园林植物花卉育种学课件第3章引种驯化

1、第三章 引种驯化,一、概述 （一）基本概念 1.引种 ( Introduction ) 把植物从原始分布地区迁移到新的原来没有分布的地区种植的方法,狭义引种：仅指从外地或国外引入植物新品种，通过栽培实验、繁殖推广，从而丰富园林植物资源。 广义的引种：从外地或国外引入本地区没有的植物优良品种或遗传资源，作为推广品种或育种材料应用,驯化 ( Domestication ) 引进来的种或品种，有的表现很好，可以直接利用，有的表现不好，常常有不服水土的现象，需要采用一些技术措施，使其改变遗传性，慢慢适应新环境的过程，这就叫做驯化。 如选择小气候，加温，加光等,二）引种的意义 栽培植物起源与演化的基础；

2、 快速丰富本地植物材料的方法； 最为经济的手段； 引种所需要的时间短，投入的人力和物力较少，见效比较快，比较经济 保护濒危植物的有效措施；便于精心养护 为进一步育种工作提供材料； 为其它生物学研究奠定基础,育种工作首先考虑引种的可能性，只有在没有类似的品种可供引进时，才着手进行其它育种方法创造新品种,三) 引种驯化的历史,人类文明之始； 国内引种； 国际引种； 中国从世界各国引进的植物； 西方从中国引走的植物,张骞出使西域时将核桃、石榴、葡萄引入内地 引入最早的有悬铃木在公元430年引入西安 后引入的有桉树、 茉莉花（原产我国西部和印度 ） 夹竹桃原产印度及伊朗。 菩提树、塞楝、大花紫薇 洋玉

3、兰（原产于美洲）、洋槐（北美 ） 番茄、番木瓜、番薯,来自日本的有龙柏、鸡爪槭、黑松、赤松、日本冷杉、日本五针松、日本晚樱等； 来自印度的有雪松、柚木等； 来自北美的有铅笔柏、池杉、湿地松、火炬松、香柏、广玉兰、北美鹅掌楸、剌槐等； 来自地中海的有月桂等,铅 笔 柏,雪 松,草本花卉： 来自美洲的有霍香蓟、蒲包花、波斯菊、蛇目菊、花菱草、银边翠、天人菊、千日红、含羞草、紫茉莉、月见草、矮牵牛、半支莲、茑萝、一串红、万寿菊、金莲花、美女樱、百日菊、大丽菊、晚香玉等； 来自欧洲的有金鱼草、雏菊、彩叶甘蓝、矢车菊、桂竹香、飞燕草、香石竹、三色堇、金盏菊、香豌豆等； 来自亚洲的有鸡冠花、雁来红、曼陀罗

4、等； 来自大洋洲的有麦秆菊； 来自非洲的有天竺葵、马蹄莲、唐菖蒲、小苍兰等,天人菊,霍香蓟,蛇目菊,仅北京植物园引入的栽培植物有3000种 杭州植物园4000种。如赤松、黑松、悬铃木、龙柏、柚木、红杉、池杉、落羽杉、湿地松、火炬松、广玉兰、刺槐、北美鹅掌楸、桉树、银杏、木麻黄、欧美杨、健杨、晚花杨紫穗槐、蔷薇、樱花等，草花有蒲包花、波斯菊、紫茉莉、含羞草、矮牵牛、半枝莲一串红、万寿菊、金莲花、美女樱、百日草、羽衣甘蓝、矢车菊、飞燕草、香石竹、三色堇、金盏菊、香豌豆、金鱼草、贵竹香、大丽菊、郁金香等,刺槐,西方、日本从中国引走大量植物 日本：荷花、梅花、牡丹、菊花、芍药、茶花等； 英国从中国引走

5、了紫藤、月季、香水月季及大花香水月季、野蔷薇、杜鹃花。 英国爱丁堡皇家植物园，有中国原产的活植物1 500种。 丘园1/3 美国加州70% 北美、意大利、 德国、荷兰等国家引种了大量中国植物类,二、引种驯化的原理（内因、外因、历史,一）引种的遗传学基础 反应规范 （1）概念：同一基因型的植物对不同环境的适应幅度。 同一基因型在不同的环境下，能保持相同的表现型，也会出现不同的表现型，所以植物有适应一定环境变化的能力,引种是植物在其基因型适应范围内迁移。 植物的适应范围受到基因型的严格制约。 如垂柳、榕树 杂合程度大的品种具有较大的适应性,2）饰变和形变 饰变（modification） 植物种类

