作物育種學(xué)總論課件

《作物育種學(xué)》總論

第一章緒論第二章育種目標(biāo)第三章作物繁殖方式及品種類型第四章種質(zhì)資源第五章引種和選擇育種第六章雜交育種第七章雜種優(yōu)勢利用第八章誘變育種第九章遠緣雜交和倍性育種第十章抗病蟲育種《作物育種學(xué)》總論

第一章緒論第十一章抗逆性育種第十二章群體改良和輪回選擇第十三章作物育種的試驗技術(shù)第十四章生物技術(shù)在植物育種中的應(yīng)用第十五章品種審定和推廣第十一章抗逆性育種《作物育種學(xué)》總論張?zhí)煺嬷骶幹袊r(nóng)業(yè)出版社2003年3月第一版作物育種學(xué)總論ppt課件潘家駒主編農(nóng)業(yè)出版社1994年5月第一版西北農(nóng)學(xué)院主編農(nóng)業(yè)出版社1981年1月第一版作物育種學(xué)總論ppt課件緒論

發(fā)展作物生產(chǎn)，提高作物生產(chǎn)水平，基本上是通過作物的遺傳改良和作物生長條件的改善兩個相互結(jié)合的途徑來實現(xiàn)的。P=G+E

任何一個性狀的表現(xiàn)都是由遺傳因素和環(huán)境因素兩個方面決定的。

作物育種學(xué)研究的重點是對作物進行遺傳改良，使得有利性狀得到重組，達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強的目的。

作物栽培學(xué)研究的重點是改善作物生長發(fā)育的環(huán)境條件，達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目的。作物育種學(xué)總論ppt課件

第一節(jié)作物進化與遺傳改良一、自然進化與人工進化

各種生物都是從原始生物演變而產(chǎn)生的。這種演變發(fā)展的過程稱為進化過程。決定進化的三大基本要素：遺傳、變異和選擇。遺傳和變異是進化的內(nèi)在因素，選擇決定著進化的方向。自然進化是自然變異和自然選擇的進化，進化速度相對緩慢。作物育種學(xué)總論ppt課件

人工進化是人類為發(fā)展生產(chǎn)的需要，人工創(chuàng)造變異并進行人工選擇的進化(也包括有意識的利用自然變異及自然選擇的作用)。進化的方向主要取決于人工選擇的方向。

作物育種實際上就是作物的人工進化，是適當(dāng)利用自然進化的人工進化，其進化速度遠比自然進化速度快。作物育種學(xué)總論ppt課件作物育種學(xué)總論ppt課件棉花的種類亞洲棉（粗絨棉2n=26）——原產(chǎn)于印度。產(chǎn)量低、纖維粗短，目前淘汰。草棉（非洲棉2n=26）——原產(chǎn)非洲。產(chǎn)量低、品質(zhì)差、抗性好，現(xiàn)多做種質(zhì)資源。海島棉（長絨棉2n=4x=52，(AD)2

）——原產(chǎn)南美洲。纖維長、強度高，適于紡高支紗。新疆生產(chǎn)。陸地棉（細絨棉2n=4x=52，(AD)1

）——原產(chǎn)中美洲。適應(yīng)廣、產(chǎn)量高、纖維長、品質(zhì)好，可紡中支紗。棉花的種類亞洲棉（粗絨棉2n=26）——原產(chǎn)于印度。產(chǎn)量低作物育種學(xué)總論ppt課件從細胞學(xué)，DNA序列分析等方法提出棉屬的進化圖譜從細胞學(xué)，DNA序列分析等方法提出棉屬的進化圖譜二、遺傳改良在作物生產(chǎn)發(fā)展中的作用

遺傳改良是指作物品種改良。野生植物栽培植物

隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人類發(fā)掘可供食用、飼用、藥用及工業(yè)原料用的各種植物種類的工作一直在不斷地進行著，從而使作物的種類不斷得到豐富。作物育種學(xué)總論ppt課件

