第1章 作物繁殖方式與育種

1、第一章 作物繁殖方式與育種一、作物繁殖方式:分為有性繁殖和無性繁殖分為有性繁殖和無性繁殖（一）有性繁殖（Sexual Reproduction）1、有性繁殖: 是指通過有性過程生產(chǎn)的雌雄配子的結(jié)合而繁殖后代的繁殖方式。凡是通過這種方式來繁殖后代的作物，就叫做有性繁殖作物。2、根據(jù)花器構(gòu)造及授粉方式的不同，有性繁殖作物可分為三種授粉方式：（1）自花授粉：自交作物：天然異交率 4%，50%3、有性繁殖作物的花器構(gòu)造和開花習(xí)性 （1）自交作物： 指在自然條件下，同一株或同一朵花的花粉授于雌蕊而繁殖后代的作物。如小麥、水稻、大麥、谷子、大豆、花生、馬鈴薯、亞麻、煙草等 。 這類作物的花心構(gòu)造和開花的基

2、本特點(diǎn)是： A、兩性花（完全花、雌雄同花），雌雄同熟； B、花開放時(shí)間短(30左右)或閉花受粉（大豆、花生）； C、花器保護(hù)嚴(yán)密有利于自交； D、花蕊小，花粉量少，一般沒有特殊的氣味和鮮艷的花冠。 由于具有這樣的特點(diǎn)，因此，他們的自交率極高，天然異交率低。 （2）異交作物： 在自然條件下，通過不同植株或不同花朵的花粉授給雌蕊而繁殖后代的作物。如玉米、黑麥、蕎麥、向日葵、甘薯、大麻、甜菜、白菜型油菜、瓜類、十字花科蕓薹屬的一些蔬菜等。 這類作物的花器構(gòu)造特點(diǎn)有：A、雌雄異株（大麻）B、雌雄同株異花（玉米）C、雌雄同花，但具有自交不親和特性（甘薯、白菜型油菜、甘藍(lán)類蔬菜等）D、多數(shù)植物有鮮艷的花冠

3、和蜜腺，容易吸引昆蟲。 因此，這類作物在自然條件下，常通過風(fēng)、昆蟲等媒介來進(jìn)行異花受粉，異交程度高。（3）常異交作物： 這類作物以自花受粉為主，也能進(jìn)行異花受。因此，它是典型的自花受粉作物和典型的異花受粉作物的中間類型。如高粱、棉花、蠶豆、甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜等。 這類作物花器構(gòu)造的特點(diǎn)是：A、雌雄同花；B、不少作物花冠鮮艷有蜜腺；C、雌雄蕊不等長或不同期成熟，雌蕊外露；D、花開放時(shí)間較長等。 這類作物的異花受粉率的高低因花器構(gòu)造、作物品種和環(huán)境條件的不同而有相當(dāng)大的差別。 4、作物天然異交率及其測定方法 作物授粉方式的分類是根據(jù)天然異交率的高低確定的。為了確定作物的授粉方式，首先可根據(jù)作物

4、的花器構(gòu)造、開花習(xí)性、強(qiáng)制自交的結(jié)實(shí)性等進(jìn)行分析判斷。但對作物繁殖方式的確定，則必須測定其天然異交率。（1）天然異交率的概念：同一作物不同品種間或同一品種不同植株間發(fā)生天然異交率的百分率。（2）測定方法：選擇受一對基因控制的相對性狀作為標(biāo)記性狀。以帶隱性性狀的品種為母本，將父母本等距、等量種植，任其自由傳粉。按下式計(jì)算天然異交率。 F1中顯性性狀個(gè)體數(shù) 天然異交率= 100% F1總個(gè)體數(shù)5、兩種特殊的有性繁殖方式 自交不親和性（self - incompatibility）:雌雄配子發(fā)育正常，但受自交不親和基因控制，自交或系內(nèi)姐妹交不結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。 廣泛用于十字花科蕓薹屬一些蔬菜的雜種優(yōu)勢利用

