園藝植物的種質(zhì)資源課件

1、第二章 種質(zhì)資源講授人：彭建營 教授、博導園藝植物育種學種質(zhì)資源第二章 種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性第二節(jié) 作物起源中心與園藝植物起源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型與育種特點園藝植物育種學種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性一、種質(zhì)資源的重要性 種質(zhì)資源是地球生命的基礎(chǔ)，也是人類賴以生存和發(fā)展的根本，是人類最為寶貴的自然財富。種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和育種工作成敗的關(guān)鍵，一個國家或研究單位擁有的種質(zhì)資源的數(shù)量、質(zhì)量以及對其保存、特性研究的深度和廣度，是其育種效果的決定因素，也是衡量其育種工作發(fā)展水平的重要標志之一園藝植物育種學種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性二、國內(nèi)外

2、種質(zhì)資源的工作概況1、國外種質(zhì)資源的工作概況 世界各地基因庫保存作物種質(zhì)材料184.6萬份。美國有完備的植物種質(zhì)資源工作體系，擁有種質(zhì)材料達43萬份以上。西歐的植物種質(zhì)材料主要由國家植物園保存。 英國國家園藝研究所保存了10000份蔬菜種質(zhì)材料。北歐5國建有北歐基因庫中心和5國基因庫分中心及有關(guān)信息系統(tǒng)，已保存種質(zhì)材料34000多份。園藝植物育種學種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性二、國內(nèi)外種質(zhì)資源的工作概況1、國外種質(zhì)資源的工作概況 俄羅斯與40多個國家或地區(qū)有種質(zhì)交換關(guān)系，每年引進國外新的種質(zhì)材料70008000份，征集本國材料30004000份，擁有蔬菜種質(zhì)材料63000份。日本筑波農(nóng)業(yè)研

3、究所種子貯藏管理室保存有170種作物32000多份品種的種子。韓國也搜集了眾多種質(zhì)材料。園藝植物育種學種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性二、國內(nèi)外種質(zhì)資源的工作概況2、我國種質(zhì)資源的工作概況 中國農(nóng)業(yè)科學院作物品種資源研究所組織協(xié)調(diào)全國栽培植物的種質(zhì)資源研究工作，已與89個國家、地區(qū)和國際組織建立了種質(zhì)交流關(guān)系，搜集種質(zhì)30萬份。 蔬菜種質(zhì)材料的考察、搜集、整理研究由中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所組織進行，種質(zhì)材料入庫已達1.7萬份。 國家果樹種質(zhì)資源圃保存果樹種質(zhì)材料8900余份，涉及31個科58個屬，占地120hm2園藝植物育種學種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性二、國內(nèi)外種質(zhì)資源的工作概況2、我國

4、種質(zhì)資源的工作概況 觀賞植物的種質(zhì)資源除全國100多個植物園，遷地保存了當?shù)刂饕囊吧ɑ芎陀^賞樹木種類之外，還建立了南寧金花茶基因庫、武漢中國梅花種質(zhì)資源圃、洛陽國家牡丹基因庫、南京菊花種質(zhì)資源圃等。園藝植物育種學種質(zhì)資源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性三、種質(zhì)資源保護的迫切性 種質(zhì)資源是人類賴以生存的基礎(chǔ)，保護種質(zhì)資源就是保護人類未來。 現(xiàn)存的生物物種，正隨著人類活動的加劇，物種的棲息地快速喪失，物種生存受到嚴重威脅，滅絕速率不斷加快。 美國國會技術(shù)監(jiān)督局認為，如果人類消費方式和破壞作用仍不改變，地球上物種滅絕的速度是自然狀態(tài)的1000倍，到2050年，25%的物種將陷入絕境。園藝植物育種學種質(zhì)資

5、源第一節(jié) 種質(zhì)資源的重要性三、種質(zhì)資源保護的迫切性 新品種的推廣，大面積種植，生產(chǎn)上品種單一化，加上自然災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境破壞和污染，使大量的地方品種和野生植物種質(zhì)消失。植物的遺傳多樣性不斷喪少。 為了植物育種有更廣泛的遺傳基礎(chǔ)。必須挽救、保護和保存不斷減少的植物種質(zhì)資源園藝植物育種學種質(zhì)資源第二節(jié) 作物起源中心與園藝植物起源一、作物起源中心學說和園藝植物起源 瓦維洛夫于20世紀20-30年代對世界作物進行廣泛考察、搜集和研究后，提出了作物起源中心學說（Theory of origin center of cultivated plants)），并分為8個起源中心。 后來，前蘇聯(lián)的茹考夫斯基將世界

