育種學(xué)-第五章選擇育種

1、選擇是育種的理想，也是實現(xiàn)理想的每一具體步驟。 布爾班克第五章 選擇育種（2學(xué)時）第一節(jié) 選擇的意義和方法 第二節(jié) 選擇育種的簡史和成效第三節(jié) 選擇育種的原理第四節(jié) 有性繁殖植物的選擇育種第五節(jié) 無性繁殖植物的選擇育種第一節(jié) 選擇的意義和方法一. 選擇的概念及意義二. 選擇在品種改良中的作用三. 選擇的基本方法四. 兩種方法的綜合運用 一. 選擇的概念及意義選擇育種：根據(jù)育種目標(biāo)，對現(xiàn)有品種群體中出現(xiàn)的自然變異類型，通過單株選擇或混合選擇，選出優(yōu)良的變異個體，經(jīng)過后代鑒定，選優(yōu)去劣培育新品種的方法。選擇的意義：對育種材料選優(yōu)去劣，對人工和自然產(chǎn)生的變異群體，根據(jù)育種目標(biāo)要求和表現(xiàn)型，選擇優(yōu)良的

2、基因型，固定優(yōu)良性狀；選擇是任何一種育種方法的不可缺少的環(huán)節(jié)。二. 選擇在品種改良中的作用可以把植物已有的變異分離出來，把優(yōu)良的變異類型挑選出來；對發(fā)生了變異的生物體，按照一定方向連續(xù)選擇，可使變異逐漸積累、鞏固和加強，即選擇的創(chuàng)造性。（P64 表5-1 玉米油份和蛋白質(zhì)70代定向選擇效應(yīng)）三. 選擇的基本方法1.個體選擇（單株選擇法）2.混合選擇3.兩種方法比較 1. 個體選擇 根據(jù)育種目標(biāo)從原始群體中選擇優(yōu)良個體，分別收獲，分別脫粒、貯藏，來年分別播種，形成一個穗（株、鈴）行，根據(jù)穗行表現(xiàn)鑒定上年個入選單株的優(yōu)劣，劣者淘汰。 一次個體選擇： 多用于自花、常異花植物 品種改良和良種繁育，異

3、花授粉植物自交系的保純 多次個體選擇 ：用于自花、常異花植物雜 交后代的選擇 個體選擇一次單株選擇多次單株選擇2.混合選擇從品種群體中，按照育種目標(biāo)，把成熟期、產(chǎn)量性狀和外部形態(tài)較一致的優(yōu)良個體選出來，混合脫粒，下一年混合播種，與原品種和對照品種進行比較。 混合選擇一次混合選擇：自花植物提純、選擇新品種多次混合選擇：異花、常異花植物提純、選育新品種一次混合選擇多次混合選擇 3.兩種方法比較 （1）混合選擇 優(yōu)點：方法簡單，省工，收效快，可以很快獲得大量種子供生產(chǎn)利用;對于異花、常異花授粉植物可保持群體一定程度的異質(zhì)性，不會導(dǎo)致遺傳基礎(chǔ)貧乏，引起生活力衰退。 缺點：不能鑒定個體的后代表現(xiàn)，選擇效

4、果較差;（2）個體選擇 方法麻煩，費工，要求技術(shù)比較嚴(yán)格; 選擇比較準(zhǔn)確，可靠，效果好; 后代群體性狀趨于一致。 原始品種群體集團1集團2繁殖種子大田大面積推廣按類型分別混合選擇，分別脫粒經(jīng)分別混合選擇的不同類型的種子各集團與原品種比較試驗經(jīng)比較表現(xiàn)優(yōu)良的集團種子所繁殖的優(yōu)質(zhì)種子（一）集團混合選擇育種程序（用于地方品種的改良）集團3原品種四. 兩種方法的綜合運用原始品種群體分系鑒定改良群體繁殖推廣按個體選擇，分別脫粒當(dāng)選個體的種子改良群體與原品種比較試驗經(jīng)鑒定合格的各系混合脫粒表現(xiàn)較優(yōu)越的群體收獲脫粒（二）改良混合選擇（系統(tǒng)混合選擇法）育種程序原品種系行種植鑒定（一年）（三）母系選擇法 此法在

