第五章 选择育种

1、第五章第五章 选择育种选择育种 选择是育种的理想，也是实选择是育种的理想，也是实现理想的每一具体步骤。现理想的每一具体步骤。布尔班克布尔班克1学习要求学习要求掌握：掌握： 选择育种的基本原理和应满足的条件；选择育种的基本原理和应满足的条件； 选择育种的一般程序；选择育种的一般程序； 芽变及芽变的特点。芽变及芽变的特点。熟悉：熟悉： 选择的方法。选择的方法。了解：了解： 选择性状的遗传力与遗传增益。选择性状的遗传力与遗传增益。2 育种中育种中选择选择一词的含义是指从自然一词的含义是指从自然变异群体中变异群体中选优汰劣选优汰劣。它不仅仅是选择。它不仅仅是选择育种途径的中心环节，而且是所有育种育种途

2、径的中心环节，而且是所有育种途径和良种繁育中不可缺少的手段。途径和良种繁育中不可缺少的手段。 3一、选择育种的意义（一）概念：（一）概念： 利用现有种类、品种的自然变异利用现有种类、品种的自然变异群体，通过选择、提纯以及比较鉴定等群体，通过选择、提纯以及比较鉴定等手段育成新品种的途径叫做手段育成新品种的途径叫做选择育种选择育种( selection breeding )( selection breeding )，简称，简称选种选种。4（二）选择的意义（二）选择的意义选择的进化意义选择的进化意义生物进化的三要素生物进化的三要素- -达尔文的进化论达尔文的进化论v遗传：进化的基础遗传：进化的基础

3、 v变异：进化的主要动力变异：进化的主要动力v选择：决定进化的方向选择：决定进化的方向自然选择（遗传、变异和选择自然选择（遗传、变异和选择) )人工选择人工选择 ( (定向选择与定向变异定向选择与定向变异) ) 分为分为无意识选择无意识选择和和有意识选择有意识选择 5（二）选择的意义（二）选择的意义2. 选择在育种工作中的作用选择在育种工作中的作用独立的育种手段独立的育种手段育种工作的中心环节育种工作的中心环节选择具有选择具有创造性作用创造性作用6（二）选择的意义（二）选择的意义3. 3. 选择的创造性作用选择的创造性作用: :选择不能创造变异选择不能创造变异1) 1) 从育种效果上看从育种效

4、果上看: : 增大变异；增大变异； 筛选性状组合；筛选性状组合； 影响进一步的育种成果。影响进一步的育种成果。n生物具有连续变异的特性生物具有连续变异的特性n选优汰劣可排除劣株对优株的干扰，加选优汰劣可排除劣株对优株的干扰，加速有利变异的巩固和纯合化速有利变异的巩固和纯合化 7（二）选择的意义（二）选择的意义3.3.选择的创造性作用选择的创造性作用: : 2) 2) 从遗传机制上看从遗传机制上看: : 改变基因频率和基因型频率；改变基因频率和基因型频率； 使基因型的分离和重组发生改变；使基因型的分离和重组发生改变； 淘汰群体中存在的不利基因；淘汰群体中存在的不利基因； 使生物体产生新的基因平衡

5、。使生物体产生新的基因平衡。8二、选择育种的基本要素二、选择育种的基本要素（重点）（重点）供选择的群体内供选择的群体内有可遗传的变异有可遗传的变异；供选择的群体足够大供选择的群体足够大；选择要选择要在相对一致的条件下进行在相对一致的条件下进行；选择的单位是个体；选择的单位是个体；选择要根据综合性状有重点地进行。选择要根据综合性状有重点地进行。n变异是选择的基础变异是选择的基础9三、选择育种的遗传学原理遗传平衡定律（遗传平衡定律（HardyWeinberg HardyWeinberg equilibriumequilibrium） 在一个随机交配而又无限大的群体内，在一个随机交配而又无限大的群体

