1 育种目标.doc

第一章 育种目标本章讲3节：1育种目标的概念2 植物育种的主要目标性状 3 制订育种目标的一般原则第一节 育种目标的概念 一、育种目标概念育种目标（breeding objective）就是对所要育成品种的要求，是指在一定的生态、生产条件下，对所要育成品种的一系列优良性状的指标。二、正确理解育种目标1.植物育种的总目标：高产、优质、稳产(多抗)、熟期适宜、适应机械化是现代农业对各种作物品种的共同要求，是作物育种的主要目标。但它们的重要性并不是并列的，而是因年代、地区和作物种类的不同有主次之分。2.育种目标决定育种的成败、时间长短等因为它涉及原始材料的选择、育种方法的确定、育种年限的长短。如高产育种要选择具有高产基因的原始材料；而抗病育种则要选择具有抗源的原始材料。如改良的性状是单基因的质量性状，可采用回交或诱变的方法；如果改良的性状是多基因控制的数量性状，可采用杂交育种或轮回选择的育种方法。不同的育种方法所需要的年限是不同的。一般来说，诱变育种常较杂交育种稳定得快，因而育成新品种所需的年限就较短。3.育种目标是动态变化的：因为生态环境的变化，社会经济的发展以及种植制度的改革等都要求育种目标与之相适应。4.育种目标在一定时期内是相对稳定的：它体现出育种工作在一定时期的方向和任务。三、制订育种目标的意义:开展育种工作时，首先必须确定育种目标，有了具体的育种目标：才能有目的的搜集种质资源。确定品种改良的对象和方法。有计划的选配亲本。确定对育种材料选择的标准、鉴定的方法和栽培条件。育种目标是育种工作的依据和指南，如果育种目标不合理，忽高忽低，或者不够明确具体，则育种工作必然是盲目进行，难以取得成功和突破。第二节 植物育种的主要目标性状 一、高产高产是优良品种的基本要求。特别是我国人口多耕地少，要解决吃饭问题必须要提高单产（06年18.27亿亩，人均1.39亩）。高产-指单位面积上一季收获的产量高。不同作物因收获器官的差异，有不同的产量评价标准：禾谷类、豆类指籽粒产量；棉花指的皮棉产量；马铃薯的块茎产量；甜菜和甘薯的块根产量。 从当前看，一般品种要增产510以上（稻麦棉玉米花生5%以上），杂交种要增产15%以上（与常规种比）。 高产品种必须有最佳的产量结构组合，合理株型和库源关系等。（一）产量构成因素的合理组合产量的提高决定于产量构成因素的协调增长禾谷类作物的产量构成因素为：单位面积穗数、穗粒数、粒重；豆类和油菜：单位面积株数、每株荚数、每荚粒数、粒重；棉花：单位面积株数、每株铃数、铃重、衣分（皮棉/籽棉）；大白菜：单位面积株数、平均单株重和净菜率。单位面积产量是上述产量结构性状的乘积。在品种产量较低时，同时提高各种产量构成因素比较容易，但当丰产潜力达到一定水平时，各产量性状之间相互制约，常有一定程度的负相关。应抓住制约产量的主要矛盾，不断提高产量水平。不同高产品种产量构成因素的主攻方向不同，如小麦有三种不同的高产类型：多穗型品种-以增多穗数为基础。选分蘖力强、分蘖成穗率高、单位面积穗数多的品种。（50万亩，如烟农15）大穗型品种-以增多穗大为主。选穗数较少、穗粒数较多、千粒重较高的品种。(30万亩，如烟辐188)中间型品种-亩穗数、穗粒数、粒重同时并增，选中间型品种。 （4045万亩，如济麦22、良星99、烟农24）三种类型品种只要栽培技术得当，都能获得高产。就小麦品种而言：北方冬麦区，气候寒冷、干旱，病虫害较轻，以多穗型为主；南方冬麦区，气候温暖、多雨，病害重，以大穗型品种为主；黄淮冬麦区，以选择中间型品种为主。一般条件下，各种作物在低产条件下，群体不足，个体发育不良，提高产量的关键是增加群体数量。高产条件下，各种作物都已达到较大群体，在群体与个体的矛盾中，适当促进个体发育应作为高产的突破点。（二）理想株型育种 株型通俗说就是植株的长相。不同作物所要求的合理株型不完全相同。禾谷类作物的合理株型：矮秆、半矮秆，株型紧凑；叶片直立（叶片的大小及叶片与茎杆的夹角从上到下逐渐加大）、叶厚、窄短；叶色较深，且保持时间长等。矮化育种是株型改良的一个重要内容。矮秆品种不仅抗倒力强，而且可以加大密度，提高经济系数和有效地利用水肥，丰产潜力大。为了提高作物产量，各国都很重视矮秆品种的选育。但太矮生物产量不够，生长量太小，丛生郁蔽，透光性差，利用空间有限，不利于群体光能利用。研究表明，株高与作物的生物产量一般呈显著的正相关。