5、異花授粉植物的蔬菜中應(yīng)用。方法：選擇程序和自花授粉植物的多次單株選擇法完全相同。特點：所選單株沒進行隔離。由于異花授粉植物又不進行隔離，選擇只是根據(jù)母本的性狀進行，未控制授粉，故名為母系選擇法。優(yōu)點：無需隔離，較為簡便，生活力不易退化；缺點：選優(yōu)提純的速度較慢。 第二節(jié) 選擇育種的簡史和成效一. 選擇育種的意義和特點二. 選擇育種的簡史和成效混合選擇育種：采用混合選擇法選育新品種的方法。如果這種方法用于自花授粉作物即稱為純系育種系統(tǒng)育種：如果采用個體選擇法，所育成 的品種，是由自然變異的一個 個體發(fā)展成一個系統(tǒng)。一.選擇育種的概念和特點1.選擇育種的特點：利用自然變異，進行優(yōu)中選優(yōu)，環(huán)節(jié)少，年

6、限短，過程簡單；連續(xù)選優(yōu)，使品種不斷得到改良和提高；能保持原品種對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件適應(yīng)性。斯字棉2B 系統(tǒng)育種 徐州209 系統(tǒng)育種 生育期變短 霜前花增加徐州1818 系統(tǒng)育種 徐州58 系統(tǒng)育種衣分增加 纖維強度 增加3-5g徐州142豐產(chǎn)性好，增產(chǎn)10%以上 2.缺點不能有目的的創(chuàng)造變異;有利變異少，選擇效率不高;應(yīng)用連續(xù)個體選擇時，容易導(dǎo)致遺傳基礎(chǔ)貧乏;改進提高的潛力有限 .二、無性繁殖植物的選擇法基本上與自花授粉植物相同：以單株選擇法為主；在某些情況下也可用混合選擇或集團選擇。無性繁殖植物的單株選擇一般都為一次單株選擇。因為一個無性系內(nèi)各株的基因型是相同的，性狀表現(xiàn)整齊一致，繼續(xù)在無性系

7、內(nèi)選擇無效。二. 選擇育種的簡史和成效1、選擇育種在我國植物育種中一直起著相當(dāng)大的作用。新中國成立以來，雖然在不同年代采用的育種方法各有側(cè)重，但不論哪個時期，選擇育種育成的品種均占一定的比例。稻麥棉三大作物： 水稻 小麥 棉花 50年代 61.2% 19.6% 74.4% 60年代 43.4% 20.5% 62.9% 70年代 27.6% 9.8% 56.6%60年代以后，隨著其他育種途徑的開拓，系統(tǒng)育種所占比重相對減小。2、選擇育種在棉花育種中一直占有重要的地位。因棉花是常異交植物，天然異交率高，選擇育種一直占有較大的比重。70年代占50%以上，80年代占20%。從美國引進的岱字棉15號，選

8、育的品系多達100多個；棉花品種魯棉6號，是系統(tǒng)育種育成的，成為山東省80年代中后期的主要推廣品種。3、選擇育種在園藝植物的育種和生產(chǎn)中也發(fā)揮了重要作用。果樹芽變選種中最突出的例子是元帥系蘋果的芽變選種。我國自1973年開展了蘋果芽變選種，已在元帥系中選出一批優(yōu)良品系。目前主栽蘋果品種為紅富士，從中選出許多芽變，如煙輻3、2001等。選擇育種法培育的果樹品種在目前仍占相當(dāng)大的比例。第三節(jié) 選擇育種的原理 1901-1906年,丹麥植物學(xué)家約翰遜從市場買來菜豆品種,按籽粒大小、輕重進行6個世代種植選擇,分出19個純系。1903年提出了純系學(xué)說。Wilhelm, L. Johannsen 1901

9、 In self-pollinated crops 1.在自花授粉作物品種群體中，通過單株選擇，可以分離出許多純系，表明原始品種是各個純系的混合體，通過個體選擇把不同基因型從群體中分離出來,這是基于種群的分化，選擇是有效的。一、純系學(xué)說（The theory of pure-line selection）2. 同一個純系內(nèi)，不同個體基因型是相同的，繼續(xù)選擇是無效的。同一純系內(nèi)，受環(huán)境因素影響所出現(xiàn)的變異，只影響當(dāng)代個體體細胞，并不影響生殖細胞，所以，這種變異是不能遺傳的。 評價：被認為純系育種的理論基礎(chǔ)；把變異分為可遺傳變異和不可遺傳的變異；通過后代鑒定可判斷是否屬于遺傳的變異；對自花、常異花

