第三章育種目標(biāo)

第三章育種目標(biāo)第一節(jié)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)作物品種的要求?一、高產(chǎn)?二、穩(wěn)產(chǎn)?三、優(yōu)質(zhì)?四、適應(yīng)機(jī)械化一、高產(chǎn)?高產(chǎn)是指單位面積產(chǎn)量高。?高產(chǎn)是作物育種的首要目標(biāo)。?谷類作物的籽粒產(chǎn)量?油料作物的油脂產(chǎn)量?棉花的皮棉產(chǎn)量?麻類作物的纖維產(chǎn)量?甜菜和甘薯的塊根產(chǎn)量二、穩(wěn)產(chǎn)作物品種穩(wěn)產(chǎn)性：優(yōu)良品種在推廣的不同地區(qū)和不同年份間產(chǎn)量變化幅度較小，在環(huán)境多變的條件下能夠保持均衡的增產(chǎn)作用。影響作物品種穩(wěn)產(chǎn)性的因素：（1）氣候因素，如干旱、高溫（2）土壤因素，如鹽堿、瘠?。?）生物因素，如病蟲(chóng)害。作物品質(zhì)是指人類所要求的農(nóng)作物目標(biāo)產(chǎn)品的質(zhì)量或其優(yōu)劣。四、適應(yīng)機(jī)械化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。第二節(jié)制定作物育種目標(biāo)的原則（一）立足當(dāng)前，展望未來(lái)，富有預(yù)見(jiàn)性新品種的選育周期比較長(zhǎng)，在制定育種目標(biāo)時(shí)要充分估計(jì)到將來(lái)生產(chǎn)的需要，增加預(yù)見(jiàn)性。二）突出重點(diǎn)，分清主次，抓主要矛盾育種應(yīng)以當(dāng)?shù)仄贩N為基礎(chǔ)，分析在生產(chǎn)發(fā)展中存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地進(jìn)行改良。主要目標(biāo)和次要目標(biāo)兼顧。（三）明確具體性狀，指標(biāo)落實(shí)育種目標(biāo)要落實(shí)到具體性狀上，有明確的性狀指標(biāo)。如單位面積的產(chǎn)量水平、災(zāi)害種類、品質(zhì)的具體指標(biāo)等。（四）面向特定的生態(tài)地區(qū)和栽培條件考慮選育具有適當(dāng)差異的幾類品種，生產(chǎn)上搭配使用。這樣可避免生產(chǎn)上品種單一化，可減少災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。第三節(jié)作物育種的主要目標(biāo)?一、高產(chǎn)?二、優(yōu)質(zhì)?三、穩(wěn)產(chǎn)?四、生育期適宜?五、適應(yīng)機(jī)械化需要一、高產(chǎn)產(chǎn)量：?jiǎn)挝幻娣e上收獲的產(chǎn)品重量。作物產(chǎn)量受多種因素支配，它是品種各種特征特性與環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。品種的生產(chǎn)潛力只是一種可能性，它的實(shí)現(xiàn)有賴于品種和自然、栽培條件的良好配合，這在制定育種目標(biāo)時(shí)必須考慮。（一）產(chǎn)量的形成1、生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù)（收獲指數(shù)）二經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量二生物產(chǎn)量X經(jīng)濟(jì)系數(shù)（收獲指數(shù)）2、高產(chǎn)品種的重要特征特性生育前期：早生快發(fā)，建立較大的營(yíng)養(yǎng)體。生育中期：營(yíng)養(yǎng)器官與產(chǎn)品器官協(xié)調(diào)生長(zhǎng)，以積累大量的有機(jī)物質(zhì)，并形成足夠數(shù)量的貯藏光合產(chǎn)物的器官。生育后期：功能葉片多，葉面積指數(shù)高，葉片不早衰，保證有足夠的有機(jī)物質(zhì)向產(chǎn)品器官運(yùn)輸。源、庫(kù)、流協(xié)調(diào)：源要足，庫(kù)要大，流（運(yùn)轉(zhuǎn)）要暢3、作物產(chǎn)量的構(gòu)成因素不同作物的產(chǎn)量因素：禾本科：畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重棉花：畝株數(shù)、株鈴數(shù)、鈴重、衣分大豆、油菜：畝株數(shù)、株莢數(shù)、莢粒數(shù)、粒重理論產(chǎn)量二各項(xiàng)產(chǎn)量因素的乘積。