園藝植物育種學(xué)教案

河南科技大學(xué)教案首頁課程名稱園藝植物育種學(xué)計劃學(xué)時2授課章節(jié)緒論教學(xué)目的和要求：明確園藝植物育種及園藝植物育種學(xué)的區(qū)別和聯(lián)系。掌握園藝植物育種學(xué)的概念和品種的概念。教學(xué)基本內(nèi)容：1、園藝植物育種及園藝植物育種學(xué)2、品種3、良種4、園藝植物育種學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容5、園藝植物育種歷史和發(fā)展教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：園藝植物育種學(xué)的概念；品種的概念難點(diǎn)：品種的概念；品種的特點(diǎn)；優(yōu)良品種的概念及在生產(chǎn)上的作用。授課方式、方法和手段：1、多媒體結(jié)合板書。2、介紹品種概念時舉例若干果樹、蔬菜、花卉品種及野生植物圖片，以對比理解品種是人類勞動的產(chǎn)物。3、講解品種的特點(diǎn)時舉例并結(jié)合圖片。作業(yè)與思考題：1、品種概念。品種和優(yōu)良品種的聯(lián)系和區(qū)別？2、作物品種有何特性？園藝植物良種在生產(chǎn)中有什么作用？3、你對我國園藝植物育種的歷史有何了解？4、根據(jù)你對進(jìn)化理論與遺傳學(xué)的理解，談?wù)勛匀贿M(jìn)化、人工進(jìn)化與遺傳改良的關(guān)系。5、我國園藝植物育種現(xiàn)狀與世界上發(fā)達(dá)國家的差距如何？6、育種工作者的主要任務(wù)是什么？7、現(xiàn)階段國內(nèi)外園藝植物育種有何動態(tài)？8、園藝植物的品種可分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)？作業(yè)用圖示方式表明野生資源、品種、優(yōu)良品種、育種、栽培的關(guān)系。緒論隨著人民生活水平的提高，對園藝事業(yè)的要求也在不斷的提高。園藝植物（果、菜、花）插入圖片：黃蜜桃、番茄、花毛茛現(xiàn)代園藝生產(chǎn)要求果樹和蔬菜：種類多樣、品質(zhì)優(yōu)良、營養(yǎng)豐富、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、耐貯耐運(yùn)、適于機(jī)械化生產(chǎn)。在園林綠化中人們希望園林綠地中布置的花卉植物，豐富多彩、萬紫千紅、健康美麗，既能展示物種的多樣性，又能展示品種的多樣性。同時要求花卉在園林綠地、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園的環(huán)境美化中能起到改善環(huán)境、保護(hù)環(huán)境、恢復(fù)建立生態(tài)平衡的作用。緒論內(nèi)容介紹。5個方面。1、園藝植物育種及園藝植物育種學(xué)園藝植物育種：根據(jù)人類需要，利用自然變異以及利用品種間雜交、遠(yuǎn)緣雜交、人工誘變、離體組織培養(yǎng)和DNA分子改造等途徑來創(chuàng)造新的變異，按照一定的目標(biāo)進(jìn)行選擇，篩選出新品種。新品種選育出后要加速繁育，盡快的推廣應(yīng)用。園藝植物育種學(xué)：研究選育與繁殖園藝植物優(yōu)良品種的原理和方法的科學(xué)。是果樹、蔬菜及觀賞植物人工進(jìn)化的科學(xué),是以遺傳學(xué)、進(jìn)化論為主要基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用科學(xué)。