药用植物育种学

绪论绪论 1 1 药用植物育种的迫切性药用植物育种的迫切性 人类对植物药的需求步步攀升 野生药用植物资源急剧减少或濒临灭绝 栽培的药用植物出现了各种问题 药用植物品质的多样化需求 国家中药材 GAP 基地建设的需要 2 2 药用植物育种的重要性 药用植物育种的重要性 中药材生产是关乎国计民生的大事 药用植物育种是中药材生产发展的 前提 选育优良药用植物品种是保证中药材产量的关键 是中药材生产水平提高的关键 3 3 药用植物育种的特点药用植物育种的特点 生产经营的特殊性 产量质量的双重性 药用部位的多样性 药用植物 生物学特性的复杂性 育种工作的不连续性 育种方法的基础性 4 4 药用植物育种的主要成就药用植物育种的主要成就 濒危药用植物驯化繁殖 品种的整理和选育 杂交育种 多倍体育 种 分子育种 转基因育种 诱变育种 杂种优势利用 推动 GAP 建设 第第 1 1 章章 育种目标与途径育种目标与途径 1 1 品种品种 是在一定的生态和经济条件下 根据人类需要经过长期选择培育创造出来的某种植物的群体 具 有特异性 一致性和稳定性 分类分类 纯系品种 杂交种品种 群体品种 无性系品种 2 2 优良品种优良品种 是在一定地区和耕作条件下 能符合生产发展要求 并具有较高经济价值的品种 3 3 优良品种在药用植物生产中的应用 优良品种在药用植物生产中的应用 提高单位面积产量 改进产品品质 保持稳产性和产品品质 扩大药用植物面积 有利于耕作制度改良 复种指数的提高 农业机械化的发展及劳动生产力的提高 4 4 育种目标育种目标 是对所有育成品种在一定的自然栽培和经济条件下应具备的一系列优良性状应该达到的目标 药用植物的共同育种目标是优质 高产 稳产 适应性强 5 5 制定育种目标的基本原则制定育种目标的基本原则 育种对象重点选择 着眼当前 兼顾发展 抓主要性状 育种目标具 体可行 品种要合理搭配 6 6 产量目标制定原则 产量目标制定原则 根据不同药用植物 不同地区 不同生产水平提出不同的产量目标 在经济学 上和生物学上合理 产量构成因素的协调增长 7 7 品质目标制定原则 品质目标制定原则 根据不同的药用植物种植和用途 内在质量为主 或内在质量与外在质量并重 8 8 有性繁殖类型 有性繁殖类型 自花授粉植物 异花授粉植物 常异花授粉植物 9 9 无性繁殖类型 无性繁殖类型 营养体繁殖 无融合繁殖 10 10 自交不亲和性自交不亲和性 某些植物具有完全花 并可形成正常的雌雄配子 但自交不能结实 或自交结实很少 11 11 雄性不育雄性不育 雌蕊可以正常发育 雄蕊不能正常发育 无花药或花药不开裂而不能授粉的现象 12 12 纯系品种纯系品种 经过连续多代的自交加以选择而育成的个体内基因型同质结合 个体间基因型结实很少 13 13 杂交种品种杂交种品种 在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的 F1植株群体 14 14 群体品种 群体品种 遗传基础复杂 群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体 但符合品 种三性 15 15 无性系品种无性系品种 由一个或几个近似的无性系经营养器官繁殖而成的一个群体 基因型与母体相同 群体内 一致 第第 2 2 章章 药用植物种质资源药用植物种质资源 1 1 种质种质 是亲代传给子代的遗传物质 是控制生物本身遗传和变异的内在因子 