作物育种学重点

1、作物育种学 ：研究选育和繁殖作物优良品种的理论与技术。作物育种学的基本任务 :1 、研究作物的性状及其遗传规律2、搜集和创造种质资源3、培育农作物的新品种4、研究良种繁育的方法与技术作物育种学的性质 ： 1、人工进化的科学2、以遗传学、进化论为主要基础理论的综合性科学3、应用科学进化 ：现有的作物，都属于栽培植物，是由野生植物演变来的，这种演变发展过程，称为进化进化的基本因素 ：变异、遗传、选择作物育种学的主要内容 ：1. 育种目标的制订及实现目标的相应策略。2. 种质资源搜集、保存、研究、利用和创新。3. 选择的理论与方法。4. 人工创造变异的途径、方法和技术。5. 杂种优势利用的途径与方法

2、。6. 目标性状的遗传、鉴定及选育方法。7. 育种各阶段的田间试验技术8. 新品种的审定推广和种子生产。作物育种学的特点 ：1、综合多个优良基因，同步改良农作物的产量、品质和抗性水平； 2、工作量大，定向改良有一定随机性； 3、育种既是科学又是技术。作物育种的发展动向的主要表现 ：1、育种目标要求提高； 2、种质资源受到重视； 3、新品种的选育效率提高； 4、育种途径多样化。作物品种 是人类在一定的生态和经济条件下，根据自身的需要所选育的某种作物的某种群 体；这种群体具有相对稳定的遗传特性， 在生物学、形态学及经济性状上的相对一致性，而 与同一作物的其他群体在特征、 特性上有所区别； 这种群体

3、在一定的地区种植，在产量、抗 性、品质等方面等符合生产发展的需要。品种具有地区性和时间性。农作物的品种的 3 个基本特征 ：特异性、一致性和稳定性。 品种在农业生产中的作用 ： 1、提高单位面积产量2 、改善产品品质3、减轻和避免自然灾害4、扩大种植面积5、有利于耕作制度的改革和复种指数的提高6、促进农业机械化发展及提高劳动生产率7、提高农业生产的经济效益育种新途径有 ：（1）杂种优势利用（ 2）远缘杂交（ 3）理化诱变（ 4）组织培养（ 5）细胞融 合（ 6）基因工程有性繁殖 ：指通过雌雄配子结合，经过受精过程，最后形成种子繁衍后代的繁殖方式。特殊的有性繁殖方式 ：自交不亲合性 ：具有完全花

4、，可形成常雌雄配子，但缺乏自 花授粉结实能力。雄性不育性 ：植株花粉败育， 不能产生有功能的雄配子的特性。授粉方式 ：自花授粉、异花授粉、常异花授粉，自花授粉作物 ：指在自然条件下，同一株或同一朵花的花粉授于雌蕊而繁殖后代的作物。主要作物：水稻、小麦、大麦、燕麦；大豆、花生、豌豆等豆类；芝麻、烟草、 马铃薯、亚麻。异花授粉 ：雌蕊柱头接受异株或异花花粉授粉的称为异花授粉。 以这种方式繁衍后代的作物 称为 异花授粉作物 。主要作物：雌雄异株：菠菜、石刁柏、大麻、蛇麻 雌雄同株异花：玉米、黄瓜、甜瓜、南瓜、西瓜、蓖麻 雌雄同花自交不亲和： 黑麦、甘薯、白菜、萝卜、洋白菜、 白菜型油菜胡萝卜、 雌雄

5、同花不同熟或雌雄蕊异长：养麦、向日葵、葱、洋葱、芹菜、 甜菜、莴苣。常异花授粉作物 ：同时依靠自花和异花授粉两种方式繁殖后代的作物。主要栽培作物：高粱、棉花、谷子、蚕豆、甘蓝型油菜、芥菜型油菜。无性繁殖 ：是利用植物体的某一部分营养器官（如块根、块茎等）来繁殖后代，形成与先代 相似的个体。营养体繁殖 : 利用植物营养器官繁殖后代。营养繁殖的器官有：根、 茎、叶、芽、块根、 块茎、 匍匐茎、 球茎、 鳞茎等。营养繁殖的方法有：分根、扦插、压条、嫁接、组织培养等 营养繁殖的作物有：甘薯、马铃薯、甘蔗、草莓、洋葱、大蒜等 无融合生殖 ：植物性细胞的雌雄配子， 不经过正常受精、两性配子的融合过程， 形

6、成种子繁 殖后代的方式种类： 1.无孢子生殖； 2.二倍体孢子生殖； ；3.不定胚生殖； 4.孤雌生殖； 5.孤雄生殖 6. 单 倍体无配子生殖作物自然异交率的测定： 自然异交率在 4% 以下的是典型的自花授粉作物 ； 自然异交率在 50-100% 的是典型的异花授粉作物 ； 常异花授粉作物的自然异交率介于二者之间。确定作物授粉方式的方法： （ 1）根据花器构造等：根据花器构造、开花习性、传粉方式、花粉发芽与雌蕊柱头的关系等初步断定。 （2）单株隔离：用套袋或其他措施，强迫自交 ，观 察其结实是否正常及后代表现。 若结实不正常或后代显著退化则为 异花授粉。（ 3）遗 传试验确定自然异交率： 方

