第二章 園藝植物育種

第二章園藝植物育種園藝植物育種學的研究內容概念：植物育種學是研究如何選育植物新品種和繁育良種的科學。確切、全面和深刻的定義是：PlantbreedingwasdefinedbySmith（1966）astheartandscienceforimprovinggeneticpatternofplantsinrelationtotheireconomicuse。（一）既是科學，又是藝術（特別是園藝），甚至有機遇（chance）如果樹中的“機遇實生苗”（chanceseedling）；

（二）育種學的任務是“改進植物的遺傳模式（geneticpattern）”即基因型（genotype），而非表現(xiàn)型（phenotype）；

（三）強調植物育種學改變植物的遺傳模式的目的在于改變那些與經(jīng)濟用途（economicuse）有關的遺傳模式，而不是任何模式，故強調育種的實踐意義和在生產上的作用，即現(xiàn)在理解的科學技術轉化為生產力。Howtounderstandthisconcept？袁隆平—畢業(yè)于西南農學院農學系★中國工程院院士★獲得8項國際獎★2001年獲國家最高科學技術獎（500萬元）★“隆平高科”在深圳證券交易所掛牌上市★2004被評為感動中國人物

研究內容

選育園藝植物新品種和繁育良種。

新品種選育——從自然界現(xiàn)有變異中選擇優(yōu)良類型，育成新品種；通過各種途徑改變植物的遺傳性，應用比較精確的鑒定方法，創(chuàng)造新品種；創(chuàng)造分類學上的新物種或類型。

良種繁育——研究如何迅速繁育新品種的種子和種苗，加速新品種的推廣，擴大經(jīng)濟效益；及研究在生產中，如何防止品種退化，不斷提高種性的科學。園藝植物育種學是一門綜合性的科學技術

理論基礎主要是遺傳物質行為的知識，育種者必須對植物性狀的遺傳規(guī)律和機制有全面的了解。同時，園藝植物育種學以自身的科學實踐不斷補充、修正和發(fā)展遺傳學，是一門創(chuàng)造性的科學，運用多種理論和技術對生物的遺傳性進行有效地管理、控制和改造。生態(tài)系統(tǒng)多樣性多種多樣的彩葉草一、園藝植物的繁殖習性、品種類別與育種特點

根據(jù)園藝植物的繁殖習性將其分為：自花授粉植物：天然異交率在5%以內；異花授粉植物：天然異交率在50%以上；常異花授粉植物：天然異交率達5-50%第五節(jié)育種目標和種質資源自花授粉植物：番茄、萵苣、茼蒿；三色堇、紫羅蘭、鳳仙花、金盞菊等。常異花授粉植物：指以自花授粉為主，但也發(fā)生部分異花授粉的植物。例如：蠶豆、茄子、辣椒、黃秋葵；翠菊、牡丹、蓮；棉花及高梁等作物。異花授粉植物：天然異交率在50%以上雌蕊以接受其它花朵的花粉、接受其他植株、品種的花粉為主。特點：1）雌雄異株：菠菜、蘆筍、銀杏、獼猴桃、山葡萄、楊、柳、蘇鐵、紅豆杉、羅漢松、南洋杉。2）雌雄同株異花：葫蘆科植物（甜瓜除外）、甜玉米、醉蝶花、核桃、板栗、榛、松、柏、杉。游戲規(guī)則（或武器）遺傳?變異?選擇游戲目的選優(yōu)汰劣?防雜保純可把育種看作游戲??！可把育種看作游戲！！一、育種目標制定切實可行的育種目標征集、評價、利用種質資源研究、掌握性狀遺傳規(guī)律及變異多樣性采用適當?shù)挠N途徑和方法審定新品種良種繁育育種計劃制定流程圖玩法育種學實質變異自然界人工創(chuàng)造遺傳特性人工選擇新品種或物種園藝植物主要育種目標1.豐產2.優(yōu)質3.不同成熟期（花期）4.抗多種病蟲害5.適應性廣、抗逆性強6.適于機械化耕作和收獲，適應商品生產7.節(jié)約生產成本,節(jié)約能源、耐貯藏運輸?shù)?。育種目標概念主要育種目標與目標性狀主要特點和制定原則對所要育成的品種的要求所要育成的新品種在一定的自然、生產及經(jīng)濟條件下的地區(qū)栽培時應具備的一系列優(yōu)良性狀指標育種目標目標性狀育種目標目標性狀育種目標目標性狀主要育種目標目標性狀1、高產穩(wěn)產2、優(yōu)質3、適應性強4、抗病蟲害和除草劑5、不同成熟期6、適于機械化生產1、產量性狀2、品質性狀3、適應性4、對病蟲害和除草劑的抗耐性5、成熟期6、對機械化生產的適宜性恭喜！恭喜！人植物人人植物植物產量生物產量經(jīng)濟產量經(jīng)濟系數(shù)單位面積可利用部分的收獲量生物產量經(jīng)濟產量=產量的構成因素前期產量坐果率單株結果數(shù)種植密度單果重產量品質是產品能滿足一定需要特征特性的總和感官品質營養(yǎng)品質加工品質內質外質風味、香氣、肉質大小、形狀、色澤蔬菜果品Vc、礦質元素、有機酸、蛋白質、氨基酸水果糖分、干果淀粉和特殊化學成分品質

適應性抗病蟲害和除草劑不同的成熟期花期結果期采收期果實生長發(fā)育速度環(huán)境的適應性注：花卉植物的成熟期指開花的早晚和延續(xù)時間熟性

適宜機械化生產株型緊湊稈壯不倒成熟期一致果實耐機械壓力，果皮有韌性主要特點與多樣性主要特點高效性季節(jié)性兼用性制定原則園藝植物利用方式對環(huán)境要求消費者嗜好育種目標制定原則滿足生產與市場的需要經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益兼顧實現(xiàn)的可能性近期需要與長遠利益兼顧處理好目標性狀與非目標性狀之間的關系二、種質資源

種質資源的定義

種質（germplasm）：指決定生物性狀遺傳（種性），并將其遺傳信息從親代傳遞給后代的遺傳物質，也稱為基因。種質庫（germplasmpool）：指以種為單位的群體內的全部遺傳物質，它有許多個體的不同基因所組成。又稱基因庫。種質資源（germplasmresource）

