第二章 種質(zhì)資源

1、第二章第二章 種質(zhì)資源種質(zhì)資源 第三章第三章 種質(zhì)資源種質(zhì)資源 第一節(jié) 種質(zhì)資源工作的重要性 第二節(jié) 作物起源中心學(xué)說(shuō) 第三節(jié) 種質(zhì)資源的研究與利用 第四節(jié) 電子計(jì)算機(jī)在種質(zhì)資源 管理中的應(yīng)用 第一節(jié)第一節(jié) 種質(zhì)資源工作的重要性種質(zhì)資源工作的重要性 一一. 種質(zhì)資源的概念：種質(zhì)資源的概念： 具有一定種質(zhì)或基因的生物類型，稱為種 質(zhì)資源。（基因資源、基因庫(kù)、基因銀行） 1.種質(zhì)資源是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2.育種工作突破性的成就，取決于關(guān)鍵性基因資 源的發(fā)掘與利用。 3.種質(zhì)資源是不斷發(fā)展新作物的主要來(lái)源。 4.實(shí)現(xiàn)新的育種目標(biāo)，必須擁有更多的基因資源。 5.種質(zhì)資源是理論研究的重要材料。 二二

2、. 種質(zhì)資源工作的重要性種質(zhì)資源工作的重要性 第二節(jié)第二節(jié) 作物起源中心學(xué)說(shuō)作物起源中心學(xué)說(shuō) 一、瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)一、瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō) 學(xué)說(shuō)的內(nèi)容： 1.作物起源中心有兩個(gè)主要特征： 基因的多樣性和顯性基因頻率高， 又名為基因中心或多樣化變異中心。 2.最初始的起源地為原生起源中心。 瓦維洛夫的作物起源瓦維洛夫的作物起源 中心學(xué)說(shuō)中心學(xué)說(shuō) 顯性基因變異 選擇 隱性基因變異 二級(jí)起源中心 原生起源中心 （次生起源中心） 引出 起源中心的標(biāo)志起源中心的標(biāo)志 原生起源中心次生起源中心 有野生祖先 有原始特有類型 有明顯的遺傳多樣性 有大量的顯性基因 無(wú)野生祖先 有新的特有類型 有

3、大量的變異 有大量的隱性基因 瓦維洛夫的作物起源中瓦維洛夫的作物起源中 心學(xué)說(shuō)心學(xué)說(shuō) 3.在一定的生態(tài)環(huán)境中，一年生草本作物間在性 狀的遺傳變異上存在一種相似的平行現(xiàn)象。 4. 根據(jù)馴化的來(lái)源，將作物分為兩類， 原生作物：人類有目的馴化的植物 次生作物：與原生作物伴生的雜草，當(dāng)有一 定的利用價(jià)值時(shí)，就被人類分離而成為栽培的 主體。 瓦維洛夫的作物起瓦維洛夫的作物起 源中心學(xué)說(shuō)源中心學(xué)說(shuō) 1.中國(guó)中心。中國(guó)中西部山區(qū)及相鄰的低地。 谷、黍、蕎麥、高粱、大豆。 2.印度中心。緬甸、印度東部、馬萊西亞群島、 菲律賓、印度支那。 水稻、甘蔗、亞洲棉。 3.中亞細(xì)亞中心。印度西北部、阿富汗、 前蘇聯(lián)的塔

4、吉克、烏茲別克、天山西部 普通小麥、草棉 作物起源的八大中心：作物起源的八大中心： 瓦維洛夫的作物起源瓦維洛夫的作物起源 中心學(xué)說(shuō)中心學(xué)說(shuō) 4.近東中心。土耳其、伊朗的西北部、外高加索、 土庫(kù)曼等 一粒小麥、二粒小麥、苜蓿。 5.地中海中心。地中海沿岸的南歐和北非地區(qū)。 甜菜、黑麥。 6.阿比西尼亞中心。以埃塞俄比亞高原為中心。 小麥、大麥。 瓦維洛夫的作物起源瓦維洛夫的作物起源 中心學(xué)說(shuō)中心學(xué)說(shuō) 7.墨西哥南部和中美中心 玉米、菜豆、甘薯、陸地棉。 8.南美中心。秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞、 智利、巴西、巴拉圭等。 煙草、馬鈴薯、花生、海島棉。 二二.作物起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展作物起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)