它涉及植物學(xué)、植物生理學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、植物生物化學(xué)、植物病理學(xué)、農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、土壤學(xué)、生物統(tǒng)計和試驗(yàn)設(shè)計、生物技術(shù)、園產(chǎn)品貯藏加工學(xué)等領(lǐng)域的基本理論和實(shí)驗(yàn)手段。圖示育種的實(shí)質(zhì)?！鶠槭裁匆M(jìn)行園藝植物的育種選育園藝植物新品種是發(fā)展園藝生產(chǎn)的關(guān)鍵途徑之一發(fā)展園藝生產(chǎn)的途徑：園藝植物栽培；園藝植物育種園藝植物栽培：栽培為品種的生長發(fā)育提供良好的生態(tài)環(huán)境，采用適宜的栽培技術(shù)調(diào)節(jié)園藝植物生長與環(huán)境之間的關(guān)系，使植物與環(huán)境和諧相處，并達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)狀態(tài)。園藝植物育種：育種給栽培提供栽培對象，優(yōu)良品種是保證實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培目標(biāo)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。育種與栽培的關(guān)系：育種為栽培提供栽培對象，栽培為新品種的選育提供技術(shù)保障。園藝植物育種學(xué)與有關(guān)園藝植物的栽培學(xué)有密切的聯(lián)系，是園藝科學(xué)中不可偏缺的主要學(xué)科。※育種的直接目的是選育出新的優(yōu)良品種。2品種2.1品種的概念經(jīng)人類培育選擇創(chuàng)造的、經(jīng)濟(jì)性狀及農(nóng)業(yè)生物學(xué)特性符合生產(chǎn)和消費(fèi)要求，在一定的栽培條件下，依據(jù)形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、化學(xué)等特異性可以和其他群體相區(qū)別，個體間的主要性狀相對相似，以適當(dāng)?shù)姆敝撤绞剑ㄓ行曰驘o性）能保持其重要特性的一個栽培植物群體。品種是由人工創(chuàng)造的，已被作為生產(chǎn)資料利用，具有大致相同的生物學(xué)特性、經(jīng)濟(jì)學(xué)特性、形態(tài)特征，并能適應(yīng)一定地區(qū)自然條件和栽培條件的栽培植物集團(tuán)。品種是經(jīng)濟(jì)上的類別，野生的植物只有不同的類型而無品種可言！品種只有在一定的生態(tài)條件下才能顯示出其典型性。生態(tài)條件包括自然生態(tài)、栽培生態(tài)。自然生態(tài)條件品種的區(qū)域性、適應(yīng)性每一個品種都有其最適宜的栽培地區(qū)，在這個地區(qū)內(nèi)氣候條件、土壤條件、共生環(huán)境都能滿足品種的需要，所以它能表現(xiàn)出品種的典型性。豫白：生食加工兼用種，它的育成填補(bǔ)我國沒有桃白果肉加工品種的空白。適于河南栽培，不適于四川。栽培生態(tài)條件品種只有在適宜的栽培條件下才能表現(xiàn)出品種的典型性。鳳仙花：指甲花、小桃紅。為中國民間最受歡迎的草花之一，適應(yīng)性強(qiáng)，栽培容易，花色豐富?；ㄐ投鄻樱抑晷投嘧?，適于花壇、花徑、花籬、自然叢植和盆栽觀賞。重瓣鳳仙花品種要求肥水條件好，在非栽培條件下重瓣性狀消失。園藝植物目前有四種栽培形式：露地栽培、設(shè)施栽培、無土栽培、立體栽培。在不同的栽培條件下，生態(tài)條件變化較大。不同的栽培方式，需要不同的專用品種！