6、内，假定没有突变，没有任何形式的选择作假定没有突变，没有任何形式的选择作用，也无其它基因的掺入，那么，群体用，也无其它基因的掺入，那么，群体中中基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率在世代之间将在世代之间将保持不变。保持不变。 10基因平衡定律在一个随机交配群体中，如果没有基因在一个随机交配群体中，如果没有基因转移，漂移和定向选择，则该群体的基转移，漂移和定向选择，则该群体的基因频率和基因型频率遵循如下规律：因频率和基因型频率遵循如下规律： A- p A- p ， a q, a q, AA Aa aa= p AA Aa aa= p 2 2 + 2 pq + q + 2 pq + q2 2 ，

7、 亲本基因亲本基因后代基因型后代基因型AaAAAaaa频率频率pqp 22 pqq21112选择的效果选择的效果13变异的广泛性14植物性状的变异类型基因重组（异花授粉植物中外来基因渗入现象）染色体畸变和基因突变（自然变异和人工诱发突变）环境饰变15选择的遗传本质选择就是造成有差别的生殖率和成选择就是造成有差别的生殖率和成活率，使某些基因型的个体在群体活率，使某些基因型的个体在群体内逐渐占优势，造成群体内内逐渐占优势，造成群体内基因频基因频率率和和基因型频率基因型频率的定向改变。的定向改变。16aaaaAaAaAAAAAAAaAAaa1、选择对隐性基因的作用 在一个随机交配的大群体中，隐性有害

8、基因在一个随机交配的大群体中，隐性有害基因只有多代连续选择才能从群体中逐渐消除。只有多代连续选择才能从群体中逐渐消除。172、选择对显性基因的作用 选择对显性等位基因更为有效，因为具有显性选择对显性等位基因更为有效，因为具有显性基因的个体都可受到选择的作用。基因的个体都可受到选择的作用。在发生隐性突变的情况下，及时选择不利于隐在发生隐性突变的情况下，及时选择不利于隐性个体存活，却不可能把隐性基因从群体中彻性个体存活，却不可能把隐性基因从群体中彻底消除。底消除。aaaaAaAaAAAAAAAaAAaa18六、选择标准的制订基本原则基本原则根据育种目标的主次制订选择标准；根据育种目标的主次制订选择

9、标准；要分清主次，抓住主要矛盾，根据性状要分清主次，抓住主要矛盾，根据性状的相对重要性制定各自取舍标准。的相对重要性制定各自取舍标准。目标性状的标准明确具体；目标性状的标准明确具体；如月季、碧桃的每朵花的瓣数分别应在如月季、碧桃的每朵花的瓣数分别应在5050瓣和瓣和3030瓣以上。瓣以上。各个性状的当选标准适当。各个性状的当选标准适当。19七、选择的主要方法实生选择育种（实生选种）实生选择育种（实生选种）：是指在对：是指在对实生群体产生的自然变异进行选择，从实生群体产生的自然变异进行选择，从而改进群体的遗传组成或将优异单株经而改进群体的遗传组成或将优异单株经无性繁殖建立营养系品种的方法。无性繁

10、殖建立营养系品种的方法。 无性系选择育种（无性系选择育种（clonal selectionclonal selection）无性系选种无性系选种：从普遍的种群中或从天然：从普遍的种群中或从天然杂交、人工杂交的原始群体中挑选优良杂交、人工杂交的原始群体中挑选优良单株，用无性繁殖方式繁殖，然后加以单株，用无性繁殖方式繁殖，然后加以选择的方式。选择的方式。20（一）实生苗选择方法（一）实生苗选择方法1.1. 混合选择法：混合选择法： 按照某些观赏特性和经济性状，按照某些观赏特性和经济性状，从一个原始的混杂群体或品种，选出彼从一个原始的混杂群体或品种，选出彼此类似的此类似的优良植株优良植株，然后把它们

