2药用植物繁殖方式与育种的关系.ppt

第二章药用植物繁殖方式与育种的关系 一 药用植物的繁殖方式二 不同繁殖方式植物的遗传特点及其与育种的关系三 植物自然异交率的测定 一 药用植物的繁殖方式 一 有性繁殖植物在生长发育过程中分化出性器官 由性器官产生的雌配子 n 和雄配子 n 相结合 2n 而繁殖后代的方式称有性繁殖 1 自花授粉植物 自交植物 天然异交率低于4 凡以同一花内或同株上花朵间的花粉进行授粉而繁殖后代的植物称自花授粉植物 自交植物 如 花生 铁扫帚 葫芦巴 芝麻 亚麻 雀麦 大麦等 花器构造特点及开花习性 雌雄同花 同熟 开花时间较短 常常闭花授粉 2 异花授粉植物 异交植物 天然异交率高于50 凡以不同植株花朵的花粉进行授粉而繁殖后代的植物称为异花授粉植物 单性花异株 雌花 雄花分别着生于不同的植株上 如吴茱萸 番木瓜 三叶人参 石刁柏 大麻 菠菜 芦笋 忽布等 石刁柏 单性花同株 雌花 雄花着生于同一植株上 有些植物是着生于不同花序上 如玉米 木鳖子 苦瓜等有些植物是着生于同花序上 雌花生在雄花上 如蓖麻 雄花生在雌花上 如薏苡 巴豆等 蓖麻雌雄同株异花 雌花上 雄花下 两性花 一朵花中有雌蕊 雄蕊 花瓣颜色鲜艳 密腺多 有香味或特异气味 雌蕊长于雄蕊 如细梗香草 樱草 雄蕊长于雌蕊的 如白花菜 车前 樱草 雌蕊 雄蕊成熟不同期 番红花 旱芹等 花期很长 雌蕊 雄蕊的生活里力很强 如兰属 自交不亲合性 其花粉发育完好 但自花花粉落到柱头上 就不萌发或萌发后花粉管不能伸长 不能受精 如除虫菊 红车轴草 白车轴草等 另外 五味子 单性花异株 单性花同株 单性 两性花同株 单性 两性花异株等 表2 1自花授粉植物与异花授粉植物的比较 3 常异花授粉植物 常异交植物 天然异交率4 50 以自花授粉为主 但也发生异花授粉 是自花授粉植物与异花授粉植物的中间类型 都是两性花 如人参 细辛 蚕豆 紫苜蓿等 二 无性繁殖植物的营养器官 根 茎 叶 离体后 在一定的条件下形成新个体的一种繁殖方式 1 扦插繁殖植物扦插是将植物体的根 茎 叶取下做插穗 插入土壤中育成一个新的个体 多用于双子叶植物 某些单子叶植物也可扦插生根 如石刁柏 虎尾兰等 用根扦插繁殖 如防风 多刺惚木等 用茎扦插繁殖 如川芎 五味子等 用叶扦插繁殖 如四季海棠 落地生根等 2 压条繁殖植物压条是在茎和母体连接的时候 茎与土壤接触部分形成不定根 不形成愈伤组织 之后 切断与母体连接部分形成新的个体 可用茎扦插繁殖 也可用压条繁殖 如枸杞 罗汉果等 不能用茎扦插繁殖 却可用压条繁殖 如花楸树等 具有匍匐茎的植物最适宜压条繁殖 如筋骨草属 虎耳草等 具有根蘖的植物适于培土压条繁殖 如醋栗 3 分株繁殖植物分株繁殖是将具有根蘖 根颈的植物用刀纵切分开来繁殖植物的方法 根蘖是树木根部接近地面长出来的枝条 它是由根上的不定芽萌发而成 如红杉 茉莉属 根颈是胚轴与根的交界处部位 或植株接近地面根和茎的过渡的部位 跟头 它上面有不定芽 可产生新枝条 木本如榛 红棉藤等 草本如甘草 玄参 4 利用变态根和茎繁殖的植物根变态成块根 地上茎变态成株芽 小鳞茎 地下茎变态成根茎 块茎 鳞茎 球茎等变态器官离体或切成小块 在一定的条件下可生成一个新的个体 以此来繁殖植物 地下茎的变态 一般是多年生草本植物 尤其是单子叶植物中百合科 石蒜科 天南星科 姜科等 块根 如芍药 乌头 根茎 如地黄 款冬 