10、植物的純系育種和異花植物自交系選育具有指導(dǎo)意義。局限性：純系的絕對化是錯誤的，實踐證明純系是相對的，沒有絕對的純系。二.品種自然變異現(xiàn)象和產(chǎn)生的原因 天然雜交 基因突變剩余變異自然變異人工變異變異1、品種自然變異現(xiàn)象 具有一定穩(wěn)定性的品種，隨著自然雜交，突變等原因，不斷出現(xiàn)新的類型，即自然變異。原來的品種則形成一個混雜的群體。2、品種自然變異的原因（1）自然異交而引起基因重組，出現(xiàn)新的性狀。即使是自花授粉植物也不可避免地發(fā)生天然雜交；常異花授粉和異花授粉植物的自然異變率則更高。品種間雜交后必然引起基因重組，導(dǎo)致出現(xiàn)性狀的變異。（2）基因突變。品種在推廣過程中，由于自然條件和栽培條件的影響，會發(fā)

11、生基因突變，使品種群體內(nèi)出現(xiàn)新的類型。（3）品種本身剩余變異的存在造成的。有些品種育成時，有些性狀（尤其數(shù)量性狀）并未真正純合，在長期的生產(chǎn)過程中，仍然會出現(xiàn)分離現(xiàn)象。性狀還未完全穩(wěn)定就混收為品系（要求整齊一致才能升級）。有時某些性狀穩(wěn)定所需時間長，雖混合時間不早，但仍有分離。如遠緣雜交。多基因控制的數(shù)量性狀，遺傳復(fù)雜，選擇時很難確定其純合的程度。由于上述原因，品種在推廣過程中常出現(xiàn)變異株。第四節(jié) 有性繁殖植物的選擇育種方法與程序一、主要技術(shù)環(huán)節(jié) 二、選擇育種的一般程序 一、主要技術(shù)環(huán)節(jié)1.選擇對象大田推廣品種即將推廣品種外地引進品種在保持原品種綜合性狀優(yōu)良的基礎(chǔ)上，克服原品種存在的主要缺點。

12、區(qū)分選擇育種的選株與良種繁育的選株選擇育種的選株：主要選擇新類型。良種繁育的選株：符合原品種典型性狀。 2.選擇的標(biāo)準(zhǔn)選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡可能明確具體，如豐產(chǎn)性可用單株產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，但番茄、黃瓜等則不同。3.選擇條件和時間均勻一致、生產(chǎn)條件，保證原有品種特點的表現(xiàn)，并能鑒定個體間遺傳差異，避免環(huán)境因素的干擾。選擇時，要區(qū)分遺傳變異和環(huán)境變異環(huán)境因素引起的變異是連續(xù)的，遺傳因素引起的變異是不連續(xù)的。選擇時間：在性狀表現(xiàn)最突出的時期，重點觀察、選擇 群體越大，數(shù)量越多，成功可能性越大。 選株數(shù)量的多少主要取決于兩方面：4.選擇群體的大小和選株的數(shù)量選擇對象的變異程度選擇者對品種特征特性的熟悉程度和觀察鑒別能

13、力二、選擇育種的一般程序（一）系統(tǒng)育種（二）混合選擇育種原始品種群體株行比較試驗品系比較試驗區(qū)域試驗生產(chǎn)試驗種子田大田大面積推廣選擇優(yōu)良單株。當(dāng)選各單株的種子分別脫粒各株種子分別種植成行（系），以原品種為對照行，選擇優(yōu)良株行（系）。當(dāng)選的各株行（系）的種子分別脫粒。各系種子分別種于小區(qū)，設(shè)對照小區(qū)，進行有重復(fù)的試驗，選擇優(yōu)系當(dāng)選品系同時進行區(qū)試和繁殖經(jīng)審定合格的品系成為品種（一）純系育種程序原始品種群體經(jīng)混選群體原始品種群體繁殖種子大田大面積推廣選擇優(yōu)良而一致的個體，混合脫粒經(jīng)混選的改良群體與原品種比較試驗經(jīng)比較確比原品種優(yōu)越的混選群體的種子所繁殖的優(yōu)質(zhì)種子（二）混合選擇育種程序第五節(jié) 無性繁