圖示：一串紅的品種：騎兵手系列、展望系列騎兵手系列：高30cm，深紅色花穗，深綠色葉，長勢好，整齊，栽培13周開花展望系列：株型緊湊的“展望”是市場上最鮮艷耀眼的一串紅品種。濃密有序的花穗和深綠色葉片在整個季節(jié)都生長良好并保持艷麗的顏色，即使是在最強(qiáng)的太陽光照下也不會褪色。溫室生產(chǎn)表現(xiàn)優(yōu)異，壯苗率達(dá)90%以上。各個花色品種的抗熱性，植株習(xí)性和早花性皆很一致，花期最多相差5~7d。由于比其它的商業(yè)用一串紅品種能晚開花2~5d，因此有更佳的室外地栽表現(xiàn)。分枝極佳，株型豐滿，整個系列可在花園內(nèi)向人們展示其極佳的色彩延和動人的斑瀾畫卷。展望紅色、展望紫色、展望白色莎莎系列：新型色的系列新品種，早生，高約30-35cm火焰系列：是標(biāo)準(zhǔn)的花壇造景用品種。大量的亮紅色穗狀花序和墨綠色葉片形成鮮明反差。株高35cm，最適于4寸(10皇后系列：極早花，株高25cm，鮮紅色花穗，整齊，栽培12周開花蘿卜的不同品種：蘋果的不同品種：2.2品種的特性特異性：指一個品種至少有一個以上明顯不同于其他品種的可辨認(rèn)的標(biāo)志性狀。華蜜掌中寶：極早熟、抗病、抗逆性強(qiáng)、耐弱光、極易坐果、單瓜重2kg左右。早抗蜜寶：抗病、耐濕、易坐果，大瓜可達(dá)10kg左右。一致性：指同一品種個體間在一些主要經(jīng)濟(jì)性狀方面是相對整齊一致的。甜玉米。穩(wěn)定性：指品種經(jīng)過反復(fù)繁殖后其相關(guān)的特征或者特性保持相對不變。地區(qū)性：指每一個品種的生物學(xué)特性適應(yīng)于一定地區(qū)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。大白菜不同品種的生態(tài)適應(yīng)性：天津青麻葉：抗病、耐寒、耐旱性較強(qiáng)，從北部齊齊哈爾、牡丹江到南部廣州、海南島幾乎全國各地都能較好生長。福州包頭蓮：不耐熱，不抗寒、不抗旱，抗病性較弱，適合在山東半島栽培，在南方表現(xiàn)差。時間性：品種在一定時間內(nèi)其產(chǎn)量、品質(zhì)和適應(yīng)性等主要經(jīng)濟(jì)性狀上符合生產(chǎn)和消費(fèi)市場的需要。隨著時間推移，消費(fèi)者的消費(fèi)興趣轉(zhuǎn)移，原有的一些品種便會被淘汰而更換新品種以滿足消費(fèi)者的需要。2.3園藝植物品種的類別園藝植物的繁殖方法：無性繁殖、有性繁殖。園藝植物的品種依此也可分為四種：無性繁殖植物的品種稱為無性系品種或營養(yǎng)系品種；有性繁殖植物的品種可分為：群體品種、自交系品種、雜交種品種無性系品種：是由無性繁殖而來的無性系，同一品種內(nèi)單株間的遺傳物質(zhì)相同，但品種的基因型高度雜合，只有無性繁殖才能保持品種特性。大部分果樹種類的品種：蘋果、梨、桃、李、櫻桃、杏、石榴、草莓花卉：碧桃、菊花、蓮花、郁金香、一品紅蔬菜：馬玲薯都必須無性繁殖才能保持品種的特性。這些植物的品種都是無性系品種。群體品種：由有性繁殖得到的，基本性狀大致相同、個別性狀有差異的實(shí)生群體，同一品種內(nèi)單株間的遺傳物質(zhì)有差異，可以留種子繁殖。百日草：原產(chǎn)墨西哥是有性繁殖的花卉，有‘紐扣型百日菊’、‘皺瓣型百日菊’。蒲包花：‘巨花型混色’、‘矮生型混色’插入圖片5張。自交系品種（常規(guī)種）：自花授粉植物的品種，是由多代自交純合得到的群體，同一品種內(nèi)不同單株間的基因型相同，品種的基因型趨于純合的，可以留種子繁殖。豆類、茄類、洋蔥；鳳仙花的品種插入鳳仙花圖片2張。雜交種品種：利用雜種優(yōu)勢得到的F1，同一品種內(nèi)不同單株間的基因型相同，但品種的基因型高度雜合，不能留種繁殖，需要年年制種。