凡是携带遗传物质的载体 都可称为种质 2 2 种质资源种质资源 具有特定种质或基因 可供育种 栽培及相关研究利用的各种生物类型 3 3 种质资源的重要性种质资源的重要性 简答 简答 是植物生产和育种的物质基础 是育种工作重大突破的关键 是人 类开发新药用植物品种的物质基础 可以保护遗传多样性 避免遗传脆弱性 是基础理论研究的重要 材料 是全人类的财富 亟待保护 4 4 种质资源的分类种质资源的分类 填空填空 一 按来源 本地种质资源 外地种质资源 野生种质资源 人工创造的种质 资源 二 按亲缘关系 属内种质资源 种内种质资源 5 5 种质资源的收集范围包括 填空 种质资源的收集范围包括 填空 栽培品种 随机变异类型 野生近缘种 地理生态型 6 6 种质资源评价的内容及方法 种质资源评价的内容及方法 种植资源遗传多样性的内容和方法 形态特征分析 染色体数目与倍性 分析 同工酶分析 DNA 多态性分析 农艺性状评价 单株生产力和品质 生产期 抗虫病性 抗逆境 协迫性 经济学性状的评价 7 7 种植资源利用遵循的原则 填空 种植资源利用遵循的原则 填空 长短结合 传统与现代结合 有性改良与无性推广相结合 第第 3 3 章章 药用植物引种驯化药用植物引种驯化 1 1 引种栽培 引种栽培 经过实验证明适合本地区栽培后 直接在生产上推广种植 2 2 引种驯化引种驯化 外地种质引入种植 由于生态条件改变而表现出新的性状 经过选择育成适合本地区推广种 植的新品种 3 3 引种驯化的意义引种驯化的意义 推动人类物质与文化的发展 促进世界范围内物种的传播与交流 是保护珍稀 濒危中药资源的重要手段 为保护性药用植物的开发利用开辟了生产途径 是丰富本地种质资源 解 决药材进口的有效手段 4 4 引种的一般规律引种的一般规律 考虑植物的发育特性 考虑植物对环境响应的敏感性 先试再引 试引结合 做好检疫工作 5 5 引种的方法引种的方法 简单引种法 复杂引种法 6 6 引种成功的标准引种成功的标准 与原产地比较 植株不需要采取特殊保护措施 能正常生长发育 能以常规可行 的繁殖方式进行正常生产 药用植物的品质没有降低 没有明显或致命的病虫害 引种后有一定的 经济和社会效益 第第 4 4 章选择育种章选择育种 1 1 选择育种选择育种 在现有的植物群体中选择优良的自然变异株 通过比较试验进而育成新品种的育种方法 选选 择的实质择的实质 造成有差别的生殖率 定向改变群体的遗传组成 2 2 纯系纯系 自花授粉植物一个纯合体自交产生的后代 3 3 纯系学说的观点纯系学说的观点 一个基因型纯合个体自交的后代群体基因型是纯合的 在纯系内进行选择是无效 的 在原始群体里进行单株选择是有效的 4 4 纯系学说的局限纯系学说的局限 纯系的保持是相对的 存在基因突变导致变异的可能 5 5 单株选择法单株选择法 从混有不同类型的群体中选出一些优良的个体 然后按照单株分别脱粒留种 第二年作为 一个系统进行播种培育下一代 程序 程序 一次单株选择 从原始群体中只进行一次单株选择 然后经过观 察比较 淘汰不良株系 再按株系分别脱粒 各自成为品系 不再进行单株选择 直接进行品比 选择品 种 多次单株选择 第一次选出优良单株 在次年种植的株系中 继续选择优良单株 并将当选单株 分行种植 直到选出材料的性状表现一致 6 6 单株选择的优点单株选择的优点 能消除环境误差 选择效率高 性状稳定快 易选出优良品种 缺点缺点 工作量大 技术复杂 多次单株选择 