作物育种学总论第2章第二章种质资源课件

第二章种质资源本章重难点作物起源中心学说主要内容及其价值不同来源种质资源的特点及利用价值种质资源的保存方法第一节种质资源在育种上的重要性第二节作物起源中心学说及其发展第三节种质资源的研究与利用11/22/20221共69页第二章种质资源本章重难点第一节种质资源在育种上的重基本概念种质（germplasm）：决定生物遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质的总称携带种质的载体：个体，或具有遗传全能性的器官、组织、细胞，甚至是染色体或基因种质库：又称基因库（GenePool或GeneBank）,是指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它由许多个体的不同基因所组成种质的含义11/22/20222共69页基本概念种质（germplasm）：决定生物遗传性状，并将遗种质资源的含义

育种的原始材料、品种资源（中国20世纪60年代）

种质资源（GermplasmResources）遗传资源(GeneticResources)基因资源(GeneResources)种质资源：具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型内涵相同11/22/20223共69页种质资源的含义育种的原始材料、品种资源（中国20世纪60种质资源的概念是不断发展的基因DNA片断染色体细胞无性繁殖器官、组织生物体11/22/20224共69页种质资源的概念是不断发展的基因DNA片断染色体细胞无性繁殖器第一节种质资源在育种上的重要性11/22/20225共69页第一节种质资源在育种上的重要性11/21/20225共691、人类赖以生存和发展的根本为人类提供食品、药品、能源、工业原料维持生态平衡、稳定环境以及保持人类的持续发展为其它物种生存提供能量基础“人类的命运将取决于人类理解和发掘植物种质资源的能力”(J.R.Harlan，1970)

11/22/20226共69页1、人类赖以生存和发展的根本为人类提供食品、药品、能源、工业2、作物育种的物质基础

作物育种史上的几次重大突破，都与新资源的发现和利用有着密切联系

1、矮源基因与“绿色革命”；2、雄性不育基因与杂种优势利用。11/22/20227共69页2、作物育种的物质基础作物育种史上的几次重大突破，都与3、生物技术发展的基本材料基因工程；标记辅助选择；染色体工程；细胞工程；组织培养。11/22/20228共69页3、生物技术发展的基本材料基因工程；11/21/20228共4、作物起源、演化、分类、生态、生理等项研究的物质依据提出作物的起源中心学说的基础水稻起源11/22/20229共69页4、作物起源、演化、分类、生态、生理等项研究的物质依据提出作第二节作物起源中心学说及其发展作物起源中心学说(theoryoforigincenterofcultivatedplants)

瓦维洛夫的作物起源中心学说齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说的补充Harlan的有关作物起源的观点11/22/202210共69页第二节作物起源中心学说及其发展作物起源中心学说(theo作物起源中心：遗传类型极为多样、分布比较集中，具有地区特有变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。一、瓦维洛夫的作物起源中心学说瓦维洛夫作物起源中心的定义11/22/202211共69页作物起源中心：遗传类型极为多样、分布比较集中，具有地区特有变两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率较高。将起源中心分为初生中心和次生中心“遗传变异性的同源系列规律”（同源平行变异率）将作物分为原生作物与次生作物

（一）作物起源中心学说主要内容11/22/202212共69页两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率较高。（一）作物起源初生中心和次生中心初生中心：作物最初始的起源地，4个特点A、野生祖先；B、有原始的特异类型；C、明显的遗传多样性；D、大量的显性基因次生中心：初生中心扩散及环境作用而形成A、无野生祖先；B、有新的特异类型；C、有大量的变异；D、大量的隐性基因11/22/202213共69页初生中心和次生中心初生中心：作物最初始的起源地，4个特点次生遗传变异性的同源系列规律在一定的生态环境中，一年生草本作物间在遗传性状上存在一种平行相似的现象，如地中海地区的禾本科植物往往表现出植株繁茂、穗大粒多、粒色浅、高产抗病；而我国的禾本科植物往往表现为生育期短、穗粒小、后期灌浆快、多为无芒。11/22/202214共69页遗传变异性的同源系列规律在一定的生态环境中，一年生草本作物间原生作物和次生作物原生作物：人类有目的的驯化的作物，如小麦、大麦、玉米、棉花等次生作物：最初是与原生作物伴生的杂草，当其被传播到不适于原生作物而对杂草生长有利的环境时，被人类分离而成为栽培的主体，如燕麦和黑麦11/22/202215共69页原生作物和次生作物原生作物：人类有目的的驯化的作物，如小麦、（二）八个起源中心1432567811/22/202216共69页（二）八个起源中心1432567811/21/202216共1.中国—东亚中心即中国中心。包括中国中部、西部山区及毗邻的低地。代表性作物为水稻、裸粒无芒大麦、元棱大麦、荞麦、燕麦、粟、黍、大豆、小豆、绿豆、红豆、白菜、葱、莴笋、茼蒿、芍药、牡丹、菊花、杏、银杏、茶等11/22/202217共69页1.中国—东亚中心即中国中心。包括中国中部、西部山区及毗2.

