第三章-种质资源(xg)

第三章种质资源本章要解决的主要问题：

1、种质资源的概念和种质资源工作的重要性。

2、种质资源的类别有哪些。

3、栽培植物的起源与传播。

4、怎样获得种质资源。

5、怎样研究和利用好种质资源。本章主要内容第一节种质资源的概念及重要性第二节作物起源中心与我国园艺植物的主要资源第三节种质资源的主要工作内容第一节种质资源的概念及重要性一、种质资源的概念二、种质资源的类别三、各国种质资源工作概况四、种质资源工作在育种工作中的重要性五、保护种质资源的迫切性一、种质资源的概念

种质：又叫遗传质。是能从亲代传递给子代的遗传物质。

种质资源：凡是携带种质的载体都叫做种质资源。它可以是群体、个体、器官、组织、染色体或DNA片段。

园艺植物种质资源：就是指决定园艺植物各种性状的基因资源。种质库（基因库）：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。*二、种质资源的类别

1、主栽品种：包括本国育成的和国外引进的目前大面积栽培的优良品种。是经现代育种手段育成，具有良好的经济性状和较广泛的适应性。

2、地方品种：在局部地区栽培的较古老的或零星分布的品种。没有经现代育种方法改进，适应性较窄或不符合市场要求，但往往具有某些罕见的特性。

3、近缘野生种和原始栽培类型：包括与栽培作物近缘或介于栽培和野生类型之间的过渡类型。常分布于起源中心附近。具有栽培种缺少的抗耐特性。

4、育种材料：包括杂交过程中产生的具有某些专长的杂交株系、诱变产生的突变体等。综合性状较差，但有明显的专长性状。只能作为育种材料。野生番茄野生茄子山葡萄野生桃野生杏野生苹果野生白菜野生柑野生黑芥三、各国种质资源工作概况

（一）美国：拥有种质材料43万份以上。其中柑橘2000多份、苹果900多份。（二）俄罗斯：拥有63000份种质材料，其中瓜类种质10000份、根菜类5000份、甘蓝类3000份、菜豆10000份、蚕豆5000份、葡萄2300份。

（三）其它国家西欧，种质材料由国家植物园保存。北欧五国建有基因中心，保存蔬菜种质34000份。英国保存了10000份蔬菜种子材料。日本保存有170种作物类型，32000多份品种的种质材料。韩国收集各类种质107000份。（四）中国：建国以来，进行了三次大规模的（1955~1965、1979~1985、1986~1990）种质资源考察收集工作。现有：蔬

菜根菜类白菜类芥菜类甘蓝类瓜类豆类茄果类葱蒜类绿叶菜其它1700018001500800500300040025005002000400果树梨葡萄柑橘桃苹果枣200010001000800700700蔬菜种质资源

果树种质资源

花卉资源南京植物园庐山植物园中科院北京植物园昆明植物园武汉植物园厦门植物园300024005500400040004460各植物园保存的花卉资源对一些自然保护区野生观赏植物的调查

秦巴山区冀南太行山甘肃小陇山区长白山区青岛崂山地区舟山群岛地区云南127种132种370种100余种近600种539种2400多种四、种质资源工作的重要性

种质资源是地球生命的基础，是人类赖以生存和发展的根本，是人类拥有的最宝贵的自然财富。

种质资源是动植物育种的物质基础。是育种的原材料。

种质资源的多样性以维持自然界的生态平衡。

早在1970年就有人提出：“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。”

①为人类利用。②资源破坏给人类带来的巨大灾难。③从育种的角度讲，植物种质资源是植物品种改良的基因宝库。五、保护种质资源的迫切性保护和抢救种质资源刻不容缓：

物种每天都在不断消失：无意的：自然环境被破坏、洪水泛滥等。有意的：森林被砍伐、过度放牧，种植结构单一、保护不力等。必须提高全人类的保护意识，采取适当措施，改善和保护环境条件。第二节作物的起源中心与我国