一般认为：在确保不倒伏的情况下，有必要适当增加株高。目前水稻高产育种提出的合理株高1m左右。小麦7090cm(济麦22号71.6cm，烟农24号79.8cm)玉米230280cm(登海661：232cm；郑单958、中科11、蠡玉35、登海605 :250cm；丹玉86、鲁单981、青农105、农大108、登海662:280cm)玉米：西玉3号太矮、不抗旱；登海11太高、不抗倒伏；郑单958株高适中，耐密性好，适应性广。叶厚：叶绿素含量高，制造光和产物多。（叶绿素a：浓绿,对强光利用率高；叶绿素b：淡绿,对弱光利用率高.所以耐阴的蔬菜、山区雾大的地方淡绿色较好）。叶片直立：叶片与茎杆的夹角小，透光性好，增加光照面积，中下层叶也能接收阳光，适合密植。如玉米有三种株型：平展型、紧凑型、中间型。平展型：叶片宽大、平展、晚熟、株型松散、高大。28003000株亩。代表品种：丹玉13紧凑型：叶片上冲、株型紧凑。40005500株亩。莱农14、鲁玉10中间型：穗位上紧凑，穗位下平展。4000亩。郑单958.、先玉335棉花的合理株型：株型较紧凑，主茎节间稍长，果枝节间较短，果枝与主茎夹角小，叶片中等，着生直立。果树生产发展的新趋势是以矮化密植为特点。如苹果品种的特点是：植株半矮化，树冠较小、紧凑，节间短，成枝力弱，萌芽力强，易形成短果枝，结果较早，高产稳产。经济系数（又称收获指数），是指经济产量与生物学产量之比。自80年代以来，水稻、小麦、玉米等粮食作物的经济系数由35%左右提高到了50%左右。经济系数可作为高产育种的一项选择指标。稻麦等现有高产品种的收获指数已近于高限。（三）高光合效率合理株型是高产品种的形态特征，高光效则是高产品种的生理原因。高光效育种：提高作物本身的光合能力和降低呼吸消耗来提高作物产量的育种方法。经济产量与光合效率间的关系：经济产量=（光合面积光合效率光合时间呼吸消耗）经济系数前三项代表光合产物的生产，减去呼吸消耗，即为生物学产量。一个高产品种应具备：叶面积适当，光和效率高，叶面积保持时间长， 呼吸消耗低，经济系数高等特点。从作物育种分析：较快达到最大叶面积系数、叶面积保持时间长、光合产物较早向籽粒转移有重要意义。这些生理指标主要用于生理研究和种质资源的筛选，难于适应育种过程的要求。二、优质（品质性状）随着人民生活水平的提高，对优质农产品的要求日益迫切。新育成的品种，不仅要求高产、稳产，而且还应具有更好的产品品质。品质性状因作物种类不同而不同；即便同一作物的产品用途不同也不同。(一)某些品质特征与产量直接相关，是构成产量的重要因素如谷物的碾磨品质：稻谷的糙米率(78)、精米率(70)、整粒精米率(碎米少)要高。小麦的出粉率：与容重关系大，容重高出粉率高(粒短、饱满度好)，790g/L为一级麦。油料作物种子中的含油量；甘薯块根的切干率；这些性状对产量的高低有直接的影响。(二)改良作物品质，有利于保证人畜健康（营养品质） 营养品质常指对人有利的营养成分的提高和不利成分的减少。随着人们生活水平的提高，通过育种改进营养品质，已受到越来越多的重视。 提高谷物籽粒中蛋白质及赖氨酸（Lys）的含量，是改良营养品质的重要内容：小麦蛋白质约含12，主要为胶蛋白(Lys0.7)，Lys含量相对低一些。大米蛋白质约含8，主要为谷蛋白(Lys2.3)，Lys含量相对高一些。所以小麦与大米的营养价值差不多。棉籽：富含蛋白质、脂肪，但一般品种均含有棉酚，对人类和单胃动物有害，如育成不含棉酚的品种，可大大增加蛋白质和油脂利用率，人畜食用后不会受毒害，使棉花成为粮、棉、油兼用的作物。棉籽含油酸、亚油酸含量高，品质较好。油菜籽：提高含油量的同时，降低芥酸(22:0)和亚麻酸(18:3)含量，还要降低菜籽饼中硫代葡萄糖苷含量。芥酸(22:0)、亚麻酸(18:3)、饼中硫代葡萄糖苷；亚油酸(18:2) (易得心血管病)；(易氧化)； (必须脂肪酸)王汉中：目前双低油菜品种占90以上，杂交品种占50以上，长江流域占全国的85%。 大豆：提高含油量(1921；美国品种高2%)；亚麻酸(18:3)占8%，易氧化产生怪味。 花生：有VE(生育酚)抗氧化剂。要求油酸(18:1)亚油酸(18:2)1.4，耐贮藏性好。(三)影响加工品质 选用不同用途的优质专用品种，是现代育种的一个发展趋势。小麦面粉分为：强筋小麦(蛋白质14%，湿面筋35%)：适于制作面包。