第四讲园艺植物的繁殖习性、品种类别与育种特点

第四讲

园艺植物的繁殖习性品种类别与育种特点• 园艺植物的繁殖方式有哪几种？• 有性繁殖方式中，植物授粉习性的研究• 根据繁殖方式、授粉习性、人工选育方法的差异，园艺植物

品种类

型有哪几种？各自的选育特点是什么？研

究

意

义作物的繁殖方式与其遗传特点是紧密联系的，为了选育作物新品种而采用的育种方法和程序，也受到作物繁殖方式的制约。需要解决的问题园艺植物的繁殖方式• 有性繁殖• 无性繁殖实生苗→

嫁接繁殖嫁接苗→

扦插繁殖→

压条繁殖自根苗→

分株繁殖→

组培繁殖组培苗一、无性繁殖没有发生受精作用的繁殖方式第一节 园艺植物繁殖方式和授粉习性无有性过程（配子———合子）无性繁殖方式之一：营养体繁殖（asexual

reproduction）• 用种子以外的营养器官进行繁殖，所繁殖的后代称营养

系或无性系--（克隆）clone

。营养体繁殖：1、特化的营养器官：——P33

表2-1①块茎；②球茎；③鳞茎；④匍匐茎；⑤块根；⑥根茎等营养体繁殖2、一般营养器官：根、茎、叶等①嫁接；②扦插；③压条。扦插：压条：无性繁殖的优缺点• 优点：繁殖速度快；保留母本优良特性。• 缺点：①遗传变异概率小；②多代之后有性器官容易退化，有的丧失有性繁殖能力；③长期使用营养器官繁殖，容易积累病原生物，导致后代品质与产量下降（品种退化）举例：马铃薯种薯退化•

马铃薯脱毒——种薯经过一系列技术措施清除薯块体内的病毒后，获得的无病毒或极少有病毒侵染的种薯。二、有性繁殖1、概念：经雌、雄配子结合成合子，形成种子繁殖后代2、根据授粉方式分类：�自花授粉植物：天然异交率在5%以内；�异花授粉植物：天然异交率在50%以上；�常异花(自由)/常自花授粉植物：两者之间，天然异交率达

5%—50%。花器构造、雌雄花的着生位置、和开花习性都对授粉有影响两

性

花单

性

花a).

雌雄同株异花b).

雌雄异株具有不同授粉习性的有性繁殖植物A、自花授粉植物和常自花授粉植物B、异花授粉植物和自由授粉植物返回�自花授粉

(self-pollination

)：

雌蕊接受同一花朵的花粉。�自花授粉植物——以自花授粉方式繁殖后代的植物,又称自交植物。A-1

自花授粉植物（self-pollination

plant）�完全花；雌雄蕊基本同时

成熟；不存在自交不亲

和；花器构造独特(花冠隔离型、粉药包围型）�异交率0~4%，如水稻、小麦、大豆花生等

。水稻花器结构花器构造特点：①

雌雄蕊同花、同熟,

二者长度接近或雄蕊较长；②

开花时间较短,甚至闭花授粉(花冠隔离)；③

花器保护严密,其他花粉不易飞入。花冠隔离：比如水稻、小麦、燕麦、狐茅、冰草等�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、蚕豆、茄子、辣椒等】�【自花授粉为主要繁殖方式】，通常自然异交率≥10％

(下限)【例外：棉花1-18％，高粱

0.6-50％】A-2

常自花授粉植物(often

self-pollination

plant)自然异交率受植物种类、品种、环境、自身发育状况的影响，可变。①雌雄同花；②雌雄异长或异熟；③雌蕊外露，易接受外来花粉，花朵开放时间长。【其它花瓣鲜艳，分泌密汁等】陆地棉核雌蕊伸长、外露：常自花授粉植物花器构造特点：雌、雄蕊异熟特点致死基因环境影响遗传纯合度遗传纯合度较高（纯和基因型）一般不携带致死/半致死基因，自交衰退现象不显著。常自花授粉——具备一定的选

择优势对于自花授粉作物而言，由于自花授粉作物在长期的进化过程中已形成了对自交的适应性，所以自交衰退现象不显著。自花/常自花授粉植物�异交率50％以上，高者95％或100％。★异花授粉作物由于长期异交、进化的结果，使这类作物不能适应自交，如果自交，则导致后代的严重衰退，甚至不能生存，而遗传性不同的亲本杂交所得的杂种，一般表现出一定的优势。B-1异花授粉植物（cross-pollination

plants）�普遍发生在高等植物所有的科�概念：自然状态下，雌蕊通过接受其它花朵的花粉受精繁殖后代的植物。概念比较【植物适应异花传粉的特征】★【机制1：性别分化、花器发育】①

