野生植物引種馴化

第一節(jié)野生植物資源引種和馴化的概念及其意義

目前對森林野生植物資源的利用主要還是野生的采集，如果不加以保護(hù)和計(jì)劃性開采，對資源的破壞性極大。要擴(kuò)大對其利用，人工栽培是同時兼顧資源的保護(hù)和供應(yīng)的最有效方式，而引種則是人工栽培的前提。第1頁/共72頁第一頁，共73頁。FromWorldtoChina第2頁/共72頁第二頁，共73頁。FromWorldtoChina第3頁/共72頁第三頁，共73頁。月季金錢松珙桐連翹牡丹銀杏FromChinatoWorld第4頁/共72頁第四頁，共73頁。一、引種和馴化基本概念引種馴化：通過人工栽培、自然選擇和人工選擇，使野生的、外地或國外的植物種類或品種適應(yīng)本地自然環(huán)境和栽培條件，成為能滿足生產(chǎn)和生活需要的本地栽培種。狹義：將植物向新的生長環(huán)境的一種定向遷移廣義：引種馴化第5頁/共72頁第五頁，共73頁。一、引種和馴化基本概念引種：指植物被移到自然分布或當(dāng)前的栽培分布范圍以外的地方進(jìn)行栽培。馴化：指在引種過程中，人們利用植物的變異性和適應(yīng)性，通過選擇使之適應(yīng)新的環(huán)境條件和改變對生存條件的要求。引種與馴化的關(guān)系：既有區(qū)別又有聯(lián)系，是一個過程的兩個不同階段。引種是馴化的前提：沒有引種，便無所謂馴化；馴化是引種的必然目的：沒有馴化引種就失去真正意義。第6頁/共72頁第六頁，共73頁。一、引種和馴化基本概念目的：為了擴(kuò)大栽培植物的種類和發(fā)掘那些尚未利用的植物資源。引種馴化成功的標(biāo)準(zhǔn)：（1）從生物學(xué)意義上來看，引種從種子開始，在引進(jìn)地又能夠結(jié)出種子，能夠傳種接代；（2）從經(jīng)濟(jì)原則上分析，只要通過栽培能夠正常生長并保持原有的經(jīng)濟(jì)性狀。例子：東北的人參，西洋參等。第7頁/共72頁第七頁，共73頁。栽培的人參野山參第8頁/共72頁第八頁，共73頁。第9頁/共72頁第九頁，共73頁。二、引種類型簡單引種：原分布區(qū)與引入地區(qū)的自然條件差異較小或由于引入植物適應(yīng)范圍較廣，植物不需要改變其遺傳性就能適應(yīng)新的環(huán)境條件，正常生長發(fā)育和開花結(jié)實(shí)的類型。馴化引種：原分布區(qū)和引種地區(qū)的自然條件差異較大或由于引種植物的適應(yīng)范圍較窄，植物不能正常生長，但經(jīng)過精細(xì)的栽培管理或結(jié)合雜交、誘變、選擇等改良措施，逐步改變其遺傳性以適應(yīng)新的環(huán)境條件的引種類型，又簡稱馴化。第10頁/共72頁第十頁，共73頁。三、引種的意義

1.增加新的資源種類

砂仁、金雞納、毛地黃等植物的引種馴化成功已能滿足國內(nèi)市場的需要，改變了過去這些藥材依賴進(jìn)口的局面。第11頁/共72頁第十一頁，共73頁。三、引種的意義

2.以良種代替劣種

我國的馬尾松因遭受松毛蟲危害嚴(yán)重，生長緩慢，不能達(dá)到速生、產(chǎn)脂等栽培目標(biāo)。近五六十年來,引進(jìn)抗松毛蟲能力強(qiáng)、生產(chǎn)快、產(chǎn)脂量高的濕地松和火炬松,在我國亞熱帶低山丘陵地區(qū)推廣種植，生長良好。第12頁/共72頁第十二頁，共73頁。三、引種的意義

