园艺植物育种学教案

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绪论

总学时 2学时

主要内容

1、园艺植物育种学

是研究选育与繁殖园艺植物优良品种的原理和方法的科学。

2、为什么要进行园艺植物的育种

选育园艺植物新品种是开展园艺生产的关键途径之一

开展园艺生产的途径 园艺植物栽培 园艺植物育种

育种与栽培的关系 育种为栽培提供栽培对象，栽培为新品种的选育提供技术保障。

3、育种的直接目的是选育出新的优良品种

***品种的概念是经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费要求，在一定的栽培条件下，依据形态学、细胞学、化学等特异性可以和其他群体相区别，个

体间的主要性状相对相似， 以适当的繁殖方式 〔有性或无性〕能保持其重要特性的一个栽培

植物群体。

品种具有

特异性 一致性 稳定性 地区性 时间性

***优良品种的概念 指在适应的地区，采用优良的栽培技术，能够生产出高产、优质，并

能适时供给产品的品种。

优良品种在生产中的作用提高单位面积产量

改进产品品质

提高抗病虫害能力，减少农药污染延长产品的供给和利用时期

适应集约化管理、节约劳力

4、优良品种产生的条件自然进化

决定于变异、遗传、选择〔自然选择〕

人工进化

决定于变异〔自然变异、人工创造的变异〕

、遗传、选择〔自然选择、人工

选择〕野生植物演变为栽培植物就是自然选择加人工选择的结果。

5、园艺植物育种学的主要内容

园艺植物育种学的主要内容有： 育种目标的制定及实现目标的相应策略， 种质资源的搜

集、保存、评价、利用和创新，目标性状的遗传、鉴定、标记及选育的方法，选择的理论和

方法，人工创造变异的途径、方法和技术，杂种优势的利用途径和方法，育种不同阶段的试

验技术，新品种审定、推广和繁育等。

本章重点

园艺植物育种学的概念品种的概念

本章难点

品种的概念；品种的特点；优良品种的概念及在生产上的作用。

本章关键词 园艺植物育种学 优良品种 自然进化 人工进化

本章教学设计 1、多媒体结合板书。 2、介绍品种概念时举例假设干果树、蔬菜、花卉品种及

野生植物图片，以比照理解品种是人类劳动的产物。 3、讲解品种的特点时举例并结合图片。

本章作业 用图示方式说明野生资源、品种、优良品种、育种、栽培的关系。

本章思考题

1、品种概念

2、品种和优良品种的联系和区别？

3、作物品种有何特性？园艺植物良种在生产中有什么作用？

4、你对我国园艺植物育种的历史有何了解？

5、根据你对进化理论与遗传学的理解，谈谈自然进化、人工进化与遗传改进的关系。

6、我国园艺植物育种现状与世界上兴旺国家的差距如何？

第一章 育种目标与育种途径

总学时 3

主要内容

1、现代园艺植物育种的主要目标及其特点

育种目标育种目标就是对所要育成品种的要求，也就是索要愚蠢的新品种在一定自然、生产及经济条件下的地区栽培时应具备的一系列优良性状的指标。园艺植物育种的主要目标高产稳产品质优良适应性强抗病虫和除草剂不同成熟期园艺植物育种目标的特点育种目标的多样性育成品种的高效性不同成熟期的品种品种的兼用性2、园艺植物育种的主要目标性状

主要目标性状 园艺作物特别需要改进的性状称为育种的主要目标性状。***产量性状〔产量—单位面积上收获的产品就是一般所指的产量。

生物产量—指一定时

间内、单位面积内全部光合产物的总量。

经济产量—指一定时间内、

单位面积内作为商品

利用局部的收获量。〔收获指数〕

产量构成因素例

1

葡萄优良单株间丰产性比拟

***品质性状感官品质

分为外质和内质。

外质由视觉、触觉所感觉的园艺植物产品器官的大小、形状、色泽等品质。

内质由味觉、嗅觉、口感等感觉的风味、香气、肉质等品质。

蔬菜、果树等食品类园艺植物育种时首先注重的是内质。

欣赏植物首先注重的是外质。

营养品质 由园艺植物食物产品中人体需要的营养成分及有害成分含量的多少决定。蔬菜的营养品质重在维生素、矿质元素、有机酸、纤维素、蛋白质或氨基酸含量。

果树的营养品质重在水果的糖分、干果的淀粉和特殊成分。 〔银杏：冠心酮；刺梨：高维 c〕

对于食品中的有害成分要注意消除：

甘蓝：硫代葡糖苷，被硫代葡糖苷酶水解后形成异硫氰酸盐和有机晴等味苦而有毒的成分，

可诱发甲状腺肿大和损害肝功能。

菠菜叶中的草酸和硝酸盐对人体也有害。

加工品质 指产品适合于加工的有关特性。

水蜜桃鲜食品质很好，但不适于加工。

桃糖水罐头：汤清，果肉切块边缘整齐、形状规整，果肉色泽新鲜无变色。

对不良环境的适应性

温度：高温、低温〔冻害、冷害〕

水分：干旱〔大气干旱、土壤干旱〕，涝湿

矿物质：盐碱土、酸性土、矿质营养元素缺乏、矿质元素过多要求：耐低温、耐热；耐弱光；耐旱；耐涝；耐瘠薄

抗病虫性

适应机械化生产的品种

适应机械化生产品种的性状要求株型紧凑、秆壮不倒，生长整齐、成熟一致、大小均匀、长短一致、果皮韧性强、结实部位适中等。

不同成熟期的品种

成熟期—是园艺植物适宜采收的时期。

早、晚熟品种选择的重要性：

3、制定育种目标的主要原那么

新品种必须符合生产和市场的需要

新品种要有较高的经济效益和社会效益

育种目标实现的可能性要大

近期需要与长远利益兼顾

处理好目标性状和非目标性状的关系

本章重点 园艺植物育种的主要目标性状

本章难点 制定育种目标的主要原那么

本章关键词育种目标生物产量经济产量经济系数产量构成因素感官品质营养品质加工品质环境胁迫

本章教学设计1、多媒体结合板书。2、育种目标中高产稳产概念：重点要强调不同园艺植物产量的具体含义—如果树的产量主要指果实的产量。鲜切花的产量是指切花花枝的产量。蔬菜叶菜类的产量主要是指叶片的产量。品质优良—强调不同时期对品质的不同要求。3、不同成熟期具体的含义：向同学提问“不同成熟期是指一个品种在一年的不同季节成熟，还是指不同品种各自在一年的不同季节成熟？了解他们是怎样理解的，然后重点进行讲解，以加深印象。4、产量性状：首先区分产量、生物产量、经济产量各自在园艺生产中的具体含义及在生产中的作用。然后以葡萄为例说明不同品种产量构成性状不同，在进行丰产性育种时应注意。5、品质：不同园艺产品对品质要求的差异。

本章作业 列举你生活中遇到的 1-2种园艺植物的不尽人意之处， 提出改进的目标， 并说明

理由。

本章思考题

1、在育种工作中，如何处理好目标性状与非目标性状的关系？如何在相对集中与稳定育种目标的同时，根据具体情况，在育种过程中充实与调整育种目标？

2、针对不同园艺植物的特点，如何有目的地选择育种途径？

3、试述为什么要选育一个既早熟、品质又好的品种是十分困难的事？

参考书

1．潘家驹主编 .作物育种学总论 .北京：中国农业出版社， 1994

2.沈得绪主编.果树育种学〔第二版〕 .北京：农业出版社， 1985

3.中国农学会遗传资源会编 .中国作物遗传资源 .北京：农业出版社， 1994，3-55

第二章 种质资源

总学时 4学时

主要内容

种质 是决定生物遗传性状， 并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质。 〔生物个体、器

官、组织、细胞、基因〕

种质资源 具有种质并能繁殖的生物体。

1、种质资源的重要性

种质资源是人类赖以生存和开展的根底

种质资源是人类培育生物新品种的物质根底

2、国内外种质资源的工作概况〔自学〕

3、种质资源的类别

本地种质资源

在当地自然条件和耕作制度下 ,经过长期培育选择得到的地方品种和当前推广的改进品

种。

特点：对当地的自然条件、栽培条件适应性好，当地人消费容易接受。

优良品种可直接在生产上利用。

外地种质资源

指引自外地区或国外的品种或材料。

特点：具有不同于本地种质资源的遗传特性，是改进品种的珍贵种质资源。

野生种质资源

包括栽培植物的近缘野生种和有潜在利用价值的植物野生种。

特点：经过长期自然选择生存下来，具有很强的适应性和抗逆性。还可能具有栽培植物所不具有的重要特性。

人工创造的种质资源包括人工诱变而产生的突变体、 远缘杂交创造的新类型、 育种过程中的中间材料、 基因

工程创造的新种质等。

特点：具有自然界所没有的种质。

4、种质资源的分布情况

世界作物种质资源的分布

瓦维洛夫将世界作物确定为8个中心，并认为在作物起源中心植物物种具有多样性遗传类型。

***茹考夫斯基将世界作物起源中心划分为 12个起源中心。

中国是世界作物重要起源中心之一。

中国的园艺植物种质资源〔自学〕

5、种质资源的利用

种质资源的搜集

搜集对象：地方品种、育成品种、近缘野生种、创新种质及有关野生植物资源。

搜集范围：作物起源中心、栽培中心和遗传育种中心进行。

作物起源中心主要搜集地方品种、原始种和野生近缘种。

栽培中心主要搜集各类地方品种和具有独特性状的类型。

遗传育种中心地区主要搜集育成的优良品种、品系及特殊的遗传材料。

搜集方法：查阅有关种质资源的信息，通过邮寄或进行实地考察后实地搜集。

种质资源的保存

主要保存方式

就地保存：通过保护种质资源所处的生态环境到达保护种质的目的。如划定自然保护区。

种质圃保存：是将种质材料迁出自然生长地，集中改种在植物园、资源圃等地保存。

种子保存：绝大多数种子可在低温枯燥的条件下保存。〔0-5℃，空气相对湿度32%-37%，可贮藏10年；-10—15℃，空气相对湿度32-50%，可保存30-50年。〕种质资源的研究特征特性研究 包括对植物学性状、经济生物学性状的研究。