如禾本科作物:理論產(chǎn)量=畝穗數(shù)X穗粒數(shù)X粒重高產(chǎn)類型（如小麥、水稻）：以增多穗數(shù)為基礎(chǔ)，選育多穗型品種。通過(guò)增加穗重的途徑，選育大穗型品種。使品種的畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重同時(shí)并增，選育中間型品種實(shí)踐證明，三種類型的品種，只要栽培技術(shù)恰當(dāng)，使品種性能充分發(fā)揮，都能獲得高產(chǎn)。如山東的蚰包麥屬多穗型，毛穎阿夫?qū)俅笏胄?。（二）高產(chǎn)育種策略1、矮桿育種在高產(chǎn)栽培中，倒伏是主要威脅?？沟狗钠贩N是莖桿堅(jiān)韌，根系強(qiáng)健，但株高是一個(gè)重要因素。矮桿品種并非越矮越好，有的矮桿品種，因莖桿過(guò)低，叢生密蔽，帶來(lái)許多問(wèn)題，也達(dá)不到高產(chǎn)。選擇矮桿和半矮稈的品種較好。一般認(rèn)為，水稻的株高80-95cm，小麥70-90cm。2、理想株型育種禾谷類作物的理想株型:株型緊湊、葉片窄而短、挺直上沖，葉與莖的夾角小，葉色深，葉綠素含量高，比葉重（單位面積的葉片重量）大等。3、高光效育種?高光效育種是指通過(guò)提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指標(biāo)而提高作物產(chǎn)量的育種方法。?合理株型是高產(chǎn)品種的形態(tài)特征，高光效則是高產(chǎn)品種的生理原因。生產(chǎn)上的一切增產(chǎn)措施，都是通過(guò)改善光合性能而起作用。高光效育種就是選育高光效率的高產(chǎn)品種。?式中前三項(xiàng)代表光合產(chǎn)物的生產(chǎn)，減去呼吸消耗，即為通常所說(shuō)的生物學(xué)產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù)（或收獲指數(shù)）代表了光合產(chǎn)物的分配。?從上式可以看出，一個(gè)高產(chǎn)品種應(yīng)具有高光合能力，低呼吸消耗，光合機(jī)能保持時(shí)間長(zhǎng)，葉面積適當(dāng)，經(jīng)濟(jì)系數(shù)高。?所以經(jīng)濟(jì)系數(shù)在一定情況下，可以作為高產(chǎn)育種的一種選擇指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者指出，稻麥等現(xiàn)有高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)（50%左右）已近于極限，更進(jìn)一步提高產(chǎn)，則需要兼顧收獲指數(shù)與生物學(xué)產(chǎn)量的協(xié)調(diào)增長(zhǎng)。高光效植株的鑒定標(biāo)準(zhǔn)：矮桿抗倒、葉片上舉、色深、著生合理、互相遮光少，綠葉時(shí)間長(zhǎng)等；生理特性有光補(bǔ)償點(diǎn)低，二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)低，光呼吸少、光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)率高，對(duì)光不敏感等。二、優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物產(chǎn)品的品質(zhì)可分為：營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)加工品質(zhì)衛(wèi)生品質(zhì)商品品質(zhì)作物品質(zhì)育種的意義1、 品質(zhì)育種是提高作物營(yíng)養(yǎng)成分和作物總產(chǎn)量的重要途徑我國(guó)蛋白質(zhì)、油脂營(yíng)養(yǎng)水平低于世界糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO推薦的最低保證量和世界人均攝入量，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家等。這就要求我國(guó)需大力發(fā)展蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分的生產(chǎn)。2、 優(yōu)質(zhì)品種有利于增進(jìn)人體健康蛋白質(zhì)和各種必需氨基酸、脂肪、碳水化合物、纖維素、維生素以及各種礦物質(zhì)，是人類營(yíng)養(yǎng)和維持生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)。這些物質(zhì)中的某些成分欠缺或過(guò)剩，往往引起人體代謝異常甚至患病。