具有種質并能繁殖的生物體的統(tǒng)稱?；蜻z傳資源或基因資源。種質資源包括：栽培種、野生種及近緣種，人工創(chuàng)造的種質材料。蘊藏種質的主要材料是：植株、種子，根、莖、葉、芽等無性繁殖器官和營養(yǎng)器官，及愈傷組織、分生組織、花粉、合子、細胞、原生質體、以及染色體和核酸片段等。

種質資源的類別：

本地種質資源、外地種質資源、野生種質資源和人工創(chuàng)造的種質資源。種質資源的作用與現(xiàn)狀種質資源的作用種質資源是地球生命的基礎。是人類賴以生存和發(fā)展的基礎，是最為寶貴的自然財富。是利用和改良生物的物質基礎，是育種的原始材料及生命科學研究的基礎材料。

一個基因或者一個物種可以影響一個國家的有關的經(jīng)濟發(fā)展；一個優(yōu)良的生態(tài)群落的建立可以改善一個地區(qū)的環(huán)境。實例：野生稻雄性敗育基因矮桿基因（綠色革命）野生馬鈴薯抗晚疫病基因提供各種工業(yè)原料、醫(yī)藥品，在娛樂、旅游業(yè)中也起著重要作用。

擁有種質資源的數(shù)量和質量，以及對其研究的程度是決定育種效果的重要條件，也是衡量一個國家或研究單位育種水平的重要標志。種質資源的現(xiàn)狀與存在問題發(fā)展理念的誤區(qū)造成種質資源的遺傳侵蝕

人類對品種良種化和遺傳一致性的要求，使傳統(tǒng)的品種被改良品種所取代，并使之加速滅絕。減少了種質資源遺傳多樣性。更大的一致性傾向或遺傳單一性增加了主要作物對流行性病蟲害潛在的遺傳脆弱性。地質史上已發(fā)生過5次自然大滅絕(Wilson,1989)原因：地質變化和大災變；地球又一次進入大滅絕時期，當代物種滅絕速度比自然滅絕速度快1000倍(Wilson,1989)！有花植物中約有5％~10％的物種處于受威脅或瀕危之中（陳心啟等,1998）

1個物種滅絕可能影響到幾十個物種的生存。生物多樣性保育的緊迫性人類對資源的需求日趨增長，逐漸造成生態(tài)環(huán)境的破壞和生物資源流失。大量砍伐和焚燒森林，過度放牧，使大量野生動物、植物失去棲生、繁衍的場所。人類活動及現(xiàn)代科技的發(fā)展對種質資源的影響城市、工礦的發(fā)展占用了大量的綠地，使土壤、水源和大氣的污染。植被的破壞加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化，反過來又導致了生物資源的進一步流失，形成了惡性循環(huán)。現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展產生了某些負面的影響。農業(yè)機械的廣泛應用，使不適應現(xiàn)代機械要求的品種有逐步消失的危險;化學肥料和農藥的大規(guī)模使用，造成大量種質資源減少,用飛機噴撒農藥，使野生資源也受到損失;生物工程的安全性等。B種質資源的類型和特點按其來源分類種質資源的類別：本地的種質資源外地的種質資源野生的種質資源人工創(chuàng)造的種質資源種質資源的類型和特點按其來源分類親緣關系分類種質資源的類別：植物學分類：科、屬、種種質資源的類型和特點按其來源分類親緣關系分類育種實用性分類種質資源的類別：現(xiàn)代優(yōu)良品種或高產品種、主要商品品種、次要品種、具有特長的、過時類型、育種材料、突變體、原始類型、野草類和野生種十類。

種質資源的類型和特點按其來源分類親緣關系分類育種實用性分類生態(tài)類型分類、用途分類種質資源的類別：地方品種、主栽品種、原始栽培類型、野生近緣種和育種材料種質資源的類型及性質來分類地方品種指那些在局部地區(qū)內栽培的品種，或古老的農家品種是長期自然選擇和人工選擇的結果。特定的適應性和抗逆性強適合當?shù)靥厥獾娘嬍郴蛴^賞消費習慣和栽培習慣大多沒有經(jīng)過現(xiàn)代育種技術的改良。有些材料雖有明顯缺點，但往往具有某些罕見的特性，以及具備一些在目前看來雖然并不重要的特殊經(jīng)濟價值往往因優(yōu)良新品種的推廣而被淘汰（特別是過時的或極為零星分散的品種）是最重要的，具極大遺傳價值和育種潛力的種質資源。主栽品種經(jīng)由現(xiàn)代育種技術改良過的品種，或稱改良品種。遺傳多樣性較地方品種單一，即基因庫較狹窄。適應當前新的消費習慣和生產方式。具有較好的豐產性和較廣的適應性及抗逆性。但外地或外國引入的品種對本國（地）的特殊氣候條件的適應性差于本國（地）的主栽品種它們是育種的基本材料。原始栽培類型具有原始農業(yè)性狀的類型。是現(xiàn)代栽培作物的原始種或參與種，是經(jīng)數(shù)千年的發(fā)展而產生的。不少原始栽培類型已經(jīng)絕滅?，F(xiàn)今往往要在人們不容易到達的地區(qū)才能搜集到?；驇熵S富，對本地區(qū)的氣候條件適應性更強。是難得的育種材料。野生種及近緣種野生種是生物進化長期自然選擇的的結果栽培作物近緣種是介于栽培和野生類型之間的不同程度的過渡類型是先人人工選擇的成果。具備生物多樣性,常帶有作物所缺少的某些抗逆基因，在育種上往往作為抗源資源加以利用。在生產上有些野生近緣種也作為嫁接砧木加以利用。由于人類對生態(tài)環(huán)境的不斷干擾和破壞，很多野生近緣種已從開墾地上退走，有些種已瀕于滅絕。它的生物科學及植物育種的源泉。人工育種材料各種育種途徑的中間材料。如這種材料可以是雜種后代、物理化學誘變育成的突變體，人工誘變的多倍體、體細胞融合材料、遠緣雜交材料、轉基因材料等等，有人稱之為育種中間材料。雖然它們具有某些缺點，而不能成為新的品種，但因具有一些明顯的優(yōu)良性狀，仍不失為一種優(yōu)良的親本或種質資源。這類材料，因育種工作的不斷發(fā)展會日益增加，這樣會大大豐富種質資源的遺傳多樣性。B園藝作物的起源和進化遠古時期的地理隔離野生植物就地馴化變種和品種全世界形成了不同的作物起源中心社會發(fā)展商業(yè)、旅游及戰(zhàn)爭各起源中心作物向著中心以外傳播逐漸演化成現(xiàn)今世界園藝作物分布的現(xiàn)狀野生植物人類采集移栽選擇雜交和培育栽培品種