印度中心不含印度西北部旁这普等省而包括缅甸。代表性作物为水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻、胡椒、茄子、丝瓜、柑橘、香蕉、虎尾兰等由印度支那、马来半岛、爪哇、加里曼丹、苏门答腊和菲律宾群岛组成。代表性作物为香蕉、柚、槟榔、豆蔻、薏苡等2a

印度-马来亚补充区11/22/202218共69页2.印度中心不含印度西北部旁这普等省而包括缅甸。代表性作3中亚细亚中心由印度北部、阿富汗全部、塔吉克和乌兹别克及天山西部等组成。代表性作物为普通小麦、密穗小麦、软粒小麦、豌豆、蚕豆、非洲棉、胡萝卜、紫苜蓿、蒜、洋葱、菠菜、芫荽、枣、葡萄、苹果等11/22/202219共69页3中亚细亚中心由印度北部、阿富汗全部、塔吉克和乌兹别克及天4西亚中心即近东中心，由小亚细亚内地、外高加索全部、伊朗和土库曼高地组成。代表性作物为一粒小麦、二粒小麦、二棱大麦、多年生野黑麦、葡萄、石榴、胡桃、无花果、苜蓿、蚕豆、甜瓜、南瓜、甘蓝、番红花、罂粟等11/22/202220共69页4西亚中心即近东中心，由小亚细亚内地、外高加索全部、伊朗和5地中海中心由叙利亚、巴基斯坦、小亚细亚南部、希腊、意大利和非洲东北部组成。代表性作物为甜菜、豌豆、蚕豆、芹菜、茴香、窄叶羽扇豆、亚麻、甘蓝、甘蓝型油菜、熏衣草等11/22/202221共69页5地中海中心由叙利亚、巴基斯坦、小亚细亚南部、希腊、意大利6埃塞俄比亚中心由埃塞俄比亚、厄立特立亚、索马里等高地山区组成；代表性植物为亚麻、豇豆、高梁、蓖麻、南非黑麦、西瓜、咖啡、黄秋葵等11/22/202222共69页6埃塞俄比亚中心由埃塞俄比亚、厄立特立亚、索马里等高地山区7南美和中美洲起源中心由墨西哥南部、危地马拉、哥斯达黎加、洪都拉斯和巴拿马组成。代表性作物为玉米、棉花、马铃薯、甘薯、番茄、菜豆、刀豆、仙人掌、龙舌兰、烟草、凤梨等11/22/202223共69页7南美和中美洲起源中心由墨西哥南部、危地马拉、哥斯达黎加、8南美中心包括秘鲁、厄瓜多尔和玻利维亚。代表性作物为马铃薯、番茄、番石榴、花生、羽扇豆、南瓜等8b巴西-巴拉圭中心代表性作物为花生、可可、橡胶树、番茄、樱桃、球根(酢)浆草等8a智利中心代表性作物为木薯、马铃薯、花生、草莓、凤梨等11/22/202224共69页8南美中心包括秘鲁、厄瓜多尔和玻利维亚。代表性作物为马铃薯（三）、起源中心学说对作物育种的实际意义