选育时间长 需要进行单株种子繁殖 应用慢 一些优良数量性状基因 可能漏选 7 7 混合选择混合选择 从天然群体或人工栽培群体中 根据一定的表型性状 选出具有相对一致性状的一些优良单 株 混合采集种子或穂条 混合繁殖与原品种和标准品种进行比较的一种选择方法 程序 程序 一次混合选 择 有性状分离的群体 只进行一次混合选择 第二年进行品比试验 选育新品种适合性状分离不大的自 花授粉植物 多次混合选择 进行过一次选择后 后代的性状还不能达到一致 第二年进行品比实验的 同时 在混合选择后代小区内继续混合选择 第三年品比时包括第一 第二选择材料 原有品种和当家品 种 有必要继续选择 直到性状基本一致为止 8 8 混合选择法的优点混合选择法的优点 方法简单易行 成本低 选择群体大 应用快 不易引起生活力衰退 可 用于农家品种的提纯复壮 缺点缺点 选择效率低 容易误选假优株 9 9 纯系育种纯系育种 主要通过个体选择及其后代试验的育种途径 10 10 选择育种的程序 选择育种的程序 原始材料圃 选择圃 株系圃 品种预测试验圃 鉴定圃 品种比 较试验圃 品种区域试验及生产试验 第第 5 5 章章 杂交育种杂交育种 1 1 杂交育种杂交育种 通过两个遗传特性不同的个体之间进行有性杂交获得杂种后代 继而在杂交后代中通过选择 和培育获得新品种的方法 2 2 组合育种组合育种 将分属于不同品种的控制不同性状的优良基因在分离世代随机重组结合形成各种不同的基因 组合 在通过定向选择 育成集双亲性状于一体的新品种 3 3 超亲育种超亲育种 将分属于不同品种的 控制同一性状的不同微效基因积累于同一杂种个体 通过对分离世代 的随机重组和选择育成该性状超过亲本的新品种 4 4 一般配合力一般配合力 某一亲本与其他若干亲本杂交 杂种后代在某数量性状上的平均表现 5 5 特殊配合力特殊配合力 两个特定材料杂交组配后代在某个数量性状的表现 6 6 亲本选配的原则亲本选配的原则 双亲必须具有较多的优点 较少的缺点 其优缺点能互补 不能有严重的缺点 亲本之一最好为当地推广的优良品种 考虑亲本间的遗传差异 杂交亲本应具有较好的配合力 7 7 杂交技术 一般程序 杂交技术 一般程序 杂交前的准备 去雄与隔离 花粉的收集和储存 授粉 挂牌和登记 授粉 后的管理 8 8 单交 单交 两个亲本品种 品系 之间进行的杂交 9 9 复交 复交 3 个或 3 个以上的亲本参加的杂交 10 10 双交 双交 两个单交的 F1再杂交 11 11 四交四交 4 个亲本杂交 12 12 聚合杂交 聚合杂交 多个基因型不同的亲本通过多次 多向杂交 将所需亲本的基因集中到一个或多个杂种群 体中的一种杂交方式 13 13 系谱法系谱法 从第一次分离世代开始选株 分别种成株行 以后在优良系统中选择优株 直至选出优良稳定 一致的系统 14 14 系谱法优点系谱法优点 遗传力较高 性状早代选择可靠 尽早集中掌握少数优良系统 便于比较 控制规 模 及时升级试验 审定推广 缺点缺点 从 F2开始严格选择 中选率低 淘汰了有利基因 多基因控 制的性状选择效果差 早代工作量大 15 15 混合法混合法 从自花授粉作物的杂种分离世代开始 组合内混种混收 不加选择 m 直到杂种后代基因型纯 核达到 80 以上时才开始选择一次单株 形成株系 从中选择优系升级进入产量试验 16 16 混合法优点混合法优点 遗传力低 数量性状高代选择可靠 保留更多的优良基因型和重组类型 早代工作 量相对较少 