1920~1940年間，蘇聯(lián)瓦維洛夫考察隊跨亞、歐、非、美洲60多個國家，180次，搜集了25萬余份植物材料；于1935年發(fā)表了《育種的理論基礎》一書，提出栽培植物起源中心學說，并首次繪制了栽培植物起源中心圖。作物起源中心學說瓦維洛夫的作物起源中心學說基因中心或變異多樣性中心（Centerofdiversity）1、基因多樣性2、顯性基因頻率高“遺傳變異性的同源系列規(guī)律”根據(jù)馴化的來源，將作物分為原生作物和次生作物。在一定的生態(tài)環(huán)境中，在相近植物的遺傳變異性中出現(xiàn)平行現(xiàn)象。即同源平行變異律（lawofparallelvariation）。同源平行變異律在作物選育和引種中有重要的指導意義。12345678瓦維洛夫的作物起源中心8A8B作物起源中心的主要內容提出主要世界作物八大起源中心（centeroforiginofcrops），及其地理分布和植物種類和特點。作物起源中心有兩個主要特征即基因的多樣性和顯性基因的頻率較高，又名為基因中心或變異多樣化中心作物起源中心的主要內容最初始的起源地稱為初生起源中心（primaryorigincenter）往往是作物顯性性狀和最大遺傳多樣性的聚集地區(qū)。作物由初生起源中心地向外擴散到一定范圍時，在邊緣地又會因作物本身的自交和自然隔離而形成新的隱性基因控制的多樣化地區(qū)，即為次生起源中心（secondaryorigincenter）。常常具有可利用價值的性狀，如種子、果實增大等。1、有野生祖先2、有原始特有類型3、有明顯有遺傳多樣性4、有大量的顯性基因最初始的起源地稱為原生起源中心（primaryorigincenter）提出主要世界作物八大起源中心作物起源中心有兩個主要特征起源中心分為初生起源中心次生起源中心同源平行變異律總結：世界8個作物起源中心（1）中國起源中心包括中國中、西部山岳及毗鄰低地。主要起源的園藝作物如：桃、杏、梅、櫻桃、山楂、棗、銀杏、柿、榛、甜橙、香橙、枇杷、龍眼、荔枝、柚、不結球白菜、大白菜、蔥、萵筍、絲瓜、茼蒿、牡丹、芍藥、菊花等。(1)中國起源中心（東亞中心）（2）印度起源中心包括緬甸和阿薩姆（印度東部的?。?。主要起源的園藝作物如：芒果、桔、檸檬、枸櫞、椰子、茄子、苦瓜、葫蘆、絲瓜、蛇瓜、虎尾蘭等。（2a）印度-馬來西亞起源中心（印度起源中心的補充）包括馬亞群島，一些大島嶼如爪哇、婆羅州、蘇門答臘以及菲律賓和印度支那。主要起源的園藝作物如：香蕉、穗桔、棕櫚檳榔、面包樹、柚、依蘭、碩竹、豆蔻等。主要起源大田作物有水稻、綠豆、飯豆、豇豆、甘蔗、芝麻、紅麻等。(2)印度起源中心2A.印度—馬來西亞補充區(qū)主要起源作物有薏苡、香蕉等。（3）中亞起源中心包括印度西北部、克什米爾、阿富汗、塔吉克和烏茲別克。主要起源的園藝作物如：胡蘿卜、洋蔥、大蒜、菠菜、杏、梨、扁桃、棗、葡萄、胡桃、阿月渾子等。（4）西亞起源中心包括小亞細亞、伊朗、外高加索。主要起源的園藝作物如：無花果、石榴、葡萄、蘋果、柿、梨、胡桃、扁桃、歐洲甜櫻桃、歐榛、萵苣、韭蔥、甜菜、南瓜、胡蘿卜、甘藍、香芹菜、月桂、罌粟、番紅花等。(3)中亞細亞起源中心主要起源作物有普通小麥、密穗小麥、印度圓粒小麥、豌豆、蠶豆、非洲棉等(4)西亞中心主要起源作物有一粒小麥、二粒小麥、黑麥、葡萄、石榴、胡桃、無花果、苜蓿等。（5）地中海起源中心

包括地中海沿岸地區(qū)。主要起源的園藝作物如：油橄欖、甘藍、芹菜、茴香、大蒜、洋蔥、蘿卜、黑芥、白芥、石刁柏、月桂、大馬士革薔薇、鳶尾等。（6）埃塞俄比亞起源中心

包括埃塞俄比亞和厄立特里亞山區(qū)。主要起源的園藝作物如：埃塞俄比亞芭蕉、咖啡、油棕、西瓜、豇豆、芫荽、秋葵等。(5)地中海起源中心許多蔬菜作物，包括甜菜和許多古老的牧草都起源于這一中心。為小麥、粒用豆類的次生起源地。(6)埃塞俄比亞起源中心小麥、大麥的變種類型極其多樣。（7）墨西哥—中美起源中心

包括墨西哥—中美所屬地區(qū)。主要起源的園藝作物如：木瓜、番石榴、番茄、辣椒、菜豆、南瓜、仙人掌、龍舌蘭、虎皮蘭等。(7)南美和中美洲起源中心主要起源作物有陸地棉、甘薯、番茄等。存在大量玉米變異類型。（8）南美起源中心