11、的，然后把它们的种子种子或或其他繁殖材料其他繁殖材料( (如鳞茎、插条等如鳞茎、插条等) )混合混合起来种在同一块地里，次年再与起来种在同一块地里，次年再与标准品标准品种种进行鉴定比较。进行鉴定比较。21一次混合选择法一次混合选择法 ：对原始群体的混合选择只进行一对原始群体的混合选择只进行一次，当选择有效时就繁殖推广次，当选择有效时就繁殖推广 。22对照品种对照品种混合选择播种田混合选择播种田原始群体原始群体一次混合选择法一次混合选择法 原始群体原始群体 选择优良单株选择优良单株 混合采种混合采种原始群体原始群体 混选区混选区 标准区标准区 23多次混合选择法多次混合选择法 对原始群体进行不断

12、地混合选择对原始群体进行不断地混合选择之后，再用于繁殖推广之后，再用于繁殖推广 。24多次混合选择法多次混合选择法25混合选择的优点混合选择的优点简便易行；简便易行；获得材料较多；获得材料较多；保持较丰富的遗传多样性保持较丰富的遗传多样性混合选择的缺点混合选择的缺点无法鉴别单株基因型；无法鉴别单株基因型；1)1)对劣变基因淘汰速度较慢。对劣变基因淘汰速度较慢。262.2. 单株选择法单株选择法 把从原始群体中选出的优良单株的种把从原始群体中选出的优良单株的种子或种植材料子或种植材料分别收获分别收获，分别保存分别保存，分别分别繁殖，繁殖，根据各株系的表现进行鉴定的选择根据各株系的表现进行鉴定的选

13、择方法。方法。 在整个育种过程中如只进行一次以单在整个育种过程中如只进行一次以单株为对象的选择而以后就以各家系为取舍株为对象的选择而以后就以各家系为取舍单位的称单位的称一次单株选择法一次单株选择法。 如先进行连续多次的以单株为对象的如先进行连续多次的以单株为对象的选择，然后再以各家系为取舍单位的，就选择，然后再以各家系为取舍单位的，就称为称为多次单株选择法多次单株选择法。27 对对照照品品种种一次单株选择法一次单株选择法28单株选择法的优点单株选择法的优点能选出可遗传变异；能选出可遗传变异；2）有效淘汰劣变）有效淘汰劣变基因。基因。单株选择法的缺点单株选择法的缺点占用较多的土地；占用较多的土地

14、；2）需要较长的时间。）需要较长的时间。一次混合选择法：自花授粉植物、营养繁一次混合选择法：自花授粉植物、营养繁殖植物殖植物多次混合选择或多次单株选择：异花授粉多次混合选择或多次单株选择：异花授粉植物植物2930重瓣波斯菊的单株选择重瓣波斯菊的单株选择31花瓣条纹的选择花瓣条纹的选择323.3.评分比较选择法评分比较选择法 根据各性状的相对重要性分别给予一根据各性状的相对重要性分别给予一定的比分，总分定的比分，总分100100分。分。各评委根据植株各性状的表现进行评各评委根据植株各性状的表现进行评分，把各性状测定的分数相加即得该分，把各性状测定的分数相加即得该植株的总分，然后汇总评委的评分，植

15、株的总分，然后汇总评委的评分，求其平均分，根据平均分的高低，择求其平均分，根据平均分的高低，择优选拔。优选拔。 33岩菊及露地早菊百分制记分评选表岩菊及露地早菊百分制记分评选表 品系品系编号编号及来及来源源菊体（菊体（40分）分）花朵（花朵（40分）分）花期（花期（20分）分）综合综合加分加分减分减分及其及其它它抗性抗性株株姿姿长长势势茎茎叶叶繁密繁密度度花花色色花花容容早晚早晚长长短短20分分 10分分 5分分 5分分 15分分 15分分10分分10分分10分分评选时间：评选时间：评选人评选人：工作单位：工作单位：34评分比较选择法的优缺点评分比较选择法的优缺点优点优点 以主要性状为主，兼顾