园艺植物的主要资源一、园艺植物的起源与栽培植物的演化二、作物进化地理学三、起源于我国的园艺植物一、园艺植物的起源与栽培植物的演化

现有栽培的果树，蔬菜和花卉均起源于相应的野生植物，一般通过采集野生到垃圾野生或管理野生，逐渐进入驯化栽培。早期人类采吃野果，植物的根、茎等后，将种核，根须丢弃后形成的垃圾堆农业，逐渐演变为原始的驯化栽培。另一种是在野外清除场地时，将有用的植物保留下来——称之为管理野生，逐渐演变来的原始驯化栽培。

垃圾野生采集野生进入驯化栽培

管理野生二、作物进化地理学作物进化地理学(evolutionalgeographyofcrops)是植物种质资源工作的重要理论基础。(一)瓦维洛夫的作物起源中心学说

瓦维洛夫的考察队考察搜集了25万余份资源，进行形态学、解剖学、分类学、细胞学和遗传学分析以及杂交和育种试验；用地理微分法研究种、变种和栽培植物变异多样性的地理分布，提出”物种形成的地理局部化”和”栽培植物的起源中心”学说。以后又多次进行补充和完善。瓦维洛夫的一系列重要论述，对植物育种特别是植物种质资源工作具有重要的指导意义，主要观点简述如下:1.种质资源研究是育种学最重要的内容2.物种形成过程的地理局部化3.作物起源中心----古代文明发源地4.初生起源中心和次生起源中心——作物迁移——新的隔离出现了新的性状。

5.同源平行变异律——相近种属的遗传变异出现平行（重演）现象。6.作物起源中心的定位—8大中心，3亚中心。*（二）瓦维洛夫的八大起源中心（1）中国起源中心（2）印度起源中心（2a）马来西亚亚中心（3）中亚起源中心（4）近东起源中心（前亚）（小亚西亚，伊朗，外高加索）（5）地中海起源中心（6）埃塞俄比亚起源中心（7）墨西哥—中美起源中心（8）南美起源中心（8a）智利亚中心（8b）巴西—巴拉圭亚中心123456678（三）作物进化地理学的发展

1、哈兰的观点：根据作物驯化中是否扩散，把栽培植物分为5类即：土生型、半土生型、单一中心、有次生中心、无中心。2、茹考夫斯基的补充和修改：（1）将原来8大起源中心的范围加以扩大。（2）将作物起源中心增加到12个。总的来说，研究和确定作物古老的起源中心是一个非常复杂的问题,瓦维洛夫长期艰辛的科学实践为此奠定了良好的基础。三、起源于我国的园艺植物1、我国是8大起源中心之一。2、我国是很多园艺植物的初生起源中心。3、世界上栽培的果树很多原产于我国。4、起源于中国的蔬菜作物在世界上是最多的。5、中国观赏植物的种类和品种非常丰富。第三节种质资源的工作内容一、种质资源的收集二、种质资源的保存三、种质资源的研究四、种质资源的利用与创新一、种质资源的收集（一）种质资源收集的范围（二）种质资源收集的方法（三）种质资源的收集与管理（一）种质资源收集的范围一般在三个中心：1、起源中心：栽培植物的初生起源中心和次生起源中心。2、栽培中心：各作物的栽培中心地区。3、遗传育种中心：国内外农业科研、生产、育种部门。（二）种质资源收集的方法

1、征集考察前的准备：查阅资料——掌握有关信息——制定计划

2、考察中作好调查记载——按计划进行

3、材料整理：分类登记，编号，有遗漏及时补充。4、严格进行植物检疫。（三）种质资源的管理1、登记有关信息2、观察鉴定3、引种或交换二、种质资源的保存种质保存：利用天然的或人工创造的生态环境，保存种质材料的生活力。（一）就地保存（二）迁地保存（种质圃保存）（三）种子保存（四）离体保存（五）基因文库保存(一)就地保存资源植物在原来所处的生态环境中，不经迁移，采取措施加以保护，如划定自然保护区、国家公园、人工圈护（稀有的良种单株及历史上遗留下来的古树名木）等来保护其生态环境，以达到保存种质资源的目的。（二）迁地保存（种质圃保存）就是将种质材料迁出自然生长地，集中改种在植物园、树木园、品种资源圃、种质资源圃等处保存。特点：占地多、费工、费物；增加混杂的机会；易引起材料发生变异，丢失原有的基因；不适合保存一、二年生及异花授粉植物，较适合保存多年生及无性繁殖植物。（三）种子保存