植物学性状 主要是植物的形态特征。

经济生物学性状：植物与人类经济利用有关的生物学性状。如产量、品质、抗逆性、抗病虫

性等。

根底理论研究 包括对该植物的起源、演化、分类及进行遗传分析等。

种质资源的利用

利用方式有：

直接利用 对搜集到的适应当地生态环境、 具有开发潜力、可取得经济效益的种质材料， 可

直接在生产上应用。

间接利用 对在当地表现不很理想或不能直接应用于生产，但具有明显优良性状的种质资

源，可作为育种的原始材料，通过杂交、诱变、或生物工程技术等对优良性状进行利用。

潜在利用 对于一些暂时不能直接利用或间接利用的材料， 也不可无视。其潜在的基因资源

有待于人们进一步研究认识、利用。园艺植物的繁殖方式、品种类型与育种特点〔自学〕

本章重点 种质资源的重要性

本章难点 种质资源利用

本章关键词 种质 种质资源

本章教学设计 1、多媒体结合板书。 2、对种质资源、野生种质资源、当地种质资源、外地

种质资源、人工创造种质资源等概念讲解时结合大量图片加深印象。 3、国内外种质资源概

况、园艺植物的繁殖方式、品种类型与育种特点等内容安排自学。

本章作业 列举校园中 3-5中你认为是园艺植物种质资源的植物， 并说明它们的在育种上的

可贵之处。

本章思考题

1、种质资源的意义？

2、什么是种质资源？论述种质资源的重要性及保护种质资源的迫切性。

3、作物起源中心的主要论点是什么？起源于中国的园艺植物有哪些？

4、种质资源保存常采用哪些方法？

5、种质资源研究的内容包括哪些方面？简述不同繁殖方式园艺植物的群体特点和育种关系。

6、栽培植物品种根据其遗传组成，可分为哪几种类型？不同类型的育种途径和选择方法有

何不同？

参考书

1、中国农学会遗传资源会编 .中国作物遗传资源 .北京：农业出版社， 1994，3-55

2、陈灵芝主编 .中国的生物多样性现状及其保护对策，北京：科学出版社， 1993，1-7

3、周长久主编 .蔬菜种质资源概论 .北京：中国农业出版社， 1995，1-71

第三章 引种驯化

总学时 4学时

主要内容

1、引种的概念

引种就是将一种植物从现有的自然分布区域或栽培区域人为地迁移到其他地区种植的过程。

简单引种

由于植物本身的适应性广，或者是原分布区与引入地的自然条件差异较小，或引入地的生态条件更适合植物的生长，以致植物不改变遗传性也能适应新的环境条件。驯化引种由于植物本身的适应性很窄，或引入地的生态条件与原产地的差异太大，植物在自然状况下生长不正常或死亡，但通过人为的干预措施对植物的遗传特性进行逐步改进，使原本不能生存的植物可以适应新的环境而正常生长。2、引种驯化的意义克服资源地理分布上的不均衡性，丰富品种类型引种需时少，见效快，是实现良种化的重要手段

3、引种驯化的原理引种驯化的遗传学原理简单引种的遗传学原理简单引种是引种材料在本身遗传性适应范围内的迁移，即在迁移适应过程中未改变本身的遗传性。引种时刻直接引进无性繁殖材料。驯化引种的遗传学原理驯化引种是植物向其遗传性适应范围以外的迁移，必须要改变植物的遗传型，才能使植物的适应范围扩大。引种时，必须引进种子。引进种子播种的原因是：种子是通过有性过程形成的，具有多种复杂的基因型重组类型，通过播种，可以从中选择适应性最强的重组类型。引种驯化的生态学原理气候相似的两地相互引种易成功。

主导生态因子是决定引种成功的限制因素。

主导生态因子：主导生态因子就是植物生长的限制因子。

不同地区的主导生态因子不同。

园艺植物的南北向引种，主导生态因子是温度。

不同纬度地区引种，光照时间长短有可能成为限制因子。

水分是引种中必须考虑的因子。

过酸过碱的土壤会成为许多植物引种的限制因子。

历史上分布广泛的植物类型，其适应性更强，引种更易成功。

4、引种驯化的方法

引种目标及其可行性分析

引种目标—就是通过引种所要解决的问题。引种要有针对性。

可行性—即引种成功的可能性。

影响引种成功的因子主要有内因和外因两方面。

内因：植物本身遗传适应性的大小。

外因：

引种地和原产地间气候差异大小〔多年生植物；一、二年生植物栽培季节的气候相似性〕 ；

产品利用目的与消费习惯

合理的农业技术措施的采用条件

适地适树、改地适树、改树适地适地适树

所谓适地适树就是某地区一定要选择适应当地生态条件的植物栽培；

或者说某种

植物一定要选择生态条件与之适宜的地区栽培。改地适树

当生态条件、农业技术措施不适宜某种植物的栽培，

可通过改变农业措施和改变

栽培地点的生态条件为植物生长创造适宜的生态条件。

改树适地 改变植物以适应当地环境。

引种材料的搜集与检疫

简单引种 能无性繁殖的植物类型引进无性繁殖器官。

驯化引种 必须引进种子进行多代选择。引进植物时必须注意检疫。

引种试验、驯化与选择

简单引种原那么：少量引种、中间繁殖、大面积推广。

驯化引种：可采用多代连续驯化法或逐代迁移法进行驯化。

引种成功的标准 不加保护或稍加保护能正常生长，通行的繁殖方法能正常繁殖，产品

质量或经济价值没有降低。

5、园艺植物引种规律

主要蔬菜的引种规律

大白菜

直筒型 耐寒、耐旱性强，适应范围最广。

卵圆形 不耐热、不抗寒、不抗旱，适应性较窄。

平头型 属于中间型，适应气温较高日较差较大，能忍耐气温忽高忽低变化，耐旱力较强。

引种规律

南种北引大多结球不充实〔北方可供其生长发育的天数较短〕

直筒型容易引种成功。

从温差小的地方引种到温差大的地方，容易出现秋季抽薹，反之那么易出现叶球松散或变小

***甘蓝甘蓝的类型

结球甘蓝

球茎甘蓝

羽衣甘蓝

花椰菜

青花菜

报子甘蓝

芥蓝

引种时，注意甘蓝的冬性差异。

一般冬性强〔对低温感应期长〕

，作春甘蓝栽培时不易抽薹。

结球甘蓝中，圆头类型易抽薹，平头类型次之，尖头类型最不易抽薹。

主要果树的引种规律苹果喜欢冷凉枯燥气候，我国主产区华北地区。引种到长江以南地区生长不好。在南方中晚熟品种病虫害严重，品质下降。南方可适当引种一些早熟品种。

***葡萄 适宜在华北、西北地区栽培，南方栽培病虫害较重，含糖量比北方降低 3%-5%。

柑橘柑橘向北引种的限制因子是冬季低温。冬季低温低于-7℃的地方，不适宜种柑橘。

主要欣赏植物的引种规律***一、二年生草本花卉

***多年生露地草花

***多年生木本花卉

由于其生育期短，采用保护设施栽培也较容易，引种容易成功。

由于其适应性较强，容易引种成功。

一般采取适地适栽的方式。 常绿树一般对冬季寒冷抵抗力弱，

在寒冷

的北方不宜引种〔南树北引〕，北树南引，注意防止夏季高温造成的伤害及高温高湿造成的病虫危害。

6、外来物种入侵的危害性。

本章重点 引种的遗传学原理、引种驯化的方法

本章难点 引种驯化的生态学原理

本章关键词 引种 简单引种 驯化引种 主导生态因子

本章教学设计 1、多媒体结合板书。 2、将影响引种成功的生态因子介绍完后，举一个实际

的例子〔绵阳葡萄品种引种的生态因子分析〕 ，说明如何应用书本上的道理来解决实际生产

问题。3、在园艺植物引种规律的讲授中，采用大量图片帮助认识、理解这些植物引种的特点。4、布置一次课后作业，帮助综合理解课堂内容。

本章作业 如果要引种一种热带果树到你家乡进行栽培 ,试论述其引种成功的可能性 .