5、展 1. 哈倫對(duì)作物起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展 根據(jù)作物擴(kuò)散面積的遠(yuǎn)近和大小， 分為5種類型： 土生型 半土生型 單一型 有次生中心 無(wú)中心 將作物起源中心擴(kuò)大為12個(gè)中心： 1.中國(guó)日本中心 2.東南亞洲中心 3.澳大利亞中心 4.印度中心 5.中亞細(xì)亞中心 6.西亞細(xì)亞中心 7.地中海中心 8.非洲中心 9.歐洲西伯利亞中心 10.南美中心 11.中美和墨西哥中心 12.北美中心 2.齊文和茹考夫斯基對(duì)起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展 第四節(jié)第四節(jié) 種質(zhì)資源工作內(nèi)容種質(zhì)資源工作內(nèi)容 一. 種質(zhì)資源的類別和特點(diǎn) 二. 種質(zhì)資源的搜集 三. 收集材料整理 四. 種質(zhì)資源的保存 五. 種質(zhì)資源的鑒定與研究 六. 種質(zhì)

6、資源的利用 一一. .種質(zhì)資源的類別和特點(diǎn)種質(zhì)資源的類別和特點(diǎn) 種質(zhì)資源根據(jù)親緣關(guān)系進(jìn)行分類，Harland等， 將基因庫(kù)分為： 初級(jí)基因庫(kù)：同一種內(nèi)的材料。 次級(jí)基因庫(kù)：種間材料或近緣野生種、近 緣屬植物。 三級(jí)基因庫(kù)：遠(yuǎn)緣種屬。雜交不實(shí)和雜種 不育現(xiàn)象十分嚴(yán)重的材料。 按照來(lái)源分類，種質(zhì)資源分為四類： 本地種質(zhì)資源 外地種質(zhì)資源 野生種質(zhì)資源 人工創(chuàng)造種質(zhì)資源 古老的地方品種和當(dāng)前推廣的改良品種。 特點(diǎn) 對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和生態(tài)特點(diǎn)具有高度適應(yīng)性。 反映了當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)和生活的需要。 類型豐富，并具有獨(dú)特的優(yōu)良性狀。 古老的地方品種，不耐肥水，產(chǎn)量較低， 抗病性較差。 （一）本地種質(zhì)資源（一）本

7、地種質(zhì)資源 由其他國(guó)家或地區(qū)引入的作物品種和植物類型。 特點(diǎn)： 能反映各自原產(chǎn)地區(qū)的自然條件和生產(chǎn)特點(diǎn) 多數(shù)外地種質(zhì)資源對(duì)本地條件適應(yīng)性差 （二）（二） 外地種植資源：外地種植資源： 是指各種作物的近緣野生種和有價(jià)值的野生植物。 特點(diǎn)： 由于它是在特定的條件下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選 擇形成的，往往具有栽培作物所不具備的重要性 狀。 （三）野生種質(zhì)資源（三）野生種質(zhì)資源 通過(guò)各種途徑（雜交、理化誘變等）產(chǎn)生的 各種突變體和中間材料。 特點(diǎn)： 人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源是多種多樣的，它的特點(diǎn) 隨創(chuàng)造的資源類型有所不同。 （四）人工創(chuàng)造種質(zhì)資源（四）人工創(chuàng)造種質(zhì)資源 二二. 種質(zhì)資源的搜集種質(zhì)資源的搜集 直接考察

8、收集 征集 單位之間彼此交換 轉(zhuǎn)引 三三.收集材料整理收集材料整理 1. 及時(shí)進(jìn)行歸類，將同種異名者合并，同名異種 者區(qū)分開(kāi)。并進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)。 2.進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類，確定材料的植物學(xué)地位、生 態(tài)類型、親緣關(guān)系和生育特性。 四四.種質(zhì)資源的保存種質(zhì)資源的保存 1.種植資源保存應(yīng)掌握一定的原則： 種植資源經(jīng)過(guò)保存后，必須保持各樣本 的生活力。 保持原有的遺傳變異度。 維持樣本的一定數(shù)量。 2. 種質(zhì)資源保存范圍種質(zhì)資源保存范圍 用于應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究的種質(zhì)。 可能滅絕的稀有種和已經(jīng)瀕危的種質(zhì)， 特別是栽培種的野生祖先。 具有經(jīng)濟(jì)利用潛力但尚未被利用的種質(zhì)。 普及教育有用的種質(zhì)。 3.保存的方式保存