苍术 地黄 5 嫁接繁殖植物嫁接是一种无性繁殖技术 它是将两个植物的部分结合起来使之成为一个整体 并象一个植物那样的继续生活下去 接穗 嫁接组合中上面的部分 砧木 嫁接组合中下面的部分 茎维管束具有形成层的双子叶植物 裸子植物中的球果植物 单子叶茎没有形成层 利用居间组织的分生特性嫁接 如香子兰 单子叶进行胚与胚乳的嫁接较易成功 木本植物 如桉属 云杉属 嫁接繁殖还可以解决异花授粉植物或雌 雄异株植物因缺少花粉而影响结实的问题 6 无融合生殖无融合生殖是植物的有性生殖器官或附属的组织 细胞 不以配子结合 受精 直接发育成胚的现象 1 不定胚 是指由体细胞的珠心细胞或珠被细胞直接发育成胚 如山柳菊属 大戟属 柑桔属 金柑属 枳属等的不定胚与正常胚同时存在 2 单性生殖 是指雌 雄配子体不经过正常受精而产生胚的生殖方式 孤雌生殖是有卵细胞未经过受精作用而发育成胚的生殖方式 但其极核必须经过受精作用发育成胚乳 雌核发育是精子进入卵细胞未与卵核融合即发生退化 解体 由卵细胞单独发育成胚 如蒲公英属 早熟禾属 玉米属等 能自然发生 雄核发育是精子进入卵细胞未与卵核融合 而卵核即发生退化 解体 雄核取代了卵核的地位在卵细胞质内发育成仅有父本染色体的胚 也称孤雄生殖 3 胚囊中其它细胞核形成胚 是指胚囊中助细胞 反足细胞有了分生能力而发育成胚 如百合属 榆属 二 不同繁殖方式植物的遗传特点及其与育种的关系 一 自花授粉植物1 遗传特点 1 亲代和后代的表现型和基因型是一致的 是自花授粉植物在遗传上的最重要特点 2 一个优良的纯系能长期地保持下去 后代性状不分离 3 诱变育种速度快 育种周期短 4 耐自交 2 自交的遗传效应1 自交使纯合基因型保持不变同质纯合群体 对纯合基因型品种群体中的不同个体而言 基因型是同质的 对一个个体的同源染色体而言 等位基因是纯合的 2 自交使杂合基因型的后代发生性状分离连续自交使初始杂合基因型逐渐趋向于若干遗传上不同的纯合基因型 异质纯合群体 群体中各个个体的基因型纯合但个体间基因型不同 群体中存在若干种遗传上不同的纯合基因型 表2 2杂合体Aa自交各世代的基因型频率及基因频率的变动 3 自交引起后代生活力衰退自交衰退 异花授粉植物自交后代的生活力衰退 表现为生长势下降 繁殖力 抗逆性减弱 产量降低等 多表现在多基因控制的数量性状上 3 自花授粉植物的育种自交系品种 又称纯系品种 是对突变或杂合基因型经过连续多代的自交加选择而得到的同质纯合群体 自交系品种育种特点 通常采用组合育种 利用优良基因型相互杂交 基因的分离重组 在其自交后代选择优良的重组个体 自交的目的是使优良组合稳定 1 自花授粉加单株选择的育种方法2 拓宽遗传变异范围 在大群体中进行单株选择 二 异花授粉植物 1 遗传特点 1 个体内异质性和个体间表现型呈多样性是异花授粉植物在遗传行为上的最重要特点 2 后代不断出现分离 3 性细胞发生突变时 较自花授粉植物的难于识别 也难于纯合 4 自交生活力衰退 2 异交的遗传效应1 异交形成杂合基因型杂合基因型是产生基因交换 重组和产生新基因型的基础 2 异交增强后代的生活力杂种优势 杂交种主要表现在生长势 繁殖力 抗逆性等性状的增强和产量的提高 即数量性状方面比亲本明显提高 同质杂合群体 两个遗传上不同的纯合亲本杂交产生的F1代 异质杂合群体 在长期开放授粉的条件下 异花授粉植物品种群体的基因型是高度杂合的 且群体内个体间的基因型是异质的 