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1、緒論1品種:是經(jīng)人類培育選擇創(chuàng)造的、經(jīng)濟(jì)性狀及農(nóng)業(yè)生物學(xué)特性符合生產(chǎn)和消費(fèi)需要,在一定的栽培條件下,依據(jù)形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、化學(xué)等特異性可以和其他群體相區(qū)別,個(gè)體間的主要性狀相對(duì)相似,以適當(dāng)?shù)姆敝撤绞剑ㄓ行缘幕驘o(wú)性的)能保持其重要特性的一個(gè)栽培植物群體。2作物品種的特性特異性、一致性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性、優(yōu)良性;3良種 : 優(yōu)良品種 ,指在適應(yīng)的地區(qū),采用優(yōu)良的栽培技術(shù),能夠生產(chǎn)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì), 并能適時(shí)供應(yīng)產(chǎn)品的品種。4. 良種作用( 1) 提高單位面積產(chǎn)量;( 2) 改進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì);( 3) 提高抗逆性,增強(qiáng)適應(yīng)性和穩(wěn)產(chǎn)性;( 4) 有利于耕作制度改革,提高復(fù)種指數(shù);( 5) 擴(kuò)大園藝植物種植面積;(
2、 6) 有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化、集約化管理及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;第一章:育種目標(biāo)與對(duì)象1.生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(1 )生物產(chǎn)量指一定時(shí)間內(nèi),單位面積內(nèi)全部光合產(chǎn)物的總量。(2 )經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量指其中作為商品利用部分的收獲量。經(jīng)濟(jì)系數(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量2. 園藝植物育種的主要目標(biāo)性狀(1 )產(chǎn)量( 2 )品質(zhì)( 3 )成熟期( 4 )對(duì)環(huán)境脅迫的適應(yīng)性( 5 )對(duì)病蟲(chóng)害的抗耐性( 6 )對(duì)保護(hù)地栽培的適應(yīng)性3育種目標(biāo)與目標(biāo)性狀( 1 )育種目標(biāo) : 對(duì)所要育成的品種的要求;如高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強(qiáng)、抗病蟲(chóng)害和除草劑、不同成熟期、適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)等。( 2 )目標(biāo)性狀 : 所要育成的新品種在一定的自然、生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)條
3、件下的地區(qū)栽培時(shí)應(yīng)具備的一系列優(yōu)良性狀指標(biāo)第二章:園藝植物的繁殖習(xí)性、品種類別和育種特點(diǎn)1.自花授粉:雌蕊接受同一花朵的花粉自花授粉植物:由同一朵花花粉傳播到同朵花的雌蕊柱頭上,或由同株的花粉傳播到同株的雌蕊柱頭上進(jìn)行傳粉而繁殖后代的植物。又稱自交植物。(異交率50% )分三類:(1 )雌雄異株:完全異花授粉植物,異交率100% ,如菠菜、石刁柏、木瓜、銀杏等( 2 )雌雄同株異花:如西瓜、黃瓜、甜瓜、南瓜、玉米等( 3 )雌雄同花:如李子、洋蔥、芹菜、向日葵、甜菜等異花授粉植物花器結(jié)構(gòu)和開(kāi)花習(xí)性特點(diǎn)( 1 )開(kāi)放傳粉雌雄蕊異熟有利于異花授粉;( 2 )風(fēng)媒花產(chǎn)生大量輕、小而易于飛揚(yáng)的花粉;(
4、 3 )雌蕊具有外露表面大而便于捕捉漂浮花粉的柱頭;( 4 )有色澤鮮艷、濃郁而特異的氣味、發(fā)達(dá)的花冠和蜜腺;( 5 )自交不親和機(jī)制等。3、常異花授粉植物以自花授粉為主,但花器結(jié)構(gòu)不太嚴(yán)密,從而發(fā)生部分異花受粉的植物,如蠶豆、菜豆、茄子、辣椒、棉花、高粱等,又稱常異交植物常異花授粉植物要求:天然異交率5%50%自花授粉植物和常異花授粉植物遺傳純合程度高,一般不帶致死或半致死基因,交或自交衰退現(xiàn)象常異花受粉植物花器結(jié)構(gòu)和開(kāi)花習(xí)性特點(diǎn):(1)雌雄同花因而不發(fā)生近( 2 )雌雄蕊不等長(zhǎng)或不同時(shí)成熟( 3 )雌蕊外露,易接受外來(lái)花粉( 4 )花瓣有鮮艷色彩并能分泌蜜汁以引誘昆蟲(chóng)傳粉( 5 )花朵開(kāi)花