9、的方式 （1）種植保存 （2）貯藏保存 （3）試管保存(離體保存） （4）基因文庫(kù)技術(shù) （1）種植保存）種植保存 根據(jù)不同作物種子和營(yíng)養(yǎng)體生活力的長(zhǎng)短，隔 一定的時(shí)間在田間種植一次。 材料多時(shí)，可進(jìn)行輪換種植。 種植保存需要注意兩點(diǎn)： 種植條件盡可能與原產(chǎn)地條件相似，以減少 由于生態(tài)條件的改變而引起變異。 盡可能避免和減少天然雜交和人為混雜，以 保持原品種或類型的遺傳特點(diǎn)和群體結(jié)構(gòu)。 （2）貯藏保存）貯藏保存 用控制貯藏條件（溫度和濕度）的方法保持種 質(zhì)資源的生活力。 溫度30-0，每降低5，種子的壽命延長(zhǎng)1 倍。 種子含水量14-4% ，每減少1%，種子的壽命延 長(zhǎng)1倍。 種質(zhì)資源的保存種質(zhì)

10、資源的保存 資源庫(kù) 溫度 濕度 種子貯藏在 短期庫(kù) 10 50% 紙袋中可保存5年。 中期庫(kù)5 40-50% 密閉容器內(nèi)保存20 年。 長(zhǎng)期庫(kù) -10-1535% 真空包裝中保存70年。 （3）試管保存）試管保存(離體保存）離體保存） 用試管保存植物的組織和細(xì)胞的培養(yǎng)物。 常用的培養(yǎng)物有：愈傷組織、懸浮細(xì)胞、幼芽生 長(zhǎng)點(diǎn)、花粉、花藥、體細(xì)胞、原生質(zhì)體、幼胚等。 利用試管保存的優(yōu)點(diǎn)：利用試管保存的優(yōu)點(diǎn)： 所需空間小 可以解決常規(guī)方法不易保存的種質(zhì)資源。 繁殖時(shí)不受季節(jié)限制，繁殖速度快。 培養(yǎng)物不帶病蟲(chóng)害，便于種質(zhì)交流。 （4）基因文庫(kù)技術(shù)）基因文庫(kù)技術(shù) 從動(dòng)、植物或微生物 中提取DNA 用限制性

11、內(nèi)切酶切成片段 連接到載體 轉(zhuǎn)移到大腸桿菌細(xì)胞 無(wú)性繁殖，產(chǎn)生大量 單拷貝基因 需要某個(gè)基因時(shí)， “鉤取”。 五五.種質(zhì)資源的鑒定與研究種質(zhì)資源的鑒定與研究 種質(zhì)資源鑒定和研究的主要內(nèi)容有： 特征、特性的觀察與鑒定 性狀遺傳特點(diǎn)研究。 六六.種質(zhì)資源的利用種質(zhì)資源的利用 1.通過(guò)雜交、誘變及其它手段創(chuàng)造新種質(zhì) 2.直接從中選擇優(yōu)良個(gè)體培育新品種 3.通過(guò)雜交、誘變等，從后代中選擇優(yōu)良 變異個(gè)體，培育成新品種 第四節(jié)第四節(jié) 電子計(jì)算機(jī)在種質(zhì)資源電子計(jì)算機(jī)在種質(zhì)資源 管理中的應(yīng)用管理中的應(yīng)用 著名的種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)： 芬蘭、瑞典、挪威、冰島、丹麥共同建立的北 歐五國(guó)作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù) 前民主德國(guó)建立的歐洲大麥數(shù)據(jù)庫(kù) 前聯(lián)邦德國(guó)建立的作物品種資源數(shù)據(jù)庫(kù) 前捷克斯洛伐克的作物種質(zhì)信息系統(tǒng) 前蘇聯(lián)的農(nóng)作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù) 日本農(nóng)林水產(chǎn)省的作物種質(zhì)資源信息系統(tǒng) 美國(guó)農(nóng)業(yè)部的作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 中國(guó)國(guó)家作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 菲律賓國(guó)際水稻所的國(guó)際水稻種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù) 一一.種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的目標(biāo)與功能種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的目標(biāo)與功能 1.目標(biāo)： 滿足育種家和研究人員對(duì)種質(zhì)資源信息需求