栽培作物的來源：

馴化，由野生植物馴化為栽培作物

創(chuàng)造，人工合成新物種

引種，從外國或其它生態(tài)區(qū)引進新品種作物育種學(xué)總論ppt課件

遺傳改良的作用：

1

提高作物品種的適應(yīng)性，擴大其種植區(qū)域

2

改良其農(nóng)藝性狀，更利于栽培管理

3

提高單位面積產(chǎn)量水平，以提高總產(chǎn)

4

改進產(chǎn)品品質(zhì)，適應(yīng)人類生活不斷提高的需要

5

增強對病蟲害和環(huán)境脅迫的抗耐性，達到穩(wěn)產(chǎn)作物育種學(xué)總論ppt課件第二節(jié)作物育種學(xué)的意義和發(fā)展一、作物育種學(xué)的性質(zhì)和任務(wù)

1.性質(zhì)：作物育種學(xué)是研究選育和繁殖作物優(yōu)良品種的理論和方法的科學(xué)。作物育種學(xué)總論ppt課件2.基本內(nèi)容：

（1）在研究和掌握作物性狀遺傳變異規(guī)律的基礎(chǔ)上，發(fā)掘、研究和利用各有關(guān)作物種質(zhì)資源；

（2）

根據(jù)各地區(qū)的育種目標(biāo)和原有品種基礎(chǔ)，采用適當(dāng)?shù)挠N途徑和方法，選育適于本地區(qū)生產(chǎn)發(fā)展需要的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗(耐)病蟲害和環(huán)境脅迫、生育期適當(dāng)、適應(yīng)性較廣的優(yōu)良品種、雜交種或新作物；

（3）在繁育、推廣過程中，保持和提高其種性，提供數(shù)量多、質(zhì)量好、成本低的生產(chǎn)用種，促進高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展。作物育種學(xué)總論ppt課件

3.與其它學(xué)科的關(guān)系：

作物育種學(xué)是作物人工進化的科學(xué)，是以遺傳學(xué)、進化論為主要基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用科學(xué)。涉及

植物學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、生物化學(xué)、植物病理學(xué)、農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、生物統(tǒng)計和試驗設(shè)計、生物技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)等。作物育種學(xué)總論ppt課件

作物育種學(xué)和作物栽培學(xué)有著不可分割的關(guān)系，是植物生產(chǎn)科學(xué)的兩個主要學(xué)科。

作物育種家必須精通作物栽培學(xué)，才有可能成為優(yōu)秀的、出色的育種家。而且，掌握的知識越全面、越豐富，工作中才會得心應(yīng)手，成功的概率也越大。作物育種學(xué)總論ppt課件二、作物育種學(xué)的主要內(nèi)容

1.育種目標(biāo)的制定和實現(xiàn)育種目標(biāo)的相應(yīng)策略；

2.種質(zhì)資源的搜集、保存、研究、利用和創(chuàng)新；

3.目標(biāo)性狀選擇的理論和方法；

4.人工創(chuàng)造變異的途徑、方法和技術(shù)；

5.雜種優(yōu)勢利用的途徑和方法

6.目標(biāo)性狀的遺傳、鑒定及選育方法；

7.作物育種各階段的田間試驗技術(shù)；

8.新品種的審定推廣和良種繁育等。作物育種學(xué)總論ppt課件三、作物育種學(xué)的發(fā)展

隨著育種學(xué)、進化論和相關(guān)理論的發(fā)展和育種效率的提高，作物育種從20世紀20-30年代開始擺脫主要憑經(jīng)驗和技巧的初級狀態(tài)。以逐漸發(fā)展成為具有系統(tǒng)理論和科學(xué)方法的一門應(yīng)用科學(xué)。作物育種學(xué)總論ppt課件