5、時(shí)間長(zhǎng)等4. (1)無(wú)性繁殖定義:生物不是通過(guò)有性生殖,而是利用營(yíng)養(yǎng)器官或體細(xì)胞、無(wú)融合生殖等繁殖后代的繁殖。(2)有性繁殖:生物通過(guò)有性過(guò)程產(chǎn)生的雌雄配子結(jié)合形成合子發(fā)育成新個(gè)體繁殖后代,有完整的個(gè)體發(fā)育周期。5. 怎樣研究園藝植物授粉習(xí)性?( 1)研究花器結(jié)構(gòu)、開(kāi)花習(xí)性、傳粉方式以及雌雄蕊生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)( 2 )采用單株隔離自交的方法,觀察強(qiáng)迫自交的結(jié)實(shí)性和自交后代的表現(xiàn)不結(jié)籽,屬異花授粉( 3 )采用遺傳試驗(yàn)確定自然異交率:以隱性類型作母本,與純顯性品種混合種植在隔離的試驗(yàn)地,計(jì)算母本株所獲后代顯性性狀個(gè)體的百分率。6.品種的類型;( 1)同行純合類:包括純育品種和自交系( 2 )同型雜合
6、類:包括雜交種品種和營(yíng)養(yǎng)系品種( 3 )異型純合類:包括雜交合成群體和多系品種( 4 )異型雜合類:包括自由授粉品種和綜合品種第三章:種質(zhì)資源1.基因與基因庫(kù)(1)種質(zhì):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(zhì),遺傳學(xué)上稱為基因。( 2 )種質(zhì)庫(kù):又稱基因庫(kù),指以種為單位的群體內(nèi)的全部遺傳物質(zhì),它由許多個(gè)體的不同基因所組成。2. 瓦維洛夫的作物起源中心學(xué)說(shuō)3. 種質(zhì)資源保存方式( 1)就地保存和遷地保存( 2)種子保存( 3)資源圃種質(zhì)保存( 4)離體試管保存( 5)利用保存( 6)基因文庫(kù)保存4. ( 1)就地保存:在資源植物的產(chǎn)地,通過(guò)保護(hù)其生態(tài)環(huán)境達(dá)到保存資源的目的。如
7、劃定自然保護(hù)區(qū)、國(guó)家公園、 人工圈護(hù)稀有的良種單株及歷史上遺留下來(lái)的古樹(shù)名木。(稀有種、 瀕危種)。(2)遷地保存:常針對(duì)資源植物的原生環(huán)境變化很大,難以正常生長(zhǎng)及繁殖、更新的情況,選擇生態(tài)環(huán)境相近的地段建立遷地保護(hù)區(qū),有效的保存種質(zhì)資源。如滇南珍稀瀕危遷地保護(hù)區(qū)。5. ( 1)正常型種子:通過(guò)適當(dāng)降低含水量,降低溫度可以顯著延長(zhǎng)其貯存時(shí)期的種子。( 2)頑拗型種子:少數(shù)種類種子在干燥、低溫條件下反而會(huì)迅速喪失生活力。一般不用種子保存;6. 中國(guó)起源中心的園藝植物:蔬菜:白菜、芥菜、蔥、萵筍、絲瓜、茼蒿等果樹(shù):蘋果、梨、桃、杏、華李、華櫻、華栗、獼猴桃、木瓜、銀杏、柿、枇杷、楊梅、荔枝、龍眼、
8、甜橙、香橙、蕉柑、柚、香圓、金柑、香榧等花卉:中國(guó)水仙、芍藥、牡丹、菊花、梅、山楂、貼梗海棠、榆葉梅、臘梅、蘇鐵、樟、杜仲、桃金娘等其它:山茶、茶、桑、剛竹、青籬竹等第四章:引種1. 引種的類型:( 1)簡(jiǎn)單引種:由于植物本身的適應(yīng)性廣,以致不改變植物本身的遺傳特性也能適應(yīng)新的環(huán)境條件,或者是原分布區(qū)與引入地的自然條件差異較小,或引入地的生態(tài)條件更適合植物的生長(zhǎng),植物生長(zhǎng)正常甚至更好。( 2)馴化引種:植物本身的適應(yīng)性很窄,或引入地的生態(tài)條件與原產(chǎn)地的差異太大,植物生長(zhǎng)不正常甚至死亡,但是,經(jīng)過(guò)精細(xì)的栽培管理,或結(jié)合雜交、誘變、選擇等改良植物的措施,逐步改變遺傳特性以適應(yīng)新的環(huán)境,使引進(jìn)的植物
9、正常生長(zhǎng)。2. 引種的原理( 1)、引種的遺傳學(xué)原理引種是品種在其遺傳性適應(yīng)范圍內(nèi)的遷移,這種適應(yīng)范圍受到基因性的嚴(yán)格制約。不同植物種類其適應(yīng)范圍相差很大,同一植物種類的不同品種間在適應(yīng)性上也存在差異。植物的適應(yīng)性: 植物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,接受了各種不同生態(tài)條件的考驗(yàn),形成了對(duì)各種生態(tài)條件的反應(yīng)規(guī)范。 從引種馴化的遺傳學(xué)原理看,適應(yīng)性范圍與品種自體調(diào)節(jié)能力有關(guān),而品種自體調(diào)節(jié)能力與品種基因型的雜合性有關(guān)。(2)引種的生態(tài)學(xué)原理除了遺傳因素決定引種能否成功外,植物與環(huán)境條件的生態(tài)關(guān)系也嚴(yán)重影響引種的效果。生態(tài)型指對(duì)一定生態(tài)環(huán)境具有相應(yīng)遺傳適應(yīng)性的品種類群,是植物在特定環(huán)境的長(zhǎng)期影響下形成的對(duì)某
