種質(zhì)資源優(yōu)秀課件

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)作物起源中心與我國(guó)作物的主要種質(zhì)資源

第三節(jié)種質(zhì)資源的類(lèi)別、特點(diǎn)及其利用第四節(jié)種質(zhì)資源的搜集、保存和創(chuàng)新

第五節(jié)種質(zhì)資源的研究和利用（自學(xué)）上一章下一章總目錄章目錄下一節(jié)種質(zhì)：是指親本傳給子代遺傳物質(zhì)。種質(zhì)資源：是指可為育種利用和遺傳研究的各種作物品種和類(lèi)型材料。種質(zhì)資源的類(lèi)型：地方品種、改良品種、新育成品種，中間材料，野生種，近緣植物。種質(zhì)資源又稱為品種資源、遺傳資源、基因資源。一切具有一定種質(zhì)或基因、可供育種及

相關(guān)研究利用的各種生物類(lèi)型稱為種質(zhì)資源

。一、種質(zhì)資源的概念第一節(jié)種質(zhì)資源的重要性二、種質(zhì)資源的重要作用1、作物育種的物質(zhì)基礎(chǔ)育種目標(biāo)－－－是藍(lán)圖空的種質(zhì)資源－－－是基礎(chǔ)各國(guó)對(duì)種質(zhì)資源都很重視國(guó)際植物遺傳委員會(huì)10萬(wàn)份前實(shí)蘇聯(lián)作物栽培研究所35萬(wàn)份中國(guó)農(nóng)科院品種資源所30萬(wàn)份育種工作的成敗很大程度上決定于發(fā)掘和掌握品種資源的數(shù)量和質(zhì)量，以及對(duì)它們研究的廣度和深度。雜種優(yōu)勢(shì)利用育種中雄性不育的資源；抗性育種中的病蟲(chóng)害抗性資源等。高賴氨酸玉米Opeque-2，賴氨酸含量比普通玉米高70%。水稻的矮化育種與“低腳烏尖”、“矮腳南特”等；矮源小麥的矮化育種與“農(nóng)林10號(hào)”；水稻的野敗細(xì)胞質(zhì)；油菜的Polima

細(xì)胞質(zhì)；抗性育種中的病蟲(chóng)害抗性資源等.因此，廣泛收集、保存和深入研究品資源是現(xiàn)代育種工作的重要特點(diǎn)之一。2、凡突破性新品種的育成都來(lái)自于特異優(yōu)良遺傳資源的發(fā)現(xiàn)和利用。育種歷史證明，作物育種的每一次突破性進(jìn)展都與特殊種質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與利用分不開(kāi)水稻：矮腳南特firstgreenrevolution袁隆平野敗雄性不育系Secondgreenrevolution大豆：20世紀(jì)50年代美國(guó)南部大豆孢囊線蟲(chóng)病大發(fā)生北京小黑豆抗源抗性品種，使生產(chǎn)得以恢復(fù)二、種質(zhì)資源的重要作用隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)將繼續(xù)不斷從野生植物資源中發(fā)展更多的新作物，以滿足生產(chǎn)和生活日益增長(zhǎng)的需要。例：甜葉菊、羅布麻、野苧麻、橡膠草、銀膠菊例：甜葉菊（sweeteningchrysanthemum）學(xué)名SteviarebaudianumBertoni，屬雙子葉植物綱，菊科多年生草本植物。原產(chǎn)南美洲巴拉圭和巴西交界的阿曼拜山脈，現(xiàn)已成為栽培作物。整株都含有糖分，以葉片的甜度最高。含糖苷14%，枝梗的糖苷相當(dāng)于葉片的一半。其甜度為蔗糖的100倍，而熱能幾乎為零。二、種質(zhì)資源的重要作用３、為避免品種遺傳基礎(chǔ)貧乏，必須利用更多的基因資源

少數(shù)優(yōu)良品種的推廣，以及育種單位和育種家在育種中選用遺傳基礎(chǔ)相同的一些基因資源，從而導(dǎo)致栽培品種的遺傳基礎(chǔ)同一化

。造成以下不良后果：（1）抗逆性脆弱。（2）有利重組的數(shù)量受到遺傳基礎(chǔ)狹窄的限制將使育種工作進(jìn)展緩慢，甚至停滯不前。二、種質(zhì)資源的重要作用４、是生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的重要材料

不同的品種資源各具有不同的生理和遺傳特性

，以及不同的生態(tài)特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行深入研究

，有助于闡明作物的起源、演變、分類(lèi)、形

態(tài)、生理和遺傳方面的問(wèn)題。

５、是有生命的財(cái)富，亟待保護(hù)