3．?dāng)U大栽培范圍，發(fā)展商品生產(chǎn)及保護(hù)珍稀瀕危植物

分布于南方的白花泡桐已經(jīng)成功地引種到陜西、山東；而分布于北方的蘭考泡桐也在南方生長良好。銀杏野生的在西天目山的四世同堂，在遼寧的丹東、江蘇的泰興分布非常廣。第13頁/共72頁第十三頁，共73頁。三、引種的意義

4.豐富園林植物種類

引種馴化是迅速而有效地豐富城市園林綠化植物種類的一種有效方法。第14頁/共72頁第十四頁，共73頁。三、引種的意義

5.發(fā)揮植物的優(yōu)良特性

通過引種可以使某些種或品種在新的地區(qū)得到比原產(chǎn)地更好的發(fā)展，表現(xiàn)更為突出。如橡膠樹原產(chǎn)巴西，引種到馬來西亞和印度尼西亞后，現(xiàn)在該地區(qū)的產(chǎn)膠量占全世界的90%，而巴西不及1%。

第15頁/共72頁第十五頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史

中國從外地或國外引入優(yōu)良品種有悠久的歷史。至少在7000年前、新石器的晚期,中國的南部已載培稻子了,人們用稻米做飯、做粥、做米餅等等,它首先在南方而后漫延到全國,成了中國人的主食。分四個時期：國內(nèi)引種時期、陸路引種時期、海道引種時期、計(jì)劃引種時期。第16頁/共72頁第十六頁，共73頁。第17頁/共72頁第十七頁，共73頁。第18頁/共72頁第十八頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史1．國內(nèi)引種時期：從原始農(nóng)業(yè)的萌芽到公元一世紀(jì)。各地野生植物的逐步馴化：商代馴化了五谷。周代開始栽桑，東周已有菜圃。國內(nèi)以黃河為中心的交流：從南方引入蓮、姜、葫蘆、甘蔗，從北方引入蔥、韭等。

第19頁/共72頁第十九頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史2．陸路引種時期：

從張騫出使西域到元代末。張騫兩次出使，引種了苜蓿和葡萄，此后，通過絲綢之路引種了胡麻、芫荽、石榴、蔥、黃瓜、大蒜、紅花、核桃等。第20頁/共72頁第二十頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史2．陸路引種時期：

盛唐又引入不少，如萵苣、菠菜、蓖麻、無花果及各種花卉、藥材等，原產(chǎn)歐洲和中亞的植物能引進(jìn)的幾乎都是這時引進(jìn)的。五代時，西瓜由非洲繞道西伯利亞進(jìn)入我國，宋元間，亞洲棉從南方引入長江流域，從印度引入了絲瓜和茄子。第21頁/共72頁第二十一頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史3．海道引種時期：

從明代到新中國成立前。元末后，陸路漸斷，開始進(jìn)行海上交流。哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，西班牙與葡萄牙等把從新大陸獲得的植物引入東南亞，再由此轉(zhuǎn)引至中國，主要有：甘薯、玉米、花生、南瓜、煙草等，歐洲植物有石刁柏、甘藍(lán)，中亞的蔥頭乃至中南半島苦瓜等。第22頁/共72頁第二十二頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史3．海道引種時期：

