期 抽薹期 初花期 盛花期 灌漿結(jié)實期等 不同種類植物要鑒定的物候是有差異的 如果樹及果菜類的開花 結(jié)實 采收等時期 落葉果樹的綻葉與生長 落葉與休眠等 物候期還可細分為幾等 如結(jié)實期分坐果 果實生長和果實成熟等鑒別物候期對于合理布局和安排生產(chǎn)制度非常重要 成熟期對一二年生植物來說是指從播種到開始收獲產(chǎn)品器官所經(jīng)歷的時間 對于多年生植物來說 則是指從新的枝葉發(fā)生到收獲產(chǎn)品器官所經(jīng)歷的時間 成熟性一般為定性指標 分早熟 中熟和晚熟三個熟性級別 成熟期與產(chǎn)量和產(chǎn)值密切相關(guān) 鑒定成熟期對于生產(chǎn)上選擇品種具有重要意義 第二節(jié)經(jīng)濟性狀評價 二 產(chǎn)量的評價產(chǎn)量性狀是植物種質(zhì)資源的主要經(jīng)濟性狀之一 鑒定的內(nèi)容 產(chǎn)量構(gòu)成因素 早期產(chǎn)量 總產(chǎn)量 豐產(chǎn)性 穩(wěn)產(chǎn)性等 產(chǎn)量構(gòu)成因素因植物種質(zhì)不同而有差異 如大白菜 產(chǎn)量構(gòu)成因素包括單位面積植株數(shù) 結(jié)球率和單球重 其中單球重由球葉大小和數(shù)量構(gòu)成 還與葉片和葉幫的比例有關(guān) 第二節(jié)經(jīng)濟性狀評價 三 品質(zhì)鑒定品質(zhì)是植物種質(zhì)的另一個重要經(jīng)濟性狀 植物產(chǎn)品的品質(zhì)包括 商品品質(zhì) 加工品質(zhì) 風(fēng)味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)等 品質(zhì)鑒定的項目因植物種類 用途而異 一般可分為以下三個方面1 外觀品質(zhì)鑒定2 質(zhì)地和風(fēng)味鑒定3 營養(yǎng)和有毒物質(zhì)鑒定 三 品質(zhì)鑒定 1 外觀品質(zhì)鑒定外觀品質(zhì)的構(gòu)成因素包括色澤 大小 形狀和整齊度 與商品品質(zhì)和加工品質(zhì)相關(guān) 外觀鑒定多采用感官評價 稱量法和度量法來表示 三 品質(zhì)鑒定 2 質(zhì)地和風(fēng)味鑒定質(zhì)地包括硬度 彈性 致密堅韌性 汁液量 黏稠性 脆嫩度等 與口感和加工品質(zhì)相關(guān) 質(zhì)地鑒定方法 1 壓入法 多采用硬度計測量 2 剪斷法 用切壓檢測計測定切斷產(chǎn)品器官組織所需的力 3 肉質(zhì)組織的剖面分析 采用質(zhì)地檢測計可測定果肉組織的硬度 彈性 黏稠性等 風(fēng)味是一個非常復(fù)雜的品質(zhì)性狀 受糖 酸 淀粉等多種物質(zhì)含量和比例的影響 此外 風(fēng)味還與產(chǎn)品組織的致密度 纖維等有關(guān) 風(fēng)味的鑒定方法多用品嘗評比的辦法 采用優(yōu) 良 中 差 劣5級描述 現(xiàn)代化的檢測手段 液相色譜 氣象色譜 核磁共振等 3 營養(yǎng)和有毒物質(zhì)鑒定營養(yǎng)成分包括熱量 水分 蛋白質(zhì) 脂肪 碳水化合物 膳食纖維 灰分 胡蘿卜素 硫胺素 核黃素 抗壞血酸 鉀 鈉 鈣 鎂 鐵 錳 鋅 銅 硒 磷等 以及人體必需的氨基酸 營養(yǎng)成分鑒定方法多采用常規(guī)測定法 現(xiàn)代化的檢測儀器測定更好 某些植物產(chǎn)品中含有毒物質(zhì) 如馬鈴薯塊莖中的龍葵素 豆類蔬菜種子中的毒蛋白等 這些有毒物質(zhì)的存在與含量多受遺傳基因控制 產(chǎn)品器官內(nèi)有毒物質(zhì)的檢測就是鑒定不同種質(zhì)材料中有毒物質(zhì)的含量 以便將有毒物質(zhì)含量少的品種在生產(chǎn)中推廣或用作育種原始材料 第三節(jié)抗逆性鑒定 逆境 不利于植物生長發(fā)育的惡劣環(huán)境 如干旱 水澇 瘠薄 鹽堿 低溫 高溫 臺風(fēng)等 這些不適宜甚至危害植物生長發(fā)育的環(huán)境條件統(tǒng)稱逆境 植物對逆境的反應(yīng) 避 植物通過自身生育周期的調(diào)整 避開逆境的干擾和危害 而在相對適宜的環(huán)境中完成生活史 御 植物處在逆境時 其生理過程不受或少受逆境的影響 耐 植物的逆境中 各種生理過程發(fā)生相應(yīng)變化 一反面修復(fù)受損生理過程 另一方面 維護和穩(wěn)定酶和生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 抗逆性受遺傳控制的 抗逆性鑒定就是比較不同種類或品種對逆境的反應(yīng)程度 為種質(zhì)利用提供依據(jù) 