《引种与系统育种》PPT课件.ppt

第四章引种与选择育种 第一节作物的引种与驯化第二节引种的重要作用第三节引种的基本原理和规律第四节引种的一般程序和方法第五节系统育种 上一章 下一章 总目录 第一节作物的引种驯化一 作物引种与驯化的概念及意义 一 引种与驯化的概念 二 作物驯化的意义二 作物驯化的机制三 驯化的方法 章目录 下一节 引种 IntroductionofPlants 1 狭义引种 NarrowSense 作为育种途径之一 指将外地区或外国的品种 品系 经过简单的试验 证明适合本地区栽培后 直接引入并在生产上推广应用的方法 2 广义引种 BroadSense 指泛指以外地区 外国引进新植物 新作物 新品种以及遗传育种等有关理论研究所需的各种种质资源 驯化 DomesticationofPlants 1 栽培驯化 WildPlants 将野生植物驯化为栽培作物 返回 2 引种驯化 IntroducedPlants 将外地或外国的品种 系 选择培育成本地推广的作物种的措施和过程 引种驯化 和 引种栽培 区别 引种驯化 一般至少要经过由种子 播种 到种子 开花结实 的过程 也就是说在本地基本上能正常的生长发育 返回 引种栽培 则是从外地引进种子或种苗 虽然已应用于生产栽培 但不能达到或产品收获时还未达到开花 结实阶段 如黄麻 植物驯化的意义 返回 1 便于农作物的传播如甘薯 玉米从南美引入 陆地棉从墨西哥引入 2 直接用于生产可提高产量 岱字15号掖单12 13号 农大108等 3 特殊种质的引进是育种取得突破性进展的关键 Btgene 作物驯化 栽培驯化 引种驯化 野生植物 栽培作物 外来作物 新品种 返回 返回 作物驯化机制 栽培作物与品种 人工保护栽培培育和定向选择逐步迁移驯化 返回 植物驯化的方法 第二节引种的重要作用一 引进新作物 新品种二 获得新的种质资源 丰富育种材料三 利用生育期的变化提高产量 章目录 上一节 下一节 我国引进作物 玉米 1511年 甘蓝型油菜 30年代自欧洲 甘薯 明万历年自菲 越 其它 棉花 马铃薯 芝麻 花生 烟草等 水稻 玉米 小麦的世界引种传播 图 返回 1 小麦 南大2419 30年代引自意大利2 脱字棉 爱字棉 30年代引自美国3 玉米 金皇后 30年代引自美国4 胜利油菜 BrassicanapusL 日本 欧洲 返回 墨西哥 矮杆 小麦 绿色革命 美国 奥帕克 弗洛里 高赖氨酸优质玉米 O 2 flr基因 加拿大 双低 油菜 Canolarape 中国 野败型 水稻雄性不育系 矮杆水稻 矮脚南特等 返回 我国麻类引种经验 南种北引 营养生长延长 生殖生长延迟 麻皮产量提高 返回 返回 第三节引种的基本原理和规律一 气候相似论二 作物的生态类型三 作物生态类型与引种 章目录 上一节 下一节 1 气候因素在引种地和引入地之间 主要气候因素要应相似 足以使引种的作物能够正常生长与发育 引种才易于取获得成功 换句话说 在气候条件或主要气候因素相同或相似的地区之间相互引种 容易获得成功 气候相似论 下一页 气候相似论 2 纬度与海拔在纬度和海拔相似的地区之间 由于主要气候因素相似 引种易于获得成功 纬度与日照和温度 高纬度的北方 冬季温度低 夏季日照长 有利于低温长日作物的生长发育 如小麦 大麦 低纬度的南方 冬季温度高 夏季日照短 有利于高温短日作物的生长发育 如水稻 玉米 下一页 返回 返回 返回 气候相似论 海拔与日照和温度 高海拔 温度低 降水少 日光紫外线强 作物生育期延长 植株变矮 低海拔 温度高 降水多 日光紫外线减少 作物生育期缩短 植株增高 返回 1 作物的生态环境和生态因素2 