本章思考题

1、引种与驯化的含义有什么区别和联系？

2、如何进行引种驯化的试验研究，怎样才算引种成功？

3、引种驯化对我国的园艺生产产生了哪些影响？

4、比拟简单引种和驯化引种在遗传根底、引种方法上的不同。

5、各举出 2-3个适地适树、改地适树、改树适地的例子，并说明各自做法的道理。

本章作业请分析你家乡如果要引种热带植物进行栽培，

需考虑那些因素？如要保证引种成功，

需采取

哪些措施？参考书

1、谢孝福编著 .植物引种学.北京：科学出版社， 1994

第四章 选择育种

总学时 10学时

主要内容

选择育种 利用选择手段从植物群体中选取符合育种目标的类型 ,经过比拟、鉴定从而培育

出新品种的方法。

1、种子繁殖植物的选种

种子繁殖群体选择的遗传学根底

种子繁殖的园艺植物主要包括：大局部蔬菜植物，一、二年生草花。

选择的实质 选择的实质是造成有差异的生殖率，从而定向地改变群体的遗传组成。

〔自然选择、人工选择的最终效果一样。 〕

遗传力与选择效果

遗传力的概念及其应用

遗传力 就是亲代性状值传递给后代的能力大小。

植物性状的表现 Vp=Vg+Ve(Vg遗传分量 Ve环境分量)，遗传分量越大，那么该性状传递给

后代的能力越强，反之亦然。

对选择而言，遗传力大的性状选择的效果就好， 遗传力小的选择效果差。 如果性状表现完全

由环境引起，那么选择完全失效。

影响选择效果的因素

原始群体 未加选择的群体。

入选群体 选留群体

选择差(Sd)=入选群体平均值—原始群体平均值

选择差的大小反映了选择的效果，选择差越大，那么选择的强度越大〔淘汰强度越大〕 ，反之

亦然。

但选择差不能完全遗传给后代，子代性状提高的程度与遗传力密切相关。遗传力〔 H2〕越大，那么子代平均值越接近入选群体平均值； 当遗传力接近于 0时，子代平均值趋向于原始群

体平均值。选择反响〔

R〕

通过选择对下一代性状提高的程度。

R=SdH2

选择强度

以标准差为单位的选择差。

i=Sd/

σ

Sd=i

σ

R=iσH2

由公式可知，选择效果与所选性状的变异幅度、 选择强度及遗传力大小成正比。 要提高选择

效果，应从以下三方面入手：对性状变异幅度大的群体选择其效果明显。

对环境条件一致且性状变异幅度大的群体进行选择效果明显；对遗传传递力强的性状进行选择，其选择效果好。

降低入选率，提高选择效果。

选种的方法

种子繁殖的园艺植物的选种方法

混合选择法是指从一个原始混杂的群体中选取符合育种目标的优良单株，

混合留种，次年播种于同一块

圃地，与标准品种〔当地优良品种〕及原始群体小区相邻种植，进行比拟鉴定的选择法。一次混合选择

对原始群体的混合选择只进行一次，

中选择有效时就进行繁殖推广的，

称一

次混合选择。屡次混合选择

对原始群体进行屡次混合选择后再繁殖推广的，称屡次混合选择。

单株选择法〔系谱选择法〕 从原始群体中选取优良单株分别编号，分别留种，次

年单独种植成一单株小区，根据各株系的表现进行鉴定的选择方法。

一次单株选择法假设只进行一次单株选择，以后就以各株系为取舍单位，称为一次单株选择。屡次单株选择法假设在第一次株系圃选留的株系内继续选择单株，分别编号、留种，继续进行单株选择，连续进行多代，叫屡次单株选择。优点：可以对所选单株的遗传型进行鉴定，消除环境饰变引起的误差，提高选择效率。屡次单株选择可定向积累变异，从而有可能选出超过原始群体内最优良单株的新品种。缺点：需设立专门的圃地，异花授粉植物还需进行隔离，费工费时。异花授粉植物屡次隔离选择还会引起生活力衰退。

有性繁殖植物群体常用的选择法〔自学〕

株选

株选 是根据育种目标及相应的选择标准，以特定选择方式采取的选择和淘汰的方法。

株选标准确实定

明确目标性状

区分目标性状的主次

掌握适宜的选择标准

选种时要注意排除误差

株选时期

主要经济性状形成期产品商品器官成熟期

株选方法

单一性状选择

根据性状的重要性或性状出现的先后次序， 每次根据一种性状进行选择， 故称单一性状选

择。

分项累进淘汰法

按性状的相对重要性排序， 最重要的性状排在最前， 次要性状置后。先按第一重要性状进

行选择，次后在选留群体内按第二重要性状进行选择，顺次累进。

分次分期淘汰法

按目标性状出现的自然顺序进行选择的方法。在第一个目标性状显露时进行第一次鉴定选择，选留群体做好标记；至第二个目标性状出现时，在作了标记的群体内淘汰第二性状不合格的单株，除去标记，以后依次进行。这种方法对那些重要经济性状陆续出现的园艺植物较为适用。

综合性状选择

屡次综合评比法

分为初选、复选和决选。如十字花科的白菜、甘蓝等，株选可在收获前，先按植株的上下、粗细、球形及结球的充实度进行初选，中选株作标记。在初选株内再按综合性状的较高标准进行复选，淘汰其中一局部植株，去掉标记。把复选株收获后进行决选。决选时根据单株质

量〔重量〕、病虫危害程度等，按更高综合标准进行比拟鉴定，确定中选株。

加权评分比拟法

根据不同性状的相对重要性分别给予不同的加权系数。 测定单株各性状的观测值乘以加权

系数后累加，即得该植株的总分数。根据总分上下择优录取。

2、无性繁殖的园艺植物的选种方法

实生选种实生繁殖

多年生可正常结实的木本园艺植物中

,采用种子繁殖下一代的方式。

实生选种

针对种子繁殖的木本园艺植物群体所进行的为改进其经济性状、

提高品质而进行

的选择育种。实生选种的对象

在传统生产中采用种子繁殖的木本植物如果树中的核桃、板栗、榛子等

在生产中采用无性繁殖但其实生后代可出现优良变异类型，通过有目的播种种子得到实生苗群体加以选择获得新的优良株系。如苹果、梨、桃、李、月季等

实生选种的遗传学根底

实生变异的来源

基因重组 基因重组是实生群体中不同个体遗传变异的主要来源。

基因突变 基因突变是产生新变异的重要来源。

环境饰变 环境饰变是由环境条件引起的非遗传性的变异。

芽变选种

芽变 是指发生在芽内分生组织细胞中的突变。当变异了的芽内分生组织萌动长成枝条时，该枝条性状表现出与原品种类型不同。 〔枝变、株变〕

芽变选种 指利用发生变异的枝、芽进行无性繁殖，使之性状固定，通过比拟鉴定，选出优

系，培育成新品种的选择育种法。

芽变的细胞学和遗传学根底

芽变的细胞学根底

芽变是芽内生长点细胞遗传物质发生的变异。

芽变最先是梢端分生组织中的个别细胞的遗传物质发生突变，随着分生组织细胞的不

断分裂，变异的细胞逐渐增多， 使变异范围不断扩大， 最终使得变异在外部形态上表现出来。

***植物梢端分生组织的细胞构成： 梢端分生组织有几个互相区分的细胞层， 叫组织发生层，

分别以LⅠ、LⅡ、LⅢ表示，植物组织就是由这三层构造分别衍生的。

正常情况下，这三层组织发生层细胞的遗传物质是一样的。但如果三层组织构造的细

胞中某些细胞发生突变而含有不同的遗传物质， 这些变异就会在其发育而成的相应组织或器

官上表现出来。

三层组织发生层衍生的组织不一样：

LⅠ只衍生表皮，故LⅠ细胞层的变异只影响表皮及其附属物如绒毛、针刺等

LⅡ衍生皮层外层和孢原细胞，故 LⅡ的变异影响到果实的色泽及叶片叶绿素的多少以及生殖

细胞。所以，只有 LⅡ层细胞层发生变异才有可能通过有性过程传递给下一代。

LⅢ衍生为皮层内层及中柱。由于不定根、不定芽起源于中柱，故 LⅢ细胞层的变异可通过

不定根及不定芽所产生的枝条表现出来。

正常情况下，三层组织发生层的遗传根底相同，由此发育而成的植物个体称同质体。

一般情况下，三层组织发生层同时发生变异的时机很少，一般只是某一层细胞或某一细胞层中的个别细胞发生变异。这种情况叫嵌合体。层间不同的叫周缘嵌合体，层内不同的叫扇形嵌合体。