包括秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞。主要起源的園藝作物如：西番蓮、番荔枝、番石榴、馬鈴薯、番茄、辣椒、南瓜等。(8)南美（秘魯—厄瓜多爾—玻利維亞）中心許多塊莖作物，包括馬鈴薯的特有栽培種都起源于此地。（8a）智利亞中心

主要起源的園藝作物如：馬鈴薯、草莓等。（8b）巴西—巴拉圭亞中心主要起源的園藝作物如：番櫻桃、風梨、西番蓮等。表1-1原產于中國的主要園藝作物種類國內栽培歷史年）種類國內栽培歷史年）種類國內栽培歷史年）種類國內栽培歷史年）桃>1300大白菜>1400芋（4）>2400白蘭花>1000杏>2600葉芥>2600薹菜>1500菊花>3000中國李>2600大蔥>2600芥藍>800月季>2000白梨>2600茭白>2100根芥>400桂花>1800砂梨>2600菱>3000蕹菜>1600翠菊>1000山楂>2000蓮藕>2500慈姑>2100百合>1500柿>1800蘿卜>2200萱草>3000臘梅>2000棗>2300姜>2000中國蘭花>2000芍藥>4000板栗>2300莖芥>1000梅花>2000山茶>1400獼猴桃>1200毛豆>5000牡丹>2000丁香>1000荔枝>2000冬瓜>2000杜鵑>1500水仙>2000枇杷>1700苘蒿>900玉簪>2000不結球白菜>1500荸薺>2100鳳仙花>400種質資源的搜集與保存國務院辦公廳于2004年25號文發(fā)布“關于加強生物物種資源保護和管理的通知”要求各地區(qū)、各有關部門充分認識生物物種資源保護和管理的重要性和緊迫性，開展生物物種資源調查，做好生物物種資源編目工作，制定生物物種資源保護與利用規(guī)劃，加強生物物種資源保護基礎能力建設、管理制度建設和科學研究等。種質資源的搜集根據(jù)需要和目的，有針對性地搜集種質資源。對需要的種質資源要采用一切必要途徑進行搜集。如，通訊聯(lián)系、現(xiàn)場引種。組織考察隊進行搜集。種苗的搜集要遵照種苗的調撥制度。要求質量高、典型、有生活力，以便繁殖和保存。一定要注意檢疫。搜集時應由近及遠，從本地到外地，逐步進行搜集。集時要做到細致、無誤、分類，不重復、不遺漏。種質資源搜集的一般原則種質資源的搜集與保存種質資源的調查種質資源調查的目的和意義摸清當?shù)氐膱@藝資源，可以直接或間接地應用于生產。為園藝作物發(fā)展規(guī)劃或品種區(qū)域化提供資料。編寫園藝作物志，或整理成文獻。為資源的搜集、保存和研究利用提供了信息。種質資源調查的主要內容地區(qū)情況調查:

社會經(jīng)濟和自然(地形、氣象、土壤、植被等)園藝資源概況調查:

栽培歷史和分布，種類和品種，繁殖方法和栽培管理，生產供銷和利用及存在的問題和提出的要求。園藝種類品種調查:

記載種類和品種的一般概況，生物學特性，形態(tài)特征，經(jīng)濟性狀以及某些潛在的可利用價值等。標本資料采集和制作:

對植物的根、莖、葉、花、果等器官進行錄相或繪圖，成分分析和標本的制作。資源調查整理和總結:做好最后的資料整理和總結分析工作。種質資源搜集的方法（1）當?shù)胤N質資源的搜集

主要是當?shù)氐膬?yōu)良品種或品系，不用鑒定或生態(tài)適應等問題，只要采用適當?shù)牟牧暇偷乇４婕纯伞?/p>

（2）野生種質資源的搜集

必須搜集本屬內每個種的野生植物，獲取屬內全部的有利基因。搜集區(qū)域應注重種類豐富的遺傳多樣性中心和經(jīng)常出現(xiàn)某些特異性狀的地區(qū)。搜集時間以花期或果實成熟期為宜，有利于材料開花結果習性，果實經(jīng)濟性狀等性狀的鑒定。搜集這類種質時應注意某些特定性狀，特別是經(jīng)濟性狀和抗性。特別是在惡劣的氣候條件下依然生存的植株。

（3）外地種質資源的搜集

是指從國內外其它地區(qū)引入種質資源，簡單引種或馴化引種。搜集時要調查兩地生態(tài)環(huán)境，一般來講，馴化引種必須搜集種子，簡單引種可引進接穗或無性繁殖材料。搜集時一定要嚴格遵守檢疫和編號登記制度搜集后的外地種質要多點試驗，再進行大規(guī)模推廣。種質資源的整理搜集到的種質資源將樣本對照現(xiàn)場記錄，進行初步整理。歸類，將同物異名者合并，將同名異物者予以訂正。給以科學的登記和編號，包括統(tǒng)一編號、品種名稱、原產地、來源地、保存單位，或用以查找重復和定位號等項目以便為保存和進一步研究提供依據(jù)。種質資源的保存是指利用天然或人工創(chuàng)造的適宜環(huán)境保存種質資源。防止資源流失，便于研究利用。保存的種質資源主要包括以下幾個方面：（1）主栽品種、地方品種、過時品種、原始栽培類型、野生近緣種、育種材料等。（2）可能滅絕的稀有種和已經(jīng)瀕危的種質，特別是栽培種的野生祖先。（3）尚未很好改良利用，但具有潛在利用價值的種質。

種質資源保存的方式（1）就地保存指在園藝植物生長所處的自然環(huán)境中采取措施，來保護和保存種質資源。建立自然保護區(qū)、人為圈護古樹和名花。

可可西里自然保護區(qū)貴州茂蘭自然保護區(qū)自然保護區(qū)（2）遷地保存（種植保存、資源圃保存）指將園藝植物由原產地或次生地整株遷離，移栽在資源圃等圃中加以保存。

建立諸如園藝種質資源圃、品種園、植物觀賞園、原始材料圃。

主要適用于無性繁殖園藝植物的保存。

廣東省農業(yè)科學院果樹研究所資源圃目前收集保存國內外香蕉種質215份，

還收集了國內外柑桔、龍眼、番石榴、木瓜、芒果、西番蓮、楊桃、菠蘿、樹菠蘿、枇杷、黃皮等優(yōu)良果樹種質資源，其中柑桔種質資源共有30份，龍眼50份、枇杷32份，芒果46份，菠蘿29個品種（品系），橄欖31份，板栗18份，柿18份，其他49份，共23個樹種，303份種質資源。（3）種子保存