缺点缺点 混合世代群体规模大 选择世代的工作量较大 可能丢失群体弱势性状 育 种周期相对较长 无从考察系统间关系 17 17 回交育种回交育种 两个品种杂交后 杂种与亲本之一连续多代重复回交 把亲本的某些特定性状导入另一亲本 的育种方法 18 18 轮回亲本轮回亲本 回交育种被多次应用的亲本 19 19 非轮回亲本非轮回亲本 回交育种中只应用一次的亲本 20 20 回交育种特点 优点回交育种特点 优点 遗传变异容易控制 目标形状的选择有针对性 打破基因连锁 增加基因 重组频率 所育品种易推广 缺点缺点 不宜选育出具有多种新性状的品种 容易引入不利的连锁基因 对于数量性状 改良难度较大 育种的工作量大 育种年限长 21 21 回交育种方法策略 回交育种的亲本选配原则回交育种方法策略 回交育种的亲本选配原则 一 轮回亲本 各农艺性状都很好 只有个别缺点需 要改造 最好是当地适应性强 产量高 综合性状较好的推广品种 二 非轮回亲本 具有改进轮回 亲本缺点所需的性状 经回交数次后 该性状能保持足够的强度 目标性状最好与某一不利的性状基 因非连锁 目标性状鉴定方便 遗传背景尽可能接近轮回亲本 没有严重的缺陷 22 22 回交育种工作程序回交育种工作程序 单显性基因的转换单显性基因的转换 23 23 远缘杂交远缘杂交 将植物分类学上用于不同种属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交 24 24 远缘杂交育种重要性远缘杂交育种重要性 培育新品种和种质系 创造新作物类型 创造异染色体系 诱导单倍体 利用杂种优势 25 25 异附加系 异附加系 指通过人工杂交 然后自交或回交使作物的染色体组添加了异种活异属的一条或一对同源 染色体的植物新系统 2626 异替换系 异替换系 某种植物的个别染色体被外源植物的一些染色体所代换而形成的新类型称异代换系 外源 染色体的导入 常伴有不良形状的出现 27 27 易位系 易位系 非同源染色体间染色体片段的互换或近缘物种的异源染色体间片段互换所形成的品系 28 28 远缘杂交不亲和的原因远缘杂交不亲和的原因 双亲受精因素的差异 a 柱头的生理不同 阻止外来花粉的萌发 b 双亲花 柱异常无法受精 c 雌雄配子的膜高度专一 相互不发生作用 无法融合受精 双亲基因组成的差异 29 29 远缘杂交不亲和的克服方法远缘杂交不亲和的克服方法 正确选择亲本与组配方式 染色体预先加倍法 桥梁法 采用不 同的授粉方式 外源激素处理 植物组织培养 3030 杂种夭亡 杂种夭亡 在受精成功后 杂种的幼胚 种子 幼苗在发育成株以前死亡 31 31 杂种夭亡和不育的具体表现杂种夭亡和不育的具体表现 一 形成不正常不完整的胚和种子 幼胚不发育或中途停止发育 幼 胚畸形不完整 无或极少胚乳 不能给胚提供营养 胚和胚乳间形成离层 妨碍营养物质从胚乳进入 胚 胚和母体不协调 形成皱缩种子 不能发芽或发芽后死亡 二 形成不正常的后代 F1不同发育 时期出现生育停滞或死亡 生育失调 营养体虽生长繁茂 但不能形成生殖器官 F1植株的生殖器官 异常 不能产生有活力的雌雄配子 32 32 杂种夭亡的原因 杂种夭亡的原因 核质互作不平衡 染色体不平衡 基因不平衡 组织不协调 33 33 杂种夭亡和不育的克服方法杂种夭亡和不育的克服方法 幼胚的离体培养 杂种染色体加倍 回交法 延长杂种的生育期 其他 方法 嫁接法 广泛自交 34 34 远缘杂种后代分离的控制 