在芽变利用中，嵌合体性状是不稳定的，必须将其转化为性状稳定的突变同质体。芽变的转化包括：扇形嵌合体的芽位变换及周缘嵌合体的层间取代。

扇形嵌合体的芽位变换位于嵌合体区域的芽因其着生位置不同，在长成侧枝时表现出不同嵌合体的现象。

周缘嵌合体的层间取代发生突变的细胞层与正常组织之间进行竞争，一方排斥另一方，最后取而代之，发生变换的现象。

芽变的遗传学根底

芽变是遗传物质的改变， 包括：染色体数突变，染色体结构的突变， 基因突变，核外突变等。

3、选种程序

种子繁殖植物的选种程序

原始材料圃

有目的地栽培拟进行选种的植物材料并设置对照， 将收获的种子或繁殖材料供下一选种

环节应用。

或直接从生产圃或种子田中进行选择留种

选种圃在选种圃中，栽培从原始材料圃中选出的优良单株或优良集团后代 〔有性后代或无性后

代〕，进行系统的比拟鉴定和选择，从中选出优良的单系和群体优系供品种比拟预备试验或

品种比拟试验。

品比预备试验圃

栽培从选种圃中选择出的优系或群体优系， 进行性状一致性的选择鉴定， 淘汰经济性状

表现差的株系。对这些中选株系可扩大繁殖，提供品种比拟试验圃播种所需的材料。

品种比拟试验圃

对在预备试验圃中表现良好的优系及混合优系后代进行全面的比拟鉴定， 同时了解其生

长发育特点，选出在主要经济性状上比对照品种更为突出的一个或几个优良品系。

品种区域试验及生产试验

把选育出的优良品系分送至具有不同生态特点的地区， 参加各地区的品种比拟试验， 以

确定新品种未来的适宜推广范围。一般应有 5个以上的试验点。

实生选种的选种程序为：

新建群体的实生选种 供选群体开花结籽后，采集种子播种于选种圃，经过单株选择

鉴定其中的优系，收获其中的营养器官分别编号成为一个无性株系， 各无性株系间进行比拟

鉴定，表现优异者成为营养系品种。

原有实生群体的实生选择 预选；初选；决选。

芽变选种的程序

芽变选种分两级进行， 第一级是从生产园中选出初选优系， 第二级是对各优系的无性繁殖

后代进行比拟鉴定，包括复选和决选两个阶段。

Ⅰ〔初选〕生产园—初选优系

Ⅱ〔复选、决选〕 —选种圃—入选品系—新品系

本章重点 种子繁殖植物及无性繁殖植物的选种方法；选种程序；

本章难点 种子繁殖群体选择的遗传学根底；影响选择效果的假设干因素；芽变的细胞学和

遗传学根底

本章关键词 选择育种 遗传力 原始群体 选择差 选择反响 选择强度 混合选择法

单株选择法 无性系 株选 选种程序 实生选种 芽变 嵌合体

本章教学设计 1、多媒体结合板书。 2、注意提示学生种子繁殖植物的选择原理、方法与无

性繁殖植物选择的原理和方法的不同。3、单株选择、芽变的细胞学原理结合图片进行详细讲解。

本章作业 比拟种子繁殖植物的选种、 实生选种、芽变选种在遗传学原理、 细胞学原理及选

种方法和程序上的不同。

本章思考题

1、选择手段在育种中的重要性？选择的实质是什么？

2、单株选择和混合选择的优缺点？为什么要针对不同的植物类型确定不同的选择方法？

3、什么叫株选？它和选择有什么关系？

4、比拟实生选种和芽变选种遗传根底、 变异范围、稳定优良变异性状的方法等方面的异同。

5、试分析影响选择效果的因素有哪些？6、试比拟说明两种根本选择方法有何特点？

7、异花授粉植物群体的遗传根底有何特点？由此对应的选择方法有哪些差异？

8、试说明株选方法的主要特点。

9、试述选种程序的主要内容及特点。

10、从选种程序上着眼，如何提高选种效率？

11、园艺植物在实生繁殖时遗传变异有何特点？

12、何为芽变？何为芽变选种？简述芽变的遗传效应 .

13、简述区分芽变与饰变的分析依据。

参考书

1．潘家驹主编 .作物育种学总论 .北京：中国农业出版社， 1994

2.沈得绪主编.果树育种学〔第二版〕 .北京：农业出版社， 1985

第五章 有性杂交育种

总学时 16学时

主要内容 本章内容包括三个大的方面：常规杂交育种〔有性杂交育种〕 ；回交育种；优势

育种。

杂交 不同基因型配子结合产生杂种，谓之杂交。

1、有性杂交育种通过人工杂交的的手段，把分散在不同亲本上的优良性状组合到杂种中，对其后代进行多代培育选择，比拟鉴定，以获得遗传性相对稳定、有栽培利用价值的定型新品种的育种途径。有性杂交育种的重要性有性杂交育种的方式两亲杂交是指参加杂交的亲本只有两个，包括正交和反交。多亲杂交是指三个或三个以上的亲本参加的杂交，又称复合杂交或复交。包括添加杂交、合成杂交。添加杂交：多个亲本逐个参与杂交的方式。合成杂交：参加杂交的亲本先配成单交种，然后将两个单交杂种杂交，这种多亲杂交方式称合成杂交。多父本授粉用一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本品种的方式。回交杂交第一代及其以后时代与其亲本之一再进行杂交的方式。有性杂交亲本的选择与选配亲本选择根据育种目标选用具有优良性状的品种类型作为杂交亲本。亲本选配从入选的亲本中选用哪些亲本配组杂交。亲本选择的原那么

亲本应尽可能优点多缺点少

以目标性状作为重点选择标准

重视选用地方品种

亲本的一般配合力要高

亲本选配的原那么

父母本性状互补选用不同生态类型的亲本配组

以优良性状多的亲本为母本

用一般配合力高的亲本配组

注意父母本的开花期和雌雄蕊的育性

有性杂交技术〔课堂略讲，主要安排实验课让学生具体操作体验〕

有性杂交前的准备工作 制定杂交方案，准备杂交用具。

亲本株的培育和选择

隔离和去雄

花粉的制备

授粉、标记和登记

杂交后的管理

有性杂交后代的培育与选择

杂种的培育

保证杂种后代正常发育

培育条件相对一致

培育条件应与育种目标相适应

种子繁殖植物有性杂交后代的选择

系谱法杂种第一代

(F1)

分别按杂交组合播种

,每一组合约几十株

,两旁种植父母本

,以便鉴别假杂

种和目标性状的遗传表现。

自花授粉作物品种间及异花授粉作物自交系间的杂一代群体只淘汰很不理想的组合， 在中选

组合内淘汰假杂种和个别性状显著不良的单株。 组合内单株不隔离。按组合收种，混合播种。

多系杂交、异花授粉作物品种间杂交、 自花授粉作物单交种杂交等的杂交一代群体， 需在组

合内进行单株选择。分别采种，分别播种。杂种第二代〔F2〕

将从

F1混合收获的种子按组合分区播种。

F2是性状强烈别离的世

代。该世代种植的株数要多，群体规模要大，以保证

F2

能别离出符合育种目标的个体。

F2代选择原那么上入选的株系数多些，每一株系入选的株数可少些。通常优良组合的入选株

数约为本组合群体总数的 5%-10%。入选单株分别采种。杂种第三代

(F3)