建立植物種子庫保存種子，這是目前以種子為繁殖材料的植物應用最普通的資源保存方法。

正常性種子（orthodox）

種子含水量干燥到5％或更低，但不影響其壽命，這類種子為正常性種子。一般的糧食、蔬菜和花卉種子都是正常性種子。頑拗性（recalitrant）種子

頑拗性種子大多是產于熱帶、亞熱帶植物及水生植物的種子，如：枇杷、荔枝、芒果、鱷梨、菠蘿蜜、番櫻桃、茭白等的種子在干燥過程中往往發(fā)生脫水損害，其含水量降低到12~31％之間時，就會迅速降低活力，甚至全部死亡。豇豆種質資源種子的壽命

種子的壽命決定于植物的遺傳外，影響種子壽命的主要環(huán)境因素是貯存濕度和溫度。不同植物的種子壽命對溫度和濕度的反應有所差異，一般種子含水量在8％以下，密封在薄鐵罐或玻璃容器內放在陰涼室內，多數(shù)種子可保持生活力10年左右。保存種子的種質庫的類型

短期庫任務是臨時貯存應用材料，并分發(fā)種子供研究、鑒定、利用，庫溫10~20℃，相對濕度45~60％，種子存入紙袋或布袋，一般可存放5年左右。

中期庫任務是繁殖更新，對種質進行描述鑒定、記錄存檔，向育種家提供種子，庫溫0~10℃，相對濕度60％以下，種子含水量8％左右，種子存入防潮布袋，硅膠的聚乙烯瓶或螺旋口鐵罐，要求安全貯存10~20年；長期庫是中期庫的后盾，防備中期庫種質丟失，一般不分發(fā)種子；為確保遺傳完整性，只有在必要時才進行繁殖更新，庫溫在-10℃，-18℃或-20℃，相對濕度50％以下，種子含水量5％~8％，種子存入盒口密封的種子盒內，每5~10年檢測種子發(fā)芽力，要求能安全貯存種子50~100年。國家種質庫

（4）離體保存

離體條件下，保存植物的細胞、組織或器官等方式保存種質資源。最適合的植物：頑拗性植物、水生植物和無性繁殖植物的種質資源離體保存。美麗的茶花水生花卉——睡蓮接天蓮葉無窮碧映日荷花別樣紅（5）基因文庫保存

B

從植物中提取大分子量的DNA，用限制性內切酶將其切成許多DNA片段。然后再通過載體把該DNA片段轉移到繁殖速度快的大腸桿菌中去，通過大腸桿菌的無性繁殖，產生大量的、生物體中的單拷貝基因。不僅可以長期保存該物種的遺傳資源，而且還可以通過反復的培養(yǎng)繁殖、篩選，來獲得各種基因。

種質資源的研究

搜集種質資源的目的是利用其作為育成新品種的原始材料。正確用材關鍵是對種質資源的熟知。故需要對種質資源進行全面的鑒定和評價,如形態(tài)性狀、生化性狀、經(jīng)濟性狀及其構成性狀。種質資源研究方法1. 性狀差異盡量數(shù)值化，使用統(tǒng)計量。2. 取樣代表性（取樣量和取樣方法）。3. 盡量減少和消除環(huán)境誤差，設置重復，統(tǒng)計分析。4. 了解性狀相關和構成性狀的相關。5. 研究了解性狀的遺傳規(guī)律。6. 鑒定方法標準、簡便易行。7. 不斷追蹤新技術新方法。研究后進行整理，區(qū)別同物異名或同名異物，分析其原因進行適當處理。材料分類。形態(tài)水平研究種質資源的研究內容形態(tài)水平研究細胞學研究蛋白質水平研究DNA分子水平研究品種資源親緣關系聚類分析種質資源的評價與利用種質資源的鑒定對搜集保存的資源進行全面的性狀鑒定和研究，作出科學評價?？梢哉f知之越深則用之越當。種質資源鑒定技術經(jīng)歷了從外部形態(tài)到內部生化，最后深入到DNA的三個研究層次。目前，種質資源鑒定技術正朝著綜合化、自動化、計算機化的方向發(fā)展。種質資源的評價在搜集、保存、研究鑒定種質資源的基礎上，對種質資源進行恰如其分的評價，是有效合理地利用種質資源的重要前提。評價涉及到多層次的研究領域，需要多個學科協(xié)作完成，國際標準化以及編碼化的種質資源的評價體系和有效的操作程序。所基因庫研究所計算機化數(shù)據(jù)室外單位贈予田間搜集增殖復份樣品送其它長期保存中心登記性狀描述全面評價交流學科評價遺傳學細胞學植物化學生理學等農藝評價抗病性抗逆性豐產性品質鑒定發(fā)芽生長

基因庫研究所

計算機化數(shù)據(jù)室基因庫登記資源的評價及操作程序種質資源的利用園藝資源的直接利用如許多野生種、近緣野生種或半栽培種園藝材料經(jīng)過鑒定評價后直接用作砧木或觀賞植物。

園藝資源的間接利用可以作為育種原始材料加以利用。特別是近緣野生種綜合性狀較差或很差，但往往有著某些潛在的育種利用價值，如抗逆性很強等特性。種質資源的創(chuàng)新種質創(chuàng)新（germplasmenhancement）泛指人們利用各種變異，通過人工選擇的方法，根據(jù)不同目的而創(chuàng)造成的新作物、新品種、新類型、新材料。廣義的種質創(chuàng)新除了上述含義外還應包括種質拓展（germplasmdevelopment），指使種質具有較多的優(yōu)良性狀，如將高產與優(yōu)質結合起來；以及種質改進（germplasmimprovement）泛指改進種質的某一性狀。

