作物的繁殖方式及品種類型

單元二作物的繁殖方式

及品種類型

作物的繁殖方式?品種類型?教學(xué)目標(biāo)：主要作物的繁殖方式農(nóng)作物品種的基本要求自交和異交的遺傳效應(yīng)

作物品種類型和育種特點(diǎn)第一節(jié)作物的繁殖方式

自花授粉異花授粉有性繁殖常異花授粉*自交不親和性*雄性不育性

營養(yǎng)體繁殖無性繁殖無融合生殖繁殖方式一、有性繁殖（一）花器構(gòu)造1、兩性花（完全花、雌雄同花）：如小麥、水稻、油菜、大麥、燕麥、大豆、豌豆、番茄、辣椒……禾本科植物的花及小穗

禾本科植物的花被變態(tài)為漿片，因此無花萼和花冠

禾本科植物的花水稻開花和花器構(gòu)造2、單性花(不完全花)

雌雄同株異花：玉米、蓖麻、瓜類雌雄異株：大麻、菠菜有的植物既有兩性花、又有單性花:甜瓜、西瓜、菠菜

雌花雌雄同花雄花(♂)雌花(♀)雄花(♂)雌花(♀)雌花(♀)兩性花（?）兩性花（?）單性雌花(♀)蓖麻雌雄同株異花玉米雌雄同株異花大麻的雌株和雄株雌花雄花雌花雄花3、雌雄同花自交不親和：黑麥、甘薯、白菜、蘿卜、白菜、向日葵、白菜型油菜、甘藍(lán)、甜菜。4、雌雄同花不同熟或雌雄蕊異長：蕎麥、蔥、洋蔥、芹菜、胡蘿卜、甜菜、萵苣、棉花

（二）、作物天然異交率的測(cè)定：

作物的授粉方式是根據(jù)自然異交率（%）來劃分的。

作物

異（雜）交率（%）自花授粉作物

＜4（%）（通常小于1%）常異花授粉作物

5－50異花授粉作物

50-100天然異交率測(cè)定？天然異交率的測(cè)定法：

選受一對(duì)基因控制的相對(duì)性狀作為遺傳測(cè)定的標(biāo)記性狀：第一年：隱性個(gè)體作為母體，顯性性狀的純合基因型個(gè)體作父本。父母本等距等量隔行相間種植。第二年：將母本收獲的種子種植，在苗期進(jìn)行測(cè)定。

F1中顯性性狀個(gè)體數(shù)自然異交率（%）=——————————×100

F1總個(gè)體數(shù)顯性性狀隱性性狀小麥芽鞘色紅色綠色玉米胚乳黃色白色棉花綠苗芽黃苗(三)不同作物的授粉方式：

1、自花授粉

同一朵花的花粉傳播到同一朵花的雌蕊柱頭上,或同株的花粉傳播到同株的雌蕊柱頭上都稱為自花授粉。通過自花授粉方式繁殖后代的作物是自花授粉作物,又稱自交作物。開花習(xí)性：雌雄同花，同熟，開花時(shí)間較短，常常閉花授粉。自交的遺傳效應(yīng)自交使純合基因型保持不變:AA自交使雜合基因型的后代發(fā)生性狀分離:Aa自交代數(shù)代號(hào)基因型頻率雜合型(%)Aa純合型(%)AAaaAAAaaa0(F1)H0010101(F2)H11/41/21/4(1/2)11-1/2=502(F3)H23/82/83/8(1/2)21-(1/2)2=753(F4)H37/162/167/16(1/2)31-(1/2)3=87.5……………………n(Fn+1)Hn(2n-1)/(2n+1)1/(2n)(2n_1)/(2n+1)(1/2)n1-(1/2)n雜合體Aa自交各世代的基因型頻率及基因頻率的變動(dòng)Xn=(1-1/2r)*100%Xn:自交后代純合體比例r：自交代數(shù)自交引起異花授粉作物后代生活力衰退