F2

入选优良单株的后代分别播种一个小区

,即每一个单株后代成为一个

系统,按顺序排列

.每小区种植几十株

,每隔

5-10

个小区设一对照。按主要经济性状和一致性

选择优良株系，入选株系要多些。在中选的株系中选择优良单株，每一株系入选

6-10

株。

入选的优良单株应自交留种。在F3代，如出现性状比拟整齐一致的优良株系，

可去除劣株后混合留种，

下一代升级鉴定。

F4代及以后如果选留的系统性状比拟稳定一致，需设对照和重复，系统间比拟淘汰不良系

统，保存优良系统，同一系统内植株混合采种。如果系统内株间性状别离大，那么选留优株，

去除劣株，分单株留种。通过这样不断的选择， 一直到选出符合育种目标性状稳定的优良系

统，优良系统经品比试验、区域试验、生产试验后可成为新品种在生产上推广应用。

混合—单株选择法单子传代法 从F2开始每代从各单株取一粒种子播种下一代 〔通常一般取 3粒，2

份播种，一份保存〕。每代不进行选择，一直繁殖到遗传性状不再别离的世代为止〔 F4至

F5代〕，再将每个单株种子分别采收，播种成 200-400个株系，以后进行株系间比拟鉴定，

一次选出符合育种目标的株系，进行升级鉴定。

单子传代法一般适用于自花授粉植物。

回交育种

回交育种的效应

增加杂种后代群体内具有轮回亲本性状个体比例

增强杂交后代的轮回亲本性状

回交育种的方法亲本的选配

除了一般杂交育种亲本选配所要注意的事项外

,还应注意：

***轮回亲本综合性状优良，仅

1-2

个性状需要改进

非轮回亲本输出性状必须突出

回交后代的处理

输出性状为显性，那么从F1和每次回交后代中选择具有输出性状的个体，直接与轮回亲本回交。

输出性状为隐性，那么F1和每次回交的后代分别自交一次，使隐性的输出性状表现出来，选择具有目标性状的个体继续回交。

回交次数

当输出性状为不完全显性或为少数基因控制的数量性状时，回交次数不宜过多，一般为

1-3次，以防止非轮回亲本的优良性状受到削弱。

回交后代的群体规模 一般每代种植 100-200株左右，经4-6代回交就能得到所需要

的类型。

回交育种的程序

如表5-3〔p108〕

2、远缘杂交育种

远缘杂交 指亲缘关系疏远的类型之间的杂交。一般指不同种、属以上类型间的杂交。

远缘杂交的特点〔双亲遗传差异太大，以至遗传性不协调，造成从花粉发芽起的一系列生理生化过程的不协调，最终很难形成正常的杂种〕

杂交不亲和性

远缘杂交时，通常表现不能结籽或结籽不正常〔种子极少或只有瘪籽等〕的现象。

远缘杂交不亲和性的表现：在整个授粉受精的过程中受到阻碍〔花粉在柱头上不能萌发；萌发后花粉管不能伸长；花粉管生长缓慢或太短不能到达胚囊；到达胚囊不能进行正常的受精等〕

远缘杂交不亲和性的克服：可采用染色体加倍、适中选择选配亲本、有性媒介法、特殊授粉方法、柱头移植和柱头短截法等克服不亲和性带来的影响。

杂种的不育性

在远缘杂交中,应用克服杂交不亲和的措施虽然产生了受精卵 ,但是这种受精卵由于与胚乳或母本的生理机能不协调 ,在个体发育中表现出一系列不正常的发育 ,以致不能长成正常植株的

现象。

其表现为：幼胚不发育；发育不正常或中途停止；胚坏死；种子不能发芽；发芽后在苗期或

成株前死亡。

克服不育性的方法：杂种幼胚培养；嫁接；改善发芽和生长条件。

杂种的不稔性

是指远缘杂种植株由于生理上的不协调而不能形成生殖器官， 或由于减数分裂过程中， 染色

体不能正常联会、不能产生正常配子而不能结籽的现象。

主要表现：杂种能正常进行营养生长，但不能正常开花； 能正常开花，但不能产生有生活力

的雌雄配子；配子虽有活力，但不能完成正常的受精过程。

克服方法：染色体加倍；回交法；蒙导法；延长培育世代，加强选择；改善营养条件等。

3、杂种优势育种

杂种优势 杂种优势 是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的 F1植株在生活力、生长

势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象。

自交衰退 指异花授粉植物在进行连续多代自交后，会出现生理机能衰退，表现为植株生

长势、抗病性和抗逆性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象。

杂种优势产生的原因与杂种优势的度量

杂种优势产生的原因

显性假说

超显性假说

杂种优势的度量

中亲优势

指F1的某一数量性状的平均值与双亲 (P1,P2)同一性状平均值 (中亲值MP)差数的比率.

超亲优势

用双亲中较优良的一个亲本的平均值 (Ph)作为度量标准,衡量F1平均值与高亲平均值差数的

比率.

超标优势

是指F1的某一数量性状的平均值与标准品种 (目前生产上正在推广的品种 )同一性状的平均

值差数的比率.

杂种优势指数

用某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值 ,度量F1超过双亲平均值的程度 .

杂种优势的表现及利用

杂种优势的表现

普遍存在于生物自然界中。

杂种优势可表现为:

营养型杂种优势 杂一代表现为营养器官〔根、茎、叶〕体积增大和质量增加方面优于其

双亲.

生殖型杂种优势 杂一代繁殖器官 (花、果实、种子 )等在体积增大和质量增加方面优于其双亲。

适应型杂种优势 杂种一代在适应性、抗逆性、抗病性等增强方面优于双亲。

利用杂种优势必须的根本条件

有纯度高的优良亲本品种或自交系

有强优势的杂交组合

繁殖与制种工序简单易行，种子生产本钱低

不同授粉类型植物杂一代利用的主要问题：

自花授粉植物(豆科植物)：

异花授粉植物:

杂种优势育种的一般程序

优良自交系的选育

自交系选育的理论根据

杂合体通过连续自交，会产生三种遗传效应：

自交导致后代基因别离，使后代群体中的遗传组成迅速趋于纯合化。

自交导致等位基因纯合，使隐性性状得以表现出来，从而可以淘汰有害的隐性个体，改进群体的遗传组成。

自交可导致遗传性状的稳定，后代性状不再别离。

优良自交系的标准

优良的自交系必须具备：配合力高、整齐度高、产量高，育种目标要求的多种性状优良。

自交系选育的一般方法

自交系选育的一般步骤：

原始材料的选择

优良单株选择与自交

配合力的测定

配合力 是衡量亲本系在其所配的 F1中某种性状〔如产量或其他性状〕好坏或强弱的指

标。一般配合力

特殊配合力

是指某一亲本系与其他亲本系所配的几个 F1的总平均值相比的差值。

是指某特定杂交组合的某性状实测值与根据双亲一般配合力算得的理论值的

离差。配合力与杂种优势的关系

配合力的测定

顶交法

是以一个品种或杂种作为测验者， 与各个被测自交系或品种配组杂交， 下一代比拟各个测交

种目标性状值的上下。

目标性状值高的组合，那么被测自交系的配合力高，反之那么配合力低。

半轮配法

将每一个自交系与其他自交系一一相配，但不包括自交和反交组合。

交配组合数为： n=P(P-1)/2 P为自交系数目表5-4圆葱8个自交系半轮配的F1的鳞茎重(克)自交系12345678∑ⅹi12345678ⅹi4804915374945374975154854036圆葱8个自交系的鳞茎重的普通配合力,公式:i=(Xi/P-2)—∑x../p(p-2)，根据该公式算出的8个自交系鳞茎重的普通配合力如表5-5。表5-5圆葱8个自交系的鳞茎重普通配合力自交系12345678普通配合力特殊配合力公式:ij=Ⅹ—〔(Xi+Xj)/(P-2)〕+∑X/(P-1)(P-2)ij上面两个公式中各字母的含义：

Xi 为以i自交系为亲本的所有组合某性状数值之和。

Xj 为以j自交系为亲本的所有组合某性状数值之和。

∑X为该试验全部组合某性状数值总和。

为亲本数。

Ⅹij 为以i为母本j为父本所配制 F1的某性状值的平均数。

表5-6圆葱8个自交系半轮配各组合的鳞茎重特殊配合力

自交系1234567812345678从表5-5和5-6可以看出,一般配合力高的自交系配成的组合(5×3)不一定是最好的组合。最好的组合是 5×2。

半轮配法优点：可以了解某一性状的配合力究竟主要由一般配合力决定还是特殊配合力决

定。可以较准确地选出优良的组合。

缺点：所配组合数较多，工作量大。

配组方式确实定

单交种

两个自交系间的杂种一代称为单交种。

双交种

双交种是 4个自交系先配成两个单交种，再用两个单交种配成用于生产的杂种一代。

因制种程序复杂，国内很少利用。

三交种

用两个自交系先配成单交种，再以单交种作母本与第三个自交系杂交而成杂种一代。

制种程序较复杂，生产上很少应用。

杂交种子的生产

包括：杂种一代种子的生产；亲本自交系的种子的生产。

简易制种法

雌雄异株植物

雌雄同株异花植物〔瓜类〕

雌雄同花的异花授粉植物〔洋葱、胡萝卜及十字花科植物〕

自花授粉植物〔茄果类、豆类〕

利用苗期标记性状的制种法

标记性状 在幼苗期用来区别真假杂种且呈隐性遗传的植物学性状。

标记性状的条件 该性状必须在苗期就表现明显， 而且容易目测识别； 该性状为能稳定遗传

的隐性质量性状。

利用化学去雄剂的制种法

化学去雄

不经过人工去雄，选用某种化学药剂，在植株生长发育的一定时期喷洒于母本，直接杀伤或抑制雄性器官，造成生理不育，以到达去雄目的。

常用化学去雄剂

理想的化学去雄剂应具备的条件：

利用雄性不育系的制种法

雄性不育系的概念

雄性不育性 指两性花植物中 ,雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象。

雄性不育系

对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即为雄性不育系。简称不育系或

A系。其育性遗传组成为

S(msms).