特异种质资源的收集。如云南野生稻、青藏高原的大麦指导抗病育种和雄性不育利用。如大豆胞囊线虫病，油菜的polima不育胞质的恢复基因指导引种11/22/202225共69页（三）、起源中心学说对作物育种的实际意义特异种质资源的收二、作物起源中心学说的发展遗传多样性中心不一定就是起源中心起源中心不一定是多样性的基因中心，次生中心有时比初生中心具有更多样的特异物种11/22/202226共69页二、作物起源中心学说的发展遗传多样性中心不一定就是起源中心1增加了4个起源中心，使之能包括所有已发现的作物基因种类，称这12个起源中心为大基因中心（megagenecenter）1、中国（初生基因中心）—日本（次生基因中心）中心；2、东南亚洲中心；3、澳大利亚中心；4、印度中心；5、中亚细亚中心；6、西亚细亚中心；7、地中海中心；8、非洲中心；9、欧洲—西伯利亚中心；10、南美中心；11、中美和墨西哥中心；12、北美中心121110951648237（一）齐文和茹考夫斯基27增加了4个起源中心，使之能包括所有已发现的作物基因种类，称这（二）J.R.Harlan的农业起源中心中心和非中心体系（centerandnon-centersystem）地理学连续统一体学说（geographicalcontinuu’m）：作物的驯化、进化活动是一个连续统一体，不是互不相关的中心。中心非中心A1近东A2非洲B2东南亚C1中美C2南美B1中国11/22/202228共69页（二）J.R.Harlan的农业起源中心中心和非中心体系（根据作物扩散面积的远近和大小，可以分为5种类型：土生型：植物在一个地区驯化后，从未扩散出这一地区，如印第安稷（Panicumsonorum）半土生型：被驯化栽培的植物只在邻近地区扩散，如非洲稻（Oryzaglaberrima）。单一中心：在原产地被驯化后迅速在别的地区大量栽培，不产生次生中心，如橡胶树。有次生中心：作物从一个明确的原生起源中心广泛扩散栽培，在一个或几个地点形成次生变异起源中心，如小麦、玉米等。无中心：有些作物看不出有明确的原生起源地点，如油菜。11/22/202229共69页根据作物扩散面积的远近和大小，可以分为5种类型：土生型：植物第三节种质资源的研究与利用11/22/202230共69页第三节种质资源的研究与利用11/21/202230共69一、种质资源的类别及特点Harlan和Dewet（1971）建议把基因库分为三类：初级基因库（genepool1）：杂种可育、染色体配对良好（种内各种材料）次级基因库（genepool2）：杂交不实、杂种不育（种间材料和近缘野生种）三级基因库（genepool3）：种间以上材料按亲缘关系划分（可交配性及转移基因的难度）11/22/202231共69页一、种质资源的类别及特点Harlan和Dewet（1971按种质资源的来源分类本地种质资源（地方品种或农家品种、选育品种）外地种质资源野生植物资源人工创造的种质资源11/22/202232共69页按种质资源的来源分类本地种质资源（地方品种或农家品种、选育品本地种质资源在当地条件下经过长期自然选择和人工选择培育的地方品种和当前推广的改良品种特点：①产量、抗性等可能存在缺陷，但生态适应性强。②缺乏系统整理与研究，品种命名等比较混乱利用价值：①选择改良、提纯，育成适于当地的优良品种；②用于杂交育种11/22/202233共69页本地种质资源在当地条件下经过长期自然选择和人工选择培育的地方几个小麦农家品种本地小麦穗型变异11/22/202234共69页几个小麦农家品种本地小麦穗型变异11/21/202234共6外地品种资源(外生态区种质)引自外地区或外国的品种或材料特点：①丰产、抗病、优质等性状优良；②可能不太适应本地的气候、土壤条件和耕作制度利用价值：①直接引种用于生产；②用于杂交育种亲本；③利用生态显性选育品种11/22/202235共69页外地品种资源(外生态区种质)引自外地区或外国的品种或材料11外地品种资源

北京小黑豆——抗大豆孢囊线虫11/22/202236共69页外地品种资源