西瓜、番茄、辣椒、黃瓜、矮牽牛、金魚草3良種3.1良種的概念具有優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀（符合生產(chǎn)要求和消費(fèi)習(xí)慣）和栽培性狀（適應(yīng)性強(qiáng)、抗病、抗蟲）的品種。在適應(yīng)的地區(qū)，采用優(yōu)良的栽培技術(shù)，能夠生產(chǎn)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、并能適時供應(yīng)產(chǎn)品的品種。園藝植物的良種應(yīng)具有觀賞性好、產(chǎn)量高、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、易管理，抗主要病蟲害，耐貯運(yùn)，貨價期長，商品價值高。良種有地區(qū)性和時間性。優(yōu)良品種的優(yōu)良是相對的，是與同類植物品種相比而言的，它受制于一定的時間、地點(diǎn)和條件（貯藏，加工）。此時、此地、此種條件下的優(yōu)良品種，到了彼時、彼地和另一種條件下，則往往會失去良種的稱號。地區(qū)不同，同一地區(qū)不同的時間，生產(chǎn)要求不同，消費(fèi)習(xí)慣不同。對同一種植物良種的要求也不一樣?；ɑ艿膬?yōu)良品種應(yīng)把觀賞特性放在首位。觀賞特性常因民族、地區(qū)、歷史文化、審美情趣上的差異而有著不同的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此良種的標(biāo)準(zhǔn)也有很大差異。我國受傳統(tǒng)文化影響，有“金秋賞菊”的習(xí)慣，開封菊展，以盆栽獨(dú)本菊為主，常選細(xì)瓣、飛舞型為良種。如綠翠、紫霞四射、粉松針。日本、歐美一些國家，主要是用作切花，則以梗長而硬的蓮座型、圓球型品種、小菊型品種為佳品。目前，我國注意了菊花的造型和大面積綠化，把呈現(xiàn)集體美的小菊視為良種。河南省不同時期的蘋果栽培良種：抗日戰(zhàn)爭以前：花紅、檳子抗戰(zhàn)以后：倭巾、國光、大旭、祝光、伏化皮、紅魁1958年以后：金帥、元帥、青香蕉1975年后：紅星、新紅星、金帥80年后：新紅星，金帥果實(shí)不好貯藏（枯縮皮）1982年：富士、秦冠1991年以后：元帥系、富士系近年來：豫西發(fā)展晚熟的富士系、華冠，豫東發(fā)展早熟的美國8號、意大利早紅。圖示介紹：目前生產(chǎn)上的部分優(yōu)良品種。9張。3.2良種的作用3.2.1良種一般都有較大的增產(chǎn)潛力和適應(yīng)環(huán)境脅迫的能力。園藝植物推廣高產(chǎn)品種增產(chǎn)效果一般在20%~30%以上，有的甚至成倍增長。高產(chǎn)品種在大面積推廣過程中保持連續(xù)而均衡增產(chǎn)的潛力，就是說在推廣范圍內(nèi)對不同年份、不同地塊的土壤和氣候等因素的變化造成的環(huán)境脅迫具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。對多年生果樹和花木類植物來說更重要的是品種本身有較高的自我調(diào)節(jié)能力。3.2對于園藝植物來說提高品質(zhì)的重要性常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)量。在市場上大田作物產(chǎn)品的品種間質(zhì)量差價大體上不超過一倍,而果品、蔬菜、花卉由于外觀品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)和貯運(yùn)品質(zhì)方面的差異,市場價格相差幾倍到幾十倍的情況并不少見。反映出園藝植物良種在改進(jìn)品質(zhì),促進(jìn)生產(chǎn)的重要作用。3.2病蟲害是發(fā)展園藝生產(chǎn)的重要威脅。