雄性不育保持系给不育系授粉能保持不育系的不育性的品种或自交系，简称保持系或

B系。其育性遗传组成为 F(msms).与不育系有共同血缘，有姐妹关系的是这个不育系的同型保持系。与不

育系无共同血缘、没有姐妹关系的是不育系的异型保持系。

雄性不育恢复系

用来给雄性不育系授粉， 使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交

系，简称恢复系或 C系。其遗传组成有 F(MsMs)和S(MsMs)两种。

雄性不育的遗传类型

***细胞质不育型 不育性完全由细胞质基因控制特点是具有保持系，没有恢复系，以种子

为产品的植物难利用。

***核不育型 由核基因单独控制不育性。这类不育系难找到保持系，也不能得到完全不育

的不育系。可采用两用系〔在一个群体中，有 50%的可育株用于保持不育性〕进行杂种一

代制种。在制种时， 很难及时、彻底地拔掉占总株数一半的可育株，因此限制了两用系的应

用。

核质互作不育型由核基因〔msms〕和细胞质基因〔S〕共同控制的，简称胞质不育型。〔CMS〕

这种不育型的细胞质中有一种控制不能形成雄配子的遗传物质 S，其对应的细胞质中具有正常的遗传物质

F。

核内具有影响细胞质育性的基因，以一对基因为例，能使不育性恢复为可育的同质恢复基因MsMs,与异质恢复基因Msms，不能使育性恢复的等位隐性基因msms。假设把两种细胞质和三种核基因型结合，那么有

6种遗传结构。

表5-7核质互作的六种遗传结构

细胞同质结合恢复基因异质结合恢复基因同质结合不育基因细核基胞质因遗〔MsMs〕〔Msms〕〔msms〕可育型〔F〕F1(MsMs)可育型F1(Msms)可育型F1(msms)可育型不育型(S)S(MsMs)可育型S(Msms)可育型S(msms)不育型质核互作的6种遗传结构中仅S(msms)表现为雄性不育，其余5种都是可育的。以不育型作母本同5种可育型杂交，由于结合子的细胞质由母本提供，细胞核由父母本双方均等提供，杂交一代的育性如下表，可满足配制杂种的要求，实现三系配套。表5-8核质互作不育型的遗传方式父F1(msms)可F1(MsMs)可S(MsMs)可F1(Msms)可S(Msms)可育本母本育型育型育型育型型

S(msms)不育

S(msms)不育

S(Msms)可育型

S(Msms)﹢S(msms)

可育型

性

型

和不育型各占一半

雄性不育系的选育

获得原始雄性不育材料的途径利用自然变异

远缘杂交

人工诱变

自交和品种间杂交引种和转育

原始雄性不育材料的临时保存

雄性不育系和保持系的选育测交筛选

原始不育株为母本，可育株为父本，分别与原始不育株上的一个花序杂交，种子成熟后，按组合分别收获杂交种子，第二年分别按组合播种，根据杂种群体育性的表现，测定父本对育性的保持能力。

如果某组合的杂交一代全部是不育株，那么该组合的父本植株基因型必定是 F(msms),该组合

的杂交一代就是雄性不育系 S(msms)，其父本株的自交一代群体就是相应的保持系。

如果某组合的杂交一代不育株和可育株各约占一半， 那么该组合的父本植株的基因型为 F

Msms〕或S〔Msms〕。如父本植株自交后的自交一代群体中出现不育株，那么该父本株基因型为S〔Msms〕，将这种基因型所产生的自交一代群体淘汰。父本植株自交后的自交一代

群体全部为可育株，那么父本植株的基因型为F〔Msms〕，入选该株系，继续成对测交，最终筛选出保持系F1(msms)

雄性不育恢复系的选育

以某种类型的不育系做测验种为母本， 用被测验的很多品种作父本， 成对测交。在测交

种杂一代中，选择完全恢复结实或高度恢复结实并具有强大优势的组合， 该组合的父本就是

某种不育类型的好恢复系。

用雄性不育系制种的方法

不育系 × 保持系 不育系 × 恢复系S(msms)

F(msms)

S(msms)

F(MsMs)和

S(MsMs)

↓

不育系

↓

保持系

↓

杂交种

↓

恢复系

S(msms)

F(msms)

S(Msms)

F(MsMs)和

S(MsMs)

不育系繁殖区

杂交制种区

利用自交不亲和系的制种法

自交不亲和性

是指两性花植物 ,雌雄性器官正常 ,在不同基因型的株间授粉能正常结籽 ,但是花期自交不能结籽或结籽率极低的特性 .

自交不亲和系

通过连续多代的自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系。

自交不亲和性的遗传机制

配子体型自交不亲和性

孢子体型自交不亲和性

自交不亲和性的生理机制

***认可反响假说十字花科植物柱头的表皮层具有乳头状突起的细胞，外面盖有角质层，被认为是自交不亲和植株自交后阻止花粉管长入的障碍。

花粉和柱头的认可反响是依靠花粉和柱头各自产生的不同物质来相互配认。

***糖蛋白假说 经研究说明，S位点糖蛋白和 S受体激酶是控制芸薹属植物花柱自交不亲

和性的两个关键因子。

选育自交不亲和系的方法

优良自交不亲和系应具备的条件

a.具有高度稳定的花期自交不亲和性〔亲和指数 k=自交结籽总数/授粉花朵数〕

b.较高的蕾期自交亲和指数

c.自交多代后生活力衰退不明显

自交不亲和系的选育方法

首先在组合力强的亲本品种中选择假设干优良植株的健壮花序套代，进行花期人工自交，

从中选出亲和指数很低的植株。

为了获得这些植株的自交后代， 应在同株上同时选 1-2花序进行蕾期授粉， 将开花前 2-5

天的花蕾用尖头镊子剥开，使柱头露出，涂上同株事先套袋的花粉。每一花序应自交 20-30

朵花。在授粉前和授粉后均应套袋。

经过4-5代自交和选择后， 凡入选的株系，可采用混合授粉法或隔离区自然授粉法或轮

配法可测定系内株间的不亲和。

混合授粉法：在一个不亲和系中抽取 10株，以这 10株为母本，以这 10株的混合花粉

作父本在花期给每个母株隔离授粉，结实后统计亲和指数。

隔离区自然授粉法 将待测的自交不亲和系分别种植于各个隔离区内， 花期任其自然授粉，

最后根据结实情况，统计亲和指数。

轮配法 在各个待测自交不亲和株的自交后代株系内，随机抽取 10株进行全部株间正反

交，然后统计每一组合的亲和指数。

利用自交不亲和系制种的方法

单交种的配置：

不亲和系 ×亲和系 亲和系〔父本〕

↓⊕ ↓ ↓⊕

不亲和系 F1 亲和系〔父本〕制种区 父本系繁殖区不亲和系 × 不亲和系

三种方法：采用一个隔离区〔母本株收获正交杂种一代和母本自交种子 ,父本株收获反交种

子和父本自交种子〕；采用两个隔离区〔制种区采收母本自交种子和正交杂种，父本采收反

交杂种，在父本繁殖区采收父本自交种子〕 ；采用三个隔离区〔制种区、父本繁殖区、母本

繁殖区〕

利用雌性系的制种法

雌性系 是指具有雌性基因 ,只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系 .

雌性系的选育:

国内外引进雌性系直接利用或转育

以雌性系为母本的F1代杂种自交别离选育雌性系

用雌雄株与完全花株或雌全株杂交,可以从后代内别离出纯雌株。

利用雌株系的制种法

利用高度雌花性的雌雄同株系统〔同一株上有大量♀花少量♂花〕的系统内杂交F1代为母本，与另一父本系统杂交生产杂交种子。

4、杂种优势育种与杂交育种的比拟

共同点 都需进行亲本的选择和选配，通过杂交、 自交〔或近亲交配〕 的手段以及后代选择

的手段，把分散存在于各个亲本上的优良性状组合于同一个体上。其育种原理和手段是完全相同的。

不同点

人工杂交育种类型遗传效应育种程序制种程序杂交育种加性效应、局部上位先杂后纯生产田选株留种性效应优势育种加性效应、显性效应、先纯后杂F1代不能留种，必须上位性效应设立专门的制种田，同时要设立亲本繁殖田，繁殖父母本种子，供制种田下年使用。

5、优势育种在园艺植物育种中的重要作用。

本章重点 有性杂交育种〔常规杂交育种〕亲本的选择选配、 有性杂交育种的方式、有性杂

交后代的选择；远缘杂交不亲和性、远缘杂种的不育性及其克服

本章难点 回交育种的效应；杂种优势育种的一般程序及杂交种子的生产本章关键词有性杂交育种远缘杂交回交多亲杂交两亲杂交添加杂交合成杂交亲本选择亲本选配系谱法远缘杂种不稔性杂种优势自交衰退中亲优势超亲优势超标优势杂种优势指数自交系配合力一般配合力特殊配合力半轮配法顶交种单交种双交种三交种苗期标记性状雄性不育系雄性不育保持系雄性不育恢复系胞质雄性不育系自交不亲和系自交不亲和性亲和指数雌性系雌株系两用系根本株本章教学设计 1、多媒体结合板书。2、注意提示学生常规杂交育种与优势杂交育种的差异。