5、 雄性不育性（male sterility）:植株的雌配子（雌蕊）發(fā)育正常，但具有雄配子（花粉）敗育的特性。它廣泛存在作物中。 可分為：可分為：v 細(xì)胞質(zhì)雄性不育性（Cytoplasmic Male Sterility, CMS）。最早在洋蔥中發(fā)現(xiàn)，最早用于玉米雜種優(yōu)勢利用。廣泛用于水稻雜種優(yōu)勢利用（三系雜交水稻）。v 細(xì)胞核雄性不育性（Genic Male Sterility, GMS）。廣泛用于水稻雜種優(yōu)勢利用（兩系雜交水稻）。q 具體利用方法將在第十一章中詳細(xì)介紹。（二）無性繁殖(Asexual Reproduction) 1、無性繁殖：是指不經(jīng)過雌雄配子的結(jié)合而繁殖后代的繁殖方式。凡是

6、通過這種方式來繁殖后代的作物，就叫做有性繁殖作物。 2、無性繁殖的類型（1）營養(yǎng)體繁殖：以植株的營養(yǎng)體（根、莖、葉、牙等）來繁殖后代。如：甘薯、馬鈴薯、木薯、甘蔗、香蕉等。 有些作物也可通過有性繁殖方式來繁殖。請舉例。 由營養(yǎng)體繁殖的后代稱為無性系（clone）（2）無融合生殖（Aponmixes）：指不經(jīng)過正常受精和雌雄配子的融合過程而直接形成種子來繁殖后代的繁殖方式。v無融合生殖的類型：分類上有爭議（1）營養(yǎng)的無融合生殖(vegetative apomixis)：由胚珠二倍體細(xì)胞有絲分裂形成種子。（2）無融合結(jié)子（agamospermy）：可細(xì)分為 單倍配子體無融合生殖，也叫單性生殖，包括

7、：孤雌生殖、孤雄生殖、雌核發(fā)育等。 二倍配子體無融合生殖，又稱不減數(shù)的單性生殖。 不定胚：由胚珠二倍體細(xì)胞有絲分裂形成胚，同時(shí)由正常胚囊中的極核發(fā)育成胚乳而形成種子。v無融合生殖的共同特點(diǎn)是：后代只有母本或父本一方的遺傳物質(zhì)，表現(xiàn)母本或父本一方的遺傳性狀。二、作物不同繁殖方式的育種特點(diǎn)作物不同繁殖方式的育種特點(diǎn)（一）自花授粉作物1、群體的遺傳特點(diǎn)（1）一致性：群體性狀表現(xiàn)一致（2）穩(wěn)定性：等位基因純合，自交不發(fā)生分離（3）耐自交：長期自交，有害隱性基因被淘汰，不會發(fā) 生自交衰退。2、育種方法（1）系統(tǒng)育種（2）雜交育種（3）雜種優(yōu)勢利用：選親容易，制種（去雄）難。以利 用雄性不育性為主。（4）

8、其它育種方法（二）異花授粉作物1、群體的遺傳特點(diǎn)（1）異質(zhì)性：群體遺傳基因雜合，為異質(zhì)性群體。（2）易分離：異質(zhì)性群體基因分離，性狀表現(xiàn)不同。（3）自交衰退：自交導(dǎo)致有害隱性基因純合，有害性狀 表現(xiàn)，出現(xiàn)自交衰退現(xiàn)象。2、育種方法（1）群體改良：混合選擇改良群體。（2）雜種優(yōu)勢利用：制種容易，選親難（異交特性決 定） 。自交系（純合親本）的選育是關(guān)鍵。自交系（純合親本）的選育是關(guān)鍵。（3）其它育種方法（三）常異花授粉作物1、因以自交為主，異交為次，故群體中有一定數(shù)量的基因型處于雜純合狀態(tài)。但大多數(shù)是純結(jié)合的。2、如連續(xù)自交退化較輕性狀分離不顯著。v育種特點(diǎn)較復(fù)雜，視天然異交率大小而定 由于第一條原因，故要獲得遺傳性狀一致的穩(wěn)定品系，必須采用多次單株選擇法。要特別注意隔離防止混雜。 雜種優(yōu)勢利用因作物不同而異。如高粱可以利用CMS；棉花可以人工去雄，人工制種。（四）營養(yǎng)體繁殖作物1、群體的遺傳特點(diǎn) （1）無性系群體基因型高度雜合 （2）各個(gè)個(gè)體間基因型一致，與母體相同 （3）自交退化2、育種方法 （1）雜交、選擇、無性繁殖利用雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢固定 。 （2）利用牙變，培育優(yōu)良無性系品種。v 營養(yǎng)體繁殖作物的天然變異較多，在牙的分