生產(chǎn)者每年不僅在防治病蟲的農(nóng)藥方面的耗費(fèi)很大,而且在產(chǎn)品、土壤、大氣、水源方面造成嚴(yán)重污染,危害人們的健康。抗病蟲品種的育成可起到減少污染,降低成本的作用。蔬菜、花卉和果樹一般品種在保護(hù)地生產(chǎn)中常因光照、溫度不足難以正常開花結(jié)果,為滿足這方面要求,需要較多的能源。育成適應(yīng)于保護(hù)地生產(chǎn)的品種可顯著降低設(shè)施園藝的能源消耗,如象牙紅一般品種開花要求白天28℃,夜間25℃的條件。新近育成的溫室品種在白天14℃,夜間12℃就能正常開花。3.2選育不同成熟期的品種可以調(diào)節(jié)播種時期,利于安排適當(dāng)?shù)牟缈冢娱L供應(yīng)、利用時期,解決市場均衡供應(yīng)。如早熟而不易抽薹的春甘藍(lán)和中熟而耐高溫的秋甘藍(lán)對解決春淡季和秋淡季的蔬菜供應(yīng)有重要意義。菊花在原有盆栽秋菊的基礎(chǔ)上育成了夏菊、夏秋菊和寒菊新品種,大幅度地延長了它的觀賞期及利用方式(切花和露地園林)。提高品種耐貯運(yùn)性,也是延長、擴(kuò)大園藝產(chǎn)品供應(yīng)時期和范圍的重要途徑。如蘋果晚熟耐貯品種供應(yīng)期可以和第二年早熟品種成熟期銜接。3.2園藝生產(chǎn)勞力高度集約。以插花和盆花生產(chǎn)為例,花壇用和盆栽用小花菊、萬壽菊、一串紅、熊耳草等要求分枝多、株型緊湊。過去用多次摘心的辦法促進(jìn)分枝用工較多,通過選育分枝性強(qiáng)的矮生品種可免除摘心用勞力。在菊花、薔薇、石竹等插花生產(chǎn)中因?yàn)樵灾裁芏却?疏蕾和摘芽需要大量勞力。自美國伊利諾斯大學(xué)育成了“分枝菊”品種系列后,很快傳入荷蘭、英國、日本等國,除了節(jié)減疏蕾、摘芽用工外,隨著生育期的縮短可提高設(shè)施利用率,節(jié)減管理和包裝用工,從而大幅度挺高勞動生產(chǎn)率。另一方面,選育成切花用無分枝的紫羅蘭和菊花品種可免除摘心和摘芽作業(yè)達(dá)到省工的目的。果樹如蘋果矮化砧和短枝型品種的育成,蔬菜如番茄矮生直立機(jī)械化作業(yè)品種的育成也能大幅度地節(jié)約整形、修剪、采收等作業(yè)的用工量。3.3良種產(chǎn)生的條件3.3.1自然進(jìn)化決定進(jìn)化的三個基本因素—自然選擇是使有利于其本身生存和繁殖后代的變異，逐代得到積累加強(qiáng)，不利的變異逐代淘汰，從而形成新物種、變種、類型以及對其所處環(huán)境條件的適應(yīng)性。自然進(jìn)化是自然變異和自然選擇的結(jié)果。選擇的主體是人以外的生物和非生物的自然條件。選擇保存和積累對生物種群的生存和繁衍有利的變異。自然進(jìn)化完全依賴自然發(fā)生的突變和基因重組。自然進(jìn)化無目的、計劃可循。自然進(jìn)化往往只能產(chǎn)生有限的適應(yīng)類型。3.3.2人工進(jìn)化人工進(jìn)化選擇的主體是人，選擇保存和積累對人類有利的變異,促使野生類型向栽培類型轉(zhuǎn)化。——形成若干起源中心。原始農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。和野生的原始類型比較,栽培類型在一系列性狀的遺傳特性上已經(jīng)和正在發(fā)生深刻的變化,如利用器官的大型化,色澤、形狀的多樣化,食味、香氣及外觀品質(zhì)的改進(jìn),刺毛等防御結(jié)構(gòu)的退化或消失;人工繁殖取代自然傳種后，天然傳種機(jī)制退化,改變了果實(shí)、種子隨熟隨落及發(fā)芽不整齊的習(xí)性;由異花授粉向自由授粉和自花授粉習(xí)性的轉(zhuǎn)變;幼年期縮短,由多年生向一二年生的方向轉(zhuǎn)變;株型由高大向矮型方向的轉(zhuǎn)變等等。這些在人工選擇下發(fā)生的變異在野生狀態(tài)下對生物本身常常是不利的。