3、常规杂交育种中杂交技术在实验中解决，理论课不详细讲。 4、优势育种中一般配合力和

特殊配合力的计算通过洋葱自交系半轮配杂交例子讲解。 5、利用雄性不育系制种重点介绍

核质互作雄性不育性。 6、课堂讨论：杂交一代种在园艺植物上的应用情况如何？为什么果

树上很少有杂交一代种应用 ?请分析杂交一代种在果树上应用的优点与缺乏？

本章作业 要得到一个杂交一代种应用于生产，必须经过哪些程序？为到达优势育种的目

的，你认为应注意哪些方面问题？

本章思考题

1、植物有性杂交的方式有哪些？各在什么情况下适用？

2、如何确定园艺植物多亲杂交时亲本配组的先后循序？

3、在有性杂交育种中，系谱法、混合法和单子传代法各有什么优缺点？

4、举例说明园艺植物有性杂交后代的培育条件与育种目标的关系？

5、回交与自交的遗传效应有何不同？

6、在园艺植物回交育种中，亲本的选择选配应注意些什么问题？

7、如何确定回交育种中后代的回交次数和选择方法？

8、植物远缘杂交有什么特点？如何克服？

9、根据育种目标，试提出一种园艺植物的回交育种程序。

10、根据育种目标，试提出一种园艺植物的远缘杂交育种程序。

11、比拟常规杂交育种、优势杂交育种育种过程的异同。

12、为什么说回交可增加后代群体内具有轮回亲本性状个体比例及可增强杂交后代的轮回亲本性状？

13、在回交育种中，如输出性状为隐性时，为什么要将 F1和每次回交的后代分别自交一次

后再继续回交？

14、植物远缘杂交有什么特点？采用哪些途径克服？

15、杂种优势育种为什么必须首先选育优良的自交系？

16、为降低杂交种子生产本钱，主要采用哪些方法？

17、为什么在优势育种中必须进行亲本配合力的测定？

18、核质型雄性不育育性表现及遗传？〔 P143〕

19、为什么要求优良的自交不亲和系必须具有高度稳定的花期自交不亲和性同时蕾期自交亲和指数也要高？

20、杂种优势育种与有性杂交育种的主要异同点？

21、自交不亲和系选育与自交系选育的主要异同点？22、与有性杂交育种相比，杂种优势育种亲本选配的特点是什么？

23、对异花授粉作物来说，为什么自交系间杂种一代较自交系×品种、品种×品种间杂种一

代优势强？

24、简易制种法、苗期标记性状制种法、化学去雄制种法、雄性不育系制种法、自交不亲和

系制种法、雌性系制种法的根本方法及主要优缺点？25、试设计一雄性不育系的转育方案，将波里马〔

Polima〕油菜

CMS

基因转育到大白菜上。

以营养器官为产品的园艺植物在利用

CMS

系配制杂交一代时不要恢复系。

而甜椒、番茄等

食用器官为果实的园艺植物，需要恢复系，为什么？

26、配子体型和孢子体型不亲和性的遗传特点有哪些？

27、请通过查阅文献，谈谈国内外杂种优势利用的情况。

参考书

1、何启伟等.十字花科蔬菜优势育种.北京：中国农业出版社，1993，7-602、胡建广等.作物杂种优势的遗传学根底.遗传，1999，21〔2〕：47-503、方智远等.我国蔬菜科技50年的主要成就与今后的任务.中国蔬菜，1999〔5〕：1-54、福特HI等.史传铎，陈景新译.核桃板栗育种进展.北京：农业出版社，19805、景士西.桃育种的遗传学根底.见张大鹏主编.园艺学年评〔第二卷〕，北京：科学出版社，19966、柯桂兰等.大白菜异源胞质雄性不育系CMS3411-7的选育及利用.园艺学报，1994，21〔1〕：59-647、余四斌等.上位性效应是水稻杂种优势的重要遗传根底.中国科学〔C辑〕，〔4〕：333-3428、杂种棉选育的理论与实践.北京：科学出版社，19989、周长久主编.现代蔬菜育种学.北京：科学技术文献出版社，1996

第七章 诱变育种

总学时 3学时

主要内容

诱变育种

是人为的利用物理和化学等因素诱发作物产生遗传变异，在短时间内获得有利用价值的突变体，根据育种目标要求，对突变体进行选择和鉴定，直接或间接地培育成生产上有利用价值的新品种的育种途径。

1、诱变育种的意义及特点

提高突变频率、扩大变异谱，创造新类型

适于改进品种的个别性状

诱变处理比拟简单，可缩短育种年限

变异方向和性质不易控制

由于诱变机理了解不深透，无法定向创造变异，育种带有盲目性和偶然性。

劣变多，优变少，育种效率低。2、辐射育种

辐射诱变源的种类及特性

教材p163: 表7-1辐射种类、辐射源及其特性

辐射诱变作用的机理

电离辐射作用的过程

物理阶段〔10-8-10-5秒〕

本阶段由于射线穿透生物体，辐射能量使生物体内各种分子发生电离而形成离子对。

化学阶段

以水分子为例：辐射直接作用形成的离子对继续与水进行反响形成 H+和OH-离子。H+和OH-

离子是不稳定的， 再与水化合形成过氧化氢， 过氧化氢是一个活泼的氧化剂， 对生物系统关

系重大。

H+和OH-离子能和溶质分子起反响，特别在有氧情况下，与氧结合形成过氧基，这种过

氧基能移到大分子的外表，使大分子发生有损于细胞功能的化学反响。

由于电离过程中产生的大量自由基可形成强的复原剂和氧化剂，可能改变植物体内正常的氧化复原过程，使碳水化合物、蛋白质和酶等物质代谢发生变化，破坏了生物体原有的稳定性，引起一系列的生物学效应。

生物学阶段

细胞内生物化学过程发生改变，导致各细胞器的结构及其组成发生深刻的变化。包括染色体的畸变和基因突变以及细胞内酶的“失活〞。电离辐射的遗传效应**遗传分子结构的改变**染色体畸变**染色体数量的变化辐射诱变的方法照射方法***外照射是指放射性元素不进入植物体内，而是利用其射线照射植物各个器官。种子照射可采用干种子、湿种子和萌动种子照射。照射的种子要求纯度较高，不含杂物。照射后及时播种。花粉照射可将花粉收集于容器中进行照射，或直接照射植株上的花粉。用辐射后的花粉进行授粉，所得后代由于携带杂合的突变基因，便可别离出许多突变体，供进一步筛选用。子房照射用射线直接照射子房，促使正在发育的卵细胞的遗传根底发生变异，有可能产生孤雌生殖或变异通过受精作用而表现出来。营养器官照射对营养器官如块茎、块根、鳞茎、球茎、幼芽、枝条和嫁接苗等进行照射，可大大提高诱变率，而且与其它器官照射相比，具有结果早、鉴定快等特点。植株照射在植株发育的某个阶段或植株整个生长发育期进行照射，诱导植株产生变异。***内照射将一定“比强〞的放射性同位素引入植物体内，使其所放射出的射线在植物体内进行照射。浸种法将放射性同位素配置成一定比例强度的溶液，对需诱变的种子或枝芽进行浸泡，使同位素进入到体内。