16、其它性状以主要性状为主，兼顾其它性状 可消除个人偏见，评选结果较可靠可消除个人偏见，评选结果较可靠缺点缺点 计算比较麻烦计算比较麻烦 354. 相关性状选择相关性状选择 某些性状具有相关性，对于现阶段某些性状具有相关性，对于现阶段不能选择的性状可以通过相关性状提前不能选择的性状可以通过相关性状提前选择，从而缩短育种年限。选择，从而缩短育种年限。 这一选择方法是基于基因的多效性这一选择方法是基于基因的多效性和基因间的连锁关系。和基因间的连锁关系。如根据子叶的颜色确定花色，依蜡质层如根据子叶的颜色确定花色，依蜡质层的有无、气孔的大小等判断抗旱性。的有无、气孔的大小等判断抗旱性。36相关选择的理论基

17、础相关选择的理论基础- -遗传学基础遗传学基础基因的连锁关系：基因的连锁关系：如菊花种子赭色如菊花种子赭色- -花颜色花颜色大多浅色；种子黑色大多浅色；种子黑色- -花大多呈紫、黄色。花大多呈紫、黄色。基因的系统效应：基因的系统效应：基因控制某一器官某一性基因控制某一器官某一性状，同时也控制另一器官的同名性状。状，同时也控制另一器官的同名性状。 如花瓣中含类胡萝卜素，根和叶中也含有如花瓣中含类胡萝卜素，根和叶中也含有 基因的多效性：基因的多效性：一个位点的基因，能影响到一个位点的基因，能影响到几种性状而表现出相关。几种性状而表现出相关。37相关选择的理论基础相关选择的理论基础- -生理学依据生

18、理学依据形态特征形态特征 叶片和芽的大小、形状等叶片和芽的大小、形状等组织结构组织结构 叶的气孔、表皮组织、栅栏组织以及导管叶的气孔、表皮组织、栅栏组织以及导管、筛管等的数量和结构、筛管等的数量和结构生理生化特性生理生化特性 干物质含量、细胞液浓度、渗透压、呼吸干物质含量、细胞液浓度、渗透压、呼吸率、糖、酸等化学物质的含量率、糖、酸等化学物质的含量 38（二）芽变选种（二）芽变选种芽变的概念芽变的概念 芽变芽变是是体细胞突变体细胞突变的一种，即突变发生的一种，即突变发生在芽分生组织细胞中，当芽萌发长成枝条，在芽分生组织细胞中，当芽萌发长成枝条，并在性状上表现出与原来植株类型不同的性并在性状上表

19、现出与原来植株类型不同的性状即为芽变。状即为芽变。 突变的芽长成枝条经繁育可以成为单株突变的芽长成枝条经繁育可以成为单株变异。变异。芽变选种：芽变选种：是指对芽变产生的变异进行选择，是指对芽变产生的变异进行选择，并将优良的变异进行分离、培养，从而育成并将优良的变异进行分离、培养，从而育成新品种的选择育种法。新品种的选择育种法。 39芽变的细胞学基础芽变的细胞学基础40例子月季品种月季品种良辰良辰来自来自刺美刺美的芽变，的芽变， 红妃醉酒红妃醉酒是是贵妃醉酒贵妃醉酒的浓红型芽变。的浓红型芽变。据统计，来自于芽变的月季新品种约有据统计，来自于芽变的月季新品种约有300300个。个。 金边黄杨、银边

20、黄杨等都是来源于芽变。金边黄杨、银边黄杨等都是来源于芽变。 41飞黄飞黄玉兰玉兰 Magnolia denudata Fei Huang 在白玉兰中选育芽变枝，经在白玉兰中选育芽变枝，经1-6代的无性繁殖，稳定性良好，繁殖用山代的无性繁殖，稳定性良好，繁殖用山玉兰为砧木进行嫁接。特异性在于：花玉兰为砧木进行嫁接。特异性在于：花色是黄色和金黄色，性能稳定而且生长色是黄色和金黄色，性能稳定而且生长迅速。适应性强，宜街道做行道树，喜迅速。适应性强，宜街道做行道树，喜光照性强。光照性强。42飞黄飞黄玉兰玉兰43芽变的特点芽变的特点（重点）（重点） 多样性；多样性；（形态特征、生物学特性）（形态特征、生