但某些性狀自然選擇和人工選擇有一致性方面。如對各種環(huán)境脅迫的適應(yīng)性,以種子、果實(shí)為主要產(chǎn)品的植物繁殖能力的提高等。人工進(jìn)化除了利用上述變異外，還人為地通過各種誘變手段,提高突變頻率和按人類需要促成各種在自然界很難、甚至不可能發(fā)生的基因重組,乃至通過生物技術(shù)導(dǎo)入一些外源基因,豐富進(jìn)化基礎(chǔ)。人工進(jìn)化可以超越時空的限制,并創(chuàng)造各種人為的隔離環(huán)境,以促進(jìn)新類型的形成。人工進(jìn)化是有目的、有計劃的選擇。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,選擇方法不斷改進(jìn),人工進(jìn)化可以在短短幾年,十幾年中創(chuàng)造若干個新的生物類型、新品種,而自然進(jìn)化中創(chuàng)造一個新的變種、種平均需要經(jīng)歷幾萬年或幾十萬年的歷史過程。人工進(jìn)化可創(chuàng)造極其豐富的類型，野生植物演變?yōu)樵耘嘀参锞褪亲匀贿x擇和人工選擇的結(jié)果。圖示野生植物與栽培植物的不同。3張。4、園藝植物育種學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容4.1園藝植物育種學(xué)的任務(wù)根據(jù)不同地區(qū)原有品種基礎(chǔ)和主、客觀情況,科學(xué)地制訂先進(jìn)而切實(shí)可行的育種目標(biāo)（根據(jù)生產(chǎn)和消費(fèi)者對品種的要求,正確制定育種目標(biāo)）;

在征集、評價和利用種質(zhì)資源,研究和掌握性狀遺傳變異規(guī)律及變異多樣性的基礎(chǔ)上,采用適當(dāng)?shù)挠N途徑和方法,選育適合于市場需要的優(yōu)良品種乃至新的園藝作物（采用種質(zhì)資源的調(diào)查收集、引種、選種、人工創(chuàng)造新品種的育種途徑，育成新品種）;在繁殖、推廣的過程中保持及提高其種性,提供數(shù)量足夠、質(zhì)量可靠、成本較低的繁殖材料,促進(jìn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效園藝業(yè)的發(fā)展（對育成的新品種繁殖擴(kuò)大數(shù)量并推廣種植，并在繁育推廣過程中防止品種混雜退化，不斷保持和不斷提高良種的種性。）。4.2園藝植物育種學(xué)的主要內(nèi)容可以概括為8個方面：①育種目標(biāo)的制定及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的相應(yīng)策略；②種質(zhì)資源的搜集、保存、評價、利用和創(chuàng)新；③目標(biāo)性狀的遺傳、鑒定、標(biāo)記及選育的方法；④選擇的理論和方法；⑤人工創(chuàng)造變異的途徑、方法和技術(shù)；⑥雜種優(yōu)勢的利用途徑和方法；⑦育種不同階段的試驗(yàn)（田間和實(shí)驗(yàn)室）技術(shù)；⑧新品種審定、推廣和繁育等。4.3園藝植物育種學(xué)的性質(zhì)園藝植物育種學(xué)是園藝作物人工進(jìn)化的科學(xué)，是以現(xiàn)代生物科學(xué)及其他自然科學(xué)的成就為基礎(chǔ)的、一門綜合性、理論性較強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)。插圖說明：園藝植物育種學(xué)的知識結(jié)構(gòu)園藝植物育種流程圖5園藝植物育種的歷史與發(fā)展5.1園藝植物育種的歷史無意識選擇階段→有意識選擇階段→有意識育種階段5.2我國園藝植物育種的成就查、引、選、育——新品種育種