10、些生態(tài)因子的特定需要或適應(yīng)能力。同一生態(tài)型品種在生育期、 抗逆性和適應(yīng)性方面常具有較多相似的特點(diǎn)第五章選擇育種1. 提高選擇效果的方法R=i h2(1)增加群體的性狀變異幅度實(shí)踐上主要是增加選擇群體的大小(2)提高性狀的遺傳力一是通過(guò)加強(qiáng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間管理技術(shù)的控制,如選擇分布較集中,地勢(shì)、土壤、坡向及栽培管理等均勻一致的群體,降低環(huán)境造成的變異。二是在遺傳力較高的世代進(jìn)行選擇。同一性狀隨著世代的增高,基因趨向純合, 顯性作用逐代降低,狹義遺傳力隨世代的增高而提高,因而選擇的可靠性也隨世代的推進(jìn)而增大。( 3)提高選擇強(qiáng)度 實(shí)際工作中常降低入選率增大選擇強(qiáng)度。 但要注意確定適當(dāng)?shù)娜脒x率,入選標(biāo)
11、準(zhǔn)太高,入選群體太小會(huì)影響其他性狀的選擇。2. 選種的程序選擇育種從搜集材料、選擇優(yōu)良單株開(kāi)始,到育成新品種的過(guò)程是由一系列的選擇、淘汰、鑒定工作組成; 選種程序一般要設(shè)置原始材料圃、株系圃或選擇圃、品比預(yù)備試驗(yàn)圃、 品種比較試驗(yàn)圃、生產(chǎn)試驗(yàn)和區(qū)域試驗(yàn)等圃地。3. 芽變和飾變及判斷方法( 1)芽變 來(lái)源于體細(xì)胞中自然發(fā)生的遺傳物質(zhì)變異。變異的體細(xì)胞發(fā)生于芽的分生組織或經(jīng)分裂 ,發(fā)育進(jìn)入芽的分生組織 ,就形成變異芽。( 2)在園藝植物的營(yíng)養(yǎng)系品種內(nèi) ,除由遺傳物質(zhì)變異而發(fā)生芽變外 ,還普遍存在著由種種環(huán)境因素造成的不能遺傳的彷徨變異,又稱 飾變(3)判斷方法:1變異的性質(zhì)如屬于典型的質(zhì)量性狀,一
12、般可斷定是芽變;2.變異體發(fā)生范圍如是不同立地、不同技術(shù)的多株變異,即可排除環(huán)境和技術(shù)的影響;對(duì)于枝變,如明顯是一個(gè)扇形嵌合體,可肯定是芽變;3變異的方向,凡是與環(huán)境的變化不一致的很可能是芽變;4變異性狀雖經(jīng)不同年份的環(huán)境變化而表現(xiàn)穩(wěn)定,可判定是芽變;5性狀的變異程度超出基因型的反應(yīng)規(guī)范之外,可能是芽變;第六章:常規(guī)雜交育種1.( 1)近緣雜交:指不存在雜交障礙的同一物種內(nèi),不同品種或變種之間的雜交。(2)遠(yuǎn)緣雜交:指植物學(xué)上不同種、屬以上類型間的雜交。2. 親本的選擇定義:根據(jù)育種目標(biāo)選擇具優(yōu)良性狀的品種類型原則:( 1)從大量種質(zhì)資源中精選親本(廣)( 2)親本應(yīng)盡可能具有較多的優(yōu)良性狀(
13、精)( 3)明確親本的目標(biāo)性狀,突出重點(diǎn)(明)( 4)重視選用地方品種(土)( 5)親本的一般配合力要高(高)( 6)先考慮數(shù)量性狀,再考慮質(zhì)量性狀(多)( 7)優(yōu)先用稀有可貴性狀作親本(貴)3 . 親本的選配定義:從入選的親本中選用恰當(dāng)?shù)挠H本配制合理雜交組合原則:( 1)父母本性狀互補(bǔ)(補(bǔ))( 2)選用不同生態(tài)類型的親本配組(態(tài))( 3)以具有較多優(yōu)良性狀的親本作母本(優(yōu)母)( 4)親本之一的性狀應(yīng)符合育種目標(biāo)(符)(5)用一般配合力要高的親本配組(高)(6)注意父母本的開(kāi)花期和雌蕊的育性(期/ 育)4. 有性雜交技術(shù)流程( 1) 制定雜交計(jì)劃:確定雜交組合數(shù)、具體雜交組合、每個(gè)雜交組合雜交
14、的花數(shù)( 2) 準(zhǔn)備器具:花粉收集容器、隔離網(wǎng)、毛筆等( 3) 親本株及雜交花的培育選擇原則:使親本性狀能充分體現(xiàn),保證有足夠數(shù)量的母本植株和雜交用花,花期相遇調(diào)節(jié)( 4)隔離和去雄: 防止隔離范圍外花粉混入。 父母本均需要隔離。 空間隔離 (種子生產(chǎn)時(shí)使用) 、器械隔離(育種實(shí)驗(yàn)使用硫酸紙?zhí)状?、時(shí)間隔離(很少用)。去雄目的:除去隔離范圍內(nèi)的花粉來(lái)源,包括雄株、雄花和雄蕊。( 5)花粉的制備普遍方法:在授粉前一天摘取次日將開(kāi)放的花蕾,帶回室內(nèi),挑取花藥至于培養(yǎng)皿內(nèi),在室溫和干燥條件下,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間,花藥會(huì)自然開(kāi)裂。將散出的花粉收集于小三角瓶中,貼上標(biāo)簽,注明品種,并盡快置于剩有氯化鈣或變色硅