远缘杂种后代分离的控制 F1 染色体加倍 回交 诱导单倍体 诱导染色体易位 第六章第六章 倍性育种倍性育种 染色体染色体 遗传物质的载体 染色体的数目的变化常导致植物形态 解剖生理生化等诸多遗传特性的变异 染色体组染色体组 各个种所特有的维持其生活机能的最低限度数目的一组染色体 也叫基因组 二倍体二倍体 凡体细胞染色体组为 2 的生物 同源多倍体 同源多倍体 由同一生物的染色体加倍而来 异源多倍体 异源多倍体 是指不同的种杂交产生的杂种后代 经过染色体加倍形成的多倍体 多倍体效应 多倍体效应 1 生物学形状变化 细胞体积增大 器官巨型化及生理代谢产物增加或减少细胞生长速度较 慢等 2 育性变化 育性降低 其程度因基因型不同而异 原因 减数分裂时形成多价体导致染色体的行 为不正常 从而形成不育配子同时也受环境影响 人工又到产生多倍体途径 人工又到产生多倍体途径 物理因素诱导 化学因素诱导 有性杂交 胚乳培养 细胞融合 体细胞无性系变 异等因素 1 物理因素 温度剧变机械创伤电离非电离射线等 2 化学因素秋水仙素 富民隆 吲哚乙酸等 3 生物因素诱导 胚乳培养 体细胞杂交等技术 单倍体 单倍体 指由未受精的配子发育成的含有配子染色体数的体细胞或个体 单倍体产生的途径 单倍体产生的途径 1 自然发生 孤雌生殖 孤雄生殖 无配子生殖 2 人工诱导 细胞和组织离体培养 远缘杂交 异质体 孪生苗 半配合生殖辐射诱变 化学药物诱导 单倍体的特点 单倍体的特点 1 生态特征 细胞和核小 营养繁殖器官变小及植株矮化 开花较早 2 育性 花粉败 育较高 花不正常 败育 3 遗传 不论显性或隐性基因都能在植株中的发育中得到表达 4 细胞学鉴 定 体细胞花粉母细胞染色体数配对 单倍体在育种上的应用价值 1 缩短育种年限 2 克服远缘杂交不亲和性 3 提高诱变育种效率 4 合成 诱变育种新材料 孤雌生殖孤雌生殖 卵细胞未经受精而发育成个体的生殖方式 孤雄生殖孤雄生殖 精子入卵后未与卵核融合 而卵核退化解体 精核在卵细胞内发育成胚 第第 7 7 章章 杂种优势利用杂种优势利用 杂种优势 指不同品系 品种甚至物种之间的有性杂交的第一代 F1 代比双亲优越的现象表现在 1 营养生 长方面 2 生殖生长方面 3 生理功能方面 4 品质性状方面 杂种优势预测方法杂种优势预测方法 1 利用地理差异预测杂种优势 双亲遗传组成的适当差异是产生强优势组合的重要 条件 2 利用配合力预测杂种优势 3 利用线粒体叶绿体和细胞匀浆互补预测杂种优势 4 利用遗传距 离预测杂种优势 5 利用酵母法预测杂种优势 6 利用同工酶预测杂种优势 7 利用遗传标记预测杂种优 势 显性假说显性假说 对生长有利的性状常常是显性基因控制的对生长不利的性状常常是隐性基因控制的两亲本杂交 后双亲的显性基因全部集中杂种中起互补作用 表现为杂种优势 缺点对非等位基因之间的互作不够重视 有些显性基因也是有害的 超显性假说超显性假说 杂合等位基因的互作胜过纯合等位基因的作用 杂种优势来源于双亲基因型的异质结合所引 起的基因间互作 等位基因之间没有显隐性关系 缺点忽视了显性基因的作用和非等位基因之间的互作 杂种优势利用途径和方法 杂种优势利用途径和方法 1 人工去雄育种 2 利用苗期标志性状育种 3 利用化学杀雄剂制种 4 利用 雌雄异株制种 杂种优势利用的基本条件 1 强优势杂交组合 有特异性 相对一致性 相对稳定性 2 异交结实率高 3 繁殖与制种技术简单易行 