狹義的種質創(chuàng)新是指對種質做較大難度的改造，如通過遠緣雜交進行基因導入，利用基因突變形成具有特殊基因源的材料，綜合不同類型的多個優(yōu)良性狀而進行聚合雜交。種質資源研究中所進行的種質創(chuàng)新，一般指的是狹義的種質創(chuàng)新。

種質創(chuàng)新已成為創(chuàng)造新材料、新類型的種質資源學的內容，因此又稱作預育種。種質創(chuàng)新是種質資源有效利用的前提和關鍵，是作物育種發(fā)展的基礎和保證。新種質創(chuàng)造的希望在于野生種質生物技術開發(fā)利用。創(chuàng)造重要的和關鍵性的基礎研究材料是種質創(chuàng)新的重要任務。隨著生物技術、作物育種、農業(yè)生產的發(fā)展，種質創(chuàng)新工作的內涵和外延越來越專，其拓寬的領域越來越大，其創(chuàng)新量也越來越大。目前地球上共有5萬種可供人類食用的植物，而人類在各個時期曾利用近3000余種，馴化成栽培植物的有1200種，但大面積栽培的卻只有150種，其中只有29種成為人類廣泛應用的作物。隨著生活條件改善，人們需求日益膨脹，原有品種已遠遠不能滿足人們要求。例如，新西蘭在1906年從中國武昌引去的野生獼猴桃，經(jīng)馴化、選擇、創(chuàng)新，目前已成為世界重要水果之一。引種與馴化1、引種：人類為了某種需要，把植物從其原分布區(qū)移種到新的地區(qū)，叫做植物引種。

（或從外地或外國引進植物的新類型、新品種叫引種。）

2、引種的類型：簡單引種、馴化引種。引種與其它育種方法相比，所需時間短，見效快，節(jié)省人力物力，是一種最經(jīng)濟地豐富本地植物種類的育種方法。引種可為各種育種途徑提供豐富的種質資源。(最簡單、最經(jīng)濟、最有效的育種方法)廣義的引種：從外地區(qū)、外國引進新植物、新作物、新品種以及用于育種和有關理論研究的各種遺傳資源。作為育種途徑的引種：從外地區(qū)、外國引進作物新品種，通過適應性試驗，直接在本地區(qū)或本國推廣種植。引種的作用引進新作物、新品種，發(fā)展工農業(yè)生產充實種質資源利用異地種植，提高作物產量一.氣候相似性原理二.生態(tài)環(huán)境和生態(tài)型相似性原理緯度、海拔及作物發(fā)育特性與引種的關系引種的基本原理一.氣候相似性原理

20世紀初，由德國人邁爾（H.Mayr）提出。

Mayr氣候相似論要點：地區(qū)之間，在影響作物生產的主要氣候因素上，應該相似到足以保證作物品種互相引用成功時，引種才有成功的可能。根據(jù)作物對光照長度的要求不同，分為以下三種類型（1）長日照作物：一定要經(jīng)過長日照過程才能較好地抽穗成熟的作物。

如：小麥、大麥、甜菜、亞麻、馬鈴薯、油菜、甘藍等（2）短日照作物：一定要經(jīng)過短日照過程才能滿足其發(fā)育的要求而抽穗成熟的作物。

如：水稻、玉米、大豆、高粱、大麻、花生、紅小豆等（3）中性日照作物：又叫中性作物或日照中性作物，日照長短對抽穗、開花影響不明顯的作物。

如：蕎麥、綠豆、菜豆、番茄等甜菜甜菜亞麻菜豆蕎麥二.作物生態(tài)環(huán)境和生態(tài)型相似性原理1作物環(huán)境：作物生存空間的一切條件。2生態(tài)因素：在作物環(huán)境中，對作物生長發(fā)育有明顯影響的、并能直接被作物同化的因素。3生態(tài)環(huán)境：各種生態(tài)因素都處于相互影響、相互制約的復合體中，它們對作物的作用是通過復合體，而不是單獨起作用，這種復合體稱為生態(tài)環(huán)境。4生態(tài)適應：對于一定的生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)生育正常的反應。5生態(tài)適應范圍：對于一定的生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)生育正常的反應范圍。6生態(tài)區(qū)：對于一種作物具有大致相同的生態(tài)環(huán)境的地區(qū)。7生態(tài)型：一種作物在一定的生態(tài)地區(qū)范圍內，通過自然選擇和人工選擇，形成了與該地區(qū)生態(tài)環(huán)境及生產要求相適應的類型。三.緯度海拔作物發(fā)育特性

與引種的關系1緯度與引種的關系2海拔與引種的關系3作物的發(fā)育特性與引種的關系3作物發(fā)育特性與引種的關系一、二年生作物，在生長發(fā)育過程中，存在著對溫度、光照反應不同的兩個發(fā)育階段：

感溫階段感光階段感溫階段：低溫作物高溫作物（喜溫作物）20-30℃5-7d冬性：0-5℃30-70d半冬性：3-15℃20-30d春性：5-20℃3-15d感光階段：長日照作物>12h短日照作物<12h中間性作物對日照長短反應不敏感低溫長日性作物——小麥、大麥、油菜高溫短日性作物——水稻、玉米、大豆引種的一般規(guī)律及方法一.引種的一般規(guī)律1.考慮作物的發(fā)育特性2.注意作物對環(huán)境反應的敏感性

1.考慮作物的發(fā)育特性（1）低溫長日性作物——小麥、大麥、油菜（2）高溫短日性作物——水稻、玉米、大豆2.注意作物

對環(huán)境反應的敏感性

根據(jù)作物對環(huán)境的敏感程度，將高溫短日作物分為三類：1敏感型作物——大豆2遲鈍型作物——甘薯、花生3中間型作物——水稻、玉米、谷子、棉花二.引種的方法與技術1引種材料的搜集2做好檢疫工作3做好引種試驗4作好選擇工作三、馴化的原理與方法（一）概念（二）植物馴化的原理與方法（一）概念馴化：人類對植物適應新的地理環(huán)境能力的利用和改造。（二）植物馴化的原理與方法米丘林“風土馴化學說”的基本原理：生物體與其生存的環(huán)境之間存在著對立統(tǒng)一的關系，生物體的遺傳可塑性使得它可以經(jīng)過馴化而適應新的環(huán)境。具體做法：選用植物遺傳不穩(wěn)定、最易動搖的幼齡實生苗，作為風土馴化的材料，采用逐步遷移的辦法，每次沿緯度遷移300km,使其在新的環(huán)境影響下，逐步改變原有的本性，最終適應新的環(huán)境。方法的依據(jù)：①植物在個體發(fā)育的幼齡階段變異性較大②實生苗對新的環(huán)境適應能力較強。風土馴化學說，對果樹引種具有重要的指導意義。例如：英國從中國引種杜鵑花較易成功。