15、膠的干燥器內(nèi),放在低溫、黑暗和干燥條件下貯藏。( 6)授粉、標(biāo)記和登錄自然授粉和人工授粉少量授粉:直接用雄蕊碰觸母本柱頭大量授粉:授粉工具(橡皮頭、海綿頭、毛筆、蜂棒等)授粉時(shí)間:母本花雌蕊生活力最強(qiáng)的時(shí)期(開(kāi)花當(dāng)天)( 7)授粉后管理雜交后的頭幾天注意檢查套袋等情況雌蕊有效期過(guò)去后及時(shí)摘袋加強(qiáng)母本植株的管理,及時(shí)摘除沒(méi)有雜交花果等注意病蟲(chóng)害、鳥(niǎo)害和鼠害等5. ( 1)供體親本(非輪回親本 ):只參加一次雜交的親本;(2)輪回親本 (受體親本 ):多次參加回交的親本;6. 雜種后代的選擇方法(1)系譜法:適合于自花授粉植物和常異花授粉植物,但異花授粉植物要區(qū)組隔離系統(tǒng)群:來(lái)自同一F3 系統(tǒng)(即
16、屬于同一F2 單株后代)的不同F(xiàn)4 系統(tǒng)。姊妹系:同一系統(tǒng)群內(nèi)各系統(tǒng)品系:參加比較試驗(yàn)的系統(tǒng)( 2)混合法:在雜種分離世代,按組合混合種植,除淘汰明顯的劣株和假雜株外,一般不加選擇,直到雜種后代純合百分率達(dá)到 80%以上時(shí)(約在 F5-F8 )或在有利于選擇時(shí)(如病害流行或某種逆境條件如旱害、凍害嚴(yán)重年份)才進(jìn)行個(gè)體選擇,下一代種成系統(tǒng)(株系),然后選擇優(yōu)良系統(tǒng)升入比較試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn): 1、分離世代群體大,丟失最優(yōu)良的基因型可能性小;2、方法簡(jiǎn)便易行,選擇效率高;3、可利用自然選擇的作用,獲得對(duì)生物有利的性狀;4、適于多系雜種的選擇;5、可能得到育種目標(biāo)以外的優(yōu)良類型。缺點(diǎn): 1、人工選擇與自然選
17、擇目標(biāo)不一致的性狀易丟失;2、未選擇,存在許多不良基因類型;3、雜種后代要求大群體,高代選擇工作量大;5、親緣關(guān)系無(wú)法考證。(3)單子傳代法與混合法比較:優(yōu)點(diǎn): 1、適于株行距大的作物和保護(hù)地加代;2、 F2 個(gè)體繁殖機(jī)會(huì)均等,規(guī)模易控制;與系譜法比較:優(yōu)點(diǎn): 1、減少了F3、 F4 分系種植和選擇的工作量;2、保證了高世代選留單株較多時(shí),仍有大量性狀差異較大的純育株系供比較選擇;缺點(diǎn): 1、影響種子生長(zhǎng)發(fā)育因素可能導(dǎo)致優(yōu)良基因型丟失;2、無(wú)法考證親緣關(guān)系。3 、 F3、 F4、 F5 代缺少株系評(píng)定,不利于某些性狀選擇如在溫室或加代繁殖時(shí)對(duì)抗逆性選擇就有困難第七章:優(yōu)勢(shì)雜交育種1. 雜種優(yōu)勢(shì)
18、的概念:指兩個(gè)遺傳性不同的親本雜交產(chǎn)生的雜種,在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、適應(yīng)性,以及產(chǎn)量、品質(zhì)等性狀方面超過(guò)其雙親的現(xiàn)象。2. 自交衰退: 異花授粉植物由于長(zhǎng)期異交,不利的隱性基因被保存下來(lái),一旦自交隱性不利基因就表現(xiàn)出來(lái),從而使自交后代出現(xiàn)生長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?、產(chǎn)量下降等現(xiàn)象。3. 雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)(1)顯性假說(shuō)提出: Bruce 1910年提出, Jones DF1917 年完善內(nèi)容:優(yōu)勢(shì)來(lái)源于等位基因間的顯性效應(yīng)和非等位基因間顯性基因的加性效應(yīng)。顯性效應(yīng):指雜合位點(diǎn)上的顯性或部分顯性基因?qū)﹄[性基因的互補(bǔ)效應(yīng)。顯性基因的加性效應(yīng):指非等位位點(diǎn)上顯性效應(yīng)的聚合,即不同位點(diǎn)顯性基因的累加效應(yīng)。顯性假
19、說(shuō)的不足:該假說(shuō)只考慮等位基因的顯性效應(yīng),沒(méi)有考慮等位基因的雜合本身所起的作用。無(wú)法解釋數(shù)量性狀是多基因遺傳的,等位基因間往往不存在明顯的顯隱性關(guān)系。該假說(shuō)只考慮非等位基因間顯性基因的加性效應(yīng),沒(méi)有考慮非等位基因間的互作效應(yīng),無(wú)法解釋F1 出現(xiàn)的雜種負(fù)優(yōu)勢(shì),無(wú)法解釋自交系的產(chǎn)量與其雜交種的產(chǎn)量間沒(méi)有高度的相關(guān)性。該假說(shuō)沒(méi)有細(xì)胞質(zhì)和環(huán)境對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)所起的作用。(2)超顯性假說(shuō)提出: Shull 1908 年提出, East 和 Hull 1936 年完善內(nèi)容:處于雜合態(tài)的等位基因間的互作效應(yīng)和非等位基因間的上位效應(yīng)是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)的根本原因。上位效應(yīng); 指某一對(duì)等位基因的表現(xiàn)受到另一對(duì)非等位基因的影