种子保存是对以种子为繁殖材料的种类，将其种子贮藏在种子库中。这是最简便、经济，应用最普遍的种质资源保存方法。但是，象核桃、板栗、榛、人心果等这类种子，当种子含水量降到12~31%，生活力就会下降，所以不能保存在低温干燥的环境下。其保存方法尚未真正解决。1、种子保存的原理环境条件温度湿度气体成分种子饱满度种子含水量种子寿命长短种子本身2、种子库的类型

中期库：任务是繁育更新，记录存档或向育种者供种。0~10ºC，R.H.60%以下,种子含水量8%左右，安全贮存10~20年。

长期库：是中期库的后盾，只在必要时才更新。-10~-20ºC或更低，R.H.50%以下,种子含水量5~8%，安全贮存50~100年。

短期库：临时贮存应用材料，供研究、鉴定和利用。10~15ºC，R.H.50~60%,安全贮存5年左右。一些种子库的贮藏条件及年限（四）离体保存

离体保存是在适宜条件下，用离体的分生组织、花粉、休眠枝条等保存种质资源。组织培养保存：分生组织→试管苗→继代保存低温干燥保存：花粉低温高湿保存：休眠枝条超低温保存：将细胞、组织、花粉等放入液氮中保存。解冻后可恢复生活能力。（五）基因文库保存

基因文库保存是利用DNA重组技术，将种质材料的总DNA或染色体所有片段随机连接到载体上（质粒、病毒），然后转移到寄主细胞（大肠杆菌、农杆菌）中，通过细胞增殖，构成各个DNA片段的克隆系。在超低温下保存这些克隆系，即可保存该种质的DNA。三、种质资源的研究（一）研究的项目植物学性状园艺性状生物学特性品质鉴定抗性鉴定：抗逆、抗病、抗虫起源与演化研究种内分类研究及生态型研究遗传分析1、特征特性鉴定2、基础理论研究（二）研究的具体内容与方法1、植物学性状：根、茎、叶、花、果实、种子的形态特征。如形状、大小、颜色、刺、毛等。级差评价法参照品种典型评价法选择归类评价法状态归类评价法模糊三级评价法质量性状：用“+”、“-”或“M”表示数量性状：2、园艺性状

主要鉴定与栽培相关的性状、产量构成性状及早熟性状等。如生长习性、株高、开展度、第一花序节位、结果数、单果重、早期产量、总产量等。3、生物学特性

在自然或人工控制的环境条件下，测定生长发育习性、物候期及对环境条件的要求等，了解其生长发育规律。4、品质鉴定

外观品质：色泽、大小、形状、整齐度等。

风味品质：质地、硬度、含水量、纤维含量、糖酸比、芳香物质含量及其它特殊物质。用仪器测定或品尝。

营养品质：糖、酸、纤维素、蛋白质、维生素或矿物质含量等。用仪器测定。加工及贮运品质：根据要求不同，通过试验的方法鉴定。5、抗性鉴定

抗逆性：主要鉴定抗寒性、耐热性、抗盐碱及耐弱光的能力等。鉴定方法有自然条件下鉴定、人工模拟逆境鉴定和间接鉴定法。

抗病性：直接鉴定法有田间自然鉴定和室内接种鉴定。计算发病百分率或病情指数；间接鉴定法是通过毒素测定、酶活性测定、同工酶分析及血清学的方法来进行辅助鉴定。抗虫性：在自然环境或人工控制环境下，靠自然发生虫害或接种虫源。主要调查虫口密度和危害程度。6、起源与演化研究

主要研究园艺植物植物的起源地，种与种之间的关系、类型与类型之间的系统发育关系等。研究的方法包括实地考察、搜集考古证据、杂交试验、染色体组分析、核型分析、染色体显带分