引種的先后受到經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展的影響，大致為谷類先行，繼之以豆類、綠葉菜類、油料、根類、果樹、纖維和藥用植物等，生活水平高了后，觀賞植物引種才成為熱點(diǎn)。第23頁/共72頁第二十三頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史4．計(jì)劃引種時期：新中國成立后，有計(jì)劃地進(jìn)行，特別是成立了大量的植物園。1）重要鄉(xiāng)土植物的引種馴化水杉、泡桐等的大面積推廣。海南成功引種了大葉團(tuán)花、尖果蘇木、八寶樹、紅花天料木等，西雙版納發(fā)掘利用了望天樹等。防風(fēng)固沙樹種的引種馴化：呼倫貝爾草原的樟子松，成為三北防護(hù)林的主要樹種之一，另外還有梭梭、花棒、沙拐棗、檉柳等。第24頁/共72頁第二十四頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史4．計(jì)劃引種時期：新中國成立后，有計(jì)劃地進(jìn)行，特別是成立了大量的植物園。1）重要鄉(xiāng)土植物的引種馴化鄉(xiāng)土藥用植物的引種：數(shù)以百計(jì)的種類得以引種栽培，如：北方的丹參、桔梗、刺五加，長江流域的黃連、浙貝母、五倍子，云南的蘿芙木、美登木、龍血樹，廣西的羅漢果等。江西的淮山、車前、澤瀉等。另外鄉(xiāng)土油料、果樹、花卉等都取得了很大成績。第25頁/共72頁第二十五頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史4．計(jì)劃引種時期：新中國成立后，有計(jì)劃地進(jìn)行，特別是成立了大量的植物園。2）國外重要經(jīng)濟(jì)植物的引種馴化造林樹種：引入楊屬無性系3000多個，濕地松、火炬松、桉樹、南洋杉科（貝殼杉等）。木本油料植物：地中海的油橄欖、北美的薄殼山核桃、東南亞的油山竹和陸均松、西非的油棕、南美的瓜栗等。草本油料：北非的油莎草、小葵子等。第26頁/共72頁第二十六頁，共73頁。四、中國植物引種馴化的歷史4．計(jì)劃引種時期：新中國成立后，有計(jì)劃地進(jìn)行，特別是成立了大量的植物園。2）國外重要經(jīng)濟(jì)植物的引種馴化觀賞植物：日本櫻花16種，天南星科、棕櫚科、百合科等。香料植物：薰衣草、德國鳶尾、依蘭等。橡膠植物：三葉橡膠。其它：還有糧食作物、藥用植物、果樹、牧草、飼料植物等。

第27頁/共72頁第二十七頁，共73頁。第二節(jié)引種的基本理論

植物引種以進(jìn)化論、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ)，同時涵蓋植物學(xué)、植物區(qū)系學(xué)、植物地理學(xué)、植物生理學(xué)等多學(xué)科的相關(guān)研究內(nèi)容。

達(dá)爾文學(xué)說氣候相似性原理馴化理論栽培植物起源中心理論因素論第28頁/共72頁第二十八頁，共73頁。

達(dá)爾文學(xué)說1859年《物種起源》出版→引種理論的開始生物通過適應(yīng)性生存下來，而物種在人的干預(yù)下是可以改變的，“選擇”是人類創(chuàng)造有用動、植物品種的關(guān)鍵→

“人工選擇”第29頁/共72頁第二十九頁，共73頁。

達(dá)爾文學(xué)說A.植物在自然條件下有適應(yīng)風(fēng)土的能力；B.有機(jī)體的地理分布不僅取決于現(xiàn)代因子，也與歷史因子有關(guān)；C.在自然和栽培條件下通過自然選擇和保持新的變種能力使植物馴化；D.當(dāng)植物的各個個體在不同的生存條件下發(fā)育時，就能夠形成變種，再用選擇手段就能夠獲得新類型的植物體。第30頁/共72頁第三十頁，共73頁。第31頁/共72頁第三十一頁，共73頁。

氣候相似性學(xué)說1909年德國慕尼黑大學(xué)林學(xué)家麥依爾教授《自然歷史基礎(chǔ)上的林木培育》→木本植物引種成功的最大可能性在于樹種原產(chǎn)地和新栽培地有氣候條件相似的地方；認(rèn)為引種成效的關(guān)鍵在于正確掌握植物與環(huán)境關(guān)系的客觀規(guī)律，強(qiáng)調(diào)植物的遺傳保守性，但忽略了植物的遺傳變異性，縮小了引種范圍。第32頁/共72頁第三十二頁，共73頁。油橄欖：地中海地區(qū)，理論上在云南的元謀河谷干熱地區(qū)引種馴化，結(jié)果并非如此，目前在秦嶺以南、巴山北坡和湖北西部的三峽低谷地帶為最適引種區(qū)。第33頁/共72頁第三十三頁，共73頁。