世界出版的有關(guān)育種知識的專著有：

第一部1927年，美國Hayes和Carber出版的《作物育種》；

1935年，前蘇聯(lián)Vavilov出版的《植物育種的科學(xué)基礎(chǔ)》；

1936年，中國王綬出版的《中國植物育種學(xué)》；

1942年，美國Hayes和Immer出版的《植物育種方法》；

1948年，中國沈?qū)W年出版的《作物育種學(xué)泛論》；

1960年，美國Allard出版的《植物育種原理》；

1976年，中國蔡旭出版的《植物育種育種學(xué)》；

1981年，西北農(nóng)學(xué)院主編的《作物育種學(xué)》等

這些著作的出版對促進我國作物育種和教學(xué)事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

60年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，由水稻、小麥的矮化育種和抗病蟲育種所引起的“綠色革命”，極大地推動和促進了世界農(nóng)業(yè)和植物育種學(xué)的發(fā)展。作物育種學(xué)總論ppt課件

現(xiàn)代作物育種的特點和發(fā)展動向主要表現(xiàn)在：

1.育種目標(biāo)不斷提高。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對新品種不僅要求進一步提高增產(chǎn)潛力，增強對多種病蟲害及環(huán)境脅迫的抗耐性，廣泛的適應(yīng)性；而且還要求具有優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)和適應(yīng)機械化操作等特性；

2.種質(zhì)資源工作不斷加強。

世界各國越來越重視和加強種質(zhì)資源的搜集、保存、研究評價、創(chuàng)新和利用；作物育種學(xué)總論ppt課件

3.鑒定分析方法微量、精確、快速。

在目標(biāo)性狀的鑒定、分析、選擇中，廣泛采用現(xiàn)代技術(shù)和儀器，進行快速、精確、微量和非破壞性的鑒定分析，以提高育種效率。

4.開拓育種新途徑和新技術(shù)。

除應(yīng)用傳統(tǒng)的育種技術(shù)外，還大力開拓人工誘變育種、倍性育種、遠緣雜交育種、細胞工程、染色體工程、基因工程等生物技術(shù)。作物育種學(xué)總論ppt課件第三節(jié)作物品種及其在作物生產(chǎn)中的作用一、作物品種的概念作物品種是（1）人類在一定的生態(tài)條件和經(jīng)濟條件下，根據(jù)人類需要所選育的某種作物的某種群體；（2）這種群體具有相對穩(wěn)定的遺傳特性，在生物學(xué)、形態(tài)學(xué)及經(jīng)濟性狀上的相對一致性，能與同一作物的其它群體相區(qū)別；

（3）這種群體在相應(yīng)地區(qū)和耕作條件下種植，在產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)等方面都能符合生產(chǎn)發(fā)展的需要。作物育種學(xué)總論ppt課件

由以上可以看出

作物品種是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。

優(yōu)良品種的時間性和區(qū)域性。優(yōu)良品種包括品種品質(zhì)和播種品質(zhì)兩層含義。作物育種學(xué)總論ppt課件二、作物優(yōu)良品種在發(fā)展作物生產(chǎn)中的作用

1.提高單位面積產(chǎn)量。在同樣的區(qū)域和耕作栽培條件下，一般可增產(chǎn)20-30%，甚至達到40-50%。

2.改善產(chǎn)品品質(zhì)。禾谷類作物提高蛋白質(zhì)含量，使氨基酸平衡；油料作物提高脂肪含量，使脂肪酸平衡；纖維作物提高纖維長度、強力等內(nèi)在品質(zhì)。

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3.保持穩(wěn)產(chǎn)性和品質(zhì)。

抗耐病蟲害和環(huán)境脅迫，減少和避免損失。

4.擴大種植面積。

優(yōu)良品種適應(yīng)性廣，適宜種植區(qū)域廣泛。

5.利于耕作制度的改革、適應(yīng)機械化操作、提高復(fù)種指數(shù)和提高勞動生產(chǎn)率。

選用生長習(xí)性、生育特性、株型等適宜的品種可滿足這些要求。作物育種學(xué)總論ppt課件第四節(jié)國內(nèi)外作物育種的成就與展望一、國內(nèi)外近代作物育種工作成就