自花授粉作物的遺傳特點(diǎn)個(gè)體基因型純合，群體表現(xiàn)整齊一致；少量變異個(gè)體，經(jīng)不斷自交可導(dǎo)致純合；自交不退化或退化緩慢。2、異花授粉雌蕊的柱頭接受異株或異花花粉授粉的稱為異花授粉，通過異花授粉方式繁殖后代的作物是異花授粉作物,又稱異交作物。異花授粉作物的自然異交率一般高于50%，有些作物的異交率可達(dá)到95%以上，甚至100%。開花習(xí)性單性花，雌雄異熟，雌雄異長，自交不親和，雄性不育。雌雄異株：大麻、番木瓜、石刁柏雌雄同株異花：玉米、黃瓜、蓖麻、西瓜、甜瓜、南瓜雌雄同花異熟：洋蔥、芹菜、胡蘿卜、蕎麥自交不親和：甘薯、向日葵、黑麥、甜菜、白菜、甘藍(lán)雄性不育：各類授粉植物，玉米、水稻、大麥、小麥、棉花、向日葵異交的遺傳效應(yīng)異交形成雜合基因型異交增強(qiáng)后代的生活力異花授粉作物的遺傳特點(diǎn)基因型個(gè)體雜合，群體異質(zhì)；（異質(zhì)雜合群體）從群體中選擇的優(yōu)良個(gè)體后代不能穩(wěn)定的遺傳；通過人工自交及選擇可以獲得穩(wěn)定的自交系；自交導(dǎo)致生活力顯著衰退，自交系間雜交產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)；新基因的進(jìn)入，原有基因的丟失，出現(xiàn)一個(gè)與原群體的遺傳組成不一樣的新遺傳平衡群體。

3、常異花授粉（1）定義

一種作物同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉兩種方式繁殖后代。常異花授粉作物通常仍以自花授粉為主要繁殖方式,又存在一定比例的自然異交率,基本自交。天然異交率5%-50%。開花習(xí)性雌雄同花，異熟雌雄蕊不等長，外露，易接受外來花粉，開花時(shí)間長，異交率較高。

（2）常異花授粉作物的遺傳特點(diǎn)多數(shù)個(gè)體的主要性狀處于純合狀態(tài),少部分個(gè)體基因型是雜合的；群體異質(zhì)，但異質(zhì)化程度不及異交作物，部分個(gè)體雜合，可供選擇；自交生活力衰退，但退化不顯著，自交不如異交有利。

4、自交不親和性

（1）定義

雌雄蕊發(fā)育均正常，能散粉，但自交或系內(nèi)兄妹交均不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)極少，這種特性稱自交不親和性。具有這種特性的品系叫自交不親和系。

主要作物：十字花科、煙草、甘薯、向日葵、甘蔗、黑麥、甜菜等。（2）、自交不親和性的主要表現(xiàn)

雌蕊排斥自花授粉行為，使自花的雄配子在受精的不同階段受阻。（3）、自交不親和性的利用不需人工去雄，只需人工輔助授粉。

5、雄性不育性

植株的雌蕊正常而花粉敗育，不能產(chǎn)生有功能的雄配子的特性。小麥正常和不育的花藥小麥不育穗和正常穗玉米的不育和可育的雄穗二、無性繁殖

（一）營養(yǎng)體繁殖1、概念：

不通過雌雄細(xì)胞的結(jié)合，而是利用植物營養(yǎng)器官繁殖后代。

無性系：由營養(yǎng)體繁殖產(chǎn)生的后代群體。營養(yǎng)繁殖的器官有：根、莖、葉、芽、塊根、塊莖、匍匐莖、球莖、鱗莖等。營養(yǎng)繁殖的方法有：分根、扦插、壓條、嫁接、組織培養(yǎng)等營養(yǎng)繁殖的作物有：甘薯、馬鈴薯、甘蔗、草莓、洋蔥、大蒜、大部分果樹、花卉等

2、營養(yǎng)體繁殖的遺傳特點(diǎn)無論個(gè)體基因型是否純合，無性繁殖后代的表現(xiàn)型都是一致的，與母體相似；無性繁殖作物的自然變異較多，芽的分生組織細(xì)胞發(fā)生的突變，稱之為芽變無性繁殖作物在適當(dāng)條件下也可進(jìn)行有性繁殖，有性雜交的F1代往往就發(fā)生分離。