7、法步骤： 父本 显性标志性状 ; 母本 相应隐性性状 ;父母本间行种植或父本种在母本周围；收母本植株种子，播种，统计。天然异交率（） = （F1中具显性性状的植株数/F1代总植株数）X 100 % 自交的遗传效应 ：自交使纯合基因型保持不变； 自交使杂合基因型的后代发生性状分离； 自 交引起异花授粉作物后代生活力衰退。自花授粉作物遗传特点： （1 ）一致性：群体同质，基因型纯合； （2）遗传性相对稳定；（ 3）自交不退化自花授粉作物的基因型 ：个体间的基因型是同质的、 纯合的， 表现型是整齐一致的， 表现型 和基因型是一致的。常异花授粉作物遗传特点：自花授粉为主，天然异交率较高，群体存在异质性

8、和杂合个体。但农艺经济性状基本一致；较耐自交：无明显自交衰退现象。常异花授粉作物的基因型：品种基本群体的纯合同质基因型；杂合基因型； 非基本群体的纯合基因型。异交的遗传效应： 异交形成杂合基因型；异交增强后代的生活力 异花授粉作物的遗传特点： 异质性；分离不稳定；自交显著退化 异花授粉作物的基因型： 开放授粉条件下：品种群体的基因型是高度杂合的，群体内个体间的基因型是异质的，在一个封闭系统中：将保持遗传平衡状态。杂种优势： 后代的生长势、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，称为杂种优势。作物品种类型： 纯系品种（自交系品种） 、杂交种品种、 群体品种、 无性系

9、品种纯系品种： 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。纯系品种群体的遗传组成特点：个体基因型是纯合的。群体同质。自交不退化。杂交种品种： 在严格选择亲本和控制授粉的条件下，产生的各类杂交组合的F1 植株群体。杂交种品种群体的遗传特点：个体基因型高度杂合，表现出很高的生产力。 群体同质，表现型整齐一致。 近交分离，只利用 F1的杂种优势。群体品种：（1）异花授粉作物的自由授粉品种遗传特点： 个体基因型是杂合的。 群体是异质的。（2）异花授粉作物的综合品种：是由多个自交系，采用人工控制授粉，或在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡群体。遗传特点： 个体基因型是杂合的； 群体

10、是异质的， 但具有一个或多个代表本品种特征的 性状，以区别与其它品种。（3 ）自花授粉作物的杂交合成群体（复合品种）遗传特点：个体基因型纯合。群体是 异质的。（4）多系品种： 由若干近等基因系的种子、 按一定比例混合成的播种材料。遗传特点：个体基因型纯合。群体是异质的。无性系品种： 由一个无性系或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成。遗传特点：基因型由母体决定，表现型与母体相同。自交系品种的育种特点：利用自然变异，采取自花授粉和单株选择相结合的育种方法。拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择。杂种品种的育种特点：包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序。 对影响亲本繁殖和配置杂种产量的性状

11、必须加强选择。 需要建立相应的种子生产基地和供销体系群体品种的育种特点： 创建和保持广泛的遗传基础及基因型的多样性。 对后代群体一般 不进行选择。对异花授粉作物群体，要在隔离条件下，多代自由授粉，以打破基因链锁， 达到遗传平衡。无性系品种的育种特点： 采用有性杂交和无性繁殖相结合的方法， 固定优良性状和杂种优 势；利用芽变培育新品种。根据品种群体内个体同源染色体等位基因以及个体间基因型情况可将不同品种归纳为：（1）同质纯合： 品种群体的个体间基因型基本相同，个体内各个等位基因位点基本上均是 高度纯合的，如自花授粉作物的纯系品种，异花作物的自交系。表现型整齐一致。（2）同质杂合型： 品种群体的个

12、体间基因型基本相同，但个体内的基因型是高度杂合的。 自如异交作物自交系间的单交种，无性繁殖作物的优良无性系。（3）异质杂合型： 品种群体中，个体间基因型不一致，个体内基因型也是杂结合，但群体 的主要性状，如生育期、株高等是 基本一致的和稳定的。如异交作物的地方品种顶交种、 双交种、和综合种均属此类。（4）异质纯合型： 异质纯型的品种群体是多个纯系的混合体，个体基因型有一致的，也有 不一致的， 个体内的基因型属纯合型。 如自交作物的地方品种及多系品种， 属于这一类的品 种。种质资源 ：具有一定种质或基因的生物类型。 （基因资源、基因库、基因银行）种质资源工作的重要性： 1 种质资源是现代育种的物

13、质基础 作物育种的核心 : 将现存的各种有利基因进行新的重组。2 稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用3 新的育种目标能否实现决定于拥有的种质资源4 种质资源是生物学理论研究的重要基础材料 瓦维洛夫的作物起源中心学说作物起源中心： 凡遗传类型有很大的多样性且较集中、 具有地区特有变种性状和近亲野生 （ 栽 培） 类型的地区（基因中心或变异多样性中心） 。作物起源中心有两个 主要特征 ：基因的多样性和显性基因频率高。 最初始的起源地称为 原生起源中心 。当作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时， 在边缘地点形成 次生起源中心。原生起源中心的特征 （标志）：有野生祖先；有原始特有类型； 有明显