北京小黑豆11/21/202236共69页野生植物资源含栽培作物近缘野生种和有潜在利用价值的野生种特点：①具有抗(病、虫或逆)性；②具有一些特殊性状，如不育、矮杆等利用价值：①驯化成栽培作物；②杂交转移优良基因、染色体片断到栽培作物中；③创造雄性不育系、特异材料、核质杂种等11/22/202237共69页野生植物资源含栽培作物近缘野生种和有潜在利用价值的野生种11野生稻的地上茎(匍匐茎)普通野生稻(O.sativa)11/22/202238共69页野生稻的地上茎(匍匐茎)普通野生稻(O.sativa)11/药用野生稻(O.officinalis)11/22/202239共69页药用野生稻(O.officinalis)11/21/2022疣粒野生稻(O.meyeriana)11/22/202240共69页疣粒野生稻(O.meyeriana)11/21/202240利用野生稻做杂交创造新类型11/22/202241共69页利用野生稻做杂交创造新类型11/21/202241共69页西藏野生小麦11/22/202242共69页西藏野生小麦11/21/202242共69页1:花芒半野生大麦(西藏)2:芒上能开花结籽3:勾曲芒123西藏野生大麦11/22/2022431:花芒半野生大麦(西藏)123西藏野生大麦11/21/野生棉野生棉：生长在墨西哥的海滩、沙丘地以及仙人掌群中。可以看到野生原始材料的强大生活力和抗逆性11/22/202244共69页野生棉野生棉：生长在墨西哥的海滩、沙丘地以及仙人掌群中。11瑟伯氏棉抗棉铃虫、红铃虫、棉象鼻虫，短期抗低温，抗黄萎病，种子本身无纤维，但与栽培棉杂交后代纤维长，拉力强。瑟伯氏棉全株及一果枝11/22/202245共69页瑟伯氏棉抗棉铃虫、红铃虫、棉象鼻虫，短期抗低温，抗黄萎病，种雷蒙德氏棉雷蒙德氏棉全株及花抗干旱、抗角斑病、抗叶跳虫、抗锈病。具有提高纤维细度和拉力的潜在能力，生长势旺11/22/202246共69页雷蒙德氏棉雷蒙德氏棉全株及花11/21/202246共69页阿拉伯棉阿拉伯棉全株及一果枝自然生长是匍匐的，叶形很象草棉，叶小。棉种对缩短日照钝感，可在石头缝中生长，极抗旱11/22/202247共69页阿拉伯棉阿拉伯棉全株及一果枝11/21/202247共69页长萼棉长萼棉的全株及果枝果枝上的小花淡黄色、园苞叶及长萼片11/22/202248共69页长萼棉长萼棉的全株及果枝11/21/202248共69页澳洲野生棉澳洲野生棉纤维状根系，对根腐病有抗性，短期抗0—5度低温，能改进纤维的长度11/22/202249共69页澳洲野生棉澳洲野生棉11/21/202249共69页比克氏棉比克氏棉全株密披硬茸毛，抗吸吮口器害虫，能大量开花结果，闭花授粉。种子无棉毒素，而萌发后产生棉毒素11/22/202250共69页比克氏棉比克氏棉11/21/202250共69页戴维逊棉戴维逊棉的全株及花抗盐碱，抗干旱，棉毒素含量高，对棉铃虫有抗性，抗棉蚜11/22/202251共69页戴维逊棉戴维逊棉的全株及花11/21/202251共69页异常棉异常棉叶折叠，抗叶跳虫、棉铃虫、卷叶虫、红蜘蛛等。抗角斑病，纤维细，拉力强，苞叶窄，收花杂质少11/22/202252共69页异常棉异常棉11/21/202252共69页野生大豆野生大豆大豆起源于中国，我国有丰富的野生大豆资源，目前已收集4000多份紫花园叶，小豆荚11/22/202253共69页野生大豆野生大豆11/21/202253共69页半野生大豆半野生大豆种子黑皮,有泥膜11/22/202254共69页半野生大豆半野生大豆11/21/202254共69页人工创造的种质资源包括人工诱变产生的突变体，远缘杂交创造的新类型，育种中间材料，转基因材料等特点：具有自然界中所缺少的新的特征特性利用价值：作为育种材料11/22/202255共69页人工创造的种质资源包括人工诱变产生的突变体，远缘杂交创造的新四川农学院在普通小麦与波兰小麦的杂种后代中发现的许多类型，其中的14和15为独秆类型，9、10、11、12为矮秆类型。11/22/202256共69页四川农学院在普通小麦与波兰小麦的杂种后代中发现的许多类型，其野生稻与栽培稻的杂交后代11/22/202257共69页野生稻与栽培稻的杂交后代11/21/202257共69页紫稻与栽培稻的F1