美國(guó)：1801~1850年

滅絕了4個(gè)植物種，

1851~1999年滅絕了41個(gè)植物種，

1901~1950年滅絕了45個(gè)植物種。據(jù)估計(jì)：400年前每3年消失一個(gè)物種，而20世紀(jì)以來(lái)，平均每8個(gè)月就消失一個(gè)物種。

云南景洪：1964~1965年有21處野生稻群落，

1978~1979年只剩7處了。第二節(jié)作物起源中心與我國(guó)作物的主要種質(zhì)資源一、植物的進(jìn)化二、作物起源中心學(xué)說(shuō)三、我國(guó)作物種質(zhì)資源章目錄上一節(jié)下一節(jié)

自然界的植物有30-50萬(wàn)種，它們是通過(guò)長(zhǎng)期生物進(jìn)化的產(chǎn)物。全世界有栽培作物2300種，食用作物占900多種，經(jīng)濟(jì)1000種，飼料綠肥400種。生物進(jìn)化的三大要素：變異、遺傳、選擇

變異——基礎(chǔ)

遺傳——保證→生物進(jìn)化

選擇——?jiǎng)恿x擇：自然選擇→自然物種人工選擇→作物及品種一、植物的進(jìn)化二、作物起源中心學(xué)說(shuō)1、瓦維洛夫：20世紀(jì)初，考察60多個(gè)國(guó)家。大量考察記錄，大量植物標(biāo)本。創(chuàng)立了作物起源中心學(xué)說(shuō)，提出8個(gè)起源中心。

瓦維洛夫起源中心學(xué)說(shuō)的基本內(nèi)容：1）自然界植物物種分布不平衡2）植物遺傳類(lèi)型的形成與地區(qū)生態(tài)環(huán)境有關(guān)3）遺傳類(lèi)型多樣、分布較為集中的地區(qū)很可能是起源中心。4）遺傳上的顯性性狀可以看作是起源中心的標(biāo)志。

2、作物起源中心的發(fā)展

D.西部亞洲中心：

包括小亞細(xì)亞、外高加索、伊朗和土庫(kù)曼高地。起源作物：一粒小麥、二粒小麥、黑麥、葡萄

、石榴、胡桃、無(wú)花果、苜蓿等。

E.地中海中心：

大量蔬菜作物，包括甜菜、許多古老的牧草作物都起源于此。小麥、粒用豆類(lèi)的次生起源地。

F.埃塞俄比亞中心：

包括埃塞俄比亞和厄立特里亞山區(qū)。

小麥、大麥的變種類(lèi)型多種多樣

。

G.南美（秘魯—厄瓜多爾—玻利維亞）中心：

有多種塊莖作物，包括馬鈴薯的特有栽培種Ha.智利中心：

重要的有木薯、花生和鳳梨等

。8b.巴西—巴拉圭中心：

特有花生、可可、橡

膠樹(shù)。

2、作物起源中心的發(fā)展(2)齊文和茹考夫斯基對(duì)起源中心學(xué)說(shuō)的發(fā)展

齊文（1970）和茹考夫斯基（1975）在瓦維洛夫?qū)W說(shuō)的

基礎(chǔ)上，將8個(gè)起源中心所包括的地區(qū)范圍擴(kuò)大，又增加了4個(gè)起源中心，使之能包括所有已發(fā)現(xiàn)的作物基因種類(lèi)，即有12個(gè)基因大中心

：

1.中國(guó)—日本中心

2.東南亞洲中心

3.澳大利亞中心

4.印度中心

5.中亞細(xì)亞中心6.西亞細(xì)亞中心

7.地中海中心

8.非洲中心9.歐洲—西伯利亞中心

10.南美中心

11.中美和墨西哥中心

12.北美中心

2、作物起源中心的發(fā)展(2)Harlan的有關(guān)作物起源的觀點(diǎn)

Harlan認(rèn)為遺傳多樣化中心不一定是起源中心，

起源中心不一定是多樣性基因中心；有些物種的起源中心至今還無(wú)法確定，有的作物可能起源于幾個(gè)不同的地區(qū)。他提出了作物起源的中心和非中心體系（centerandno-centersystem)：

農(nóng)業(yè)分別獨(dú)立地開(kāi)始于三個(gè)地區(qū),即近東、中國(guó)和中美洲，存在著有一個(gè)中心和一個(gè)非中心組成的體系；在一個(gè)非中心內(nèi)，當(dāng)農(nóng)業(yè)傳入后，土生的許多植物種才被栽培化，在非中心栽培化的一些主要作物可能在某些情況下傳播到它的中心。三個(gè)中心和非中心為：

中心

非中心

A1近東

A2非洲

B1中國(guó)