杜鵑花又叫映山紅，多數(shù)種產于高海拔地區(qū)，如中國西南部，喜涼爽、濕潤氣候、忌酷熱干燥。要求富含腐殖質、疏松、濕潤、ph值在5.5～6.5之間的酸性土壤。WorldChina的引種漢代張騫出使西域引入:核桃石榴蠶豆黃瓜油橄欖葡萄諸多園林樹種來自國外來自日本有:龍柏黑松赤松日本冷杉日本五針松日本晚櫻雞瓜槭等來自北美的有:鉛筆柏池杉濕地松火炬松香柏廣玉蘭北美鵝掌揪刺槐等來自地中海地區(qū)的月桂來自印度的雪松(南京市樹)WorldChina的引種WorldChina雞爪槭日本晚櫻日本五針松龍柏以上來自日本來自北美:廣玉蘭池杉刺槐ChinaWorld的引種銀杏月季金錢松牡丹連翹珙桐園藝植物育種工作的新趨勢遺傳學的經(jīng)典公式是：P=G+EP（表現(xiàn)型，phenotype）G（遺傳型，genotype）E（環(huán)境，environment）現(xiàn)代遺傳學正確地認為生物的表現(xiàn)型是由其遺傳型和環(huán)境共同作用的結果。其中G是決定生物遺傳變異的內因或依據(jù)，E只是實現(xiàn)生物遺傳變異的外因或條件。

育種學的任務是改善植物的遺傳模式，欲達此目的，就必須在改變G上做文章，采用傳統(tǒng)和現(xiàn)代的方法與手段，改變植物基因型。從孟德爾定律重新發(fā)現(xiàn)迄今近百年的歷史中，生物科學已發(fā)生了根本性的變化，特別是近幾十年來分子遺傳學及遺傳工程的出現(xiàn)標志著遺傳學已逐步發(fā)展到定向改造生物的新階段。

創(chuàng)造和發(fā)展了改變植物遺傳型的種種有效手段：包括雜交育種和雜種優(yōu)勢利用（基因重組）、輻射育種、化學誘變、染色體工程育種、細胞工程（原生質體培養(yǎng)、體細胞融合等）和基因工程（DNA重組）等。豐富了植物育種學，體現(xiàn)了由宏觀到微觀的合乎邏輯的、日新月異的育種科技的前進歷程。育種工作的新趨勢育種發(fā)展動態(tài)1. 突出新的育種目標2.重視品種資源的研究3. 重視育種新途徑新方法的研究4. 實行多專業(yè)協(xié)同的綜合育種5. 采用現(xiàn)代化的研究分析手段第六節(jié)園藝植物育種的基本途徑基本任務和目標任務：1.選育出新品種，不斷用新品種來更換老品種；2.建立品種工作體系和制度，使新品種盡快發(fā)揮作用和防止品種退化劣變。3.注意品種配套和性狀多樣化。育種對象大田作物蔬菜植物果樹植物花卉植物園林植物水稻油菜棉花玉米大豆小麥甘蔗紅薯育種對象育種對象植物育種途徑根據(jù)植物特點、品種性狀、育成時間要求，制定育種途徑原始材料可利用的遺傳變異符合育種目標有性雜交育種雜種優(yōu)勢育種誘變育種植物基因工程分子標記輔助育種分子育種直接利用Y引種N查YNN選Y人工創(chuàng)造變異有性雜交育種育園藝植物品種選育工作進展１資源調查和地方品種整理工作

解放后，根據(jù)農業(yè)部“從速調查收集農家品種，整理祖國的農業(yè)遺產”的精神，開展了果樹、蔬菜和花卉及園林樹木等的地方品種資源的調查整理工作，不少地方編印出版了《蔬菜品種志》、《果樹品種志》以及全國性的單項或多項植物的品種志等。通過資源調查，發(fā)掘和推廣了一批良種，為地區(qū)間引種和提供育種材料創(chuàng)造了有利條件。蔬菜等植物還建立了國家種質資源庫和種質資源圃，果樹和花卉建立了一些研究中心，如柑橘研究中心，蘭花研究中心。園藝植物品種選育工作進展

２廣泛開展了引種工作通過資源調查整理，進行了相互引種，如蔬菜中的榨菜、番茄、大白菜、黃瓜等；果樹中的葡萄、草莓、西瓜、獼猴桃等；花卉中的玫瑰、梅花、蘭花等。從國外也引進了大量的種類和品種如番茄、甘藍、草坪用草、日本紅李等。使國內各地豐富了種類和品種，擴大了良種的栽培面積，國外品種的引進還有利于旅游業(yè)、觀光農業(yè)及創(chuàng)匯農業(yè)的發(fā)展。３新品種選育和雜種優(yōu)勢利用的研究

新品種選育手段、途徑多樣化和高新技術化以及育種對象的拓展，新品種不斷選育出，并通過鑒定和推廣。如水稻、油菜、玉米、棉花等雜種優(yōu)勢利用，組織培養(yǎng)的廣泛應用，體細胞雜交在果樹、蔬菜和花卉育種上的應用等。蔬菜上不少種類雜種化，為大幅度提高產量和發(fā)展高效農業(yè)提供了物質基礎。果樹的抗逆育種為擴大種植地區(qū)和范圍發(fā)揮了作用。無毛懸鈴木等樹種的選育為城市綠化提供了優(yōu)良樹種。