紫色表现为不完全显性11/22/202258共69页紫稻与栽培稻的F1

紫色表现为不完全显性11/21/202二、种质资源的收集与保存育种工作的需要（新品种、新作物）；丰富遗传变异的需要；物种保存的需要。1、种质资源的发掘、收集与保存的紧迫性11/22/202259共69页二、种质资源的收集与保存育种工作的需要（新品种、新作物）；1严重濒危,国家一级重点保护植物树体雄伟高大，高可达30米，胸径可达1米，主干通直；花大，粉红色；主要分布于长江以南海拔600－2000

米的山地森林中。孓（jue)遗生物

——伯乐树11/22/202260共69页严重濒危,国家一级重点保护植物孓（jue)遗生物

——伯乐树孓遗生物——珙桐被誉为“中国鸽子树”，是珍贵的观赏树种,国家二级保护植物;本种为落叶乔木,树高20米;分布在陕西、湖北、湖南、四川、贵州、云南等地。

11/22/202261共69页孓遗生物——珙桐被誉为“中国鸽子树”，是珍贵的观赏树种,国家马褂木银杏11/22/202262共69页马褂木银杏11/21/202262共69页2、种质资源的收集与整理方法收集方法：直接考察收集、征集、交换、引种整理方法：归类、编目11/22/202263共69页2、种质资源的收集与整理方法收集方法：直接考察收集、征集、交种植保存贮藏保存试管保存基因文库技术利用保存3、种质资源的保存11/22/202264共69页种植保存3、种质资源的保存11/21/202264共69页种质资源的种植保存11/22/202265共69页种质资源的种植保存11/21/202265共69页种质资源的控制装置和种质库入口11/22/202266共69页种质资源的控制装置和种质库入口11/21/202266共69中、短期种质资源保存库11/22/202267共69页中、短期种质资源保存库11/21/202267共69页长期种质资源保存库11/22/202268共69页长期种质资源保存库11/21/202268共69页试管保存培养11/22/202269共69页试管保存培养11/21/202269共69页2个10个32个(/cgris.html)11/22/202270共69页2个10个32个(.国家种质中期库11/22/202271共69页国家种质中期库11/21/202271共69页国家种质资源圃11/22/202272共69页国家种质资源圃11/21/202272共69页国家种质资源圃11/22/202273共69页国家种质资源圃11/21/202273共69页4、种质资源的研究与利用初步特性鉴定与整理种质资源的研究作物种质资源利用与创新11/22/202274共69页4、种质资源的研究与利用初步特性鉴定与整理11/21/202种质资源的初步特性鉴定与整理初步特性鉴定（直接鉴定与间接鉴定；自然鉴定与诱发鉴定；当地鉴定和异地鉴定）建成国家作物种质资源信息系统（第四节内容：电子计算机的应用）(/cgris.html)11/22/202275共69页种质资源的初步特性鉴定与整理初步特性鉴定（直接鉴定与间接鉴定作物种质资源的研究性状一般遗传规律染色体组型特异基因的染色体定位生理、病理学研究（高产、抗性、抗病机理）遗传多样性分析构建核心种质（CoreGermplasm）又称核心样品（CoreCollection）。它是指用最小的种质资源样品最大程度地代表种质资源的遗传多样性。利用植物基因组学方法研究种质资源11/22/202276共69页作物种质资源的研究性状一般遗传规律11/21/202276共作物种质资源的利用与创新作物种质资源利用与创新：常规杂交与回交育种；群体改良与轮回选择；远缘杂交；植物细胞融合；植物基因工程；诱变等利用途径：通过提供育种亲本间接利用；提供生产直接利用11/22/202277共69页作物种质资源的利用与创新作物种质资源利用与创新：常规杂交与回我国进行作物种质资源研究的优势与问题种质资源丰富许多科研工作者创造能力强重复立项多，投资力度小立项周期长吸引高水平科研人才力度不够11/22/202278共69页我国进行作物种质资源研究的优势与问题种质资源丰富11/21/我国作物种质资源利用中的问题可利用的遗传资源的遗传基础狭窄；缺乏深入研究；创新研究薄弱；缺少知识产权保护；基础研究落后。11/22/202279共69页我国作物种质资源利用中的问题可利用的遗传资源的遗传基础狭窄；我国作物种质资源利用中的建议增加投入；调动积极性；加强优异种质资源的开发利用；培养人才。11/22/202280共69页我国作物种质资源利用中的建议增加投入；11/21/20228第二章种质资源本章重难点作物起源中心学说主要内容及其价值不同来源种质资源的特点及利用价值种质资源的保存方法第一节种质资源在育种上的重要性第二节作物起源中心学说及其发展第三节种质资源的研究与利用11/22/202281共69页第二章种质资源本章重难点第一节种质资源在育种上的重基本概念种质（germplasm）：决定生物遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质的总称携带种质的载体：个体，或具有遗传全能性的器官、组织、细胞，甚至是染色体或基因种质库：又称基因库（GenePool或GeneBank）,是指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它由许多个体的不同基因所组成种质的含义11/22/202282共69页基本概念种质（germplasm）：决定生物遗传性状，并将遗种质资源的含义

育种的原始材料、品种资源（中国20世纪60年代）

种质资源（GermplasmResources）遗传资源(GeneticResources)基因资源(GeneResources)种质资源：具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型内涵相同11/22/202283共69页种质资源的含义育种的原始材料、品种资源（中国20世纪60种质资源的概念是不断发展的基因DNA片断染色体细胞无性繁殖器官、组织生物体11/22/202284共69页种质资源的概念是不断发展的基因DNA片断染色体细胞无性繁殖器第一节种质资源在育种上的重要性11/22/202285共69页第一节种质资源在育种上的重要性11/21/20225共691、人类赖以生存和发展的根本为人类提供食品、药品、能源、工业原料维持生态平衡、稳定环境以及保持人类的持续发展为其它物种生存提供能量基础“人类的命运将取决于人类理解和发掘植物种质资源的能力”(J.R.Harlan，1970)

11/22/202286共69页1、人类赖以生存和发展的根本为人类提供食品、药品、能源、工业2、作物育种的物质基础

作物育种史上的几次重大突破，都与新资源的发现和利用有着密切联系

1、矮源基因与“绿色革命”；2、雄性不育基因与杂种优势利用。11/22/202287共69页2、作物育种的物质基础作物育种史上的几次重大突破，都与3、生物技术发展的基本材料基因工程；标记辅助选择；染色体工程；细胞工程；组织培养。11/22/202288共69页3、生物技术发展的基本材料基因工程；11/21/20228共4、作物起源、演化、分类、生态、生理等项研究的物质依据提出作物的起源中心学说的基础水稻起源11/22/202289共69页4、作物起源、演化、分类、生态、生理等项研究的物质依据提出作第二节作物起源中心学说及其发展作物起源中心学说(theoryoforigincenterofcultivatedplants)

瓦维洛夫的作物起源中心学说齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说的补充Harlan的有关作物起源的观点11/22/202290共69页第二节作物起源中心学说及其发展作物起源中心学说(theo作物起源中心：遗传类型极为多样、分布比较集中，具有地区特有变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。一、瓦维洛夫的作物起源中心学说瓦维洛夫作物起源中心的定义11/22/202291共69页作物起源中心：遗传类型极为多样、分布比较集中，具有地区特有变两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率较高。将起源中心分为初生中心和次生中心“遗传变异性的同源系列规律”（同源平行变异率）将作物分为原生作物与次生作物