21、物学特性） 重演性；重演性； 稳定性；稳定性； 局限性；（少数性状发生变异）局限性；（少数性状发生变异）平行性。平行性。（亲缘关系相近的物种之间（亲缘关系相近的物种之间经常发生形状相似的突变）经常发生形状相似的突变）44形态特征的变异形态特征的变异形态特征形态特征的变异的变异植株形植株形态态 色素色素果实形果实形态态叶片叶片形态形态叶绿叶绿素素花花色色素素 蔓蔓性性 扭扭枝枝 垂垂枝枝 短枝短枝 刺刺 45生物学特性的变异生物学特性的变异 生物学特生物学特性的变异性的变异 能能育育性性 开开花花期期 抗抗逆逆性性 462 2）芽变的重演性）芽变的重演性 同一品种相同类型的芽变可以在不同时同一品

22、种相同类型的芽变可以在不同时期、不同地点、不同单株上重复发生。期、不同地点、不同单株上重复发生。其实质是基因突变的重演性其实质是基因突变的重演性。 金心吊兰金心吊兰银边黄杨银边黄杨 金边黄杨金边黄杨 金边连翘金边连翘473 3）芽变的稳定性）芽变的稳定性 有些芽变很稳定有些芽变很稳定 有些只能在无性繁殖下保持稳定性有些只能在无性繁殖下保持稳定性实质：实质： 基因突变的可逆性；基因突变的可逆性；芽变的嵌合性芽变的嵌合性 48芽变选种在品种改良中的意义芽变选种在品种改良中的意义芽变是观赏植物品种变异的重要来芽变是观赏植物品种变异的重要来源；源；芽变选种有效保留了体细胞内产生芽变选种有效保留了体细胞

23、内产生的可遗传变异。的可遗传变异。49芽变选种的方法芽变选种的方法 1 1）选种目标）选种目标 2 2）选种时期）选种时期 3 3）对变异的分析和及时分离）对变异的分析和及时分离501 1）芽变选种的目标）芽变选种的目标 芽变育种通常是以原有优良品种为对象，芽变育种通常是以原有优良品种为对象，在保持原品种优良性状的基础上，通过在保持原品种优良性状的基础上，通过选择而使其选择而使其个别缺点得到改善个别缺点得到改善，所以育，所以育种目标针对性较强。种目标针对性较强。 为提高芽变育种的效率，除在整个为提高芽变育种的效率，除在整个生长发生长发育期进行细微观察选择育期进行细微观察选择外，应根据育种目标外

24、，应根据育种目标着重抓住着重抓住目标性状最易发现的时期目标性状最易发现的时期。2 2）芽变选种的时期）芽变选种的时期 51例子例子观花植物的芽变：应着重在观花植物的芽变：应着重在开花期开花期；果实性状变异：主要在果实性状变异：主要在果实采收期果实采收期进行，进行，而选择早熟芽变则应在而选择早熟芽变则应在采收前采收前2 2周周开始；开始；抗性芽变：应着重抓住抗性芽变：应着重抓住灾害发生之后灾害发生之后的时的时期。期。523 3）对变异的分析）对变异的分析 首先要区别它是首先要区别它是芽变芽变还是还是饰变饰变细胞学和化学鉴定：细胞学和化学鉴定：又称直接鉴定法，即又称直接鉴定法，即直接检查遗传物质，包括细胞中染色体的数直接检查遗传物质，包括细胞中染色体的数目、组型以及目、组型以及DNADNA的化学测定。的化学测定。 间接鉴定法：间接鉴定法：即移植鉴定法，即将变异类即移植鉴定法，即将变异类型通过嫁接或扦插与对照移植在相同的环境型通过嫁接或扦插与对照移植在相同的环境条件下，进行比较鉴定，以排除环境因素的条件下，进行比较鉴定，以排除环境因素的影响，使突变的本质显示出来。影响，使突变的本质显示出来。 53（2 2）分析的依据）分析的依据 变异性状的性质：变异性状的性质：如为质量性状的改变即可如为质量性状的改变即可断定是芽变。