14、的遗传多样性;有大量的显性基因次生起源中心的特点： 无野生祖先； 有新的特有类型； 有大量的变异； 有大量的隐 性基因瓦维洛夫提出 8个作物起源中心：（ 1）中国 东部亚洲中心：起源作物：黍、高粱、大麦、大豆（ 2）印度中心：起源作物：水稻、甘蔗2a. 印度 马来亚补充区：起源作物：香蕉（ 3）中亚细亚中心：起源作物：普通小麦（ 4）西部亚洲中心：起源作物：一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄、苜蓿等。（ 5）地中海中心：起源作物：甜菜（6）埃塞俄比亚中心：小麦、大麦的变种类型多种多样。（ 7）南美和中美中心：起源作物：玉米、甘薯。（ 8）南美中心：起源作物：马铃薯、木薯8a. 智利中心：重要的有木

15、薯、花生和凤梨等 。8b. 巴西巴拉圭中心：特有花生、可可、橡胶树。作物起源中心学说在作物育种上的意义：（1）指导特异种质资源的收集。 （2）起源中心与抗源中心一致，不育基因与恢复基因并存于起源中心。 （3）指导引种，避免毁灭性灾害。种植资源按育种按实用将价值分类：1）地方品种（农家品种） ：在局部地区内栽培的品种，多未经过现代育种技术的遗传修饰特点：有明显的缺点但具有独特的可利用的特性。2）主栽品种：指经过现代育种技术改良过的品种，包括自育或引进的品种。特点：具有较好的丰产性和较广的适应性（3）原始栽培品种： 指具有原始农业性状的类型， 大多为现代栽培作物的原始种或参与种。特点：多与杂草共生

16、，有一技之长。但不良性状遗传率高（4）野生近缘种：包括作物的近缘野生种和有价值的野生植物。特点： 具有一般栽培作物欠缺的一些重要性状。 尤其是顽强的抗逆性， 独特的品质及雄性不 育特性等（5）人工创造的种质资源： 人类通过诱变、 杂交等手段创造的各种突变体及其它育种材料。特点 ：多具有某些缺点，但具有一些明显的优良性状。 种质资源的收集与保存：1 发掘、收集、保存种质资源的紧迫性（1）实现新的育种目标必须有更丰富的种质资源。（2）为满足人类需求，必须不断的发展新作物。（ 3）不少宝贵种质资源大量流失，急待发掘保护。 （4）避免新品种遗传基础的匮乏克服遗脆弱性。2 收集种质资源的方法： 直接考察

17、收集： 指到野外实地考察收集。 征集； 交换； 转引3 收集材料的整理： 归类；编号；分类4 种质资源的保存： 种植保存、贮藏保存（原理： 迫使种子处于代谢作用的最低限度） 、离 体保存（用试管保存植物的组织和细胞的培养物；原理：植物细胞的遗传全能性） 、基因文 库技术。5 种质资源鉴定和研究的主要内容有： 特征、特性的观察与鉴定 ： 在田间条件下观察品 种资源的植物学特征和农艺性状及生育特性。性状遗传特点研究：深入研究主要经济性状的遗传变异规律、性状相关、甚至进行基因定位 、克隆等。6 种质资源的利用： 基因库（基因银行）：储备的具有形形色色基因资源的各种材料 作物的育种目标： 指在一定的自

18、然、 栽培和经济条件下， 计划选育的新品种应具备的优良特 征特性。育种的主要目标 ：高产、稳产、优质和适应机械化。制定育种目标的原则： 1、立足当前，展望未来，富有预见性。2、突出重点，分清主次，抓住主要矛盾。 3、明确具体性状， 指标落实。 4、必须面向特定的生态地区和栽培条件育种的主要目标：1、高产基本目标生物产量 : 作物整个生育期间 , 通过光合作用和生产积累有机物的总量 经济产量： 栽培目的所需要的经济价值的那部分产量。经济系数或收获指数（HI）：生物产量转化为经济产量的效率 ，即经济产量与生物产量的比值。源要足、库要大、流要畅高产育种策略：（1）矮秆育种：作用： 降低植株高度，增加

19、密度，降低茎秆比重，提高收 获指数；株高降低减少倒伏。（2）理想株型育种 ：优良的形态特征和生理特性集中在一个植株上 , 获最高光能利用率 , 并 将光合产物输送籽粒中 , 提高产量。（3）高光效育种： 是指通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高作物 产量的育种方法。经济产量=生物产量X收获指数 =净光合产物X收获指数 =（光合能力X光合面积X光合时 间-光呼吸消耗）X收获指数2、优质品质： 营养品质、加工品质、卫生品质和商品品质等3、稳产（ 1）抗病虫性 抗病育种：从抗单一病害渐向抗多种病害发展抗虫育种：以非选择性和抗生作用为目标，其中由抗生作用产生的作用在育种上最有希望。（ 2）抗旱耐