馴化理論米丘林學(xué)說（前蘇聯(lián)果樹育種學(xué)家）→通過實(shí)生馴化，增強(qiáng)個體適應(yīng)能力來提高引種成功率；植物在實(shí)生苗階段，其適應(yīng)性有更大的潛力;遠(yuǎn)緣雜交后代對新環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)→種子實(shí)生馴化法、遠(yuǎn)緣雜交馴化法、逐步馴化法等（在自然條件差異較大的地區(qū)間引種，必須從種子實(shí)生苗開始，這樣容易成功，尤其雜種實(shí)生苗更易馴化）第34頁/共72頁第三十四頁，共73頁。第35頁/共72頁第三十五頁，共73頁。

栽培植物起源中心理論1924～1926年前蘇聯(lián)植物遺傳育種學(xué)家瓦維洛夫《栽培植物起源變異、免疫與繁育》栽培植物物種是在起源中心地區(qū)產(chǎn)生，然后傳播到其他地區(qū)。起源中心與變異中心一致，存在著多樣的基因資源，是該物種基因最集中、最豐富的地帶。提出世界8個栽培植物起源中心。包括中國中心、印度及印度-馬來西亞中心、中亞中心、近東中心、地中海中心、阿比西尼亞中心、墨西哥和中美中心、南美中心。第36頁/共72頁第三十六頁，共73頁。1、中國中心：小米、蕎麥、大豆、柑桔、梨、蘋果、李等；2－1、印度中心：水稻、甘蔗、芒果等；2－2、印度－馬來西亞中心：姜、柚、椰子、香蕉、黑胡椒等；3、中亞中心：普通小麥、豌豆、油菜、亞麻、大麻等；4：近東中心：小麥、黑麥、葡萄、無花果、石榴；5：地中海中心：油橄欖、甘藍(lán)類等；6：阿比亞尼亞中心：大麥、咖啡、硬粒小麥、園錐小麥、雙粒小麥等；7：墨西哥和中美洲中心：玉米、甘薯、南瓜、菜豆、陸地棉、鳳梨、可可等；8：南美中心：馬鈴薯、煙草、金雞納樹、巴西橡膠樹等；第37頁/共72頁第三十七頁，共73頁。

因素論引種的遺傳學(xué)基礎(chǔ)主導(dǎo)生態(tài)因子分析植物的生態(tài)型植物的歷史生態(tài)條件分析第38頁/共72頁第三十八頁，共73頁。引種的遺傳學(xué)基礎(chǔ)反應(yīng)規(guī)范：生物體的表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境條件相互作用的結(jié)果，引種是植物在其基因型適應(yīng)范圍內(nèi)遷移，這種適應(yīng)范圍受到基因型的嚴(yán)格制約。所謂品種的適應(yīng)范圍，就是這個品種基因型在地區(qū)適應(yīng)性反應(yīng)的反應(yīng)規(guī)范。生物體的基因只有在適宜的環(huán)境條件下才能得以表達(dá)。植物的易地栽培是在植物具有潛在的適應(yīng)基因的條件下獲得成功的。適宜的環(huán)境條件可以激活一些基因表達(dá)，因此原產(chǎn)地沒有表達(dá)出來的性狀有可能在異地條件下表達(dá)出來→遺傳的可塑性，生理上的可協(xié)調(diào)性和發(fā)育的階段性。第39頁/共72頁第三十九頁，共73頁。主導(dǎo)生態(tài)因子分析引種地與原產(chǎn)地各自的生態(tài)條件的不同植物自身生長發(fā)育的限制因子溫度水分光照土壤生物因素第40頁/共72頁第四十頁，共73頁。溫度

溫度因子最顯著的作用是支配植物的生長發(fā)育，限制著植物的分布。其中主要是年平均溫度、最高最低溫度、季節(jié)交替特點(diǎn)等等。第41頁/共72頁第四十一頁，共73頁。中緯度地區(qū)的植物，通常具有較長的冬季體眠，這是對該地區(qū)初春氣溫反復(fù)變化的一種特殊適應(yīng)性，即它不會因氣溫暫時轉(zhuǎn)暖而萌動。而高緯度地區(qū)的植物，因原產(chǎn)地沒有反復(fù)多變氣候，因此不具備對反復(fù)氣候的適應(yīng)性。所以，當(dāng)高緯度地區(qū)的植物引種到中緯度地區(qū)后，由于初春天氣不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)暖就會引起植物休眠中斷而開始萌動，一旦寒流再度侵襲就會造成凍害。