20、響,隨著后者的不同而不同,也稱非等位基因間的互作。上位效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致新的代謝途徑、產(chǎn)生新性狀。超顯性假說(shuō)的指導(dǎo)意義:根據(jù)超顯性假說(shuō),優(yōu)勢(shì)來(lái)源于基因的雜合狀態(tài),一旦純合, 優(yōu)勢(shì)便會(huì)喪失,因此該假說(shuō)可以說(shuō)明為什么雜交親本要求選配親緣關(guān)系遠(yuǎn)的,地理位置和生態(tài)類型差別大的自交系間雜交,該假說(shuō)又稱等位基因異質(zhì)結(jié)合假說(shuō)。超顯性假說(shuō)不足之處:著重基因的雜合性,同樣不能解釋所有的雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象。4. 雜種優(yōu)勢(shì)的度量方法(1)中親優(yōu)勢(shì)指雜交種(F1)的產(chǎn)量或某一數(shù)量性狀的平均值與雙親(P1 或 P2)同一性狀平均值差數(shù)的比率。中親優(yōu)勢(shì)Hm = F1(P1+P2) /2 / (P1+P2)/2100%意義:可以比較同一
21、性狀和不同性狀間雜種優(yōu)勢(shì)的大小。超中優(yōu)勢(shì)或中親值優(yōu)勢(shì)衡量的實(shí)用價(jià)值不大,因?yàn)榧词笻m比較強(qiáng),但若未超過(guò)大值親本,也沒(méi)有推廣價(jià)值。(2)超親優(yōu)勢(shì)又稱高親值優(yōu)勢(shì),以雙親中較優(yōu)良的一個(gè)親本的平均值(HP)作為衡量尺度,F(xiàn)1平均值與HP差數(shù)的比率。超親優(yōu)勢(shì)=( F1HP) / HP 100%有些性狀在 F1 可能表現(xiàn)出超低值親本(LP) 的現(xiàn)象 , 如這些性狀也是雜種優(yōu)勢(shì)育種的目標(biāo)時(shí),可稱為負(fù)向的超親優(yōu)勢(shì)。計(jì)算公式為: 負(fù)向超親優(yōu)勢(shì)= (F1 LP )/LP100%意義:若 F1 不超過(guò)優(yōu)良親本就沒(méi)有利用價(jià)值,因此該法可直接衡量雜種的推廣價(jià)值。(3)超標(biāo)優(yōu)勢(shì)指雜交種(F1) 的產(chǎn)量或某一數(shù)量性狀的平均
22、值與當(dāng)?shù)赝茝V品種(CK)同一性狀的平均值差數(shù)的比率。也有稱為競(jìng)爭(zhēng)雜種優(yōu)勢(shì)。超標(biāo)優(yōu)勢(shì) =( F1 CK) / CK 100%意義:該法經(jīng)濟(jì)上能反映雜種在生產(chǎn)上的推廣價(jià)值,但不能提供任何與親本有關(guān)的遺傳信息,沒(méi)有固定的可比性,一旦標(biāo)準(zhǔn)品種變了,Hs 值也變了。(4) 雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)是雜交種某一數(shù)量性狀的平均值與雙親同一性狀的平均值的比值, 也用百分率表示。計(jì)算公式如下 :雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù) =F1/(P1+P2)/2100%意義:該法可以用來(lái)比較不同性狀之間雜種優(yōu)勢(shì)的大?。?)離中優(yōu)勢(shì)以雙親平均數(shù)之差的一半作為尺度衡量F1 優(yōu)勢(shì)的方法。意義:該法以遺傳效應(yīng)來(lái)度量雜種優(yōu)勢(shì)。加性效應(yīng)是可以固定遺傳的,顯性效應(yīng)
23、是基因型雜合時(shí)才出現(xiàn),不能固定遺傳??梢苑从畴s種優(yōu)勢(shì)的遺傳本質(zhì)。5. 雄性不育性:兩性花植物中由于生理或遺傳的原因,出現(xiàn)雄性器官表現(xiàn)退化、畸形或喪失功能的現(xiàn)象,稱為雄性不育性。雄性不育系: 對(duì)于可遺傳的雄性不育,經(jīng)過(guò)選育可育成不育性穩(wěn)定遺傳的系統(tǒng),該系統(tǒng)即雄性不育系,簡(jiǎn)稱不育系或A 系。6. 自交不親和系的概念和意義自交不親和性(self-incompatibility,SI ):指兩性花植物,雌雄性器官正常,在不同基因型的株間授粉能正常結(jié)籽,但是花期自交不能結(jié)籽或結(jié)籽率極低的特性。自交不親和系: 通過(guò)連續(xù)多代自交選擇,可育成具有自交不親和性特點(diǎn),且能穩(wěn)定遺傳的自交系。意義:用于雜種種子生產(chǎn)(