没有完全相同的个体 异花授粉植物的 综合品种 处于遗传平衡状态 是特殊的异质杂合群体 3 异花授粉植物的育种1 杂种品种的育种特点 创建和保持广泛的遗传基础和基因型多样化 从群体中选出优良的基因型 增加优良基因型和基因在群体中频率 建立新的平衡群体 经自交纯合后 再杂交产生强大的杂种优势 2 群体品种的育种特点 使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性 使群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性 三 常异花授粉植物 1 遗传特点 群体同质 异质 个体纯合 杂合 杂合体分离 遗传基础较复杂 强制自交 后代不明显退化 多代强制自交 导致群体较为同质和纯合 相对一致 自交无害 不断自交导致纯合 2 常异花授粉植物的育种常归于自花授粉植物来进行 四 无性繁殖植物 1 遗传特点 1 后代个体间的表现型和基因型相同 与母体相似 性状稳定不变 是无性繁殖植物在遗传上最基本的特点 2 芽变是无性繁殖植物产生变异的主要形式 3 无性繁殖与有性繁殖相互更换是无性繁殖植物的一种特有形式 4 固定杂种优势最为理想的途径 2 无性繁殖植物的育种无性系品种的育种特点 1 利用无性系迅速固定优良性状和杂种优质2 选择优良芽变 培育新的优良无性系品种 芽变是无性繁殖植物产生变异的主要形式 它是分生组织体细胞突变的一种表现形式 几乎所有芽变都发生于多年生植物中 它是遗传物质的突变 如染色体数目的突变 染色体结构重排 基因突变 核外突变等 三 植物自然异交率的测定 一 自交植物与异交植物的判断根据植物的花器构造和开花习性等特点来判断 还可通过套袋自交观察其结实是否正常和后代有无衰退现象进行判断 二 自然异交率的测定 1 遗传试验测定法标志性状 具有简单遗传的一对基因 这对基因控制某一对相对性状 母本 具有隐性性状 父本 具有显性性状 间行种植或围绕式种植 任其自由授粉 秋季收获所有的母本种子 来年播种 统计显性性状植株占F1总数的比率 即为该品种母本的自然异交率 自然异交率 后代中具有显性性状的植株数 后代的总植株数 100 2 人工去雄测定法某一植物两个不同品种 间行种植 或围绕式种植 将某一品种在开花前1天人工去雄 不套袋 并做好标记 连续进行若干天 待秋季调查结实率 设为A 可以认为是异交结实 同时 调查同样种植法另一品种的自然结实率 设为B 做对照 即可计算其结实率 另做两个辅助试验 一个是人工去雄 授粉 套袋 设结实率为C 若不结实可认为人为碰伤柱头所致 另一个是人工去雄 不授粉 套袋 设结实率为D 若结实可认为去雄不彻底所致 异交率 A C 1 D B 100 A异交 B对照 C去雄碰伤柱头修正值 D去雄不彻底修正值 小结 一 药用植物的繁殖方式 一 有性繁殖1 自花授粉植物 自交植物 2 异花授粉植物 异交植物 3 常异花授粉植物 常异交植物 二 无性繁殖1 扦插繁殖植物2 压条繁殖植物3 分株繁殖植物4 利用变态根和茎繁殖的植物5 嫁接繁殖植物6 无融合生殖 二 不同繁殖方式植物的遗传特点及其与育种的关系 一 自花授粉植物1 遗传特点 2 自交的遗传效应3 自花授粉植物的育种 二 异花授粉植物1 遗传特点 2 异交的遗传效应3 异花授粉植物的育种 三 常异花授粉植物1 遗传特点 2 常异花授粉植物的育种 四 无性繁殖