1.種質(zhì)資源工作不斷得到加強。

70年代以來，國內(nèi)外普遍加強了種質(zhì)資源工作，分別建立了現(xiàn)代化的種質(zhì)資源庫，實施了微機管理，開展種質(zhì)資源多種性狀的觀察、鑒定和遺傳研究，有力的促進了育種工作。作物育種學(xué)總論ppt課件

2.育種途徑、方法和技術(shù)不斷完善和提高。雄性不育系的發(fā)掘和利用，使雜種優(yōu)勢利用取得突破進展。如水稻、玉米、高粱、煙草、甘藍型油菜、小麥和棉花等雜交種的利用。雜交稻和甘藍型油菜雜交種的選育與推廣，我國處于國際領(lǐng)先地位。

遠緣雜交創(chuàng)造新物種和新類型。人工創(chuàng)造六倍體和八倍體小黑麥、小偃麥。單倍體育種技術(shù)，生物技術(shù)的應(yīng)用和誘變育種取得出色成績。

微量、快速、精確、非破壞性的性狀鑒定技術(shù)，有力地促進和提高了種質(zhì)資源的篩選和育種效率。作物育種學(xué)總論ppt課件

3.目標(biāo)性狀的選育進一步得到協(xié)調(diào)改良。

株型育種、矮稈育種和高光效育種工作的開展，使作物的農(nóng)藝性狀得到同步改進，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)進一步得到協(xié)調(diào)，抗病性和產(chǎn)品品質(zhì)不斷提高?，F(xiàn)代品種的特點是在綜合性狀鑒定和選擇的基礎(chǔ)上，突出目標(biāo)性狀，是主要目標(biāo)性狀都得到協(xié)調(diào)改良。作物育種學(xué)總論ppt課件二、對作物育種工作的展望

1．進一步加強種質(zhì)資源工作；

2．深入開展育種理論和方法的研究

3．加強多學(xué)科的綜合研究；加強育種單位間的橫向協(xié)作。作物育種學(xué)總論ppt課件第一章育種目標(biāo)

確定育種目標(biāo)是育種工作的前提。育種目標(biāo)因地、因時、因作物而異。

育種目標(biāo)：就是對育成品種的具體要求，也就是在一定地區(qū)的自然、耕作栽培及經(jīng)濟條件下所要育成新品種應(yīng)具備的一系列有利性狀的指標(biāo)。

作物育種學(xué)總論ppt課件第一節(jié)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對作物品種性狀的要求一、高產(chǎn)

優(yōu)良品種首先應(yīng)具有較高的增產(chǎn)潛力。各種作物盡管收獲產(chǎn)物不同，但都要求具有較高的單位面積產(chǎn)量。如籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、塊根塊莖產(chǎn)量等。二、穩(wěn)產(chǎn)

推廣品種不僅應(yīng)具有高產(chǎn)潛力，而且要求在大面積推廣過程中能夠保持連續(xù)均衡地增產(chǎn)。影響穩(wěn)產(chǎn)性的主要因素有：病蟲害、氣象因素、土壤因素等。作物育種學(xué)總論ppt課件三、優(yōu)質(zhì)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，要求新品種具有優(yōu)良的品質(zhì)（如出米率高、出粉率高、蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量高、含糖量高、纖維內(nèi)在品質(zhì)好、有害物質(zhì)含量低等），甚至要求具有一定的品質(zhì)產(chǎn)量（如蛋白質(zhì)產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量等）。四、適應(yīng)性強

