作物育種學總論課件

《作物育種學》總論

第一章緒論第二章育種目標第三章作物繁殖方式及品種類型第四章種質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》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第十四章生物技術在植物育種中的應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》總論張?zhí)煺嬷骶幹袊r業(yè)出版社2003年3月第一版作物育種學總論ppt課件潘家駒主編農業(yè)出版社1994年5月第一版西北農學院主編農業(yè)出版社1981年1月第一版作物育種學總論ppt課件緒論

發(fā)展作物生產，提高作物生產水平，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合的途徑來實現的。P=G+E

任何一個性狀的表現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、優(yōu)質、適應性強的目的。

作物栽培學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、優(yōu)質的目的。作物育種學總論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。作物育種學總論ppt課件

人工進化是人類為發(fā)展生產的需要，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。作物育種學總論ppt課件作物育種學總論ppt課件棉花的種類亞洲棉（粗絨棉2n=26）——原產于印度。產量低、纖維粗短，目前淘汰。草棉（非洲棉2n=26）——原產非洲。產量低、品質差、抗性好，現多做種質資源。海島棉（長絨棉2n=4x=52，(AD)2

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

）——原產中美洲。適應廣、產量高、纖維長、品質好，可紡中支紗。棉花的種類亞洲棉（粗絨棉2n=26）——原產于印度。產量低作物育種學總論ppt課件從細胞學，DNA序列分析等方法提出棉屬的進化圖譜從細胞學，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總論ppt課件

遺傳改良的作用：

1

提高作物品種的適應性，擴大其種植區(qū)域

2

改良其農藝性狀，更利于栽培管理

3

提高單位面積產量水平，以提高總產

4

改進產品品質，適應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)產作物育種學總論ppt課件第二節(jié)作物育種學的意義和發(fā)展一、作物育種學的性質和任務

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

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

（2）

根據各地區(qū)的育種目標和原有品種基礎，采用適當的育種途徑和方法，選育適于本地區(qū)生產發(fā)展需要的高產、穩(wěn)產、優(yōu)質、抗(耐)病蟲害和環(huán)境脅迫、生育期適當、適應性較廣的優(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，提供數量多、質量好、成本低的生產用種，促進高產、優(yōu)質、高效農業(yè)的發(fā)展。作物育種學總論ppt課件

3.與其它學科的關系：

作物育種學是作物人工進化的科學，是以遺傳學、進化論為主要基礎的綜合性應用科學。涉及

植物學、植物生態(tài)學、植物生理學、生物化學、植物病理學、農業(yè)昆蟲學、農業(yè)氣象學、生物統(tǒng)計和試驗設計、生物技術、農產品加工學等。作物育種學總論ppt課件

作物育種學和作物栽培學有著不可分割的關系，是植物生產科學的兩個主要學科。

作物育種家必須精通作物栽培學，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，工作中才會得心應手，成功的概率也越大。作物育種學總論ppt課件二、作物育種學的主要內容

1.育種目標的制定和實現育種目標的相應策略；

2.種質資源的搜集、保存、研究、利用和創(chuàng)新；

3.目標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；

5.雜種優(yōu)勢利用的途徑和方法

6.目標性狀的遺傳、鑒定及選育方法；

7.作物育種各階段的田間試驗技術；

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

隨著育種學、進化論和相關理論的發(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)理論和科學方法的一門應用科學。作物育種學總論ppt課件

世界出版的有關育種知識的專著有：

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《植物育種的科學基礎》；

1936年，中國王綬出版的《中國植物育種學》；

1942年，美國Hayes和Immer出版的《植物育種方法》；

1948年，中國沈學年出版的《作物育種學泛論》；

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》；

1981年，西北農學院主編的《作物育種學》等

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

60年代以來，隨著科學技術的迅速發(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業(yè)和植物育種學的發(fā)展。作物育種學總論ppt課件