24、1)可以節(jié)省人工去雄;(2)降低種子生產(chǎn)成本;(3)保證較高的雜種率表現(xiàn)形式: (1)花粉在柱頭上不能正常萌發(fā)。(2)花粉萌發(fā)后花粉管不能進(jìn)入柱頭。(3)花粉管進(jìn)入柱頭后在花柱中不能繼續(xù)延伸。(4)花粉管到達(dá)胚囊后精卵不能結(jié)合7.雌株系:指雌雄異株作物,如菠菜,通過(guò)選育獲得遺傳穩(wěn)定,系統(tǒng)內(nèi)全部為純雌株或大部分為純雌株,少部分為雌二性株(同一株上有大量雌花少量雄花)系的系統(tǒng)。8.“三系”的概念細(xì)胞質(zhì)中有一種控制不能形成雄配子的遺傳物值質(zhì)S細(xì)胞質(zhì)中具有正常的遺傳物值質(zhì)為N細(xì)胞核中有1 對(duì)或幾對(duì)影響細(xì)胞質(zhì)育性的基因。以具1 對(duì)基因?yàn)槔齅sMs:能使不育性恢復(fù)為可育,稱為恢復(fù)基因msms:不能起育性恢
25、復(fù)作用,稱為不育基因Msms:也能恢復(fù)育性( 1)雄性不育系(簡(jiǎn)稱 A 系):具有雄生不育特性的品種和自交系稱為雄性不育系,簡(jiǎn)稱不育系,其遺傳組成為 S( msms)。不育系由于體內(nèi)生理機(jī)能失調(diào),以致雄性器官不能正常發(fā)育,沒(méi)有花粉或花粉空癟,缺乏生育能力。但雌蕊發(fā)育正常,能接受外來(lái)花粉受精結(jié)實(shí),故制種時(shí)用它作母本而不用去雄。( 2)雄性不育保持系(簡(jiǎn)稱B 系):用來(lái)給不育系授粉,保持其不育性的品種或自交系叫雄性不育保持系,簡(jiǎn)稱保持系。遺傳組成為N( msms)。( 3)雄性不育恢復(fù)系(簡(jiǎn)稱 C 系或 R系):用一些正??捎钠贩N或自交系的花粉授給不育系后,不但結(jié)實(shí)正常,而且 F1 的不育性消失
26、了,恢復(fù)了正常散粉生育能力。故這些正??捎贩N或自交系稱為雄性不育恢復(fù)系,簡(jiǎn)稱恢復(fù)系。其遺傳組成為N( MsMs)和 S( MsMs)兩種。9. 雄性不育系的選育(1) 原始雄性不育材料的獲得和臨時(shí)保存;(2) 細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育;(3) 核基因雄性不育系的選育;(4) 質(zhì)核互作雄性不育系的選育10. 雄性不育系的轉(zhuǎn)育方法;如果引進(jìn)或選育的雄性不育系經(jīng)濟(jì)性狀不符合要求或配合力不高時(shí),就需要進(jìn)行不育系的轉(zhuǎn)育。直接轉(zhuǎn)育法: 選經(jīng)濟(jì)性狀好、配合力高的品種內(nèi)植株與不育系測(cè)交,從中篩選對(duì)不育性保持能力高的植株(即異型保持系)。然后用獲得的不育株與異型保持系反復(fù)回交,使異型保持系成為同型保持系。 間接
27、轉(zhuǎn)育法: 是用乙品種作輪回親本與甲品種保持系反復(fù)回交,不斷增加乙品種的遺傳物質(zhì),使甲保持系變成乙保持系。與此同時(shí),也和甲不育系回交,使之變成乙不育系。第九章遠(yuǎn)緣雜交及其在園藝植物育種中的應(yīng)用1. 遠(yuǎn)源雜交不親和性及其克服途徑雜交不親和:遠(yuǎn)緣雜交時(shí),由于雙親的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),遺傳差異較大,生理上也不協(xié)調(diào),從而影響受精過(guò)程,使雌、雄配子不能結(jié)合形成合子。一般而言,親緣關(guān)系越遠(yuǎn),雜交越不易成功,但不絕對(duì);雜交不親和原因表面原因:花期不遇,花粉暴裂、不萌發(fā)、花粉管不進(jìn)入胚囊,雙受精不完全。實(shí)質(zhì)原因:物種間存在生殖隔離和遺傳差異生理上差異:種間柱頭環(huán)境和柱頭分泌物差異太大遺傳上差異:雙親的基因組成克服方法
28、(1) 注意親本的選擇選配實(shí)踐證明: 在種屬間雜交的范圍內(nèi),采用染色體數(shù)較多或染色體倍數(shù)性高的種植母本較易雜交成功、用栽培種作母本容易成功。例:(2)染色體加倍法染色體倍性高低與遠(yuǎn)緣雜交的結(jié)實(shí)率高低有一定的關(guān)系,將雙親或親本之一的染色體加倍,常常是克服不親和性的最有效的辦法。如秘魯番茄與多腺番茄雜交時(shí),如先將母本誘導(dǎo)成同源四倍體,可顯著提高結(jié)籽率。如野生馬鈴薯2倍體與栽培種不能雜交,但若將野生番茄加倍成四倍體后,再雜交則能成功。(3)有性媒介法利用親緣關(guān)系與兩親本較近的第三個(gè)種作橋梁,這個(gè)“ 橋梁種 ” 起了有性媒介作用。如普通番茄 秘魯番茄32 粒種子, 4粒能發(fā)芽普通番茄 醋栗番茄 F1
29、秘魯番茄152 粒種子82 粒發(fā)芽(4)特殊的授粉方法混合授粉法: 利用不同種類花粉間的相互影響,改變授粉的生理環(huán)境,可以解除母本柱頭上分泌妨礙異種花粉萌發(fā)特殊物質(zhì)的影響。重復(fù)授粉法:利用雌蕊不同發(fā)育程度、受精選擇性的差異,在母本花的不同時(shí)期如花蕾期、開(kāi)花期和臨謝期進(jìn)行多次重復(fù)授粉,以提高結(jié)籽率。射線處理法:通過(guò)射線處理花粉或柱頭,改變生理特性,克服雜交不親和性。(5)柱頭移植或花柱短截法柱頭移植: 父本花粉授在同種植物柱頭上,然后在花粉管尚未完全伸長(zhǎng)之前切下柱頭,移植到異種的母本花柱上;或先進(jìn)行異種柱頭嫁接,待1-2 天愈合后進(jìn)行授粉。花柱截短: 將母本花柱切除或剪短,直接授上父本花粉;或?qū)?/p>