所以近年來(lái)國(guó)外新興一門植物營(yíng)養(yǎng)藥理學(xué)，專門研究植物中的各種成分對(duì)人體的生理作用，過(guò)量飲食或缺乏引起的癥狀，以及它們?cè)谥委熑梭w各種疾病中的作用。育種工作者可以按照人體生理和健康要求，有目的地改造植物，使之朝著更適于人類需要的方向發(fā)展。3、 優(yōu)質(zhì)品種有利于發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)畜牧業(yè)的生產(chǎn)力與飼料品質(zhì)有很大關(guān)系。優(yōu)質(zhì)的飼料品種應(yīng)該多葉、細(xì)莖、綠色、甜味、高蛋白、氨基酸平衡，可消化能量高，易消化、適口性好、維生素和礦物質(zhì)含量豐富、敗質(zhì)因素低。用高賴氨酸玉米所做的大量試驗(yàn)證明，優(yōu)質(zhì)飼料可大大提高單胃動(dòng)物的生產(chǎn)能力，增重快，出欄率高，飼料消耗少，有利于獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。4、 作物品質(zhì)與食品加工隨著人民生活水平的提高，主、副食品的生產(chǎn)會(huì)逐步社會(huì)化和方便化，這就要求優(yōu)質(zhì)而適于各種加工的品種。如小麥烤面包品質(zhì),我國(guó)大部分品種不具備這種特性。5、 優(yōu)質(zhì)品種有利于促進(jìn)工業(yè)發(fā)展棉花纖維品質(zhì)對(duì)紡織業(yè)影響極大。甘蔗、甜菜的含糖量、薯類作物的淀粉含量，與制糖業(yè)和淀粉加工業(yè)有關(guān)。我國(guó)缺乏優(yōu)質(zhì)而高產(chǎn)的啤酒大麥品種，需進(jìn)口大量原料。2、小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指小麥籽粒的各種化學(xué)成份的含量及組成，其中主要是蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)中各種氨基酸的組成，尤其是賴氨酸的含量。磨粉品質(zhì)(一次加工品質(zhì))指小麥在磨粉過(guò)程中出粉率高，能耗低，面粉中灰分含量低，粉色潔白，胚乳與麩皮易分離、易研磨、易篩理。食品加工品質(zhì)(二次加工品質(zhì))不同的面食對(duì)面的加工品質(zhì)要求不同。小麥的食品加工品質(zhì)主要取決于面粉中的蛋白質(zhì)和面筋的含量和質(zhì)量。如制作面包一般要求面粉蛋白質(zhì)含量高，吸水力強(qiáng)，面筋質(zhì)好，強(qiáng)度大；制作糕點(diǎn)和餅干的要求則相反。3、玉米特殊品質(zhì)的玉米，高賴氨酸的玉米，玉米籽粒中賴氨酸含量不低于0.4%；高油玉米、籽粒中含油量不低于7%；普通甜玉米乳熟期籽粒中水溶性糖含量不低于8%。超甜玉米要達(dá)到18%以上。(二)油料作物1、大豆子粒外觀品質(zhì)黃種皮，有光澤、百粒重18g以上，近球形、種臍淺色，種皮無(wú)褐斑或紫斑，種粒健全完整。油脂及蛋白質(zhì)含量高油脂品種油脂23%以上；高蛋白品種44%-46%。亞麻酸含量2%以下可解決豆油氧化變味問(wèn)題。含硫氨基酸(蛋氨酸、胱氨酸)提高到4%以上。營(yíng)養(yǎng)成份抑制因子胰蛋白酶抑制物降至沒(méi)有。棉子糖與水蘇糖等寡聚糖不易為人體、消化而產(chǎn)生漲氣，要降低含量。2、油菜(1)含油量和產(chǎn)油量由于品種和類型不同，油菜的含油量和出油率差異很大。甘藍(lán)型油菜含油量較大(40%左右)，白菜型次之，芥菜型又次之。優(yōu)質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)：常規(guī)品種超過(guò)42%，黃籽油菜含油量達(dá)到或超過(guò)45%。(2)脂肪酸組成芥酸：油的品質(zhì)改良的第一個(gè)目標(biāo)，芥酸含量由45%-50%降至1%以下。芥酸含量高對(duì)人體營(yíng)養(yǎng)不利。要求原原種v1%原種或雜交種第一代V2%商品種子V5%其它脂肪酸含量亞麻酸從8%-10%降至3%，是油的品質(zhì)改良的第二個(gè)目標(biāo)。第三個(gè)目標(biāo)，增加短鏈脂肪酸的含量，棕櫚酸和棕櫚油酸的含量提高到合計(jì)10%-12%，即可保證生菜油的貯藏品質(zhì)(不致形成內(nèi)結(jié)晶的沉淀)。纖維作物棉花纖維的長(zhǎng)度、強(qiáng)度、成熟度、細(xì)度、整齊度。絨長(zhǎng)是主要品質(zhì)性狀?；幢逼皆?，春耕中熟，絨長(zhǎng)29mm適紡高支紗；夏播中早熟，絨長(zhǎng)27-29mm適紡中支紗；長(zhǎng)江流域，絨長(zhǎng)29mm適紡中支紗；31m適紡高支紗。三、穩(wěn)產(chǎn)?