选育自交系材料 1 地方品种和推广品种 2 杂种品种 3 综合品种和人工合成群体 一环系一环系 从品种群体或品种间杂种品种中选育出的自交系 二环系二环系 从自交系间杂种品种中选育出的自交系 雄性不育雄性不育 两性花植物中雄性器官退化 畸形或丧失功能 而雌蕊能够接受其他发育正常的花粉而受精结 实 质核互作雄性不育质核互作雄性不育 受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型 特点特点 质基因和 核基因共同作用 容易三系配套 2 花粉败育发生在减数分裂后小孢子的发育过程中比起核不育不太稳定 育性容易受环境条件的影响 光温敏不育光温敏不育 光温环境因子诱导雄性不育 光敏性 光照长度是育性转换的主要因子 温度器协调作用 温敏性温敏性 育性受控于幼穗发育敏感期的温度 光照长度不起作用 光敏互作型光敏互作型 不育光温条件满足植株不 育 100 可育光温条件满足 植株可育 100 杂种优势的固定途径杂种优势的固定途径 1 无性繁殖法 2 组织培养法 杂种一代的植株组织和体细胞离体培养 再生植 株 人工种子 3 多倍体法 同源多倍体法 双二倍体法 4 无融合生殖法 雌雄配子不发生核融合的一 种生殖方式 杂种亲本的选配原则杂种亲本的选配原则 1 配合力高 要求双亲具有较好的一般配合力和特殊配合力 2 亲缘关系较远 地理远缘 生理远缘 类型和性状差异较大 3 性状优良并能互补 4 亲本自身产量高 花期相近 一般配合力一般配合力 指一个自交系亲本与其他若干个自交系杂交的 f1 在某个数量性状上的平均表现 由基因的 加性效应决定 可遗传的部分 其高低是由被测定的自交系所含有利基因稳点的多少决定 特殊配合力特殊配合力 两个特定亲本所组配 f1 在某种数量性状上的表现 由基因的非加性效应决定 不能再其他 组合中表现和遗传的部分是不能遗传的部分 测交 测定自交系配合力所进行的杂交 测验种 测交所用 的共同亲本 测交种 测交所得后代 第八章第八章 诱变育种诱变育种 诱变育种诱变育种 利用理化因素诱发变异 再通过选择而培育新品种的育种方法 诱变育种的特点诱变育种的特点 提高突变率 扩大突变谱 改良单一性状较同时改良多个性状有效 性状稳定快 育 种年限短 诱发突变的方向和性质尚难掌握 打破基因链锁 提高重组概率 物理诱变剂的类别与性质物理诱变剂的类别与性质 填空或简答 紫外线 波长 200 390nm 低能电磁辐射 激发原子外层电子电磁辐射 非电离辐射 穿透力弱 适于 单细胞组织或生物 X 射线 波长 0 005 1nm 核外电磁辐射 原子中激发态跃迁到低能态产生射线 射线 波长 10 3nm 核内电离辐射 能量高 穿透力强 常用物理诱变剂 60 诱变育成品种是利用 射线 粒子辐射 由具有静止质量的粒子组成 有带电和不带电粒子 2 种 中子 中性粒子 不带电 按能量分 热中子 慢中子 中能中子 快中子和超快中子 带电粒子辐射 射线 带正电粒子束 穿透力弱 电离密度大 作内照射源 对有机体内产生严重损伤 诱发染色体 断裂能力强 射线 穿透力较大 电离密度较小 内照射 32P 35S 14C 和131I 生物学效应同 X 射线相仿 航天搭载 空间环境的微重力 高能粒子 高真空 缺氧和交变磁场等因子诱变育种 特点 诱变作用强 变异幅度大 微突变类型和有益变异多等 其他物理诱变剂 电子束 高能辐射 M1损伤轻 M2诱变效率高 激光 受激辐射 亮度高 单色行 方向性和相干性好 