30、花粉的懸浮液注入子房( 人工授粉 ) ,不需花柱直接胚珠授精( 對(duì)蒴果型的子房較方便) 。這些方法操作要求高。(6) 理化因素刺激GA、萘乙酸、硼酸、吲哚乙酸等涂抹或噴灑處理母本雌蕊,促進(jìn)花粉發(fā)芽和花粉管生長(zhǎng)。如梅花GA50-100mg/L 處理柱頭,結(jié)實(shí)率高3-10 倍。又如中棉陸地棉雜交,用萘乙酸滴入苞葉內(nèi)結(jié)鈴率、種子數(shù)多。(7) 試管授精與雌蕊培養(yǎng)試管受精:從母本花中取出胚珠,置于試管中培養(yǎng)和人工授精,以克服遠(yuǎn)緣花粉不萌發(fā)、花粉管不能伸長(zhǎng)或伸長(zhǎng)過(guò)慢等障礙;已在煙草屬、石竹屬、蕓苔屬等植物中獲得成功。雌蕊培養(yǎng):為避免受精后子房早期脫落,也可在母本未開(kāi)裂前取出雌蕊接種在培養(yǎng)基上培養(yǎng)。2. 遠(yuǎn)
31、緣雜種不育性及克服途徑雜種不育性: 遠(yuǎn)緣雜交中雖產(chǎn)生了受精卵,但因其與胚乳或母本生理機(jī)能不協(xié)調(diào),在個(gè)體發(fā)育中表現(xiàn)出一系列不正常發(fā)育,以致不能長(zhǎng)成正常植株的現(xiàn)象。遠(yuǎn)緣雜種不育性的主要表現(xiàn):( 1)受精后的幼胚不發(fā)育,發(fā)育不正?;蛑型就V?;( 2)雜種幼胚、胚乳和子房組織之間缺乏協(xié)調(diào)性,特別是胚乳發(fā)育不正常,影響胚的正常發(fā)育,致使雜種胚部分或全部壞死;( 3)雖能得到包含雜種胚的種子,但種子不能發(fā)育,或雖能發(fā)芽,但在苗期或成株前夭亡。遠(yuǎn)緣雜種不育原因:( 1)由于兩親的遺傳差異大,引起受精過(guò)程不正常和幼胚細(xì)胞分裂的高度不規(guī)則,因而使胚胎發(fā)育中途停頓死亡。( 2)由于小苗在生理上的不協(xié)調(diào),因而影響了
32、雜種的成苗、成株。例如,梨與蘋果的雜種,種子發(fā)芽后正常,但不久根漸漸壞死并整株死亡。這是由于蘋果和梨葉片中所含的酚類物質(zhì)不同,雜種苗中含有梨葉的綠原酸、異綠原酸和熊果甙配糖物與蘋果葉的根皮甙配糖物等所有酚類物質(zhì),互相起毒害植用,因而引起雜種苗的死亡。( 3)胚及母體組織 ( 珠心、珠被 ) 間的生理代謝失調(diào)或發(fā)育不良,也會(huì)導(dǎo)致胚乳發(fā)育不良及雜種幼胚死亡。如果沒(méi)有胚乳或胚乳發(fā)育不全,胚便會(huì)中途停止發(fā)育或解體。克服雜種不育的方法 :( 1)胚的離體培養(yǎng):當(dāng)受精卵只發(fā)育成胚而無(wú)胚乳,或胚與胚乳的發(fā)育不適應(yīng)時(shí),可用胚培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種苗。這在許多植物的遠(yuǎn)緣雜交中得到應(yīng)用。方法是將授粉十幾天 ( 或更長(zhǎng)
33、) 的幼胚,在無(wú)菌條件下, 接種在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)成幼苗, 生根后再移人土壤。 麥類一般在授粉后 10-16天剝?nèi)∮着哌M(jìn)行培養(yǎng),張啟翔 (1992) 將授粉后 66d的北京玉蝶梅x山桃的屬間雜種幼胚在培養(yǎng)基上培養(yǎng)成苗。( 2)改善發(fā)芽和生長(zhǎng)條件:遠(yuǎn)緣雜種由于生理不協(xié)調(diào)引起的生長(zhǎng)不正常,在某些情況下可通過(guò)改善生長(zhǎng)條件,恢復(fù)正常生長(zhǎng)。例如,育苗移栽,當(dāng)遠(yuǎn)緣雜交種子種皮過(guò)厚時(shí),可刺破種子以利幼胚吸水和促進(jìn)呼吸。如果種子癟小,可用經(jīng)過(guò)消毒的腐殖質(zhì)含量高的營(yíng)養(yǎng)土在溫室內(nèi)盆栽,為種子發(fā)芽創(chuàng)造良好的條件。( 3)嫁接:幼苗出土后如果發(fā)現(xiàn)由于根系發(fā)育不良而引起的夭亡,可將雜種幼苗嫁接在母本幼苗上,使雜種正常
34、生長(zhǎng)發(fā)育。3. 遠(yuǎn)緣雜種不稔性原因及克服方法雜種不稔性: 遠(yuǎn)緣雜交后代由于生理上的不協(xié)調(diào)而不能形成正常的生殖器官,或雖能開(kāi)花, 但由于減數(shù)分裂過(guò)程中染色體不能正常聯(lián)會(huì)、不能產(chǎn)生正常配子導(dǎo)致不能繁衍后代的現(xiàn)象。主要表現(xiàn):(1)雜種營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)正常,但不能正常開(kāi)花;( 2)能正常開(kāi)花但花功能不正常,不能產(chǎn)生有生活力的配子;( 3)配子有生活力,但不能正常受精結(jié)籽。主要原因:基因和染色體原因引起。( 1)基因不育;( 2)染色體不育;(3) 細(xì)胞質(zhì)不育;(4)雜種的基因組是由差異較大的基組物質(zhì)組合的結(jié)果,其生理機(jī)能往往不協(xié)調(diào)。因而在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中受到不良環(huán)境條件的影響也更大。外界環(huán)境對(duì)其減數(shù)分裂至配