（一）作物起源中心学说主要内容11/22/202292共69页两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率较高。（一）作物起源初生中心和次生中心初生中心：作物最初始的起源地，4个特点A、野生祖先；B、有原始的特异类型；C、明显的遗传多样性；D、大量的显性基因次生中心：初生中心扩散及环境作用而形成A、无野生祖先；B、有新的特异类型；C、有大量的变异；D、大量的隐性基因11/22/202293共69页初生中心和次生中心初生中心：作物最初始的起源地，4个特点次生遗传变异性的同源系列规律在一定的生态环境中，一年生草本作物间在遗传性状上存在一种平行相似的现象，如地中海地区的禾本科植物往往表现出植株繁茂、穗大粒多、粒色浅、高产抗病；而我国的禾本科植物往往表现为生育期短、穗粒小、后期灌浆快、多为无芒。11/22/202294共69页遗传变异性的同源系列规律在一定的生态环境中，一年生草本作物间原生作物和次生作物原生作物：人类有目的的驯化的作物，如小麦、大麦、玉米、棉花等次生作物：最初是与原生作物伴生的杂草，当其被传播到不适于原生作物而对杂草生长有利的环境时，被人类分离而成为栽培的主体，如燕麦和黑麦11/22/202295共69页原生作物和次生作物原生作物：人类有目的的驯化的作物，如小麦、（二）八个起源中心1432567811/22/202296共69页（二）八个起源中心1432567811/21/202216共1.中国—东亚中心即中国中心。包括中国中部、西部山区及毗邻的低地。代表性作物为水稻、裸粒无芒大麦、元棱大麦、荞麦、燕麦、粟、黍、大豆、小豆、绿豆、红豆、白菜、葱、莴笋、茼蒿、芍药、牡丹、菊花、杏、银杏、茶等11/22/202297共69页1.中国—东亚中心即中国中心。包括中国中部、西部山区及毗2.

印度中心不含印度西北部旁这普等省而包括缅甸。代表性作物为水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻、胡椒、茄子、丝瓜、柑橘、香蕉、虎尾兰等由印度支那、马来半岛、爪哇、加里曼丹、苏门答腊和菲律宾群岛组成。代表性作物为香蕉、柚、槟榔、豆蔻、薏苡等2a

印度-马来亚补充区11/22/202298共69页2.印度中心不含印度西北部旁这普等省而包括缅甸。代表性作3中亚细亚中心由印度北部、阿富汗全部、塔吉克和乌兹别克及天山西部等组成。代表性作物为普通小麦、密穗小麦、软粒小麦、豌豆、蚕豆、非洲棉、胡萝卜、紫苜蓿、蒜、洋葱、菠菜、芫荽、枣、葡萄、苹果等11/22/202299共69页3中亚细亚中心由印度北部、阿富汗全部、塔吉克和乌兹别克及天4西亚中心即近东中心，由小亚细亚内地、外高加索全部、伊朗和土库曼高地组成。代表性作物为一粒小麦、二粒小麦、二棱大麦、多年生野黑麦、葡萄、石榴、胡桃、无花果、苜蓿、蚕豆、甜瓜、南瓜、甘蓝、番红花、罂粟等11/22/2022100共69页4西亚中心即近东中心，由小亚细亚内地、外高加索全部、伊朗和5地中海中心由叙利亚、巴基斯坦、小亚细亚南部、希腊、意大利和非洲东北部组成。代表性作物为甜菜、豌豆、蚕豆、芹菜、茴香、窄叶羽扇豆、亚麻、甘蓝、甘蓝型油菜、熏衣草等11/22/2022101共69页5地中海中心由叙利亚、巴基斯坦、小亚细亚南部、希腊、意大利6埃塞俄比亚中心由埃塞俄比亚、厄立特立亚、索马里等高地山区组成；代表性植物为亚麻、豇豆、高梁、蓖麻、南非黑麦、西瓜、咖啡、黄秋葵等11/22/2022102共69页6埃塞俄比亚中心由埃塞俄比亚、厄立特立亚、索马里等高地山区7南美和中美洲起源中心由墨西哥南部、危地马拉、哥斯达黎加、洪都拉斯和巴拿马组成。代表性作物为玉米、棉花、马铃薯、甘薯、番茄、菜豆、刀豆、仙人掌、龙舌兰、烟草、凤梨等11/22/2022103共69页7南美和中美洲起源中心由墨西哥南部、危地马拉、哥斯达黎加、8南美中心包括秘鲁、厄瓜多尔和玻利维亚。代表性作物为马铃薯、番茄、番石榴、花生、羽扇豆、南瓜等8b巴西-巴拉圭中心代表性作物为花生、可可、橡胶树、番茄、樱桃、球根(酢)浆草等8a智利中心代表性作物为木薯、马铃薯、花生、草莓、凤梨等11/22/2022104共69页8南美中心包括秘鲁、厄瓜多尔和玻利维亚。代表性作物为马铃薯（三）、起源中心学说对作物育种的实际意义