作物的生态地区 具有大致相同生态环境的地区称为作物的生态地区 如 小麦冬麦区 春麦区 冬播春麦区等3 作物的生态类型 具有基本相同的生态特性 与一定地区生态环境相适应的品种或类型 称为作物生态类型 如小麦生态类型分布 二 作物生态类型 下一页 作物的生态因素和生态环境 生态因素是指对作物的生长发育有明显影响的和直接为作物所同化的各种因素 包括气候 土壤 生物等因素 生态环境有各种生态因素合在一起所构成的相互影响 相互制约的符合体 称为生态环境 返回 4 作物生态类型的划分1 气候生态型的划分不同地理气候生态型 温度 光照 水分 籼稻 粳稻 冬小麦 春小麦不同季节气候生态型 早熟 中熟 晚熟 2 土壤生态型划分按土壤条件适应性 水稻 陆稻3 共栖生态型划分抗病型 抗虫型 耐病 虫型等 作物生态类型 下一页 作物生态类型 5 作物的生态类型与生态适应性 1 作物生态适应与不适应的反应生物学上 适应 正常生长和发育不适应 生长好 发育差 或发育快而生长不良 2 作物品种生态类型与适应性关系1 早熟品种光温反应不敏感 适应性较广2 中熟品种居于二者之间3 晚熟品种光温反应敏感 适应性较窄 返回 作物生态类型与引种 不同生态类型品种对生态条件的反应 低温长日作物 小麦 大麦 油菜高温短日作物 水稻 玉米 棉花早熟品种 生态反应不敏感中熟品种 生态反应中等敏感晚熟品种 生态反应很敏感思考 下列引种的反应如何 玉米 水稻南种北引 小麦 大麦北种南引 返回 纬度 作物的发育特征与引种的关系 纬度相近的东西地区之间比经度相近的南北之间的引种有较大的成功可能性 同纬度的高海拔地区与平原地区之间相互引种 不易成功 而低纬度的高海拔地区与高纬度的平原地区的相互引种 成功的可能性较大 4 作物对环境反应的敏感程度与引种 根据作物对环境反应的敏感程度不同 可以将短日照作物分为3类 敏感型作物如大豆等引种范围小迟钝型作物如甘薯 花生等引种范围大 胜利100号 甘薯 广东的 白沙 花生品种在河南广泛种植 中间型作物如玉米 水稻 棉花等 三作物引种规律 一 低温长日照作物的引种规律 二 高温短日照作物的引种规律 一 低温长日照作物引种规律 小麦为例 1 生育特性 低温长日照春小麦 分布于浙江温州以南 1月平均等温线4 以南 冬小麦 淮河以北 一月平均等温线0 以北 1 北种南引 若为冬性品种则不能通过春化阶段 半冬性品种即使通过了也会延迟拔节 甚至不能抽穗 因此 不能长距离引种 生育期延长 2 南种北引 将南方春性或半春性小麦北引 则往往因北方严冬寒冷不能安全越冬 生育期缩短 若作春麦栽培 则春化阶段可能通过 但因日照变长 光照阶段很快完成 因此表现早熟 春小麦的短日低温性不强 春化阶段短 要求的温度范围较宽 适应性强 引种范围较广 如墨西哥育成的春小麦品种 在世界上有二 三十个国家种植 产量都较高 二 高温短日照作物 例一 水稻1 生育特点 1 短日照作物 早稻感光性弱中稻感光性弱 中等晚稻感光性强 2 喜温作物 温度高促进抽穗 低温延迟发育 早 中 晚稻在感温性上没有明显差别 但总的来说以晚稻最强 中稻次之 早稻最弱 2 南北引种 1 南种北引 日照由短变长 温度由高变低 生育期延长 引早熟种 引早稻作中稻或晚稻 晚稻引种距离不宜太大 引早熟种 2 北种南引 生育期缩短 出穗早 穗粒小 粒重降低 经济性状变差 还有北方温差大 积累多 南方则反之 故总的说来北种南引不好 采用早播种 早追肥 密植等措施有的也能高产 3 高低海拔引种 主要是温度的差别 还有光质的问题 例二 黄麻 红麻 短日喜温作物 南种北引 生育期延长 植株高大 增产 但因不利于生殖生长 