現代作物育種的特點和發(fā)展動向主要表現在：

1.育種目標不斷提高。

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

2.種質資源工作不斷加強。

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

3.鑒定分析方法微量、精確、快速。

在目標性狀的鑒定、分析、選擇中，廣泛采用現代技術和儀器，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。

除應用傳統(tǒng)的育種技術外，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。作物育種學總論ppt課件第三節(jié)作物品種及其在作物生產中的作用一、作物品種的概念作物品種是（1）人類在一定的生態(tài)條件和經濟條件下，根據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、形態(tài)學及經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）這種群體在相應地區(qū)和耕作條件下種植，在產量、抗性、品質等方面都能符合生產發(fā)展的需要。作物育種學總論ppt課件

由以上可以看出

作物品種是重要的農業(yè)生產資料。

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和播種品質兩層含義。作物育種學總論ppt課件二、作物優(yōu)良品種在發(fā)展作物生產中的作用

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

2.改善產品品質。禾谷類作物提高蛋白質含量，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、強力等內在品質。

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3.保持穩(wěn)產性和品質。

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)良品種適應性廣，適宜種植區(qū)域廣泛。

5.利于耕作制度的改革、適應機械化操作、提高復種指數和提高勞動生產率。

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

1.種質資源工作不斷得到加強。

70年代以來，國內外普遍加強了種質資源工作，分別建立了現代化的種質資源庫，實施了微機管理，開展種質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。作物育種學總論ppt課件

2.育種途徑、方法和技術不斷完善和提高。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，生物技術的應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，有力地促進和提高了種質資源的篩選和育種效率。作物育種學總論ppt課件

3.目標性狀的選育進一步得到協(xié)調改良。

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

1．進一步加強種質資源工作；

2．深入開展育種理論和方法的研究

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

確定育種目標是育種工作的前提。育種目標因地、因時、因作物而異。

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

作物育種學總論ppt課件第一節(jié)現代農業(yè)對作物品種性狀的要求一、高產

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

推廣品種不僅應具有高產潛力，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。影響穩(wěn)產性的主要因素有：病蟲害、氣象因素、土壤因素等。作物育種學總論ppt課件三、優(yōu)質

隨著經濟的發(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（如出米率高、出粉率高、蛋白質含量高、脂肪含量高、含糖量高、纖維內在品質好、有害物質含量低等），甚至要求具有一定的品質產量（如蛋白質產量、脂肪產量等）。四、適應性強

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

早熟：可避免后期災害、利于耕作改制、提高復種指數。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。作物育種學總論ppt課件第二節(jié)制定作物育種目標的原則

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

在現有品種的基礎上，選育新品種進行品種更新，必須充分估計到將來國民經濟發(fā)展的需要和生產發(fā)展的要求。也就是說要求育種工作者要有一定的預見性。作物育種學總論ppt課件二、當地現有品種有待改進的主要性狀

以當地現有推廣品種為參考，從而選育出能克服現有品種的缺點，保持和提高其優(yōu)點的新品種。在考慮主要目標性狀

的同時，還要兼顧

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

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

單位面積籽粒產量=單位面積株數

株穗數

穗粒數

千粒重

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

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

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

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性狀。

作物育種學總論ppt課件一、產量性狀

產量的提高直接取決于產量構成因素的協(xié)調增長。

禾谷類作物的籽粒產量=單位面積株數

株穗數

穗粒數

粒重

棉花的皮棉產量=單位面積株數

單株結鈴數

單鈴重

衣分

大豆和油菜籽粒產量=單位面積株數

株莢數

莢粒數

粒重

產量因素之間往往相互制約。應根據當地的自然條件、耕作栽培水平和作物的生長發(fā)育特性，使產量構成因素得以協(xié)調增長，從而達到高產的目的。作物育種學總論ppt課件

合理株型是高產品種的生育基礎和形態(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。作物育種學總論ppt課件二、對病蟲害的抗耐性

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