紅色馬鈴薯的花紅色馬鈴薯的塊莖甘薯的塊根甘薯的花

（二）無融合生殖植物性細(xì)胞的雌雄配子,不經(jīng)過正常受精、兩性配子的融合過程而形成種子以繁衍后代的方式，稱之為無融合生殖。主要類型：a、二倍體孢子生殖(2n)：大孢子母細(xì)胞有絲分裂形成二倍體胚囊，最后形成種子。b、無孢子生殖(2n)：胚珠體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂發(fā)育形成二倍體胚囊，最后形成種子。c、不定胚生殖（2n)：胚珠或子房壁二倍體細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成胚，同時(shí)正常胚囊中的極核發(fā)育成胚乳而形成種子。d、孤雌生殖(1n)：卵細(xì)胞不受精直接形成單倍體胚。

e、孤雄生殖(1n)：進(jìn)入胚囊的精核未與卵細(xì)胞融合而直接發(fā)育成單倍體胚。具單倍體胚的種子后代，經(jīng)染色體加倍可獲得基因型純合的二倍體，否則表現(xiàn)高度不育。無融合生殖獲得的種子，無論來自于母本的性細(xì)胞或體細(xì)胞，或父本的性細(xì)胞，只具有親本一方的遺傳物質(zhì)，表現(xiàn)親本一方的性狀。組織培養(yǎng)正在成為具有生產(chǎn)利用價(jià)值的無性繁殖方式。第二節(jié)作物的品種類型及其

育種特點(diǎn)區(qū)分品種類型的依據(jù):（1）遺傳特性（2）繁殖方式與授粉方式（3）育種方法（4）種子生產(chǎn)特點(diǎn)（5）種子利用形式作物品種自交系品種（purelinecultivar）雜交種品種(hybridcultiva）異花授粉作物自花授粉作物群體品種(populationcultiva）無性系品種(clonalcultiva）自由授粉品種綜合品種雜交合成群體多系品種一、自交系（純合、純系）品種

由遺傳背景相同，基因型純合的一群植株組成的品種。

其遺傳特性為個(gè)體純合，群體同質(zhì)。(同質(zhì)純合群體)

純系品種的理論親本系數(shù)不低于0.87。

穩(wěn)定性，整齊性和退化性。

不同授粉方式的作物都能產(chǎn)生純系品種，異花授粉作物中最典型的純系品種是玉米自交系。自交系品種的育種特點(diǎn)

1.自花授粉+單株選擇的育種方法2.拓寬遺傳變異范圍，在大群體中進(jìn)行單株選擇二、雜交種品種由兩個(gè)或兩個(gè)以上純合親本雜交，組配成雜種F1植株組成的品種。遺傳特點(diǎn)是個(gè)體雜合，群體同質(zhì)。雜交種F1代的表現(xiàn)型整齊一致，其雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，親本便于控制。雜交種一般只利用雜交F1代，故有人把它稱為栽培用種。雜交種品種的育種特點(diǎn)1、雜交種育種的兩個(gè)基本程序：自交系選育雜交組合選配:自交系的配合力測(cè)定2、對(duì)影響親本繁殖和配制雜種產(chǎn)量的性狀必須加強(qiáng)選擇。3、需要建立相應(yīng)的種子生產(chǎn)基地和供銷體系。三、群體品種由一群基因型各不相同的雜合或純合植株組成的品種。

異花授粉作物的自由授粉品種雜交、自交、姊妹交異花授粉作物的綜合品種（綜合雜交種）多個(gè)玉米自交系或單交種種子混合

群體品種包括兩大類：1、異花授粉作物雜合基因型的混合群體

其遺傳特點(diǎn)是個(gè)體雜合，群體異質(zhì)。2、自花授粉作物純合基因型的混合群體由不同基因型的一群純合植株組成。其遺傳特性為個(gè)體純合，群體異質(zhì)。自花授粉作物雜交合成群體

兩個(gè)或兩個(gè)以上自花授粉作物品種（系）雜交的分離后代。自花授粉作物的多系品種由多個(gè)近等基因系的種子混合繁殖而成的多系品種。群體品種的育種特點(diǎn)1.原始材料（親本）遺傳廣泛，使群體品種能夠保持廣泛的遺傳基礎(chǔ)和基因型的多樣性；2.控制授粉、充分重組、適當(dāng)淘汰、遺傳平衡。四、無性系品種無性系品種是由一