6、或品种对在进化过程中经常发生的环境条件，通常都具有较高的适应性，这种现象叫饰变。 如落叶树种在节律性日照长度和温度的变化下引起的秋季落叶，这是植物本身表现的自体调节，有利于增强其对冬季严酷条件的适应性,形变（morphoses） 植物对其进化过程中很少发生的环境条件，则适应能力很弱，这种条件下所产生的反应叫形变。 如秋季多雨引起的枝条徒长，农药引起的药害等。 饰变反映植物种类或品种在扩大适应范围上的潜力 形变则反映适应范围的狭窄（不良的反应,潜在基因 生物体的基因只有在适宜的环境条件下才能得以表达。 适宜的环境条件可以激活一些基因表达，因此原产地没有表达出来的性状有可能在异地条件下表达出来,植

7、物的引种是在植物具有潜在的适应基因的条件下获得成功的,promoter,二） 植物与生态环境的综合分析（气候相似性理论）。 引种成效的关键,在于正确掌握植物与环境关系的客观规律。 德国慕尼黑大学林学家麦依尔教授在自然历史基础上的林木培育1909年论述道： 木本植物引种成功的最大可能性在于树种原产地和新栽培地有气候条件相似的地方,1.从生态条件相似的地区引种容易成功，相反则困难。 一二年生植物 容易，调节种植期，改进栽培措施 多年生植物 难，接受全年（多年）各种生态因子考验，不容易人为控制 如：大叶桉（澳大利亚到我国东南沿海生长良好）、红松（东北到南方不能成活）、夏蜡梅(杭州植物园的小气候中生长

8、良好,2.地理位置是影响气候条件的主要因素 纬度相近的地区，相互引种较易 光照长短一致 我国从纬度相近的意大利、墨西哥引种冬小麦较易成功。 但中国各地与欧洲同纬度地区相比，冬季气温明显偏低，1月份的月均温中国东北要偏低1418，华北偏低1014，长江以南偏低8左右，华南沿海偏低5左右，因此，引种时仍需注意分析具体气候特点。 海拔高度对纬度有补偿作用,3.园林植物本身的适应能力在引种过程中起一定作用 刺槐（湿干条件下均宜）、辐射松（美国-新西兰生长更好） 垂柳，夏季26.5-43 ，冬季-6.5-29 ，亚热带和温带均可 适应能力较强:柳类、槐、榆、椿、香椿、桑、麻栎、核桃、柿、葡萄、石榴、香水

9、月季 适应能力较弱：毛白杨（凉爽湿润，黄河流域）、七叶树（黄河流域）、楸、梓（温带）、毛竹、榕树、桃花心木,火炬树是一种外来入侵物种，1959年由中国科学院植物研究所引入我国，1974年以来陆续向全国推广。目前黄河流域、长江流域也广泛栽培。 该物种有非常强的侵占力，凡是海拔5003000m，降水在300mm以上、温度在2545摄氏度之间、年平均温度在8摄氏度以上均能够繁殖,三）主导生态因子的分析 （土、肥、水、光、气、热） 温度 水分 光照 土壤 生物因素 风,温度 温度因子最显著的作用是支配植物的生长发育，限制着植物的分布。 其中包括年平均温度、积温、最高、最低温度及其持续时间、季节交替特点

10、等。 特别是几十年一遇的绝对最低温度,温度不仅随纬度而变化，而且随着海拔的变化而变化，海拔每升高100m，平均温度下降0.50.6。 （1）年平均温度是首要考虑的因子 梅喜温暖而较耐寒，又需冬季一定低温的刺激，而以年平均温度在16-23的地区，生长发育最好 人参喜冷凉气候,在年平均温度2.413.9 （2）有效积温影响植物的生长发育 对积温要求高的植物多分布在较低纬度地区 对积温要求低的植物多分布在较高纬度地区 但也有环境因子相互补偿作用,石榴原产于亚洲中部至近东。中国于汉代引种,云南已有一千多年的栽培历史。喜温喜光,在年有效积温5000、日照1100小时以上环境生长较好。 茶树生长适宜的年有