園藝植物品種選育工作進展菊花種質資源與育種的研究

菊花（Dendranthemamorifolium）是我國十大傳統(tǒng)名花和世界四大切花之一，具有觀賞、食用以及藥用等多種價值。因此菊花種質資源的收集、整理、評價及新品種的選育備受關注。我國是栽培菊花的起源中心和菊屬種質資源的分布中心，菊屬有40余種，在我國分布的就有20余種，栽培品種達3000余個。寒秋之魂－－－菊花菊花近緣種屬植物中具有許多栽培菊花所缺乏的優(yōu)良性狀，如抗旱、抗病、抗蟲、抗鹽、匍匐及多花性等，將以上性狀導入栽培菊花進行種質創(chuàng)新和品種改良是菊花育種中極其重要的。

1.菊花種質資源調查與研究菊花原產我國，在一千八百多年的栽培和應用歷史過程中形成了大量色彩豐富多姿態(tài)各異的栽培品種。關于我國菊花品種的發(fā)展從文獻及各種菊花專著記載可見一斑。

宋代劉蒙的《菊譜》是我國現(xiàn)存也是世界最早的菊花專著，記菊36品；至元代，楊維幀《黃華傳》記菊163品；明朝王象晉《群芳譜》記菊273品；清代計楠《菊說》記菊233品；到民國期間，南京金陵大學園藝實驗場收集并保存菊花品種達630品（李鴻漸，1993）。解放后，隨著園藝事業(yè)的發(fā)展，從全國各地收集整理出菊花品種有3000個，具有較高觀賞價值（李鴻漸和邵建文，1990）。

菊花種質資源的研究主要集中在生物學、形態(tài)學、細胞學和分子標記等。北京林業(yè)大學陳俊愉等（1995）通過種間雜交、染色體分析和原種地自然分布等的研究，證明菊花是由我國長江中下游地區(qū)的野菊（D.indicum）、毛華菊（D.vestitum）和紫花野菊（D．zawadski）天然雜交，經(jīng)先輩長期選育而來，證明我國是栽培菊花的故鄉(xiāng)。

利用栽培菊與野菊和毛華菊不同倍性的幾種中國野生菊之間進行雜交，然后結合細胞遺傳學手段對其雜種后代的中期染色體分析發(fā)現(xiàn)：菊屬的系統(tǒng)演化是一個從低倍到高倍異源多倍體化的過程；四倍體和六倍體栽培菊花極可能直接從野生的四倍體野菊或六倍體毛華菊演化而來；野菊可能是毛華菊兩個染色體組的供體，毛華菊極有可能是由野菊與另一個二倍體菊雜交而成。

另外分子標記也可用于種質資源鑒定和親緣關系的分析，通過種間雜交、染色體分析和原種地的自然分布，結合數(shù)量分類學和RAPD技術，戴思蘭等（1998）對菊屬26個分類居群間的親緣關系和7個野生菊的系統(tǒng)發(fā)育關系進行了研究，從分子水平上驗證了現(xiàn)代栽培菊花是以毛華菊和野菊種間天然雜交為基礎，然后紫花野菊和菊花腦（D.nankingense）等又參與雜交，再經(jīng)過人工選擇形成的栽培雜種復合體。在品種鑒定上Jackson等（2000）運用PCR技術分析微衛(wèi)星DNA，對菊花的一些群體進行了分子水平上的研究。陳發(fā)律等（2001）對5個小菊品種（或種）進行了耐熱性鑒定。這些研究為菊花種質資源的合理開發(fā)利用及菊花遺傳改良奠定了基礎。2.菊花育種的研究雜交育種栽培菊花是高度雜合的異源多倍體或整倍體，遺傳背景極其復雜，研究其遺傳規(guī)律較為困難，但通過大量的雜交工作，仔細觀察記錄其親本及雜交后代的性狀，經(jīng)過統(tǒng)計分析，仍能發(fā)現(xiàn)一定的遺傳規(guī)律。

英國的薩頓種子公司用菊花和野菊雜交育成懸崖小菊（Boaseetal.1997）。Fukai等（2000）利用10個菊花栽培品種與起源于日本的D．boreale、D．crssum和D.joponucum等野生菊進行了雜交，選育出了一批花期早和花色豐富的新品種。我國在雜交育種方面也開展了大工作，培育出許多優(yōu)良品種或品系。

江蘇省農業(yè)科學院園藝研究所利用抗逆性強、花型小并具香味的菊花當?shù)胤N和野生種資源與花型、花色奇特或可以在夏秋兩季開花的菊花品種進行雜交，選出了一批分枝多、花量大、花期長、花色美觀艷麗的夏季耐高溫高濕的小花型品系。規(guī)律——開花的時間

利用花期較早的菊花品種作母本進行大量雜交育種工作發(fā)現(xiàn)：夏菊與夏菊雜交，F(xiàn)I代仍為夏菊類型；夏菊與秋菊雜交，F(xiàn)I代中出現(xiàn)夏菊、國慶菊及早秋菊等類型；秋菊與秋菊雜交，F(xiàn)I代偶爾有國慶菊類型，沒有夏菊類型。規(guī)律——形狀對株高而言，F(xiàn)I代變異較多，出現(xiàn)許多超親類型。所選用父母本的花型、花序直徑和葉部特征相近的品種，F(xiàn)I代花型均圓整美觀。雜交后代的舌狀花數(shù)目、筒狀花數(shù)目和花序直徑與雙親比較，F(xiàn)I代表現(xiàn)出明顯的遺傳優(yōu)勢?；ㄐ蜕?，平盤型的遺傳能力比單窄瓣型的強。規(guī)律——形狀

通過長期的雜交育種研究發(fā)現(xiàn)：大菊與大菊雜交，F(xiàn)I代基本上是大菊；小菊與小菊雜交，F(xiàn)I代基本上都是小菊；大菊與小菊雜交，F(xiàn)I代性狀變異較大。規(guī)律——顏色

紅色遺傳能力大于黃色，且表現(xiàn)出較強的偏母性遺傳特點，而原始色的黃色和白色沒有明顯的偏母件遺傳，以白色系品種作母本，后代會出現(xiàn)許多親本不具有的花色?；ㄉ嗤蛳嘟钠贩N間雜交，花色變異較小?；ㄉ町惔蠡驈蜕挠H本雜交，F(xiàn)I代植株中花色種類較多。

誘變育種

化學誘變

化學