（一）抗病蟲(chóng)性?（二）抗旱耐瘠?（三）抗倒伏性?（四）適應(yīng)性（一）抗病蟲(chóng)性標(biāo)準(zhǔn)：從經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，作物或品種對(duì)病蟲(chóng)害的抗性，一般只要求在病菌流行或害蟲(chóng)發(fā)生時(shí)，能把病原菌的數(shù)量和蟲(chóng)口密度壓低到經(jīng)濟(jì)允許的閥值以下，即要求品種對(duì)病蟲(chóng)有相對(duì)的抗性，而不要求絕對(duì)的抗性；當(dāng)病蟲(chóng)害發(fā)生時(shí)，對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響不很大，有一定耐病性或耐蟲(chóng)性，就基本達(dá)到要求。各種作物主要病蟲(chóng)害類型（二）抗旱耐瘠作物抗旱性形態(tài)指標(biāo)：株型：株型緊湊的品種常較株型松散的品種更抗旱。根系的發(fā)達(dá)程度：發(fā)達(dá)的根系使作物的吸水率提高，從而使旱情緩解。莖的水分疏導(dǎo)能力：莖的疏導(dǎo)組織越發(fā)達(dá)，抗旱性就越強(qiáng)。葉片的形態(tài)：具有葉小、細(xì)胞小、表皮層發(fā)達(dá)、葉脈發(fā)達(dá)、蠟質(zhì)層和角質(zhì)層厚、茸毛多、葉組織密、柵欄組織發(fā)達(dá)等特征的品種抗旱性較強(qiáng)。根冠比：較大的根冠比有利于植物抗旱。氣孔特征：氣孔調(diào)節(jié)對(duì)控制水分和減輕干旱的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用。氣孔擴(kuò)散阻力的大小可指示作物的抗旱性。多數(shù)研究表明，抗旱品種的氣孔擴(kuò)散阻力大于不抗旱品種。作物抗旱性生理生化指標(biāo)：水勢(shì)？0葉片相對(duì)含水量？C葉片保水率、莖葉耐化學(xué)脫水性、葉片膨壓、光合作用、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)能力、脫落酸、酶指標(biāo)三）抗倒伏性倒伏的原因：植株高大，莖干強(qiáng)度差、韌性差，根系不發(fā)達(dá)，病蟲(chóng)害為害抗倒伏育種：矮化育種，抗病蟲(chóng)害育種，選擇莖干強(qiáng)度高、根系發(fā)達(dá)的品種四）適應(yīng)性適應(yīng)性是指作物品種對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)范圍及程度。適應(yīng)強(qiáng)的品種種植地區(qū)廣、推廣面積大、產(chǎn)量穩(wěn)定。四、生育期適宜生育期與產(chǎn)量呈正相關(guān)。水稻?早熟性的光溫反應(yīng)特性，早稻的早熟品種是：對(duì)日長(zhǎng)反應(yīng)無(wú)感或鈍感，前期在較低溫度條件下能早生快發(fā)，中后期感溫性較強(qiáng)，短日高溫生育性較弱。晚稻的早熟品種是：感光性較弱，感溫性較強(qiáng)，短日高溫生育性較弱。?早熟性還要求稻株早生快發(fā)，分蘗力強(qiáng)，分蘗快，在較短時(shí)間內(nèi)能獲得較多苗數(shù)，而且成穗率高。?南方廣大稻區(qū)，晚稻開(kāi)花時(shí)常遇低溫危害，影響受精結(jié)實(shí)，選育早熟品種，對(duì)于避免或減輕災(zāi)害程度，有明顯作用。?雙季稻區(qū)為了克服季節(jié)矛盾，也要求早稻早熟品種。小麥?小麥的生育期可劃分為：出苗至拔節(jié)（前期），拔節(jié)至抽穗（中期）、抽穗至成熟（后期）。抽穗至成熟還可以劃分為抽穗至開(kāi)花，開(kāi)花至成熟兩個(gè)時(shí)期。?一般用抽穗期早晚作為小麥?zhǔn)煨缘闹笜?biāo)。但它不能準(zhǔn)確地反映成熟的早晚，因?yàn)殚_(kāi)花的早晚，子粒灌漿和脫水的快慢對(duì)成熟期也有較大影響。但由于抽穗期與成熟期高度相關(guān)，且觀察方便和準(zhǔn)確，育種家常樂(lè)于采用。棉花?在兩熟地區(qū)棉花適當(dāng)早熟，可較好解決茬口矛盾，獲得糧棉（油）雙增產(chǎn)。早熟與豐產(chǎn)常矛盾，因此在一特定地區(qū)，早熟性適度，不能因早熟而使豐產(chǎn)性受影響?目前在育種中常用來(lái)表示早熟性的指標(biāo)有：（1）吐絮期，50%棉株第一個(gè)棉鈴?fù)滦跗冢?0%棉株第一個(gè)棉鈴?fù)滦醯娜掌?。?）生育期，由播種到吐絮的天數(shù)。（3）霜前花（%），第一次重霜后5天前所收獲的籽棉占總收花量的百分率。在北方棉區(qū)，霜前花達(dá)80%以上為早熟品種，70%-80%為中熟品種，60%-70%為中晚熟品種，60%以