6、作物起源中心劃分為12個。園藝植物育種學種質(zhì)資源中國-日本起源中心印度尼西亞-印度支那起源中心澳大利亞起源中心印度斯坦起源中心中亞西亞起源中心前亞細亞起源中心地中海起源中心非洲起源中心歐洲-西伯利亞起源中心中美洲起源中心南美洲起源中心北美洲起源中心世界植物的起源中心園藝植物育種學種質(zhì)資源第二節(jié) 作物起源中心與園藝植物起源二、原產(chǎn)中國的園藝植物蔬菜：韭菜、大白菜、茼蒿、山藥、荸薺、大豆、金針菜、蘿卜、慈菇、茭白等。果樹：蘋果、梨、桃、李、杏、櫻桃、棗、柿、栗、獼猴桃、柑桔類、枇杷、龍眼、荔枝等。觀賞植物：銀杏屬、金錢松屬、水杉屬、水松、珙桐屬、觀光木屬；百合屬、龍膽屬、綠絨蒿屬、萱草屬的多個種；

7、梅花、桂花、菊花、荷花、中國水仙、牡丹、黃牡丹、芍藥、月季花、香水月季、梔子、南天竹、臘梅、金茶花、翠菊。園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容一、種質(zhì)資源的考察和收集 1、種質(zhì)資源考察的范圍 在起源中心主要搜集地方品種、原始種和野生近緣種，重點放在野外采集 在作物栽培中心應(yīng)主要搜集各類地方品種和具有獨特性狀的類型 在作物遺傳育種中心地區(qū)主要搜集育成的優(yōu)良品種、品系及特殊的遺傳材料園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容一、種質(zhì)資源的考察和搜集 2、種質(zhì)資源搜集的方法 做好考察前的準備工作 在實際考察中做好調(diào)查和觀察記載 及時對種質(zhì)材料進行整理，發(fā)現(xiàn)遺漏及時補充 3、種質(zhì)資源

8、管理 初步整理 觀察鑒定 材料整理園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容二、種質(zhì)資源的保存 種質(zhì)資源的保存方法因作物繁殖方式不同、種子類型不同而異。對多年生園藝植物可采用就地保存和種質(zhì)圃保存及離體保存；對種子繁殖園藝植物可人工創(chuàng)造環(huán)境條件保存其種子。 1、就地保存：種質(zhì)資源在原來所處的生態(tài)環(huán)境中，不經(jīng)遷移，采取措施加以保護。自然保護區(qū)、國家公園、人工圈護稀有的良種單株。 2、種質(zhì)圃保存：將種質(zhì)材料遷出自然生長地，集中改種在植物園、樹木園、品種資源圃、種質(zhì)資源圃等處保存。 園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容二、種質(zhì)資源的保存3、種子保存 種子有兩類： 正常型種子：要求低溫

9、干燥的條件下保存“頑拗型”種子：不能在低溫干燥條件下貯藏，當種子含水量降低到12%-31%時生活力會迅速下降，甚至全部死亡。一般貯藏溫度為520。園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容二、種質(zhì)資源的保存4、離體保存：是在適宜條件下，用離體的分生組織、花粉、休眠枝條等保存種質(zhì)資源。5、基因文庫保存：利用DNA重組技術(shù)，將種質(zhì)材料的總DNA或染色體所有片斷隨機連接到載體上，然后轉(zhuǎn)移到寄主細胞中，通過細胞增殖，構(gòu)成各個DNA片斷的克隆系。 園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容三、種質(zhì)資源的評價和研究1、特征特性鑒定 植物學性狀鑒定 園藝性狀鑒定 生物學特性 品質(zhì)鑒定 抗逆性鑒定

10、 抗病、蟲性鑒定園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容三、種質(zhì)資源的評價和研究2、基礎(chǔ)理論研究 園藝植物起源與演化研究 種內(nèi)分類研究和生態(tài)型研究 遺傳分析 園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容四、種質(zhì)資源的創(chuàng)新新種質(zhì)資源的來源： 育種過程中產(chǎn)生的新品種、新品系和新的種質(zhì)材料 自然變異 通過遠緣雜交、細胞工程、染色體工程、基因工程、組織培養(yǎng)等手段來有目標地擴大遺傳基礎(chǔ)，綜合不同種屬間優(yōu)良性狀，形成易于育種工作者利用的新的種質(zhì)資源以及新的栽培植物類型和品種。園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容五、種質(zhì)資源的利用 直接利用 間接利用 潛在利用。園藝植物育種學種質(zhì)資源