离子注入 生物损伤轻 突变效率高 突变普广 激发性高 剂量集中和可控 物理诱变剂处理方法物理诱变剂处理方法 诱变处理的材料 外照射 指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部某一辐射源 射线和中子等 方法简单 安全 适宜大量处理材料 但设备要求严格 方法 急性照射 慢性照射 连续照射 分次照 射 内照射 将辐射源引入生物体组织和细胞内照射 设施简单 但吸收剂量不易测定 也需要一定的防护 措施 方法 浸泡法 注入法 施入法 合成法 辐射处理的剂量 半致死剂量半致死剂量 LD50 处理当代植株成活 50 临界剂量临界剂量 处理当代植株成活 40 为最适宜的辐射剂量 也有选择较高和较低剂量的应用实例 后代种植和选择方法后代种植和选择方法 M1及其特点 经过诱变处理的种子或营养器官所长成的植株或直接处理的植株均为诱发一代 M1 特 点 突变多少隐性 少是显性 自交后代中隐性突变率低于孟德尔遗传期望值 无性繁殖作物处理后的 突变体是嵌合体 高剂量处理种子胚根 芽 膨大 不出土 出后死亡 M1种植及处理 加强管理 M1代不进行选择 M1代收获方式 变异株单收 其余混收 分单株收 少淘 汰 M2的种植和选择 特点 突变细胞参与形成生殖器官 产生的种子带有突变性状 性状分离明显 变异类型多 隐性突 变经纯合后而显示 M2 分离范围大 叶绿素突变多 无益突变较多 须种植足够的群体 通常几万株 选择收获 选择有应用价值的突变株单收 淘汰无变化或有重要不良性状的单株 M3及其世代 选择优良的个体种成株系 后代在优良株系里选择优良单株 直至稳定 选择方式 a 系谱法 M1不选择 收主穗 M2种穗行 观察比较 发现突变体 M3种穗行 观察突变 体的性状是否重现和整齐一致 是否符合育种目标 混收整齐一致的 M4及其世代 系内鉴定 b 混合法 M1每株主穗收几粒种子混合种成 M2 从中选单株和产量鉴定 c 采用单籽传等杂交后代的选择方法 提高诱变育种成效的措施提高诱变育种成效的措施 选择亲本恰当 多倍体出现突变体的频率较低 改良隐性性状较显性性状容 易 诱变剂选择适当 选择群体尽可能大 避免异花授粉和发生非诱变产生的变异 提高选择强度 第九章第九章 药用植物抗性育种药用植物抗性育种 一 抗病育种的意义 简答一 抗病育种的意义 简答 抑制菌源数量 降低危害 提高效果 减少农药使用 进而减少环境污 染和人 畜中毒 保持生态平衡 利用抗病虫品种 投资少 收效大 对气象病害 土传病害 难以防治 的病害 菌核病和病毒病等 迫切需要培育抗病虫的品种 致病性致病性 病原物侵入寄主引起病害的能力 毒性 专化性致病性 毒性 专化性致病性 病原菌能克服某一专化抗病基因而侵染该品种的特殊能力 质量性状 生理小种生理小种 根据病原菌致病性划分出病原菌的类型 生理型生理型 按品种的致病范围划分病原菌的类型 侵染力 非专化性致病性 侵染力 非专化性致病性 侵染后病原菌在寄生生活中的生长繁殖速率和强度 数量性状 2 2 抗病性的类别抗病性的类别 按抗病性的程度 免疫 高抗 中抗 中感 高感 按寄主分类 寄主抗病性 当环境条件适宜而出现某种病害流行时 植物的某些品种对这种病害不感 染或感染程度较轻 称为植物的抗病性 非寄主抗病性 自然条件下 某种植物从不受某种病原菌侵入的特性 按病原菌的专化性有无分类 垂直抗病性 寄生品种对病原菌某个或少数生理小种免疫或高抗 而对 另一些生理小种则高度感染 