作物繁殖方式和品种类型

1、作物繁殖方式和品种类型2022-3-6共34页2第一节第一节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式有性繁殖（有性繁殖（sexual reproduction） 自花授粉（自花授粉（self-pollination） 异花授粉（异花授粉（cross-pollination） 常异花授粉（常异花授粉（often cross-pollination） 无性繁殖（无性繁殖（asexual reproduction） 营养体繁殖（营养体繁殖（vegetative propagation） 无融合生殖（无融合生殖（apomixes）2022-3-6共34页3一、有性繁殖（一、有性繁殖（sexual reprodu

2、ctionsexual reproduction）（一）花器官构造和开花习性对授粉方式的影响（一）花器官构造和开花习性对授粉方式的影响2022-3-6共34页4花器官构造对授粉方式的影响花器官构造对授粉方式的影响v两性花：又称完全花。雌雄同两性花：又称完全花。雌雄同花，利于自花授粉。（稻、麦）花，利于自花授粉。（稻、麦）v单性花：又称不完全花。有雌单性花：又称不完全花。有雌花与雄花之分，利于异花授粉花与雄花之分，利于异花授粉 雌雄同株异花（雌雄同株异花（monoecious）：如：如玉米玉米、蓖麻、瓜类等、蓖麻、瓜类等 雌雄异株（雌雄异株（dioecious）：如大麻、菠）：如大麻、菠菜、银杏

3、等菜、银杏等2022-3-6共34页5异花授粉异花授粉蓖麻蓖麻雌雄同株异花雌雄同株异花雄花雄花雌花雌花2022-3-6共34页6异花授粉异花授粉石刁柏（芦笋）石刁柏（芦笋）雌雄异株雄株（黄花）和雌株（红果）雌雄异株雄株（黄花）和雌株（红果）2022-3-6共34页7利于异花授粉的其他花器官构造利于异花授粉的其他花器官构造v具有完全花，但雌雄蕊异长（具有完全花，但雌雄蕊异长（heterogony）。）。（棉花：雌蕊（棉花：雌蕊雄蕊）雄蕊）v有蜜腺和香气，诱使昆虫传粉有蜜腺和香气，诱使昆虫传粉v花粉粒轻、小，寿命长，可借风力传播花粉粒轻、小，寿命长，可借风力传播v雄性不育（雄性不育（male-st

4、erility, MS）2022-3-6共34页8特殊的有性繁殖方式特殊的有性繁殖方式 雄性不育雄性不育v雄性不育（雄性不育（male sterility, MSmale sterility, MS）：）：雌蕊正常雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子。而花粉败育，不能产生有功能的雄配子。雄性不育在植物中广泛存在雄性不育在植物中广泛存在2022-3-6共34页9开花授粉习性对授粉方式的影响开花授粉习性对授粉方式的影响l闭花受精（闭花受精（cleistogamy）：典型自花授粉）：典型自花授粉(如如大麦，豌豆，花生）大麦，豌豆，花生）l雌雄蕊异熟（雌雄蕊异熟（dichogamy）：利于异花授

5、粉）：利于异花授粉（如油菜，玉米）（如油菜，玉米）l其它：散粉时间（棉花花冠张开后散粉）；开其它：散粉时间（棉花花冠张开后散粉）；开花时间长短等花时间长短等l自交不亲和（自交不亲和（self-incompatibility, SI）2022-3-6共34页10特殊的有性繁殖方式特殊的有性繁殖方式 自交不亲和自交不亲和v自交不亲和（自交不亲和（self-incompatibility, SIself-incompatibility, SI）：）：具具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的自交不育性花授粉结实能力的自交不育性（甘薯、黑麦、白

6、菜型油菜、向日葵、甜菜、（甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜、甘蓝等）白菜、甘蓝等）2022-3-6共34页11黑麦：黑麦：自交不亲和，异自交不亲和，异花授粉花授粉2022-3-6共34页12向日葵：自交不亲和，异花授粉向日葵：自交不亲和，异花授粉2022-3-6共34页13（二）作物天然异交率的测定（二）作物天然异交率的测定l自花授粉：天然异交率自花授粉：天然异交率4%l异花授粉：异花授粉： 50%天然异交率天然异交率100%l常异花授粉：常异花授粉： 5%天然异交率天然异交率50%天然异交率天然异交率=F1中显性性状个体数中显性性状个体数F1总个体数总个体数100%(2)2022-