11、第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容五、種質(zhì)資源的利用 直接利用 適應(yīng)當?shù)厣鷳B(tài)條件、具有開發(fā)潛能、可取得經(jīng)濟效益的種質(zhì)材料。經(jīng)審定可直接在生產(chǎn)中應(yīng)用。 從國外引進的品種 國內(nèi)地方品種 野生園藝植物（獼猴桃、沙棘等）園藝植物育種學種質(zhì)資源第三節(jié) 種質(zhì)資源的工作內(nèi)容五、種質(zhì)資源的利用間接利用 對當?shù)乇憩F(xiàn)不理想，但具有明顯的優(yōu)良性狀的種質(zhì)材料?？勺鲇N材料。 潛在利用 暫時不能直接利用或間接利用的材料，也不可忽視。園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點一、園藝植物的繁殖方式 1、有性繁殖 是指生物通過有性過程產(chǎn)生的雌雄配子結(jié)合，形成合子發(fā)育成新個體繁殖后代的繁殖方式。 自花授粉

12、：在自然情況下，雄蕊的花粉一般不需借助外力即可直接授到本花雌蕊的柱頭上，一般自然異交率在5%以內(nèi)。如豆科、茄科、菊科的大多數(shù)蔬菜和花卉植物。園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點一、園藝植物的繁殖方式 1、有性繁殖異花授粉：在天然授粉情況下，雌蕊主要依靠異株或同株異花的花粉完成授粉、受精，天然異交率在50%以上。如雌雄異株的菠菜、石刁柏、銀杏、獼猴桃、楊梅；雌雄同株異花的的瓜類蔬菜、甜玉米、板栗、核桃；兩性花中的十字花科蔬菜、蘋果、梨。園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點一、園藝植物的繁殖方式 1、有性繁殖常異花授粉：在自然情況

13、下，這類植物以自花授粉為主，但也能異花授粉，天然異交率達5%50%。如蠶豆、辣椒、黃秋葵、芥菜。園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點一、園藝植物的繁殖方式 2、無性繁殖 指生物利用營養(yǎng)器官或體細胞等繁殖后代的繁殖方式。 利用芽、莖、根等營養(yǎng)器官和球莖、鱗莖、根莖、匍匐枝以及其他特殊器官（如珠芽、葉落地生根）等進行繁殖。 繁殖方法有嫁接、扦插、壓條、分株等 無融合生殖園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點一、園藝植物的繁殖方式 2、無性繁殖 指生物利用營養(yǎng)器官或體細胞等繁殖后代的繁殖方式。無融合生殖無性繁殖植物在自然條件下，可正常

14、開花結(jié)實，進行有性繁殖，如馬鈴薯、甘薯、蓮藕、許多果樹和觀賞植物。園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點二、不同繁殖方式園藝植物的群體特點與育種的關(guān)系1、自花授粉植物 群體特點：長期自交，各個體基因型基本純和，遺傳性較穩(wěn)定，性狀較一致。 雜交育種：采用連續(xù)單株選擇法 一代雜種育種 選擇育種園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點二、不同繁殖方式園藝植物的群體特點與育種的關(guān)系2、異花授粉植物群體特點：不同基因型多為雜合體，個體間差異大。 一代雜種育種 選擇育種和雜交育種：采用混合選擇法、改良混合選擇法、母系選擇法等。園藝植物育種學種質(zhì)

15、資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點二、不同繁殖方式園藝植物的群體特點與育種的關(guān)系3、常異花授粉植物群體特點：群體內(nèi)雜合株率較高，變異較多。 選擇育種 雜交育種 一代雜種優(yōu)勢育種園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點二、不同繁殖方式園藝植物的群體特點與育種的關(guān)系4、無性繁殖植物群體特點：群體基因型和表現(xiàn)性整齊一致。 芽變選種 雜交育種 體細胞雜交技術(shù)。園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點三、品種類型及其育種特點1、自交系品種：特點：群體遺傳組成基本同質(zhì)，個體基本純合 主要育種方法：選擇育種和雜交育種 主要選擇方法

16、：單株選擇法園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點三、品種類型及其育種特點2、群體品種：特點：群體遺傳組成異質(zhì)，個體雜合，其品種群體可以表現(xiàn)差異，但必須有一個或多個性狀表現(xiàn)一致，與其它品種相區(qū)分。主要育種方法：選擇育種主要選擇方法：混合選擇園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點三、品種類型及其育種特點3、雜交種品種：特點：群體遺傳組成同質(zhì)，個體雜合 主要育種方法：一代雜交育種 主要選擇方法：單株選擇法園藝植物育種學種質(zhì)資源第四節(jié) 園藝植物的繁殖方式、品種類型 與育種特點三、品種類型及其育種特點4、無性系品種：特點：群體遺傳組成同質(zhì)，個體雜合 主要育種方法：利用變異（自然與創(chuàng)造） 主要選擇方法：選出變異枝條、塊莖、塊根植株等，進行株系比較和選擇。園藝植物育種學種質(zhì)資源小結(jié) 重視種質(zhì)資源的重要性，是人類賴以生存的根本，是品種選育的物質(zhì)