B2東南亞

C1中美C2南美

地球上物種分布不均勻，到起源中心或多樣性中心進(jìn)行考察和收集，可以

得到豐富的種質(zhì)資源。

1、我國(guó)是世界重要的作物起源中心之一存在野生種的作物30多種：糧食作物：稻、大麥、燕麥、粟、黍、喬麥、綠豆等經(jīng)濟(jì)作物：大豆、白菜型油菜、黃麻等。藥用植物：牧草：…………

2、我國(guó)栽培植物的種類(lèi)，400多種

3、我國(guó)收集保存的作物種質(zhì)資源數(shù)量：水稻4萬(wàn)多份、大豆1萬(wàn)份、小麥2.5萬(wàn)份、玉米1萬(wàn)份以上、粟2.3萬(wàn)份

4、我國(guó)珍貴的種質(zhì)資源：水稻：云南香糯稻；矮腳南特、低腳烏類(lèi)、矮仔粘。小麥：云南小麥、新疆小麥、西藏半野小麥、中國(guó)春、大拇指矮。第三節(jié)種質(zhì)資源的類(lèi)別、特點(diǎn)及其利用一、種質(zhì)資源的分類(lèi)二、種質(zhì)資源的特點(diǎn)及其利用章目錄上一節(jié)下一節(jié)Hanlan和Dewet（1971）把基因庫(kù)分為三類(lèi):初級(jí)基因庫(kù)次級(jí)基因庫(kù)三級(jí)基因庫(kù)一、根據(jù)親緣關(guān)系分（一）本地種質(zhì)資源（二）外地種質(zhì)資源（三）野生種質(zhì)資源（四）人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源二、按來(lái)源分（一）本地種質(zhì)資源

指在本地區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇和人工選擇形成的地方品種。包括古老的地方品種和當(dāng)前推廣的改良品種。特點(diǎn)：

具有高度的地區(qū)適應(yīng)性利用：多數(shù)作為育種的原始材料部分可直接用于生產(chǎn)

岱字15號(hào)（三）野生種質(zhì)資源

指在育種上有利用價(jià)值的各種野生種和近緣植物類(lèi)型。包括作物的近緣野生種和有價(jià)值的野生植物。特點(diǎn)：整體性狀的不良性和個(gè)別性狀的特異性。

在某一地區(qū)的自然條件下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇形成的具有一般栽培作物欠缺的一些重要性狀。尤其是頑強(qiáng)的抗逆性，獨(dú)特的品質(zhì)及雄性不育特性等。利用：1.馴化成新的栽培作物2.通過(guò)雜交把優(yōu)良基因、染色體（片段）轉(zhuǎn)移到栽培植物野生小麥×普通小麥四人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源指人工創(chuàng)造的中間材料或突變體。人類(lèi)通過(guò)誘變、雜交等手段創(chuàng)造的各種突變體及其它育種材料。也稱中間材料。?廣東、廣西農(nóng)科院在研究、鑒定現(xiàn)存的稻種資源中，符合要求的矮稈資源只有0.1%，抗白葉枯病的僅占0.3~0.58%，抗稻瘟病的只有0.06%，高光效的2%。?所以現(xiàn)代育種工作還利用各種手段創(chuàng)造各種突變體或中間材料。如利用太谷核不育基因創(chuàng)造小麥赤霉病抗原。特點(diǎn)：自然界中沒(méi)有的，特殊的優(yōu)良性狀利用：一些經(jīng)過(guò)幾代選育才有利用價(jià)值一些可作為育種的好材料第四節(jié)種質(zhì)資源工作的內(nèi)容一、搜集方法

二、整理三、保存四、研究和利用（一）考察收集（二）交換與轉(zhuǎn)引（一）歸類(lèi)（二）系統(tǒng)分類(lèi)（一）要求（二）方法（一）鑒定和研究（二）利用（一）考察收集有計(jì)劃地組織到國(guó)內(nèi)外進(jìn)行考察、采集。是收集品種資源的主要途徑。1.規(guī)模：根據(jù)目的、任務(wù)而定。2.取樣方法：（1）根據(jù)該地區(qū)生態(tài)條件確定樣品間距和路線。情況復(fù)雜的地區(qū)，樣點(diǎn)間距小。（2）樣本數(shù)量以充分代表收集地的遺傳變異行為好。自交草本應(yīng)至少?gòu)?0株上采100粒種子，異交草本植物至少要從200~300株上各采取幾粒種子。3.記錄：包括（1）采集者的編號(hào)

用采集者的姓名或姓名的第一各字母構(gòu)成（2）主持收集單位或個(gè)人名稱（3）采集日期（4）采集地點(diǎn)（5）品種或類(lèi)型名稱（6）產(chǎn)地的自然、耕作、栽培條件

