园艺植物品种改良v.ppt

,Tarim University,园艺学概论,园艺教研室 杨红,园艺植物品种改良,红骑士,普瑞头,阿拉丁炫耀,穿梭,阿尔格夫,园艺植物品种改良,品种：具有特定条件下表现为不妨碍利用的优良、适应、整齐、稳定和特异性的家养动植物群体。 优良：指群体作为品种时，其主要性状和综合经济性状符合市场要求，有较高的经济效益。 适应 整齐 稳定 特异,品种改良的任务,利用自然变异、品种间杂交、远缘杂交、杂种优势等途径，按照一定目标选择培育新品种。 采用多、快、好、省的新技术和新方法繁育优质的种苗材料。 在新品种推广过程中，注意防止品种混杂和退化，保持良种的优良特性。,现阶段品种改良的目标 1）提高产量 2）改善品质 3）提高抗病虫能力 4）提高抗逆性和适应性 5）适宜机械化栽培 6）适宜设施栽培,品种改良的途径,引种、选种、育种（杂交育种、倍性育种、诱变育种等） 其次，种质资源工作及良种繁育工作,品种改良的任务 1）利用自然变异、种内杂交、远缘杂交、人工诱变等变异途径，按照一定目标进行选择性培育。 2）采用多快好省的新技术和新方法繁育量多质优的种苗材料。 3）新品种推广过程中，还要注意防止品种混杂和退化，保持良种的优良特性。,4.1、种质资源及其管理,种质 种质资源：选育新品种的基础材料，包括各种植物的栽培种、野生种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物遗传材料。 物种灭绝,种质资源的类别,本地品种资源 外来品种资源 野生植物资源 人工创造的种质资源,种质资源工作任务,种质资源收集 种质资源保存 种质资源研究,4.2 引种,一、引种 （一）概念和意义 引种：将一种植物从现有分布区域人为地迁移到其他地区种植的过程。,（二）原理,1.遗传学原理 简单引种、驯化引种 2.生态学原理 气候相似论、主导生态因子论,引种的气候相似性原理 20世纪初，德国人Mayr提出的气候相似论是引种工作中被广泛接受的基本理论之一。该理论的要点是，原产地区与引进地区之间，影响作物生产的主要因素，应尽可能相似，以保证品种互相引种成功的可能性。,例如，美国的棉花品种和意大利的小麦品种在长江流域或黄河流域比较适合，引种容易成功。当然，像这样的估计只能是大致的分析，有些作物品种并不完全受这些因素约束。而且该理论过于强调温度条件和作物对环境条件反应不变的一面，而忽视了光、温、气等其他气候条件和作物对环境条件可变的一面。,引种的生态条件和生态型相似性原理 作物优良品种的形态特征和生物学特性都是自然选择和人工选择的产物，因而它们都适应于一定的自然环境和栽培条件，这些与作物品种形成及生长发育有密切关系的环境条件则称为生态条件。任何作物品种的正常生长，都需要有与它们相应的生态条件，因此，掌握所引品种必需的生态条件对引种非常重要，是引种获得成功与否的重要依据。一般来说，生态条件相似的地区引入品种是易于成功的。,（三）程序与方法,引种成功的标准 1）不加保护或稍加保护即能正常生长发育 2）常规方法能正常繁殖 3）产品和品质或经济价值降低不明显,引种程序,引种目标的确定 引种材料的收集 引种材料的检疫 引种材料的驯化及选择 引种试验:观察试验、品种比较和区域试验、栽培试验,（四）生物入侵,生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。 水葫芦、葛藤,小龙虾,2012年2月出入境农产品有害生物截获情况,4.3 选择育种（选种）,选择育种：从现有种类、品种的自然变异中获得新品种的途径。 时间短，简便易行 不能有目的、有计划地创造变异,选择（selection） 就是选优去劣，是各项育种途径中必不可少的重要手段。 选择育种（selective breeding） 又简称选种，是利用现有品种或栽培类型在繁殖过程中自然产生的变异，通过选择纯化及比较鉴定获得新品种的一种育种途径。,选择又分自然选择和人工选择。 自然选择是自然环境条件对生物的选择作用。 人工选择是通过一定的程序，将符合人类一定目标的植株选出，使其遗传性渐趋稳定，形成新品种。人工选择使群体向着对人类有利的方向发展。,一种最古老和传统的育种方法 。 方法简单，省去了人工创造变异的过程。 当地生态条件下形成的，对当地条件有很好的适应性。 