中筋小麦：适于制作馒头、面条。弱筋小麦(蛋白质89%、湿面筋20%)：适于制作饼干、糕点。优质专用玉米，对品质也要不同要求：如甜玉米、糯玉米（支链淀粉）、高直链淀粉玉米、高油玉米、爆裂玉米、青贮饲料玉米等。稻米的蒸煮品质：蒸煮的出饭率：粳稻出饭率低、籼稻高。 耐煮性（糊化温度） 米饭的柔软性：粳稻软、籼稻硬。从理化指标分析：直链淀粉含量适量。 糊化温度中等。 胶稠度要长：4.4%的米胶冷却后的延伸长度。棉花的纤维品质：纤维长度、纤维细度、纤维强度、纤维成熟度等性状决定纺织的质量。三、稳产（多抗）（一）对病虫害的抗性病虫害的危害对植物的产量和品质都有严重影响。在生产中，为防治病虫害而大量使用化学药剂，不仅提高了生产成本，而且带来残毒危害和环境污染问题。因此，选育抗病虫品种成为植物育种的主要目标。病虫害种类很多，抗性育种要抓主要矛盾。目前，在我国水稻应选育：抗稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱的品种。小麦应选育高抗锈病、白粉病的品种；在南方应选育抗赤霉病的品种。玉米：抗大、小叶斑病、丝黑穗病、穗腐病、青枯病和玉米螟的品种。棉花应选育抗枯、黄萎病及抗棉铃虫、蚜虫的品种。大豆应选育抗病毒病、线虫病和食心虫、秆潜蝇的品种。甘薯应选育抗黑斑病、茎线虫病的品种。油菜应选育抗病毒病、菌核病、蚜虫的品种。结球白菜应选育抗霜霉病、软腐病、病毒病和黑腐病的品种等。要注意解决抗性和丰产优质的矛盾、多抗（抗几种病）与兼抗（既抗病又抗虫）育种及品种抗性的持久化等问题。（二）对环境胁迫的抗耐性植物的环境胁迫因素可分为：温度胁迫、水分胁迫、土壤矿物质胁迫等。温度：高温胁迫； 干旱：大气干旱； 矿物质：盐碱土 低温胁迫 土壤干旱 酸性土对上述环境胁迫因素的抗耐性，是品种选育的重要目标性状。例如：品种的抗旱性：一般认为根系发达，吸收能力强，叶面积相对较小，分蘖成穗高，结实性好，是禾谷类作物抗旱性选育的重要特征。另外，北方麦区应重视抗冻性(小麦分冬性、半冬性、春性)(烟台农科院的小麦种子冬性的多；省农科院、山农的种子半冬性的多)我国已开展了黄瓜的耐低温、耐弱光育种，并取得一定进展。（三）抗倒伏性抗倒伏性对禾谷类作物至关重要。倒伏不仅降低产量，而且影响品质，不便于机械化收获。造成倒伏的原因很多：如植株高大，茎秆强度差、韧性差，根系不发达等；也有病虫害的原因。因此矮化育种、抗病虫害育种都会收到抗倒伏的效果。四、生育期适宜1、无霜期短，秋季作物具有周期性低温冷害，需选育生育期短的早熟品种（东北、西北）。2、为了提高复种指数，也需要早熟品种，以便倒茬和复种，达到早熟高产（华北、黄淮平原）-套种棉花、花生。3、早熟品种可以避免或减轻某些自然灾害的危害。北方麦区，在小麦成熟期间，常遇到干热风，使小麦青干，粒重下降而减产。选育早熟品种，可减轻危害。这几年秋天雨水多，常使棉花烂铃、玉米烂穗，选用早熟品种，可减轻损失（如郑单958苞叶长、东单60等晚熟品种苞叶短）。4、早熟品种产量往往偏低。因此，对早熟性的要求要适当。早熟程度以充分利用当地光、热资源，获得全年高产为原则，不要片面追求早熟。如黄河流域棉区：中熟棉花品种以130135d为宜。 麦套棉以110d为宜。五、适应机械化作业随着农村劳动力的转移，植物生产的机械化程度会愈来愈高。要求培育适宜机械化管理的新品种。要求株型紧凑，秆硬不倒，生长整齐，株高一致，结实部位适中，成熟一致。水稻、小麦品种应该是株高一致，抗倒伏。玉米穗部整齐度高、穗位适中(株高2.5m、穗位1.2m)。2010年全省玉米机收水平达到17%，淄博、东营市等超过50%，桓台县成为全国首个实现玉米生产机械化的县市。棉花品种要求吐絮早而集中，苞叶自动脱落，铃壳含絮力低等。第三节 制订育种目标的一般原则一、国民经济需要和生产发展的前景（着眼当前，兼顾发展）作物育种是一项多年努力的连续性工作，育成一个新品种至少 需要56年，多则10年以上的时间。因此，制订育种目标时，必须充分估计当前的需要和生产的发展。否则所育成的品种落后于形势，难以推广。或者订的目标太高而难以实现。何启伟建议将我国主要蔬菜育种目标确定为：优质、抗病、丰产及适于不同生态条件（保护地、不同季节）、不同用途（生食、加工等）的专用品种选育。我国现有耕地高产、稳产的只占1/4，所以制订育种目标时：既要选育高产、优