7、3-6共34页14（三）有性繁殖植物的主要授粉方式（三）有性繁殖植物的主要授粉方式自花授粉：同一朵（株）花的花粉传到同一朵（株）花的雌蕊柱自花授粉：同一朵（株）花的花粉传到同一朵（株）花的雌蕊柱头上头上（水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、花生、芝麻、绿豆、马铃（水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、花生、芝麻、绿豆、马铃薯、亚麻、烟草等）薯、亚麻、烟草等）小小麦麦大大豆豆马马铃铃薯薯烟烟草草2022-3-6共34页15自花授粉自花授粉水稻2022-3-6共34页16有性繁殖的主要授粉方式有性繁殖的主要授粉方式异花授粉异花授粉异花授粉：雌蕊柱头接受异株或异花的花粉而授粉异花授粉：雌蕊柱头接受异株

8、或异花的花粉而授粉（玉米、（玉米、黑麦、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、木薯、紫黑麦、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、木薯、紫花苜蓿、三叶草、草木樨、啤酒花等）花苜蓿、三叶草、草木樨、啤酒花等）啤啤酒酒花花玉玉米米大大麻麻白白菜菜型型油油菜菜2022-3-6共34页17有性繁殖的主要授粉方式有性繁殖的主要授粉方式常异花授粉常异花授粉常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式，常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式，自花授粉为主自花授粉为主（棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、粟等）（棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、粟等）高高粱粱棉

9、棉花花粟粟2022-3-6共34页18二、无性繁殖（二、无性繁殖（asexual reproductionasexual reproduction）l营养体繁殖（营养体繁殖（vegetative propagation）：利用）：利用植株营养体部分的再生能力，采取分根、扦植株营养体部分的再生能力，采取分根、扦插、压条、嫁接等方法繁殖后代的方式插、压条、嫁接等方法繁殖后代的方式l无融合生殖（无融合生殖（apomixes）：植物的雌雄性细）：植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞不胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接经过正常受精和两性配子的融合过

10、程而直接形成种子以繁衍后代的方式形成种子以繁衍后代的方式2022-3-6共34页19无融合生殖（无融合生殖（apomixesapomixes）类型）类型无孢子生殖（无孢子生殖（apospory）：）：大孢子母细胞或幼胚败育，而由胚珠体细胞进大孢子母细胞或幼胚败育，而由胚珠体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体胚囊，最后形成种子行有丝分裂直接形成二倍体胚囊，最后形成种子二倍体孢子生殖（二倍体孢子生殖（diplospory）：）：大孢子母细胞不经过减数分裂而进行大孢子母细胞不经过减数分裂而进行有丝分裂直接产生二倍体胚囊，最后形成种子有丝分裂直接产生二倍体胚囊，最后形成种子不定胚生殖（不定胚生殖（adve

11、ntitious embryony）：）：由胚珠或子房壁的二倍体由胚珠或子房壁的二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时由正常胚囊中的极核发育成胚乳而形成种细胞经有丝分裂形成胚，同时由正常胚囊中的极核发育成胚乳而形成种子（柑橘）子（柑橘）孤雌生殖（孤雌生殖（parthenogenesis）：）：胚囊中的卵细胞未和精核结合，直接形胚囊中的卵细胞未和精核结合，直接形成单倍体的胚。特殊情况下，胚囊中的助细胞和反足细胞也能发育为单倍成单倍体的胚。特殊情况下，胚囊中的助细胞和反足细胞也能发育为单倍体或二倍体的胚体或二倍体的胚孤雄生殖（孤雄生殖（androgenesis）：）：进入胚囊中的精核未与卵细胞融合，直接

12、进入胚囊中的精核未与卵细胞融合，直接形成单倍体的胚。（油菜中的小孢子培养技术）形成单倍体的胚。（油菜中的小孢子培养技术）2022-3-6共34页20第二节第二节 自交和异交的遗传效应自交和异交的遗传效应一、自交的遗传效应一、自交的遗传效应 自交使纯合基因型保持不变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使杂合基因型的后代发生性状分离3.自交引起后代生活力衰退自交引起后代生活力衰退(一一)自交的遗传效应自交的遗传效应2022-3-6共34页21自交各代纯合体比率计算公式自交各代纯合体比率计算公式l一对杂合基因型ln对杂合基因Xn为自交后代纯合体比例为自交后代纯合体比例r为