Example：高緯度地區(qū)的植物引種到中緯度地區(qū)后容易造成凍害的原因？第42頁/共72頁第四十二頁，共73頁。降水和濕度

水分是植物生存的必要條件。中國國土水分分布狀況多變，降水量是決定植物分布的關(guān)鍵性因子之一。第43頁/共72頁第四十三頁，共73頁。光照

光照對引種的影響大致包括晝夜交替的光周期、日照強(qiáng)度和時間。第44頁/共72頁第四十四頁，共73頁。光照強(qiáng)度和光照時間光照長期生長在不同緯度的植物，形成對晝夜長短有一定的反應(yīng)（光周期現(xiàn)象）。高緯度地區(qū)夏季晝長夜短，冬季夜長晝短；低緯度地區(qū)，四季晝夜相差不大

晝夜交替的光周期第45頁/共72頁第四十五頁，共73頁。土壤

土壤的理化性質(zhì)、含鹽量、pH值以及地下水位的高低，都會影響植物的生長發(fā)育。土壤影響引種的最主要因素是酸堿度的差異。酸性土植物（如馬尾松、杜鵑、梔子花、山茶等）中性土植物（大多數(shù)植物）堿性土植物（如檉柳、紫穗槐、桂香柳等）第46頁/共72頁第四十六頁，共73頁。生物因素

植物在原產(chǎn)地和土壤系統(tǒng)形成共生關(guān)系，對一些土壤微生物產(chǎn)生依賴（真菌共生）。有些難以控制的嚴(yán)重病蟲害影響植物引種。第47頁/共72頁第四十七頁，共73頁。生態(tài)型：對一定生態(tài)環(huán)境具有相應(yīng)的遺傳適應(yīng)性的品種類群。同一生態(tài)型的品種在生育期、抗逆性和適應(yīng)性方面常具有較多相似的特點(diǎn)。氣候生態(tài)型：在溫度、光照、降水等氣候條件影響下形成；土壤生態(tài)型：在土壤的理化特性、含水量、pH、含鹽量等因素影響下形成；共棲生態(tài)型：在植物與其它生物（病、蟲等）間不同的共棲關(guān)系影響下形成。植物的生態(tài)型第48頁/共72頁第四十八頁，共73頁。植物歷史生態(tài)條件分析植物適應(yīng)性大小，不僅與目前分布區(qū)的生態(tài)條件有關(guān)，而且與系統(tǒng)發(fā)育中歷史上的生態(tài)條件有關(guān)。生態(tài)歷史愈復(fù)雜的植物，進(jìn)化程度較高的植物，其適應(yīng)性就愈廣泛。水杉植物的目前自然分布區(qū)域不代表它們在古代的分布情況，如我國特產(chǎn)的水杉。第49頁/共72頁第四十九頁，共73頁?，F(xiàn)代分布區(qū)歷史分布區(qū)生態(tài)歷史分析法圖解第50頁/共72頁第五十頁，共73頁。第三節(jié)引種的一般規(guī)律

考慮植物的生長發(fā)育特性

注意植物對環(huán)境變化的敏感性第51頁/共72頁第五十一頁，共73頁。

低溫長日照植物的引種規(guī)律從北向南引，由于溫度和光照不能滿足其要求，會出現(xiàn)生育期延長，甚至不能開花結(jié)實(shí)的現(xiàn)象；從南向北引，可提早成熟，但籽粒變小，產(chǎn)量降低。從高海拔地區(qū)向低海拔引種，往往不能適應(yīng)；從低海拔地區(qū)向高海拔引種，有適應(yīng)的可能性。第52頁/共72頁第五十二頁，共73頁。