培育作物品種即要考慮適應(yīng)本地當(dāng)前的自然條件，又要考慮如何適應(yīng)發(fā)展中的耕作栽培水平。

早熟：可避免后期災(zāi)害、利于耕作改制、提高復(fù)種指數(shù)。矮化：抗倒、耐肥水、利于密植和機械化收獲。

抗落粒：可減少收獲中的損失。作物育種學(xué)總論ppt課件第二節(jié)制定作物育種目標(biāo)的原則

育種目標(biāo)體現(xiàn)育種工作在一定地區(qū)和時期的方向和要求。制定育種目標(biāo)的一般原則是：一、國民經(jīng)濟需要和生產(chǎn)發(fā)展前景

在現(xiàn)有品種的基礎(chǔ)上，選育新品種進行品種更新，必須充分估計到將來國民經(jīng)濟發(fā)展的需要和生產(chǎn)發(fā)展的要求。也就是說要求育種工作者要有一定的預(yù)見性。作物育種學(xué)總論ppt課件二、當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有品種有待改進的主要性狀

以當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有推廣品種為參考，從而選育出能克服現(xiàn)有品種的缺點，保持和提高其優(yōu)點的新品種。在考慮主要目標(biāo)性狀

的同時，還要兼顧

次要目標(biāo)性狀。因為隨著主要目標(biāo)的實現(xiàn)，原來的次要目標(biāo)性狀就可能上升為主要目標(biāo)性狀。作物育種學(xué)總論ppt課件三、育種目標(biāo)的具體化和可行性

高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等是育種目標(biāo)的一般化概念。制定育種目標(biāo)需要落實到具體性狀上，并且要有明確的性狀指標(biāo)。如禾谷類作物

單位面積籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)

株穗數(shù)

穗粒數(shù)

千粒重

所以，高產(chǎn)要落實到具體的產(chǎn)量組成因素上，各產(chǎn)量組成因素的指標(biāo)要明確，各產(chǎn)量組成因素要協(xié)調(diào)。

制定育種目標(biāo)即要有前瞻性，又要切實可行。目標(biāo)太高不易實現(xiàn)，太低就可能落后生產(chǎn)需要。作物育種學(xué)總論ppt課件四、品種的合理搭配

在同一地區(qū)范圍內(nèi)，自然條件和生產(chǎn)條件也不盡相同，生產(chǎn)上對品種的要求也就有類型上的差異。因此，在制定育種目標(biāo)時就應(yīng)考慮培育具有適當(dāng)差異的幾類品種，以滿足生產(chǎn)上搭配種植的需要。作物育種學(xué)總論ppt課件第三節(jié)作物育種的主要目標(biāo)性狀

各種作物都有一系列性狀，這些性狀又有其組成因素。其中特別需要改良的性狀稱為育種的主要目標(biāo)性狀。

作物育種學(xué)總論ppt課件一、產(chǎn)量性狀

產(chǎn)量的提高直接取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)增長。

禾谷類作物的籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)

株穗數(shù)

穗粒數(shù)

粒重

棉花的皮棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)

單株結(jié)鈴數(shù)

單鈴重

衣分

大豆和油菜籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)

株莢數(shù)

莢粒數(shù)

粒重

產(chǎn)量因素之間往往相互制約。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、耕作栽培水平和作物的生長發(fā)育特性，使產(chǎn)量構(gòu)成因素得以協(xié)調(diào)增長，從而達到高產(chǎn)的目的。作物育種學(xué)總論ppt課件

合理株型是高產(chǎn)品種的生育基礎(chǔ)和形態(tài)特征。株型育種

改善品種株型態(tài)勢育種。矮化育種

株型育種的一個重要內(nèi)容。高光效育種

提高光合效率的遺傳改良。

廣義高光效育種：包括株型育種的基本內(nèi)容。

狹義高光效育種：僅指提高單位葉面積凈光合速率的生理遺傳改良或生理育種。作物育種學(xué)總論ppt課件二、對病蟲害的抗耐性

從經(jīng)濟學(xué)和生態(tài)學(xué)的觀點講，作物或品種對病蟲害的抗性，一般只要求在病菌流