单性花——雌雄同株异花（瓜类）或雌雄异株（杨、柳）②

两性花——雌、雄蕊异熟→雄蕊先熟：向日葵、苹果、梨等→雌蕊先熟：油菜、木兰、甜菜、玄参等★【机制2：花器形态学与遗传学的差异性】自花授粉不亲和（自交不亲和，self

incompatibility）——严格的异花授粉植物的遗传学机制①雌雄异株(dioecious)，雌花和雄花分别生长在不同的植株上。【菠

菜】

②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。【玉 米】雄穗雌穗玉米：风媒花白色胡须状雌蕊授粉媒介：风虫媒花：月季、芍药、桃等授粉媒介：虫柳兰：雄蕊成熟，柱头未伸出。两性花——雌、雄蕊异熟柳兰：雄蕊已干瘪，柱头才伸出．1、初开放的花,雌蕊成熟,雄蕊尚藏于花冠之内;2、较老的花朵,雌蕊已萎缩,雄蕊高出花外车前草的两蕊异熟——（自交不亲和，self

incompatibility）严格的异花授粉植物的遗传学机制广泛存在于植物界中自花授粉不亲和★花器的形态与遗传学差异：①

异型性不亲和②

同型不亲和同种植物的花器形态不止一种，导致自交不亲和，主要标志：花柱与雄蕊长度

(花器类型多少分为：二型、三型)①

异型不亲和×√√√受遗传因素控制的花型多态性现象【长花柱型】【短花柱型】两型花柱(Distyly)【典型的异型花柱植物主要特征】• (1)交互式雌雄异位；• (2)常常具有【异型自交不亲和

系统】，

即只有等高的柱头和

花药，才能完成授粉与结实,而自交及型内异交的传粉都是不亲和的;• (3)柱头和花粉具有多态性（形态多样化）【长花柱型】

【短花柱型】两型花柱(Distyly)三型花柱（Tristyly）【长花柱型】【短花柱型】【中花柱型】【长花柱型】【中花柱型】【短花柱型】• 花器形态——无差异• 遗传基础——有差异�配子水平——二核花粉�孢子水平——三核花粉花粉与柱头不亲和②

同型不亲和�常异交植物，花器结构与开花授粉习性方面与典型的异花

授粉植物相同，但是能够自由接受自花及异花的花粉，正常受精并繁殖后代。B-2

自由授粉植物（free

crossing-pollinated

plant）异花授粉植物中，具有自花授粉亲和性�

大多数花卉、蔬菜、果树，例如：白菜、萝

卜、芥菜、芹菜、大葱、韭、万寿菊、石竹、虞美人、一串红等。【玉

米】——自由授粉雄穗雌穗自花授粉•遗传纯合度高——纯合基因型保持不变•一般不发生近交/自交衰退现象异花授粉�雌雄异株、雌雄同株异花、自交不亲和��普遍发生在高等植物所有的科，会发生近交衰退�常自花授粉自花授粉为主要方式自由授粉�具有自交亲和性的异花授粉植物�携带隐性有害/致死基因，会发生近交衰退(弱于异花授粉)相对的遗传稳定性�花器构造、授粉习性在外界因素的影响下，可发生变化�遗传基础的变化是渐进的“自然选择”的力量！杂合基因型——杂种优势自花授粉•遗传纯合度高——纯合基因型保持不变•一般不发生近交/自交衰退现象异花授粉�雌雄异株、雌雄同株异花、自交不亲和��普遍发生在高等植物所有的科，会发生近交衰退�常自花授粉自花授粉为主要方式；其基本群体主要是由自交产生的后代组成。自由授粉�具有自交亲和性的异花授粉植物�携带隐性有害/致死基因，会发生近交衰退(弱于异花授粉)相对的遗传稳定性�花器构造、授粉习性在外界因素的影响下，可发生变化�遗传基础的变化是渐进的“自然选择”的力量杂合度较高——杂种优势三、授粉习性研究【等位基因、纯合、杂合】一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列D

dD看不见基因基因在染色体上看得见染色体d基因在体细胞内是成对存在的【遗传学回顾】•相对性状：同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。特定座位：【头发颜色】【纯合基因型】等位基因一样，如CC、cc【杂合基因型】等位基因不同，如Cc三、授粉习性的研究方法授粉习性的研究步骤自交对生活力的影响结籽情况(空间隔离)花器构造①②③④【自然异交率】