施入法 用放射性同位素作超微量元素施入土壤，植物在吸收肥料时，便可将其吸入体内。

涂抹法 涂抹法 用放射性同位素溶液与适当的湿润剂配合， 涂抹在植株上或浸泡植物叶片、

嫩梢，通过根外吸收，将放射性引入植物体内。

注射法 用注射器将放射性同位素溶液注入植物组织内。

适宜剂量确实定

适宜剂量确定的原那么

活 后代有一定的成活植株

变 在成活株内，有较大变异效应

优 产生的变异有较多的有利变异

一般认为，选择临界剂量或半致死剂量照射比拟适宜。临界剂量

照射后有

40%成活率的剂量。

半致死剂量

照射后为

50%成活率的剂量。

教材p172

主要园艺作物辐射育种常用剂量参考表

空间育种在新品种选育中的重要性〔自学〕

3、化学诱变育种

化学诱变育种 是指采用化学诱变剂处理一定的植物材料， 以诱变植物遗传物质的突变， 进

而引起特征、特性的变异，对这些变异根据育种目标进行选择鉴定培育，最后育出新品种。

化学诱变的特点

使用经济方便

有一定的专一性

化学诱变能产生较宽的突变谱，且下一代育性增高

化学诱变源的种类和效应

种类**烷化剂

是指有烷化功能基团的化合物。它能使一种有机化合物〔

DNA〕的一个活泼的

氢原子被一个烷基所代替。**核酸碱基类似物

以化学结构上与核酸碱基相似的特点可以在不阻碍

DNA

复制的情况

下，作为组成DNA的成分而掺入到 DNA中去，由于它们在某些取代基上与正常的碱基不同，

造成碱基配对的过失，而引起突变。

教材p181 表7-3 局部化学诱变剂的特性

化学诱变剂的主要效应

教材p181 表7-4化学诱变剂的主要效应

化学诱变的方法

药剂的配制

溶于水的药品 按所需的浓度配成水溶液使用

溶于酒精的药品 先用少量酒精将其溶解，再加水配成一定浓度使用。

烷基磺酸酯和烷基硫酸酯类易水解变性，故应参加到一定酸碱度的磷酸盐缓冲液中使用。

处理方法浸渍法

注入法

涂抹法

化学诱变注意的问题

**平安问题一般化学诱变剂都有极强的毒性。如烷化剂致癌；氮芥类造成皮肤溃烂；乙烯亚胺，强烈的腐蚀作用，易燃。

后处理进入到植物体内的药剂，待到达预定的处理时间后，如不及时采取适当的排除措施，那么还会继续作用产生“后效应〞。过度的处理造成更大的生理损伤，降低突变率。

一般采用大量流水冲洗。

4、诱变育种程序

诱变育种亲本材料的选择 —诱变处理—突变体的鉴定、培育和选择

亲本材料的选择

根据育种目标选择综合性状优良，只有 1-2个性状需要改进的品种进行处理。

如番茄抗病毒育种 选择丰产、优质、成熟期适宜、能抵抗除病毒外的其它主要病害。

还可采用单倍体诱变，发生突变后易于识别和选择。

诱变处理 辐射诱变或化学诱变处理。具体方法如前所述。

突变体的鉴定、培育和选择

突变时代的划分有性繁殖植物的种子〔胚〕经一般处理后长出的植株，称为

M1(突变一代

)植株。

M1植株的

突变通过配子受精最后形成种子即为

M2(突变二代

) ..

无性繁殖植物的突变世代以营养繁殖的次数作为突变世代数。可分为亲本世代〔

VM0〕、突

变世代〔

VM1〕、突变二代〔

VM2〕 等表示。

突变体鉴定和选择

鉴定

形态鉴定 在田间对播种的诱变材料的开花期、株高、花数、果数等一系列性状进行鉴定。

实验室鉴定 包括对营养成分及其含量、染色体的形态、数量、结构等进行鉴定。

选择

种子辐射处理材料

M1辐射处理后应在 15-30天内播种，不宜拖延太久。

按不同的剂量处理分别播种。在 M1不进行淘汰。各植株应隔离，使其自花授粉，以免有利

突变基因杂交而混杂。分果或分穗留种。

M2 按果或穗分区播种。 从发生了变异的果、 穗后代单株中选取有经济价值的突变株留种。

M3 淘汰不良株系，在优良的 “株系〞中再选出最优良的单株留种。

M4及以后 如果“株系〞内各植株的性状表现相当一致，便可将该系的优良单株混合播种为

一个小区，和对照品种进行品比试验，最后选出优良品种。

营养器官处理材料的选择

由于变异性状可在 M1代表现出来，故从 M1代开始选择。

对处理枝条上的每个芽眼要编号，分别繁殖，如有有利突变，可用无性繁殖进行固定。如变异细胞无法在外观进行表现，要采用摘心、修剪等方式促使突变表现出来。

5、多倍体育种

根据育种目标要求，采用染色体加倍的方法选育作物新品种的途径，称为多倍体育种。

同源多倍体 多倍体所包含的染色体组来源相同

异源多倍体 如果染色的加倍以远缘杂种为对象，那么多倍体所包含的染色体组来源就不

相同，这种多倍体为异源多倍体。

多倍体的特点

巨大性 多倍体一般在植物体形和细胞上都表现明显的巨大性。 随着染色体的加倍， 细胞核

细胞核变大，组织器官多也随之变大。多倍体植株不一定很高大， 但一般是茎粗茁壮， 枝叶

少，叶色深、叶片宽而厚，花器较大、花瓣较多、花色浓艳，多倍体的花形大小常与染色体

数目呈明显正相关。 此外，多倍体的种子又大又肥， 叶表皮的气孔、花粉粒也都比二倍体大。

育性低 多倍体由于减数分裂中染色体不能正常配对或别离， 不能形成正常的雌雄配子而导

致育性降低。

生活力旺盛 多倍体常表现出新陈代谢旺盛，酶的活性强，碳水化合物、蛋白质、维生素、

植物碱、丹宁物质的合成也常有增强。

秋水仙碱诱导多倍体

秋水仙碱诱导多倍体的原理

当秋水仙碱与正在分裂的细胞接触后， 使分裂的细胞核纺锤丝立即缩小， 阻碍纺锤丝的形成

和开展，染色体不向两极移动，而停止在细胞分裂中期，从而产生染色体加倍的核。

秋水仙碱处理的材料

细胞分裂活泼的组织，如萌发的种子、幼苗、茎生长点、萌动的球茎等。

处理的时间

在植物生长期，处理越早越好。

处理方式

将秋水仙碱配成水溶液，以 0.01%-1%的浓度处理。

可采用：浸渍法 涂抹法 滴液法 注射法

多倍体鉴定

直接法 对染色体数进行鉴定

间接法 根据气孔大小、花粉粒的大小等来判断

作为多倍体育种的全过程， 当多倍体诱变出来以后， 还要根据育种目标对变异进行培育选

择鉴定，对优良的多倍体变异类型在逐代培育选择稳定的过程中， 不断扩大变异类型的数量，

并通过品种比拟试验和区域化试验，之后才能成为一个新品种向生产上推广应用。

本章重点 辐射育种、化学诱变育种的意义、特点；诱变方法及诱变后代的鉴定和选择

本章关键词 诱变育种 辐射育种 外照射 内照射 致死剂量 半致死剂量 化学诱变

育种 多倍体育种 同源多倍体 异源多倍体

本章教学设计 1、多媒体结合板书。 2、空间育种的最新动态布置学生自学查找资料。 3、

展示辐射育种、化学诱变育种的图片资料。本章作业 要到达好的诱变效果，必须注意哪些问题？

本章思考题

1、简述化学诱变中的影响诱变效应因素及化学诱变处理程序。

2、无性繁殖植物进行诱变时，应注意什么问题？

3、人工诱导多倍体的方法有哪些？

4、与其它育种途径相比拟，诱变育种有何特点？在进行诱变育种时，需注意哪些问题？

5、你认为在利用多倍体选育新品种时，应注意哪些问题？

6、两个表现很好的亲本组合在一起，并加倍形成多倍体后，产生了一些不协调因素，出现结实性差、种子皱瘪等问题。你认为这种现象的原因是什么？

参考书1、夏英武主编.作物诱变育种.北京：中国农业出版社，19972、.徐冠仁.植物诱变育种学.北京：中国农业出版社，1996第八章新品种保护与品种审定、推广总学时2学时主要内容第一节新品种保护1、植物新品种保护的根本概念

植物新品种的概念

植物新品种

是经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发， 具有新颖性、特异性、一致性和稳定性

并有适当命名的植物品种。

品种权的概念

一般认为，品种权是由国家植物新品种保护审批机关依照法律、 法规的规定，赋予品种

权人对其新品种的经济权利和精神权利的总称。

品种权的法律特点

无形性因品种权是一种智力劳动成果，看不见，摸不着，不会因为使用而消耗。它借助

种子、种苗等有形资产作为载体进行“物化〞。

专有性申请人对品种权享有独占性。任何其他人或单位非经申请人许可不得将该品种用于商业活动及重复使用于生产另一品种的繁殖材料。

品种权的法律特点**地域性

是指依据某一特定国家的法律产生或者取得的品种权，

只在该国法律效力所及的

范围内有效，在除此外的其他国家和地区不会自动受到同样的保护。**时间性

指品种权的专有性是有时间限制，

超过这个期限，那么该品种不在享有保护，

人人

可用。中国的保护期限为：自授权之日起，藤本植物、林木、果树和欣赏树木为 20年，其他

植物为15年。

2、授予品种权的条件

保护范围 申请品种权的植物新品种应当属于国际植物新品种保护名录中列举的植物或者种。不属于保护范围的植物新品种，不能申请品种权。

品种名称 申请品种权的植物新品种应当具备适当的名称， 并于相同或相近的植物属或

者种中品种的名称相区别。该名称经正式注册登记后即为该植物新品种的通用名称。

新颖性

品种新颖性是指：申请品种权的植物新品种在申请日前该品种的繁殖材料未被销售， 或者经

育种者许可，在中国境内销售该品种繁殖材料未超过一年； 在中国境外销售藤本植物、 林木、

果树和欣赏树木品种繁殖材料未超过 6年，销售其他植物品种繁殖材料未超过 4年。

第二节 品种审定

品种审定 是品种审定委员会对所新育成的品种或新引进的品种进行区域试验和生产试验

鉴定，按规定程序进行审查，决定该品种能否推广并确定推广范围的过程。

品种审定委员会是国务院和省、 自治区、直辖市人民政府的农业、 林业行政主管部门分别设

立由专业人员组成的农作物品种和林木品种审定委员会， 承当主要农作物品种和主要林木品

种的审定工作。

1、品种审定制度

品种审定机构由国家和省〔自治区、直辖市