种子不能成熟 故留种有困难 需年年调种 如广东的圆果种黄麻引到江苏 浙江 比当地种增产7 45 浙江的黄麻引到江苏 山东 比当地正常开花结实的品种增产37 81 北种南引生育期变短 早花 减产 低海拔引到高海拔 生育期延长 增产 高海拔引到低海拔 生育期缩短 减产 第四节引种的一般程序和方法一 引种材料的搜集和检疫二 引种试验和选择 章目录 上一节 一 搜集 引种目标 要引什么样的品种 与当地条件适应 解决问题 引种地区 多样性中心 二 检疫 本地没有的有害生物 病 虫 杂草等 引种常是病虫害和杂草传播的重要途径新引进的品种材料还必须通过特设的检疫圃 隔离种植 若在鉴定过程中发现有新的危险性的病虫害 就要采取根除的措施 通过这样途径繁殖而得的种子 才能用于试验 返回 一 观察试验 二 品比试验 三 栽培试验 返回 观察试验 在引种地区范围内选择几个有代表性的地点同时进行观察试验 综合各点的观察结果 评价引进品种的利用价值和推广前途 返回 品种比较试验和区域试验 选择观察试验中表现优良的引进品种 参加正规品种比较试验 小区面积较大 有重复 随机区组排列 经2 3年品比试验后 将个别表现优良的品种送往参加区域试验 通过区域试验的品种 将进行生产示范 繁殖 推广 返回 栽培试验 对影响品种产量的主要栽培因素 如播期 密度 施肥量等 进行试验研究 做到良种良法一起推广 返回 引种材料的选择 品种被引进新的区后 由于生态条件的变化 常常会产生变异 所以必须进行选择 以保持其种性 也可能从中选出新品种 途径有 a 去杂去劣b 选优去劣 返回 第五节系统育种一系统育种的意义和成效二系统育种的基本原理三系统育种的程序和方法四性状鉴定与选择 上一章 下一章 总目录 一系统育种的意义和成效 章目录 一 系统育种的概念 二 系统育种的特点 三 选择的基本方法 四 成效卓著 下一节 一 系统育种的概念 系统育种法 PedigreeSelection 是根据育种目标 从现有品种群体的变异类型中选出优良的变异个体 种植成株系 通过试验鉴定 育成新品种 又称为单株选择法 一株传选择法 一穗传选择法 1 利用自然变异 方法简单 实用范围广 2 优中选优 连续选优 易于获得生产上推广的品种 例 鄱阳早 南特号 南特16号 矮脚南特 青子金早3 简便快速 立足于选 省去人工创造变异的环节 纯合快 所选个体一般为同质结合 推广应用快 只在原推广品种基础中选改进了部分性状适应性强 二 系统育种的特点 有一定局限性 依靠自然变异 不能有目的的创新 个别性状上改进 综合性状上较难突破 二 系统育种的特点 一 自然突变 二 自然异交 三 新育成品种群体的变异 有些品种育成时 有些性状并未纯合 尤其是一些多基因控制的数量性状 以致在推广后仍然发生一些分离 有些性状在推广到新地区后 在新的生态条件下暴露出其中的变异 产生自然变异的原因 一 单株选择法这是最基本的选择方法之一 1 基本操作 个体选择 单株成系 分系比较 择优去劣 根据选株次数有一次单株选择 用于从地方品种中选择 多次单株选择 用于杂种后代选择 2 优点与缺点优点 1 能较准确地把优良基因型个体选留下来 2 可按多方向选择 形成不同的新品种或新类型 缺点 1 程序较复杂 2 选育时间较长 选择育种的种类 一个单株的种子下一代种成一行 称为株行 该株行的种子混合收获后 下一代种成一片 称为株系 株系的种子混收 下一代称为品系 二 混合选择法1 基本操作 从选择群体中根据育种目标 选择外部形态基本一致的优良个体混合脱粒 下一代混合鉴定 个体选择 混合种植 混合鉴定 决定取舍 根据选择次数分 一次混合选择多次混合选择 2 