是各项育种途径中必不可少的重要手段 。,选择育种的重要性:,选择的原理,达尔文创立的生物进化学说是人工选育新品种的理论基础。它的中心内容是变异、遗传和选择。变异是选择的基础，遗传是选择的保证，没有遗传，选择就失去了意义。因此，变异、遗传和选择是生物进化的三个重要因素。,变异有自然发生的变异和人工创造的变异 选择育种只是利用一定群体内的自然变异。只有在所选群体内存在育种目标所需要的变异时，才能进行选择育种。在生产实践中，不论是农家品种或育成的品种，在最初种植时，性状整齐一致，但经长期种植后，由于各种原因，群体内发生了多种多样的变异，这些变异为选择提供了基础。,根据选择的方法分：,混合选择和单株选择 这是两种最基本的选择方法。,混合选择法（mass selection）,混合选择法是根据植株表现的性状，从原始群体中选择符合选种目标的优良单株、单果混合留种，下一代混播于混选区内，与标准品种或原始品种进行比较鉴定。 根据选择的次数又可分为一次混合选择法和多次混合选择法。,混合选择的特点,混合选择法是最古老的一种选择方法。 混合选择是根据植株的表型进行选择的，而且混收的种子不能进行单株后代测验，所以又称为表型选择。 混合选择法具有操作简单，不需要隔离的优点。 混合选择法对异花授粉作物能避免自交繁殖引起的生活力的衰退，使后代保持较高的活力。 混合选择对改良品种的效果比较有限。 混合选择可以一次选择获得大量种子。 混合选择不能追溯亲缘关系。,单株选择法（individual selection）,单株选择法是从原始群体中选出优良单株分别编号,单株采种，下一代每个单株的后代分株系播种，在选种试验圃内，每一株系种一小区，通常每隔5个或10个株系设一对照区。根据表现淘汰不良株系。,单株选择法的特点,单株选择法是根据后代的表现来鉴定所选单株的优劣，因此，选择的效率大大高于混合选择。 依据选择次数的多少可分为一次单株选择法和多次单株选择法。多次单株选择法又称系谱选择法（pedigree selection）。 工作复杂，需要单株采种，对于异花授粉作物，还需要隔离自交。 对于异花授粉作物多代自交易引起生活力的下降。 可以追溯亲缘关系。 一次选择获得的种子量较少。,园艺植物的繁殖方式与常用选择方法,1 有性繁殖植物的选择方法 自花授粉植物的选择方法 常异花授粉植物的选择方法 异花授粉植物的选择方法 2 无性繁殖植物的选择方法 芽变选种 实生选种,（1）自花授粉作物的选择方法,自花授粉作物（self-pollinated crops）是指以同一花内或同一植株内的花粉进行授粉而繁殖后代的作物种类。自然异交率在5以内。遗传上多为纯合体。,蔬菜中的豆类（除蚕豆外）、茄果类（除辣椒外）、莴苣，花卉中的凤仙花、失车菊、桂竹香、紫罗兰、香豌豆、半支莲、凤铃草、金盏花等等属于此类。,自花授粉作物的选择方法,自花授粉作物（self-pollinated crops）是指以同一花内或同一植株内的花粉进行授粉而繁殖后代的作物种类。自然异交率在5以内。遗传上多为纯合体,常采用一到两次的单株选择。,（2）常异花授粉作物的选择方法,常异花授粉作物(often-crosspollinated crops) 是指以自花授粉为主但仍有相当高的异花授粉率的作物种类，一般自然杂交率在550之间。 其特点； 多处于同质结合状态，部分异质结合。 连续自交一般不会引起显著的衰退。,这类作物有蔬菜中蚕豆、辣椒、芥菜，及花卉中的翠菊等。,这些种类作物多采取多次单株选择的方法,常异花授粉作物的选择方法,个体基因的纯合程度与异交率关系很大，在异交率较低时可参考自花授粉作物的选择方法，但由于仍有一定程度的异花授粉，应适当增加选择世代使后代的纯合。在异交率较高时，更应增加选择的次数。,（3） 异花授粉作物的选择方法,异花授粉作物(cross-pollinated crops) 是指通过不同植株花朵的花粉进行授粉而繁殖后代的作物种类。自然杂交率在50%以上。 遗传上多为杂合体，同一群体内不同个体之间、亲本与后代之间及同一亲本的各子代个体之间的遗传基础各不相同 ，性状也差异较大。 多代自交常导致生活力衰退，有时还会遇到自交不亲和系的现象 。