由单个或少数几个主基因控制 符合孟德尔遗传 质量性状 抗性易丧失 定向选择 水平抗病性 寄主的某个品种对所有小种的反应一致 对病原菌的不同小种没有特异 专化 反应 3 3 抗病性的机制 简答 抗病性的机制 简答 抗侵入 病菌侵入寄主前 后 寄主凭借固有 诱发 的组织结构障碍 阻止病原菌的侵入和侵入后 建立寄生关系 如 植株表面角质层 细胞木质化 硅质化 钙化等 抗扩展 病菌侵入寄主体内受某些组织结构 生理生化特性的抑制而难于扩展 厚壁组织 木栓组 织 形态抗性 植保素 葡聚糖酶 几丁质酶 生理生化抗性 避病 避开病菌侵染而未发病的现象 时间避病 感染期错开了病菌侵染期或发病条件 空间避病 寄主株型 组织结构 开花习性等阻碍病原菌与寄主的接触而不发病或发病较轻 耐病 某一寄主品种被病原菌侵染的发病程度相当感病品种 产量 籽粒饱满度及其他农艺性状等不受 损害或影响较小 这类品种称耐病品种 4 4 抗病品种的选育及利用抗病品种的选育及利用 抗源的收集和创新抗源的收集和创新 抗源类型 地方品种 主栽品种 原始栽培类型 野生近缘种和育种中间材料等 抗源收集 从本地区 国 开始 去植物与其病原菌的共同原产地 作物起源中心 及常发区搜集 到 抗病育种工作好的国家或地区搜集 抗病品种的选育方法 引种 选择育种 杂交选育法 回交转育法 远缘杂交 诱变育种 生物技术 a 体细胞无性繁殖 培养基病毒压力法 b 转基因法 病毒外壳蛋白基因 病毒交叉保护 几丁质 酶基因 抑制真菌菌丝生长和孢子萌发 核糖体灭活蛋白基因 抑制病原菌细胞蛋白合成 抗性品种的利用策略抗性品种的利用策略 抗源轮换 抗性品种代替丧失品种 抗源聚集 多个主效抗性基因聚集到一个品种中 多抗 延缓抗性的丧失 抗源合理布局 对流行性强 生活周期中有规律性转移 并有一定流行途径的气传真菌病害 在同一 流行区上 中和下游 或越夏 传播桥梁区和越冬基地种植含有不同抗性基因的品种 多系 混合 品种 抗性基因多样化 增加多病菌小种生物型的抗性 控制病虫发展和致病性变异 抗逆育种抗逆育种 环境胁迫 逆境 环境胁迫 逆境 在作物生长 发育过程中 除受病虫等生物因素侵袭外 常受不良气候和土壤因素的 影响 使其产量和品质而受到影响 抗逆性育种抗逆性育种 利用作物本身的遗传特性培育获得逆境条件下能保持相对稳定的产量和品质的新品种 抗旱性含义 避旱 免旱 耐旱 主要特点 免旱性表现在形态结构上 耐旱性表现在生理上 抗旱品种的选育主要方法抗旱品种的选育主要方法 杂交育种 分子标记辅助选择 远缘杂交和遗传工程等 盐害盐害 土壤中可溶性盐类过量对作物造成的损害 渗透胁迫 离子效应 耐盐性的耐盐性的 2 2 种类型种类型 避盐性 耐盐性 耐盐性的鉴定技术与指标耐盐性的鉴定技术与指标 三种筛选方法 营养液栽培法 萌发实验法 田间产量实验法 耐盐性鉴定指标 形态指标 生理生化指标 产量指标 耐盐品种的选育耐盐品种的选育 耐盐性鉴定筛选 杂交和选择育种 诱变技术 应用遗传工程手段选育作物耐盐基因 型 第第 1010 章章品质育种品质育种 品质育种品质育种 是以改良药用植物产品品质为主要目标的育种方法 品质性状分类品质性状分类 外观品质 内在品质 加工品质 药用植物品质性状的遗传药用植物品质性状的遗传 1 品质性状的可遗传性 种内品质 属内不同种间变异 2 倍性变化对品质 的影响 3 关键酶基因对品质的影响 4 品质与种苗质量及主要农艺性状的关系 品质育种基本内容品质育种基本内容 1