經(jīng)度、緯度、海拔、種植季節(jié)、灌溉等分別用1、2、3、4、5、6、7、8表示（7）樣本來(lái)源

分別用1、2、3、4、5、6、7、8表示來(lái)源于荒野、農(nóng)田、農(nóng)莊儲(chǔ)存、農(nóng)村庭院、鄉(xiāng)鎮(zhèn)集市、商場(chǎng)、研究單位及其他（8）樣本情況

分別用1、2、3、4、5、6表示野生種、野草、育種者品系、原始栽培種或地方種、育成品種或其他（9）樣本的主要形態(tài)特征

生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀

，最好附有照片（10）群眾反映等（二）交換與轉(zhuǎn)引1、應(yīng)做好記錄工作：來(lái)源、名稱、主要經(jīng)濟(jì)性狀、生育期、抗性等2、注意檢疫（一）歸類(lèi)1首先應(yīng)將樣本對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)記錄，進(jìn)行初步整理歸類(lèi)，將同種異名者歸類(lèi)，以減少重復(fù)；以將同名異種者分開(kāi)，訂正錯(cuò)誤。整理（二）系統(tǒng)分類(lèi)確定每份材料所屬的植物分類(lèi)學(xué)地位和生態(tài)類(lèi)型，為保存和進(jìn)一步研究利用提供依據(jù)。（一）保存要求1.保存生活力：發(fā)芽率>50%2.保存遺傳性：防止丟失、變異、混雜3.服務(wù)方便保存種植保存：每1~2年種一次，通過(guò)種植繁殖種子，以保存生活力。原則:

①盡量少種；②集中和分散保存。來(lái)自條件懸殊地區(qū)的品種資源應(yīng)分別在不同的生態(tài)地點(diǎn)保存。（二）方法2.貯藏保存：控制貯藏條件（溫度、濕度）以保持品種資源種子的生活力。原理：迫使種子處于代謝作用的最低限度。影響因素：

①溫度：與種子壽命成負(fù)相關(guān)，30~0℃范圍內(nèi)，每降低5℃，種子壽命延長(zhǎng)一倍。②濕度：影響種子含水量，與種子壽命負(fù)相關(guān)，在含水量14~4%范圍內(nèi)，每減少1%，種子壽命可延長(zhǎng)一倍③氧氣、未成熟、不飽滿、損傷：增強(qiáng)呼吸作用與種子的壽命負(fù)相關(guān)。

方法：①干燥器可保存3~5年，發(fā)芽率仍達(dá)85%②利用自然條件

在干燥、年均溫度底的地區(qū)可設(shè)置天然資源庫(kù)，如烏魯木齊放置11年，發(fā)芽率87.6%。③品種資源庫(kù)例：IRRI短期貯藏庫(kù)

溫度20oC、濕度45%，種子紙裝或在布袋中保存5年中期貯藏庫(kù)

1~4oC、濕度45%，種子放置在密閉的鋁盒或玻璃容器內(nèi)，可保存25年以上長(zhǎng)期貯藏庫(kù)

-10oC、濕度30%，種子放置真空包裝的鋁盒中，可保存70年3.試管保存：（1）原理：植物細(xì)胞的遺傳全能性。（2）培養(yǎng)物：愈傷組織、懸浮細(xì)胞、幼芽生長(zhǎng)點(diǎn)、花粉、花藥、體細(xì)胞、原生質(zhì)體、幼胚、組織塊等。

3.試管保存：（3）優(yōu)點(diǎn)：①所需空間小，繁殖不受季節(jié)限制

例：葡萄用組織培養(yǎng)的方法1平方米可保存種質(zhì)800個(gè)系，并有6個(gè)重復(fù)；若在田間種植則需15畝地。②可解決常規(guī)貯藏方法不易保存的品種資源

無(wú)性繁殖作物原聯(lián)邦德國(guó)農(nóng)科院將馬鈴薯莖尖培養(yǎng)在加有生長(zhǎng)抑制劑的培養(yǎng)基上，可使細(xì)胞分裂過(guò)程進(jìn)行的異常緩慢，只能維持最底限度的生長(zhǎng)，兩年內(nèi)不需要更換培養(yǎng)基，且保存的莖尖遺傳表現(xiàn)型穩(wěn)定。近年發(fā)展了培養(yǎng)物的冷凍保存（-20~-196oC），可實(shí)現(xiàn)種質(zhì)長(zhǎng)期保存，更為方便。

3.試管保存：（3）優(yōu)點(diǎn)：

③繁殖速度快④保存和繁殖無(wú)病株系

莖尖培養(yǎng)脫毒⑤便于種質(zhì)交流4.基因文庫(kù)保存

從資