高溫短日照作物的引種規(guī)律從北向南引，生育期縮短，提早成熟，植株、果實(shí)、種子變??；從南向北引，生育期延遲，不能正常開花結(jié)實(shí)，營養(yǎng)體繁茂；從高海拔地區(qū)向低海拔地區(qū)引種，容易早熟，存在能否高產(chǎn)問題；從低海拔地區(qū)向高海拔地區(qū)引種，往往晚熟，存在能否安全成熟的問題。

第53頁/共72頁第五十三頁，共73頁。

感溫和感光階段的生長發(fā)育特性的應(yīng)用感溫階段：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第54頁/共72頁第五十四頁，共73頁。

感溫和感光階段的生長發(fā)育特性的應(yīng)用感光階段：長日照作物>12h短日照作物<12h中間性作物對日照長短反應(yīng)不敏感第55頁/共72頁第五十五頁，共73頁。收獲生殖器官為目標(biāo)：滿足對日照長度的要求；收獲營養(yǎng)器官為目標(biāo)：不滿足對日照的要求，延遲抽穗，促使?fàn)I養(yǎng)器官生長，達(dá)到豐產(chǎn)。

感溫和感光階段的生長發(fā)育特性的應(yīng)用南麻北引的例子亞麻第56頁/共72頁第五十六頁，共73頁。第四節(jié)引種的途徑及程序第57頁/共72頁第五十七頁，共73頁。一、引種的途徑

直接引種：引入種能適應(yīng)新的環(huán)境，并發(fā)揮預(yù)期的效益。在相同的氣候帶內(nèi)或兩地氣候條件相似的情況下，將植物從一個地區(qū)引入另一地區(qū)；被引入的植物自身較強(qiáng)的適應(yīng)性，通過形態(tài)、生理上的變化來緩解與新的環(huán)境條件間的矛盾，正常生長。第58頁/共72頁第五十八頁，共73頁。一、引種的途徑

間接引種：引入種不適應(yīng)新的環(huán)境，必須采用特殊的栽培措施進(jìn)行馴化或人工育種。第59頁/共72頁第五十九頁，共73頁。一、引種的途徑

間接引種：引入種不適應(yīng)新的環(huán)境，必須采用特殊的栽培措施進(jìn)行馴化或人工育種。采用特殊的栽培措施關(guān)鍵時刻的保護(hù)（極端氣候）；改變物種的體態(tài)結(jié)構(gòu)（修剪使矮化）；采用嫁接技術(shù)（利用適應(yīng)性強(qiáng)的砧木

）；實(shí)生苗多代選擇（實(shí)生苗的可塑性）；逐步馴化（分階段向目標(biāo)區(qū)引入）。第60頁/共72頁第六十頁，共73頁。一、引種的途徑

間接引種：引入種不適應(yīng)新的環(huán)境，必須采用特殊的栽培措施進(jìn)行馴化或人工育種。采用育種手段對引進(jìn)種進(jìn)行改造以獲得適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益好的品種。第61頁/共72頁第六十一頁，共73頁。1.低溫2.春季旱風(fēng)3.光照強(qiáng)度變化4.季節(jié)變化5.空氣濕度6.水分、水質(zhì)變化7.土壤性質(zhì)1.防寒2.防風(fēng)（臨冬修剪）3.遮陽網(wǎng)4.加強(qiáng)管理5.人工噴霧6.補(bǔ)充酸性成分7.土壤改良南樹北移的技術(shù)措施第62頁/共72頁第六十二頁，共73頁。二、引種的基本程序種質(zhì)資源的調(diào)查環(huán)境資料分析材料收集繁殖推廣引種試驗(yàn)（種源試驗(yàn)）（品種比較試驗(yàn)）（區(qū)域試驗(yàn)）交換、購買、贈送、考察收集自然生境、栽培地條件、主導(dǎo)生態(tài)因子種的分布范圍種內(nèi)變異栽培分布狀況加強(qiáng)檢疫準(zhǔn)備階段試驗(yàn)階段推廣階段第63頁/共72頁第六十三頁，共73頁。第64頁/共72頁第六十四頁，共73頁。

制訂引種目標(biāo)，搜集引種材料引入材料的基本條件經(jīng)濟(jì)性狀要符合已定的引種目標(biāo)的要求對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的適應(yīng)可能性

引入地