11、效积温应在4000以上。我国茶区的年有效积温一般在4000-8000。有效积温越多，年生长期越长,3）低温是北引的限制因子,高温是南引的限制因子。 例如1977年的严寒使广西南宁胸径超过30cm的非洲桃花心木全部冻死，凤凰木也大部分冻死，木麻黄在绝对低温低于-30时遭受冻害。 油松由沈阳移栽到长春，起初生长正常，1956-57年间，20年树龄被冻死。 如北方的红松、水曲柳南引后越夏就成为难关。 有些植物需低温以满足其通过休眠，或二年生植物的春化阶段需要 例如，要求15以下的天数：油松为90120天，赤松60天，毛白杨75天，白榆75天，北京小叶杨35天,水曲柳,水曲柳,红 松,4）最高最低温度

12、的持续时间的影响 例如，蓝桉可忍受-7.3的短暂低温，但在云南省陆良县，1975年最低温度仅-5.4，持续低温5天，即致使大部分遭受严重冻害。 1976年冬，低温持续时间长，云南的桉树、银桦、西双版纳的三叶橡胶、海南的椰子等均受冻害 （5）季节交替的影响 高纬度引到中纬度，初春天气不稳定的转暖就会引起萌动，一旦寒流再度侵袭就会造成冻害。 如朝鲜杨引种到北京，正因该原因而生长不良,降水和湿度 水分是植物生存的必要条件。 中国国土水分分布状况,1）年降水量的影响 450550mm为寒温带落叶针叶林区； 5001000mm为温带落叶阔叶林区； 10002000mm为亚热带常绿阔叶林区； 120022

13、00mm为热带雨林区； 150500mm为温带草原区，该区树种很少，多为禾本科、豆科、莎草科等草本植物。 胶东半岛的昆嵛山区从南方引种杉木时，获得成功。 中国的珙桐在欧洲引种成功，而北京因干旱难以成功,2）降水量的季节分配的影响（雨型的影响） 雨量的不同季节分配型，称为雨型。 我国东部引种夏雨型加勒比松、湿地松生长良好， 而引种冬雨型的辐射松、海岸松等则生长不良。 非洲南部把辐射松、海岸松种植到冬季降水的西海岸，把夏雨型长叶松种植到夏季降水的东海岸，结果生长良好。 东北的红瑞木不能引种到北京（冬季降水量少） （3）大气相对湿度的影响,光照 光照对引种的影响大致包括昼夜交替的光周期、日照强度和光

14、质,光周期现象：长期生长在不同纬度的植物，形成对昼夜长短有一定的反应 短日照植物，如一品红、长寿花、秋菊等。 长日照植物，如唐菖蒲、金盏菊等 低纬度到高纬度，推迟封顶，降低了抗寒性 高纬度到低纬度，提前封顶，缩短了生长期，抑制正常生命活动,光强和光质也随纬度、海拔、地形、坡向等而改变。 光照强度随纬度增加而减弱，随海拔升高而增强；北坡的光照比平地弱。 光质的变化是低纬度短波蓝紫光多，随着纬度的增高，长波红光增多；随着海拔升高短波光逐渐增加,阳性植物如臭椿、悬铃木、银杏、黄连木、乌桕等； 阴性植物有杜鹃、兰花、山茶、海桐、八仙花、黄杨、常春藤等； 中性植物有槐树、七叶树、侧柏等,土壤 土壤的理化

15、性质、含盐量、pH值以及地下水位的高低，都会影响园艺植物的生长发育。 我国南方引种油橄榄，因缺铜而叶端变黑； 澳大利亚引种辐射松，由于土壤中缺锌和磷，而生长不良，施加这类元素后生长有所改善,油橄榄,最主要因素是酸碱度的差异。 土壤酸碱度决定了植物分布范围，从而形成各种不同植物群落。 植物根据对土壤酸碱度的要求不同 酸性土植物，如马尾松、杜鹃、栀子花、山茶等； 中性土植物，大多数园林植物属于此类； 碱性土植物，如柽柳、紫穗槐、桂香柳等,柽 柳,生物因素 土壤微生物、病虫害、风 植物在原产地和土壤系统形成共生关系,对一某些土壤微生物产生依赖.如兰花、松树 1974年广东引进加勒比松 失败 有些难以

16、控制的严重病虫害影响植物引种,四）历史生态条件的分析 植物适应性的大小，不仅与目前分布区的生态条件有关，而且与其系统发育历史上经历的生态条件有关,苏联库利季亚索夫在20世纪50年代初提出。 许多植物分布受地质及古气候变迁的影响,只有了解植物区系历史发展,才有助于选择引种对象,制定引种驯化措施,确定适宜栽培区。 根据生态历史方法，引种时应对起源古老的单型属（1属内只有1种）和少型属（1属内只有26种植物）加以重视。 中国有很多单型或少型属植物,它们目前分布范围很窄,但其抗性及适应性较强，引种成功的较多，如杜仲、水杉、金钱松、鹅掌楸等,1）植物生态历史愈复杂，适应潜力和范围可能愈大。 植物的现代自