14、殖植物的選擇育種一、芽變育種（一）概念、意義、特點1.概念芽變：植物芽的分生組織體細胞自然發(fā)生的遺傳物質(zhì)變異。芽變總是以枝變或株變的形式表現(xiàn)芽變選種：對發(fā)生變異的芽、枝進行無性繁殖并選擇，從而 育成新品種的選擇育種法。彷徨變異：植物的營養(yǎng)系品種由于環(huán)境因素造成的不能 遺傳的變異稱為彷徨變異（飾變）。枝變：變異的芽內(nèi)分生組織萌動長成枝條時，該枝 條表現(xiàn)出與原品種類型不同的現(xiàn)象。株變：當(dāng)包含突變細胞的芽發(fā)育成一個植株，或采 用該芽進行無性繁殖形成新個體的現(xiàn)象。2.意義利用芽變產(chǎn)生的新變異可直接選育出新品種；豐富種質(zhì)資源，為雜交育種提供親本；對優(yōu)良品種的個別缺點進行修繕改良，優(yōu)中選優(yōu)；保持原有品種的

15、綜合優(yōu)良性狀。3.芽變的特點芽變的多樣性：植物各器官的所有性狀都有發(fā)生突變的可能；質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀；染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)變異；胞質(zhì)基因和核基因突變等。芽變的重演性：同一品種相同類型的芽變可以在不同時期、不同地點、不同個體重復(fù)發(fā)生。芽變的穩(wěn)定性: 有些穩(wěn)定，有些不穩(wěn)定（采用有性繁殖時發(fā)生分離或后代恢復(fù)原有類型），有的不經(jīng)繁殖就失去變異，恢復(fù)原有性狀。芽變的嵌合體：由芽變形成的組織、器官、個體是由突變和未突變細胞組成的嵌合體。芽變性狀的局限性和多效性：芽變一般是少數(shù)性狀發(fā)生變異，而有性后代則是多數(shù)性狀的變異。蘋果原產(chǎn)于歐洲、中亞和中國新疆西部一帶,栽培歷史已有5000年以上 芽變選擇(二)芽變的細胞

16、組織學(xué)基礎(chǔ)1、梢端分生組織發(fā)生層學(xué)說（Satina,1940）L：一層細胞，平周分裂，分化為表皮；L： 一般1層細胞，垂周分裂，分化為皮層的外層及孢原組織L： 多層細胞，平周或垂周分裂，衍生皮層的中內(nèi)層及中柱梢端組織發(fā)生層由突變形成的嵌合體3.芽變嵌合體的轉(zhuǎn)化芽變的遺傳類別染色體數(shù)目變異：包括多倍性、單倍性及非整倍性染色體結(jié)構(gòu)變異：包括易位、倒位、重復(fù)及缺失基因突變：包括點突變和組碼移動突變核外突變（雄性不育、性分化、葉綠素形成、植株 高度等）（三）芽變選種的目標(biāo)與時期 目標(biāo)：優(yōu)中選優(yōu)，在保留原品種優(yōu)點基礎(chǔ)上選 擇缺點得到修繕的突變 時期：在經(jīng)常觀察基礎(chǔ)上，抓住易發(fā)生芽變的 有利時機經(jīng)濟產(chǎn)品采

17、收期自然災(zāi)害期（四）芽變選種的程序3、決選階段選種單位對復(fù)選合格品系提出復(fù)選報告（包括選育報告、品種比較試驗報告及區(qū)域栽培試驗報告）后，由主管部門組織有關(guān)人員組成植物新品種審查鑒定委員會，對新品系進行決選評審。通過評審后，選種單位命名，主管單位公布。這時，新品種才獲得合法推廣的資格。二、實生選種（一）實生選種的意義及特點1、實生繁殖：對于無性繁殖的園藝植物來講，利用種子進行繁殖。 實生選種（selection by seedling）：對實生繁殖產(chǎn)生的遺傳變異進 行選擇、培育新品種的工作. 實生選種是應(yīng)用最悠久、最廣泛、同時也是最有效的育種途徑之一。 果樹的古老品種都是來自實生選種： 元帥、金帥、國光、印度、青香蕉、旭蘋果 鴨梨、雪花梨、萊陽梨 蘭州大接杏、北京駱駝黃杏、泰安巴旦水杏等 倉方早生、大久保、愛保太等桃