第一章作物繁殖方式和育种

1、第一章作物繁殖方式和育种第一节第一节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式作物繁殖方式作物繁殖方式有 性 繁 殖（sexual reproduction）无 性 繁 殖(asexual reproduction）自花授粉作物自花授粉作物（self-pollination）异花授粉作物异花授粉作物（cross-pollination）自交不亲和性自交不亲和性雄性不育性雄性不育性植株营养体繁殖植株营养体繁殖无融合生殖无融合生殖一、有性繁殖蓖麻雌雄同株异花蓖麻雌雄同株异花石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）3种类型：种类型：1.自花授粉作物（自花授粉作物（se

2、lf-pollination crops）以自花授粉方式繁殖后代的作物,又称自交作物。异交率04%。如水稻、小麦、大豆、花生等 (图)。第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式1.1.1 有性繁殖有性繁殖(sexual reproduction)凡由雌雄配子结合，经过受精过程，最后形成种子繁衍后代的，统称为有有性繁殖性繁殖。第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式自花授粉自花授粉 (self-pollination )：同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上 。自

3、花受精自花受精:同株(花)的雌雄配子相结合的受精过程; 花器构造特点：花器构造特点： 雌雄蕊同花、同熟, 二者长度接近或雄蕊较长； 开花时间较短,甚至闭花授粉； 花器保护严密,其他花粉不易飞入。 第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种小小 麦麦 花花 器器 结结 构构第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种水水 稻稻 花花 期期 结结 构构第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式2.异花授粉作物（异花授粉作物（cross-pollination cr

4、ops） 不同植株花朵的花粉进行传粉而繁殖后代的作物。 异交率50以上，高者95或100。花器构造特点：花器构造特点：雌雄异株(dioecious)，雌花和雄花分别生长在不同的植株上，如大麻、菠菜等；雌雄同株异花（monoecious），雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位， 如玉米、黄 瓜；第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式玉玉 米米雄雄穗穗雌雌穗穗雌雄同花，但自交不亲和，如甘薯、白菜、向日 葵等。第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种3.常异花授粉作物常异花授粉作物(often cross-pollination crops

5、) 同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代的作物(棉花、高粱、谷子、蚕豆、甘蓝型和芥菜型油菜等)。自花授粉为主要繁殖方式，自然异交率4-50(棉花1-18，高粱 0.6-50）。花器构造特点花器构造特点：雌雄同花；雌雄异长、异熟；雌蕊外露，易接受外来花粉，花朵开放时间长，花瓣鲜艳，分泌密汁等。 第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种陆地棉核雄性不育(可育花朵)陆地棉核雄性不育（不育花朵）第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式4.两种特殊的有性繁殖方式两种特殊的有性繁殖方式 (1) 自交不亲和性自交不亲和性(self-incompatibi

6、lity) 具有完全花雌、雄配子正常,自交不育。4.两种特殊的有性繁殖方式n自交不亲和性4.两种特殊的有性繁殖方式n雄性不育性第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种如如甘薯、黑麦、向日葵、甜菜、白菜、甘蓝等。(2)雄性不育性（雄性不育性（male sterility）植株雌蕊正常而花粉败育,不产生有功能的雄配子的特性。雄性不育性作物：雄性不育性作物：水稻、玉米、高粱、油菜、大麦、小麦、棉花、向日葵等。2大类：大类：一是细胞核雄性不育性(genic male sterility, GMS);二是细胞质雄性不育性(cytoplasmic sterility,CMS)。第第1节节 作物的繁

7、殖方式作物的繁殖方式第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式1.1.2 无性繁殖（无性繁殖（asexual reproduction）不经过两性细胞受精过程而繁殖后代的方式。1.营养体繁殖营养体繁殖 利用植物营养器官的再生能力，使其长成新的植物体。如如:甘薯、马铃薯、甘蔗等。 石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）营养体繁殖营养体繁殖第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式2.无融合生殖（无融合生殖（apomixes） 植物的雌雄配子未发生核融合过程而形

8、成种子以繁衍后代的方式。二倍体孢子生殖二倍体孢子生殖(2n)(2n)：大孢子母细胞有丝分裂：大孢子母细胞有丝分裂形成二倍体胚囊形成二倍体胚囊无孢子生殖无孢子生殖(2n)(2n)：胚珠体细胞发育形成二倍体胚：胚珠体细胞发育形成二倍体胚囊囊不定胚生殖（不定胚生殖（2n)2n)：胚珠或子房壁二倍体细胞：胚珠或子房壁二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时正常胚囊中的极核发经有丝分裂形成胚，同时正常胚囊中的极核发育成胚乳。育成胚乳。 孤雌生殖孤雌生殖(1n)(1n)：卵细胞不受精直接形成单倍：卵细胞不受精直接形成单倍体胚体胚 孤雄生殖孤雄生殖(1n)(1n)：进入胚囊的精核未与卵细胞：进入胚囊的精核未与卵细胞