17、然分布区只是在一定的地质时期，特别是最近一次冰川时期形成的。 例如我国特有的水杉，在地质年代中，广泛分布于欧洲西部、美国、日本等地。 欧、美许多国家都进行了引种栽培，且都生长良好。 而引种华北地区的油松则屡遭失败,2）进化程度较高的植物，引种更易成功。 该类植物系统发育中所经历的生态条件可能较为复杂，适应性的潜在能力更大 乔木类型的较灌木类型为原始； 木本较草本为原始； 针叶树较阔叶树为原始 例如：北京植物园，曾引进进化程度低的松属70个种和变种，若干年后，保留下22个种；进化程度高的丁香属，引进77个种和变种，保留下49个种,三、引种驯化的原则与方法,一）引种驯化的原则 适地适树； 改树适地

18、； 改地适树,二）引种的程序 确定引种驯化目标及其可行性分析； 选择引入材料 （1）本地没有的新材料； （2）与引入地植物有系统发育关系； （3）以往有相关引种的技术记载； （4）对改良本地植物提供新的基因资源,根据当地的园林发展情况，了解人们的生活需求，结合当地自然、经济条件和现有品种存在的问题，有目的、有计划地从国内外引进新品种。 广州市的引种驯化目标： （1）引进冠大荫浓的行道树新树种； （2）注重彩叶植物引种驯化； （3）兰科植物的引种驯化 （4,2引种材料的收集和登记 充分了解与引种目标相关种的分布范围和种内变异类型。 筛选出适合引进的植物种类,收集途径： 交换，购买、赠送、考察收集

19、 登记： 材料名称 编号 来源地 引种时间 引种人 材料状况,3. 引种材料的检疫 对新引进者进行严格检疫。 危险病虫害； 疫区植物的消毒处理； 隔离种植。 特设检疫圃种植 避免潜在的病虫害和杂草。 澳大利亚等地引入的仙人掌 Opuntia spp. 成灾，后用天敌昆虫 Cactoblastis cactorum 得以控制 滇池的水葫芦 四川等地的紫茎泽兰 桉树的引进 肿柄菊,紫茎泽兰,桉树引进的优点：三四年就能成材，防止水土流失，桉油可以制成清凉油等产品。 缺点： 它需要大量的水分，象一部抽水机一样，引起地下水水位下降. 树叶不容易腐烂，土壤板结，失去肥力。 因为产生的桉油，在树底下的草都不

20、长了,4. 引种试验 （1）种源试验 （2）品种比较试验 （3）区域化试验,1）种源试验 对同一种植物材料不同地理种源材料的对比栽培试验 特点： 品种多 每个品种材料数量少 圃地要求多样化 目的：比较在新环境中的反应，选出最适宜的类型，作为进一步引种驯化试验的原始材料,2）品种比较试验 试验对象：种源试验中表现优良的生态型 试验面积较大 试验时间： 乔木类 长期试验 灌木类和多年生草本植物 中期试验 一年生草本植物 短期试验（23年）。 试验目的：进一步淘汰不适宜种类,3）区域化试验 对象：品种比较试验的优良者 查明适宜推广范围 试验内容： 试验地点、试验面积、引种数量、试验设计及完成试验计划

21、的措施等,引种试验的观测指标 （1）观赏特性 （2）物候期 （3）抗逆性指标 （4）适生环境,5. 栽培推广,品种繁殖 栽培技术推广 品种评价和品种管理,种质资源的调查,环境资料分析,材料收集,繁殖推广,引种试验,种源试验） （品种比较试验） （区域试验,交换、购买、赠送、考察收集,自然生境、栽培地条件、主导生态因子,种的分布范围 种内变异 栽培分布状况,加强检疫,引种驯化的基本程序,三）引种方法 引种遗传可塑性大的植物材料 种子引种，杂种实生苗引种； 逐代迁移驯化法 （设中间点）； 多代连续驯化（一直在引种地）； 引种驯化栽培技术的研究； 引种结合选择； 引种结合育种（杂交、基因工程,引种驯化栽培技术的研究； 播种 南种北移延期播种（避免小苗受冻） 北种南移提早播种（增加在长日照条件下的生长期和生长量） 栽植密度