13、自交代数为自交代数Xn=(1-12r)100%100%Xn=(1-12r)n100%100%一对杂合基因型个体自交各代分离比例及基因型纯合化的进程一对杂合基因型个体自交各代分离比例及基因型纯合化的进程2022-3-6共34页22( (二二) )自花授粉作物和常异花授粉作物自花授粉作物和常异花授粉作物 基因型基因型l自花授粉作物基因型纯合，与表现型一致自花授粉作物基因型纯合，与表现型一致; 也有极少数自然突变，产生杂合基因型也有极少数自然突变，产生杂合基因型l常异花授粉作物基因型至少包括常异花授粉作物基因型至少包括3种类型：种类型： 1）品种基本群体的纯合同质基因型）品种基本群体的纯合同质基因型

14、 2）杂合基因型）杂合基因型 3）非基本群体的纯合基因型）非基本群体的纯合基因型2022-3-6共34页23二、异交的遗传效应二、异交的遗传效应 异交形成杂合基因型异交形成杂合基因型 异交增强后代的生活力（杂种优势）异交增强后代的生活力（杂种优势）（一）异交的遗传效应（一）异交的遗传效应2022-3-6共34页24（二）异花授粉作物的基因型（二）异花授粉作物的基因型l群体基因型高度杂合群体基因型高度杂合l个体间基因型异质个体间基因型异质l在一个封闭体系中，群体内基因和在一个封闭体系中，群体内基因和基因型频率保持遗传平衡状态基因型频率保持遗传平衡状态2022-3-6共34页25第三节第三节 作物

15、的品种类型作物的品种类型 及其特点及其特点2022-3-6共34页26一、作物品种的类型一、作物品种的类型l自交系品种（自交系品种（pure line cultivar）l杂交种品种（杂交种品种（hybrid cultivar）l群体品种（群体品种（population cultivar）l无性系品种（无性系品种（clonal cultivar）2022-3-6共34页27（一）自交系品种（一）自交系品种（pure line cultivar）o又称纯系品种：是对突变或杂合基因又称纯系品种：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型经过连续多代的自交加选择而得到的同质纯合群体。的同质

16、纯合群体。o包括自花授粉作物和常异花授粉作物包括自花授粉作物和常异花授粉作物的纯系品种和异花授粉作物的自交系的纯系品种和异花授粉作物的自交系2022-3-6共34页28自交系品种的育种特点自交系品种的育种特点l自花授粉加单株选择的育种方法自花授粉加单株选择的育种方法l拓宽遗传变异范围，在大群体中进行拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择（多中选优、优中选优）单株选择（多中选优、优中选优）2022-3-6共34页29（二）杂交种品种（二）杂交种品种（hybrid cultivar）在严格选择亲本和控制授粉的条件下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生产的各类杂交组合F1植株群体植

17、株群体既高度杂合（既高度杂合（ F1基因型），又具有基因型），又具有同质性（同质性（ F1群体内）群体内）杂种优势强，但不能稳定遗传。在杂种优势强，但不能稳定遗传。在生产上仅棉花利用生产上仅棉花利用F2群体群体2022-3-6共34页30杂交种品种的育种特点杂交种品种的育种特点l包括自交系育种和杂交组合育种两个包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，自交系间的配合力测定是育种程序，自交系间的配合力测定是贯穿两个育种程序的关键贯穿两个育种程序的关键l对影响亲本繁殖和制种产量的性状必对影响亲本繁殖和制种产量的性状必须加强选择须加强选择l需建立相应的种子生产和供销体系需建立相应的种子生产和供销体系

18、2022-3-6共34页31群体品种的育种特点群体品种的育种特点l使群体品种具有广泛的遗传基础和基因使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性（组成群体品种的原始亲本型的多样性（组成群体品种的原始亲本间要有明显的遗传差异，但生育期等性间要有明显的遗传差异，但生育期等性状差别不能太大）状差别不能太大）l使群体品种能够保持广泛的遗传基础和使群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性（对后代不加选择，以基因型的多样性（对后代不加选择，以随机样本保存群体，要防止外来基因的随机样本保存群体，要防止外来基因的渗入）渗入）2022-3-6共34页32（四）无性系品种（四）无性系品种（clonal cultivarclonal cultivar）l由