优点与缺点 优点 1 选择程序简单 2 节省劳力 3 育成新品种时间短缺点 1 不能对单个后代进行鉴定 群体中含有较多的不良基因 优良程度降低 选择效果较差 2 不能追溯优良后代的历史系统 不利于积累育种经验 3 一些与生物学性状有矛盾的经济性状不易选择 如高蛋白等 可保持群体异质性 方法简单 选择的效果体现现在 目标性状的平均数得到提高 且比原始群体较为整齐一致 3 混合选择法的衍生方法 1 集团 混合 选择法按主要性状分类 如生育期 株高等 在集团内混合选择 常用于异花授粉作物和常异花授粉作物 自花作物亦可 2 单粒传选择法 多用于自花授粉作物杂交早期世代的选择 F2 F4 每代每株取一粒种子保留 可保留那些竞争力较弱类型 3 轮回选择基本方法 选择优良单株重组 形成新群体 再从新群体继续选择 有多种选择方法 简单轮选法 HS FS RRS等4 改良混合选择法在混合选择基础上 增加一次株系鉴定 实际是良种繁育的常用方法 系统育种成效特大的作物 1950 1970 小麦496水稻208棉花166油菜85 四 系统育种的成效 二系统育种的基本原理 章目录 上一节 下一节 一 基本原理 二 纯系学说及其意义 1 品种的自然变异及其原因2 品种群体异质性的形成3 纯系的分离 纯系学说 一 基本原理 系统育种利用的是品种的自然变异 但在某种意义上仍具有创造性 品种的纯是相对的 变异是绝对的 变异的原因 天然杂交 自然突变 包括基因突变和染色体畸变 剩余分离等 品种自然变异的原因 品种自然变异 生产栽培条件的变化和天然杂交等 均可能导致品种群体内发生遗传变异 经长时间分离与纯合 即形成异质的品种群体 如自花授粉作物的地方 农家 品种及多年栽培品种 常异花授粉作物地方 农家 品种及多年栽培品种 异花授粉作物天然异交群体等 品种异质性的形成 Danmark植物学家JohannsenWL1903年提出来的 Johannsen从1901年开始把从市场上买来的菜豆品种princess按籽粒的大小 轻重分成19个类群 纯系 再对它们进行了连续3年的选择 得出2点主要结论 在自花授粉作物的原始群体中 进行单株选择是有效的 在同一纯系内继续选择是无效的 纯系学说 Johannsen W L 正确评价纯系学说 纯系学说的意义为系统育种提供了遗传学原理 把植物的变异划分为遗传的变异和不遗传的变异 对育种具有重要的指导意义 对近代育种起了重要的推动作用 纯系学说的局限性忽视了纯系的相对性和可变性 三系统育种的程序和方法 一 选株单株 二 株系比较 三 品比试验 章目录 上一节 1 基础群体 本地或引进的优良品种2 目标性状 针对当前品种的优缺点和生产发展的需要3 区分变异 遗传变异 非遗传变异4 选择时期 稻麦抽穗至成熟期油菜青荚至成熟期5 选种株数 因具体情况而异 一般几十株 单株选择方法 每个株系种植1 3行 每隔一定小区设置一对照 对照可以用原始品种 也可以用当前生产主推品种 试验一般不设重复 株系比较试验 品比试验1 2年区域试验2 3年正规试验设计 设置对照设置重复 随机排列和小区控制 品比试验及区域试验 返回 四性状鉴定与选择 一 原则1 方法简单易行 结果客观准确 例 稻米糊化温度测定 2 试验地均匀一致 相同条件下鉴定 3 设对照 设重复 例 抗病性鉴定 年份间病轻 病重 设对照可解决 4 育种初期到后期 鉴定的材料由多到少 手段由粗到精 二 方法 1直接鉴定和间接鉴定直接鉴定 根据被鉴定性状本身表现进行鉴定 测株高等形态特征 接种鉴定发病程度 间接鉴定 根据另一性状与被鉴定性状的相关关系 如稻米糊化温度 二者以直接鉴定为基础 可靠性高 在育种后