特异种质资源的收集。如云南野生稻、青藏高原的大麦指导抗病育种和雄性不育利用。如大豆胞囊线虫病，油菜的polima不育胞质的恢复基因指导引种11/22/2022105共69页（三）、起源中心学说对作物育种的实际意义特异种质资源的收二、作物起源中心学说的发展遗传多样性中心不一定就是起源中心起源中心不一定是多样性的基因中心，次生中心有时比初生中心具有更多样的特异物种11/22/2022106共69页二、作物起源中心学说的发展遗传多样性中心不一定就是起源中心1增加了4个起源中心，使之能包括所有已发现的作物基因种类，称这12个起源中心为大基因中心（megagenecenter）1、中国（初生基因中心）—日本（次生基因中心）中心；2、东南亚洲中心；3、澳大利亚中心；4、印度中心；5、中亚细亚中心；6、西亚细亚中心；7、地中海中心；8、非洲中心；9、欧洲—西伯利亚中心；10、南美中心；11、中美和墨西哥中心；12、北美中心121110951648237（一）齐文和茹考夫斯基107增加了4个起源中心，使之能包括所有已发现的作物基因种类，称这（二）J.R.Harlan的农业起源中心中心和非中心体系（centerandnon-centersystem）地理学连续统一体学说（geographicalcontinuu’m）：作物的驯化、进化活动是一个连续统一体，不是互不相关的中心。中心非中心A1近东A2非洲B2东南亚C1中美C2南美B1中国11/22/2022108共69页（二）J.R.Harlan的农业起源中心中心和非中心体系（根据作物扩散面积的远近和大小，可以分为5种类型：土生型：植物在一个地区驯化后，从未扩散出这一地区，如印第安稷（Panicumsonorum）半土生型：被驯化栽培的植物只在邻近地区扩散，如非洲稻（Oryzaglaberrima）。单一中心：在原产地被驯化后迅速在别的地区大量栽培，不产生次生中心，如橡胶树。有次生中心：作物从一个明确的原生起源中心广泛扩散栽培，在一个或几个地点形成次生变异起源中心，如小麦、玉米等。无中心：有些作物看不出有明确的原生起源地点，如油菜。11/22/2022109共69页根据作物扩散面积的远近和大小，可以分为5种类型：土生型：植物第三节种质资源的研究与利用11/22/2022110共69页第三节种质资源的研究与利用11/21/202230共69一、种质资源的类别及特点Harlan和Dewet（1971）建议把基因库分为三类：初级基因库（genepool1）：杂种可育、染色体配对良好（种内各种材料）次级基因库（genepool2）：杂交不实、杂种不育（种间材料和近缘野生种）三级基因库（genepool3）：种间以上材料按亲缘关系划分（可交配性及转移基因的难度）11/22/2022111共69页一、种质资源的类别及特点Harlan和Dewet（1971按种质资源的来源分类本地种质资源（地方品种或农家品种、选育品种）外地种质资源野生植物资源人工创造的种质资源11/22/2022112共69页按种质资源的来源分类本地种质资源（地方品种或农家品种、选育品本地种质资源在当地条件下经过长期自然选择和人工选择培育的地方品种和当前推广的改良品种特点：①产量、抗性等可能存在缺陷，但生态适应性强。②缺乏系统整理与研究，品种命名等比较混乱利用价值：①选择改良、提纯，育成适于当地的优良品种；②用于杂交育种11/22/2022113共69页本地种质资源在当地条件下经过长期自然选择和人工选择培育的地方几个小麦农家品种本地小麦穗型变异11/22/2022114共69页几个小麦农家品种本地小麦穗型变异11/21/202234共6外地品种资源(外生态区种质)引自外地区或外国的品种或材料特点：①丰产、抗病、优质等性状优良；②可能不太适应本地的气候、土壤条件和耕作制度利用价值：①直接引种用于生产；②用于杂交育种亲本；③利用生态显性选育品种11/22/2022115共69页外地品种资源(外生态区种质)引自外地区或外国的品种或材料11外地品种资源