9、融合而直接发育成单倍体融合而直接发育成单倍体胚。第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式作物天然异交率的测定作物天然异交率的测定 天然异交天然异交是指作物不同品种间的天然杂交。 1.研究作物花器构造、开花习性、传粉方式和雌、雄蕊的生长发育特点。2. 单株隔离自交，观察自交的结实性。套袋隔离条件下不能正常结实-异花授粉 ；第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第1节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式3.遗传试验方法步骤：方法步骤：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

10、交率天然异交率()(F1中具显性性状的植株数中具显性性状的植株数/F1 代总代总植株数植株数)100 第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种自交的遗传自交的遗传效应效应1.自交使杂合的基因型趋向纯合2.自交引起杂合基因后代性状分离 第第2节节 自交和异交的遗传效应自交和异交的遗传效应 一对杂合基因型个体自交各代的分离比例一对杂合基因型个体自交各代的分离比例及基因型纯合化的进程及基因型纯合化的进程第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种纯合体比例：Xn=(11/2r) 100%3.后代生活力衰退 杂合基因型作物,自交后代的生活力衰退,称为自交衰退。表现表现:生长势下降,繁殖力、

11、抗逆性减弱,产量降低等。自花、常异花授粉作物遗传特点自花、常异花授粉作物遗传特点 1.自花授粉作物 一致性;稳定性; 耐自交 第第2节节 自交和异交的遗传效应自交和异交的遗传效应 第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第2节节 自交和异交的遗传效应自交和异交的遗传效应 2.常异花授粉作物(1)自花授粉为主，天然异交率较高，遗传上由三部分组成： 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。(2)较耐自交：棉花等连续自交试验表现生活力衰退，但不明显，且主要性状的分离也不显著。第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第2节节 自交和异交的遗传效应自交和

12、异交的遗传效应 异交的遗传效应异交的遗传效应 1.异交形成杂合基因型。不同的两亲配子结合受精,因基因交换、重组，使后代具有杂合的基因型。2.增强后代的生活力。后代的生长势、生活力、抗逆性等方面增强和产量提高，称为杂种 优势 。异花授粉作物的遗传特点异花授粉作物的遗传特点1.异质性；2.分离不稳定；3.自交显著退化。 第三节第三节 作物的品种类型作物的品种类型作物品种作物品种自交系品种（pure line cultivar）杂交种品种(hybrid cultiva）异花授粉作物的自由异花授粉作物的自由授粉品种授粉品种异花授粉作物的综异花授粉作物的综合品种合品种自花授粉作物的杂自花授粉作物的杂交合

13、成群体交合成群体自花授粉作物的多自花授粉作物的多系品种系品种群体品种(population cultiva）无性系品种(clonal cultiva）第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第3节节 作物品种的类型作物品种的类型 作物品种基本要求：作物品种基本要求： 特异性，一致性，稳定性。自交（纯）系品种自交（纯）系品种(pure line cultivar) 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。具有亲本纯合基因型的后代植株数达到或超过87, 自自交系品种交系品种(小麦、水稻、玉米自交系等)。 第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第3节节

14、作物品种的类型作物品种的类型 杂交种品种（杂交种品种（hybrid cultivar） 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。遗传特点遗传特点: :个体内基因型高度杂合,个体间基因型有不同程度的异质性。育种特点：育种特点：连续自交选择获得自交系。自交系间杂交配制强优势组合。利用雄性不育等特性制种。群体品种（群体品种（population cultivar）第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第3节节 作物品种的类型作物品种的类型 4. 自花授粉作物的多系品种自花授粉作物的多系品种(multi-line cultivars）若干近等基因系(near-is

15、ogenic line)种子混合繁殖而成。例例: :多系品种 A、B 和 C 3个近等基因系各抗 R1、R2 和 R3 三个生理小种，其他农艺性状同质。多系品种 1/2A+1/4B+1/4C 抗三个生理小种，农艺性状一致。育种特点：育种特点： 根据育种目标，选择若干个有遗传差异的自交系为原始亲本，提供广泛的遗传基础； 对后代群体一般不选择，保存群体，多代自由授粉下逐步打破连续，积累有利的基因改良群体。 第第1章章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种第第3节节 作物品种的类型作物品种的类型 无性系品种（无性系品种（clonal cultivar） 由一个无性系或几个遗传上近似的无性系经过营养器