逆境也與發(fā)育生理和影響發(fā)育的因素有關(guān) 在鑒定抗逆性時 應(yīng)了解種質(zhì)材料對逆境的敏感時期和器官 部位 鑒定方法要準確 快速 簡便 抗逆性鑒定 一 自然逆境鑒定二 人工模擬逆境鑒定三 間接鑒定 抗逆性鑒定 一 自然逆境鑒定在具有逆境的地區(qū)或季節(jié)種植供試種質(zhì)材料 比較其抗逆性 費用低 但年際間逆境強度難以相同 鑒定結(jié)果往往不同 一般要2 3年的重復(fù)或多點試驗 抗逆性鑒定的結(jié)果以受害指數(shù)表示通過植株受害程度分級法來調(diào)查統(tǒng)計 人為地將植株對逆境敏感部位的受害程度分成若干級 4 6級 統(tǒng)計各級的株數(shù) 計算受害指數(shù)受害指數(shù) 代表級值 調(diào)查株數(shù) 最高級值 總株數(shù) 100 抗逆性鑒定 二 人工模擬逆境鑒定在人工氣候設(shè)備中 嚴格控制有關(guān)條件進行鑒定 不受時間和地區(qū)的限制 試驗結(jié)果比較準確 但鑒定費用高 而且人工模擬逆境不能完全代表千變?nèi)f化的自然逆境 調(diào)查統(tǒng)計方法及鑒定結(jié)果計算與自然逆境鑒定相同 抗逆性鑒定 三 間接鑒定選定一個或幾個特定的成分 分析其在逆境傷害前后量的變化 作為植物種質(zhì)材料抗逆性鑒定的一種手段 1973年 Lyons首先提出植物抗逆性與質(zhì)膜結(jié)構(gòu)有關(guān) 后來對質(zhì)膜的類脂成分或蛋白質(zhì)與抗逆性的關(guān)系進行了許多研究 植物受到逆境后 體內(nèi)的生理生化機制都會發(fā)生變化 如MDA是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物 抗氧化酶系統(tǒng) SOD CAT 在逆境下發(fā)生升高或降低 甜菜堿在逆境下積累 凍害后可溶性糖增加 脯氨酸可溶性蛋白升高 電導(dǎo)率升高等 間接鑒定方法主要有以下幾種 1 電導(dǎo)率測定 采用電導(dǎo)法測定植株外滲液的電導(dǎo)率 2 四唑法 用四唑 TTC 測定花芽中脫氫酶活性 活性越高 種質(zhì)抗凍越好 3 脂肪酸測定 細胞膜脂肪酸飽和程度與種質(zhì)的抗凍性呈正相關(guān) 第四節(jié)抗病蟲能力鑒定 抗病性是種質(zhì)材料抵御病害發(fā)生的潛能 主要受植物體內(nèi)基因型所控制 抗病性表現(xiàn)是植物種質(zhì)各種性狀中變異性比較大的 是多種因子相互作用的綜合表現(xiàn) 包括生物因子和環(huán)境因子 其中其中生物因子包括寄主和病原物兩方面植物抗病性表現(xiàn) 寄主抗病性基因型 病原物致病性基因型 寄生植物生存的環(huán)境 抗蟲性是植物抵御害蟲的能力 在進行抗蟲性鑒定時 需注意 1 害蟲在不同種質(zhì)材料上產(chǎn)卵的選擇性 在不同栽培條件下 如溫室 網(wǎng)室 籠罩 單株或單位面積著卵量 2 害蟲取食不同種質(zhì)材料后的發(fā)育速度和成活率 3 害蟲對不同種質(zhì)材料的危害程度 一 抗病性鑒定1 直接鑒定 1 田間鑒定 將待鑒定的種質(zhì)材料種植到自然發(fā)病率高或人工接種病原物的病圃內(nèi) 在田間條件下進行自然誘發(fā)鑒定和人工誘發(fā)鑒定 無論自然發(fā)病圃還是人工接種病圃 都應(yīng)具備適宜發(fā)病的條件 以利于病原物的浸染 1 直接鑒定 2 室內(nèi)鑒定 在溫室或其它人工控制的環(huán)境下進行 因不受季節(jié)限制 可加速鑒定進程 同時還可鑒定每個病原物或同一病原物的多個生理小種 還能了解溫度 水分光照等環(huán)境因素對種質(zhì)抗性的影響 室內(nèi)鑒定必須接種病原物 因而不能顯示植物的避病性 由于接種的破壞 不能鑒定種質(zhì)抗接觸 抗侵入的能力 只能鑒定其抗擴展能力 發(fā)病率 嚴重度等鑒定結(jié)果的調(diào)查與統(tǒng)計發(fā)病率是指群體發(fā)病情況 用百分率表示 如病株率 病果率等 嚴重度是每個個體發(fā)病情況的指標 常用病情指數(shù)來表示 病情指數(shù) 病害級值 本病級株數(shù) 一 抗病性鑒定2 間接鑒定植物體遭受病原物浸染后 會產(chǎn)生一些特殊的代謝產(chǎn)物 檢測這些物質(zhì)存在的量 可作為植物抗病性鑒定的指標 如毒素測定 植物保衛(wèi)素測定 酶活性測定 血清實驗等 間接鑒定只能作為田間鑒定的輔助手段 二 抗蟲性鑒定1 鑒定方法 1 田間自然鑒定法 2 增加危害壓法 3 網(wǎng)室鑒定法 1 鑒定方法 1 田間自然鑒定法在蟲口密度大的地區(qū)和年份種植待檢測的種質(zhì)材