,1、单株混合选择法或单株混合交替选择法 混合选择法提纯速度较慢，而单株选择法有比较繁杂，因此，在有些情况下，先进行一次单株选择，再在进行多次混合选择，或交互采用混合选择法和单株选择法结合起来的改良混合选择法。,异花授粉作物的选择方法,母系选择法 此法与系谱法的区别主要是在入选株不进行隔离，对花粉来源不加控制，选择只是根据母本的性状进行，所以称为母系选择法，又称为无隔离系谱选择法。,集团选择法,根据原始群体内植株不同的特征特性，将选出性状相似的单株归并到一起，形成几个集团。组成每一集团的单株混合采种，任其相互授粉，集团间则应予以隔离，防止杂交。不同集团收获的种子分别播种在一个小区内，以便在集团间和标准品种间进行比较鉴定，选出优良的集团。,在生产栽培中以它们的营养器官或特殊繁殖器官从母体分离开来进行繁殖的园艺植物。 蔬菜:马铃薯、大蒜、分葱、山药、金针菜 花卉植物:百合、唐菖蒲、水仙、大丽花、吊兰、风信子、卷丹、落地生根、扶郎花、木槿、翠柏、秋海棠及天竺葵， 果树:苹果、梨、葡萄、桃、香蕉等大多数的果树,无性繁殖作物的选择方法,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变.概念特点及意义,一、芽变选种,1. 概念,芽变：自然发生的遗传物质变异 发生于芽的分生组织，或经分裂发育进,芽变总是以枝变或株变的形式出现,芽变选种：指对由芽变发生的变异进行选择,从而育成新品种的选择育种法。,入芽的分生组织, 形成变异的芽，称为芽变。,元帅系苹果的品种演化,元帅,红星 雷帅,新红星,红冠 魁红 超红,俄矮2号 矮鲜,返 回,第3节 无性繁殖植物的选择育种-实生选种,二、实生选种,1.概念,(1)在选育新品种方面有很大潜力 ；,(2)有较好的适应能力 。,2.意义,对实生繁殖群体进行选择,从中选出优良个体并建成营养系品种,或改进继续实生繁殖时对下一代的群体遗传组成,均称为实生选择育种,简称实生选种。,实生选种对具有珠心多胚现象的柑橘类更具特殊的应用价值,温州蜜柑 先锋橙,选择育种的程序 原始材料圃 选种圃 品比预备试验圃 品种比较圃 区域试验和生产试验 品种审定与新品种保护,4.4 杂交育种,4.4.1 常规杂交育种 又称组合育种，指通过人工杂交，把分散于不同亲本上的优良性状组合到杂种中，对其后代进行多代培育选择，以后的遗传性相对稳定、有栽培价值的定型品种的育种途径。,（一）杂交亲本的选择和选配,选择原则：明确选择亲本的目标性状，掌握目标要求的大量原始材料。 选配原则：亲本主要是经济性状互补，不同类型亲本组合，优良性状多者做母本。,（二）杂交方式,（三）有性杂交技术,1）了解育种对象 2）培育亲本种株 3）单花套袋隔离 4）父本花粉采集 5）母本去雄授粉 6）杂交后的花朵应挂牌标记，并建立档案 7）杂交种子收获贮藏,（四）杂交后代的选择,系谱法 容易追溯亲本，但手续复杂、费工 混合选择法 简便易行，但无法追溯亲本,4.4.2 杂种优势育种,杂种优势：指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1代在生活力、生长势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象。 自交衰退,杂种优势育种：利用自然界普遍存在的杂种优势现象，选育用于生产的杂交品种的过程。,（一）杂种优势的度量,中亲优势 超亲优势 超标优势 杂种优势指数,（二）杂种优势育种的一般程序,1.自交系的选育 自交系选育的一般方法是系谱选择法 系谱选择法的基本程序 原始材料收集、鉴定和选择 优良单株选择与自交 逐代自交选择淘汰,2.配合力的鉴定 配合力：作为亲本杂交后F1表现优良与否的能力。 一般配合力、特殊配合力,3.配组方式的确定 单交种、双交种、三交种、综合品种 4.品种比较试验、生产试验、区域试验,（三）杂种种子生产,选育出优良的F1组合后，便需要每年生产供应F1种子。 工作内容：亲本繁殖与保存、在设置的隔离区内生产F1种子。,4.5 其他育种途径,4.5.1 辐射诱变育种 4.5.2 化学诱变育种 4.5.3 倍性育种 4.5.4 生物技术育种 4.5.5 航天育种,4.5.1 辐射诱变育种,利用电离射线照射引起遗传物质变异，通过选择和培育，获得有利用价值的新品种的育种途径。,4.5.2 化学诱变育种,采用化学诱变剂诱发植物遗传物质变异，根据