——

10%

——

50%

————自花常自花自由，异花②中产生的自交种子单一植株＋父本 ０母本田间设计图• 一般作法：选具隐性性状的品种作母本，用具纯合显性性状的另一品种作父本。按父、母本成间行或围绕式种植，任其自由授粉，从母本植株上收获种子，统计F1

群体中显性性状个体百分率，即为自然异交率。【自然异交率】

——

10%

——

50%

————自花常自花自由，异花同

型

纯

合异

型

杂

合同

型

杂

合异

型

纯

合1234第二节

园艺植物的品种类型形成的群体内，个体间的基因型异/同，个体的基因型纯合/杂合来分类纯育品种pure

breedingcultivar，遗传背景相同和基因型纯合的植物群体• 理论亲本系数≥0.87�

自花授粉植物的育成品种�

自交使纯合基因型保持不变自交系inbred

line，异花授粉植物经过若干代连续强制自交严格选择而获得的群体•

一般不直接用于生产而作为亲本用于配制杂交种一、同型纯合•�

自交引起的杂合基因型的后代性状发生分离，逐渐趋向于产生若干种遗传上不同的纯合基因型

。杂交种品种hybrid

cultivar，用遗传上纯合的亲本在控制授粉条件下生产的特定组合的一代杂种群体。�

基因型相同，高度纯合的F1代群体，杂种优势明显，生产力较高营养系品种clonal

cultivar，由单一优选植株或变异器官无性繁殖而成的群体。二、同型杂合�

品种内个体表现型一致，遗传基础是

高度杂合的。杂交合成群体composite

crosspopulation，自花授粉作物2个以上的品种杂交，形成分离的群体。�

人工或自然选择的作用下，使群体发生遗传变异，并期望在后代中这些变异不断加强和向一定的方向发展。�

群体内个体的基因型是纯合的，个体之间基因型存在一定程度的差异，主要农艺性状的表现型差异较小。多系品种multiline

cultivar，由

若干个农艺性状表现性基本一致而抗性基

因多样化的相似品系的混合体。三、异型纯合�

保持了亲本品系的大部分性状，而使个别性状得到改进，即抗病性发生变化（针对病原菌的不同生理小种）近等基因系自由授粉综合品种四、异型杂合free

cross

pollinatedcultivar，由自由授粉的植物在品种内进行

自由随机传粉时，产生的与其他品种混交的植物群体。synthetic

cultivar，由异花授粉植物的若干个自交系、家系在隔离条件下，随机交配组成的复杂群体。�

品种群体内包含有自交、近交、杂交产生的后代，个体间基因型有差异，个体基因型是杂合的，保持本品种的一些主要特性

以区别于其他品种。�

品种的群体遗传基础复杂，个体的基因型是杂合的，个体间的基因型不同�

就群体而言，具有一个或多个代表本品种特征的性状。品种第三节

各类品种的遗传育种特点•【杂合基因型的个体自交】其后代的性状发生分离，这为育种工作提供了选择的材料，自交是选择性状优

良的纯合基因型后代的一种基本方法。杂合基因型

→

若干种遗传上不同的纯合基因型不利的纯合基因型(自交衰退)优良性状的纯合基因型★自交在育种工作中的作用第三节

各类品种的遗传育种特点二、各类品种的育种方法特点（一）纯育品种•【选育方法】★自花授粉与单株选择相结合，经1-2代获得纯合稳定的纯育品种。• 【育种要求】基因型纯合并且性状整齐一致• 【注意事项】若该性状是由主基因控制的，只需经1-2代的单株选择，该性状就可以稳定下来；如属多基因控制的数量性状，则需经多代的单株选择，才能获得能稳定遗传的纯育品种。※自学【一】繁殖习性及其对遗传变异的影响（二）异花授粉作物的自交系（自交衰退）•

【育种要求】经济性状不严格要求，主要经济性状上必须具有良好的配合力，重视与繁育相关性状（希望自交系的生活力衰退小一些，能够保持一定的制种产量）。• 【选育方法】连续多代