35、子形成過(guò)程影響的結(jié)果往往造成雜種不育??朔緩剑海?1)染色體加倍法克服雜種減數(shù)分裂過(guò)程中染色體不能正常聯(lián)會(huì)。( 2)回交法( 3)蒙導(dǎo)法 將遠(yuǎn)緣雜種嫁接到親本或第三種類型的砧木上,或用已結(jié)實(shí)的帶花芽親本以及第三種類型的芽條作接穗嫁接在雜種植株上,也可以克服雜種由于生理不協(xié)調(diào)引起的難稔性。( 4)逐代選擇法 遠(yuǎn)緣雜種的難稔性在個(gè)體間存在差異,同時(shí)在不同世代或同一世代的不同發(fā)育階段也有差異,利用逐代選擇可提高難稔性。( 5)改善營(yíng)養(yǎng)條件第十章倍性育種1. 單倍體:指未經(jīng)受精的配子發(fā)育成的含有配子染色體數(shù)的體細(xì)胞或個(gè)體單倍體育種:人工誘導(dǎo)單倍體,并使其成為純合二倍體,從中選育出新品種的方法。多倍體
36、:生物細(xì)胞中含染色體組數(shù)3 個(gè)或 3 個(gè)以上個(gè)體多倍體育種:根據(jù)育種目標(biāo)的要求,采用染色體加倍的方法選育新品種的途徑.2. 多倍體植物的特點(diǎn)同源多倍體的特點(diǎn):( 1)育性差,結(jié)實(shí)率低( 2)形態(tài)、組織學(xué)上的特征多倍體植物比原來(lái)二倍體表現(xiàn)出巨大性多倍體的一般細(xì)胞體積比較大。因染色體增多,反映在個(gè)體的根、莖、葉、果實(shí)等顯粗大。所以農(nóng)業(yè)中把多倍體作為一種重要的育種方法。( 3)生理生化變化蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素含量等高于二倍體。( 4)抗逆性和適應(yīng)性與二倍體比較,多倍體生長(zhǎng)較為遲緩,開(kāi)花晚,多倍體的抗病性、抗旱性和適應(yīng)性強(qiáng)于二倍體。( 5)遺傳變異性異源多倍體植物的特點(diǎn):染色體配對(duì)正常,植株雌雄
37、配子發(fā)育正常,結(jié)實(shí)率高。如花卉中的菊花、大麗花、水仙、郁金香等是異源多倍體。3、多倍體育種的意義( 1)通過(guò)增加一個(gè)現(xiàn)存物種的染色體數(shù)目,產(chǎn)生同源多倍體,獲得某些器官的巨大型。( 2)通過(guò)遠(yuǎn)緣親本或種間不育雜種的染色體加倍,克服遠(yuǎn)緣雜交的困難( 3)誘導(dǎo)多倍體作為不同倍數(shù)性間或種間的遺傳橋梁利用同源多倍體稔性差的特點(diǎn),選育無(wú)籽或少籽果實(shí)。4. 常見(jiàn)多倍體的園藝植物( 1)果樹(shù):蘋果、梨、葡萄、樹(shù)莓、柑橘、菠蘿、草莓( 2)蔬菜:黃瓜、西瓜、甜瓜、番茄、豌豆、馬鈴薯、甘藍(lán)、白菜、花椰菜、芹菜、蘿卜、萵苣( 3)花卉:金魚(yú)草、石竹、鳳仙花、飛燕草、一串紅、彩葉草、美女櫻、萬(wàn)壽菊、百日草、桂竹香、愛(ài)
38、牽牛、紫羅蘭、金盞花、波斯菊、百合第十一章:誘變育種1. 物理育誘變主要指利用輻射,誘發(fā)基因突變和染色體變異;目前常用的射線種類有x 射線、 射線、紫外線、 粒子和中子等。其中除紫外線外,各種射線通過(guò)有機(jī)體時(shí),都能產(chǎn)生直接或間接的電離現(xiàn)象,故稱電離輻射。紫外線能量不足以使原子電離,只能產(chǎn)生激發(fā)作用,稱非電離輻射。2.化學(xué)誘變是用化學(xué)誘變劑處理植物材料,以誘發(fā)遺傳物質(zhì)的突變,從而引起形態(tài)特征的變異,然后根據(jù)育種目標(biāo),對(duì)這些變異進(jìn)行鑒定、培育和選擇, 最終育成新品種。有關(guān)化學(xué)物質(zhì)有秋水仙素、烷化劑類、核酸堿基類似物、亞硝酸、疊氮化鈉(NaN3) 等3.太空育種,又稱航天育種、空間誘變育種,是利用太空技術(shù),?通過(guò)高空氣球、返回式衛(wèi)星、飛船等航天器將作物的種子、組織、?器官或生命個(gè)體等誘變材料搭載到200-400km 高空的宇宙空間,利用強(qiáng)輻射、微重力、高真空、弱磁場(chǎng)等宇宙空間特殊環(huán)境誘變因子的作用,使生物基因發(fā)生變異, ?再返回地面進(jìn)行選育,培育新品種、新材料的作物育種新技術(shù)。?其核心內(nèi)容是利用太空環(huán)境的綜合物理因素對(duì)植物或生物遺傳性的強(qiáng)烈動(dòng)搖和誘變,?在較短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造出目前地面誘變育種方法難以獲得的罕見(jiàn)突變種質(zhì)材料和基因資源,選育突破性新品種,由此而開(kāi)辟一條植物育種的新途徑。4. 空間誘變的生物
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