北京小黑豆——抗大豆孢囊线虫11/22/2022116共69页外地品种资源

北京小黑豆11/21/202236共69页野生植物资源含栽培作物近缘野生种和有潜在利用价值的野生种特点：①具有抗(病、虫或逆)性；②具有一些特殊性状，如不育、矮杆等利用价值：①驯化成栽培作物；②杂交转移优良基因、染色体片断到栽培作物中；③创造雄性不育系、特异材料、核质杂种等11/22/2022117共69页野生植物资源含栽培作物近缘野生种和有潜在利用价值的野生种11野生稻的地上茎(匍匐茎)普通野生稻(O.sativa)11/22/2022118共69页野生稻的地上茎(匍匐茎)普通野生稻(O.sativa)11/药用野生稻(O.officinalis)11/22/2022119共69页药用野生稻(O.officinalis)11/21/2022疣粒野生稻(O.meyeriana)11/22/2022120共69页疣粒野生稻(O.meyeriana)11/21/202240利用野生稻做杂交创造新类型11/22/2022121共69页利用野生稻做杂交创造新类型11/21/202241共69页西藏野生小麦11/22/2022122共69页西藏野生小麦11/21/202242共69页1:花芒半野生大麦(西藏)2:芒上能开花结籽3:勾曲芒123西藏野生大麦11/22/20221231:花芒半野生大麦(西藏)123西藏野生大麦11/21/野生棉野生棉：生长在墨西哥的海滩、沙丘地以及仙人掌群中。可以看到野生原始材料的强大生活力和抗逆性11/22/2022124共69页野生棉野生棉：生长在墨西哥的海滩、沙丘地以及仙人掌群中。11瑟伯氏棉抗棉铃虫、红铃虫、棉象鼻虫，短期抗低温，抗黄萎病，种子本身无纤维，但与栽培棉杂交后代纤维长，拉力强。瑟伯氏棉全株及一果枝11/22/2022125共69页瑟伯氏棉抗棉铃虫、红铃虫、棉象鼻虫，短期抗低温，抗黄萎病，种雷蒙德氏棉雷蒙德氏棉全株及花抗干旱、抗角斑病、抗叶跳虫、抗锈病。具有提高纤维细度和拉力的潜在能力，生长势旺11/22/2022126共69页雷蒙德氏棉雷蒙德氏棉全株及花11/21/202246共69页阿拉伯棉阿拉伯棉全株及一果枝自然生长是匍匐的，叶形很象草棉，叶小。棉种对缩短日照钝感，可在石头缝中生长，极抗旱11/22/2022127共69页阿拉伯棉阿拉伯棉全株及一果枝11/21/202247共69页长萼棉长萼棉的全株及果枝果枝上的小花淡黄色、园苞叶及长萼片11/22/2022128共69页长萼棉长萼棉的全株及果枝11/21/202248共69页澳洲野生棉澳洲野生棉纤维状根系，对根腐病有抗性，短期抗0—5度低温，能改进纤维的长度11/22/2022129共69页澳洲野生棉澳洲野生棉11/21/202249共69页比克氏棉比克氏棉全株密披硬茸毛，抗吸吮口器害虫，能大量开花结果，闭花授粉。种子无棉毒素，而萌发后产生棉毒素11/22/2022130共69页比克氏棉比克氏棉11/21/202250共69页戴维逊棉戴维逊棉的全株及花抗盐碱，抗干旱，棉毒素含量高，对棉铃虫有抗性，抗棉蚜11/22/2022131共69页戴维逊棉戴维逊棉的全株及花11/21/202251共69页异常棉异常棉叶折叠，抗叶跳虫、棉铃虫、卷叶虫、红蜘蛛等。抗角斑病，纤维细，拉力强，苞叶窄，收花杂质少11/22/2022132共69页异常棉异常棉11/21/202252共69页野生大豆野生大豆大豆起源于中国，我国有丰富的野生大豆资源，目前已收集4000多份紫花园叶，小豆荚11/22/2022133共69页野生大豆野生大豆11/21/202253共69页半野生大豆半野生大豆种子黑皮,有泥膜11/22/2022134共69页半野生大豆半野生大豆11/21/202254共69页人工创造的种质资源包括人工诱变产生的突变体，远缘杂交创造的新类型，育种中间材料，转基因材料等特点：具有自然界中所缺少的新的特征特性利用价值：作为育种材料11/22/2022135共69页人工创造的种质资源包括人工诱变产生的突变体，远缘杂交创造的新四川农学院在普通小麦与波兰小麦的杂种后代中发现的许多类型，其中的14和15为独秆类型，9、10、11、12为矮秆类型。11/22/2022136共69页四川农学院在普通小麦与波兰小麦的杂种后代中发现的许多类型，其野生稻与栽培稻的杂交后代11/22/2022137共69页野生稻与栽培稻的杂交后代11/21/202257共69页紫稻与栽培稻的F1

紫色表现为不完全显性11/22/2022138共69页紫稻与栽培稻的F1

紫色表现为不完全显性11/21/202二、种质资源的收集与保存育种工作的需要（新品种、新作物）；丰富遗传变异的需要；物种保存的需要。1、种质资源的发掘、收集与保存的紧迫性11/22/2022139共69页二、种质资源的收集与保存育种工作的需要（新品种、新作物）；1严重濒危,国家一级重点保护植物树体雄伟高大，高可达30米，胸径可达1米，主干通直；花大，粉红色；主要分