作物育种课件 2 第二章 作物的繁殖方式与品种学习资料

第二章作物的繁殖方式与品种类型第一节作物的繁殖方式有性繁殖(Sexuallypropagating)：由雌雄配子结合，经过受精过程形成种子繁衍后代的繁殖类型。自花授粉（self-pollination）异花授粉（cross-pollination）常异花授粉（often-crosspollination）无性繁殖(Asexuallypropagating)：不经过两性配子的受精过程繁衍后代的繁殖类型。一、有性繁殖1花器构造和开花习性对授粉方式的影响

1.1花器构造：根据花器的完全与否可将花分为：完全花

(completeflower)两性花(bisexualflower)

不完全花：具备花

(incompleteflower)(perfectflower)

非具备花单性花(monosexual(imperfectflower)flower)

禾本科植物的花及小穗

禾本科植物的花被变态为浆片，因此无花萼和花冠

水稻开花和花器构造，右图品种为黑柱头品种蓖麻雌雄同株异花石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）1.2开花习性：闭花授粉（Cleistogamy）：barley、soybean，peaNairSKetal.PNAS2010;107:490-495雌雄蕊异熟（Dichogamy）雄蕊先熟（protandry）maize，carrot,sunflower,celery磁蕊先熟（protogyny）pearlmillet次雄蕊异长（Heterostyly）

buckwheat2.1自花授粉同一花朵内花粉传到同一朵花的雌蕊柱头，或同一株的花粉传到同株的雌蕊柱头上的授粉方式花器构造特点及开花习性

雌雄同花，同熟，开花时间较短，常常闭花授粉。小麦、水稻、大麦、燕麦、大豆、花生、烟草、芝麻、亚麻等2有性繁殖的主要授粉方式

2.2异花授粉雌蕊柱头接受异株花粉受精的授粉方式花器构造特点及开花习性

单性花，雌雄异熟，雌雄异长，自交不亲和，雄性不育。雌雄异株：大麻、番木瓜、石刁柏雌雄同株异花：玉米、黄瓜、蓖麻自交不亲和：甘薯、向日葵、黑麦雄性不育：各类授粉植物2.3常异花授粉同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁衍后代的授粉方式。花器构造特点及开花习性雌雄同花，雌雄蕊异熟或异长，柱头外露，开花时间长。棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆3作物自然异交率的测定自然异交率(%)=F1中显性性状个体数/F1总个体数*1004两种特殊的有性繁殖方式4.1自交不亲和性。具有两性花并可形成正常雌、雄配子的某些植物，缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。自交不亲和性是一种受遗传控制的、提高植物自然异交率的特殊适应性。黑麦自交不亲和，异花授粉作物向日葵自交不亲和，异花授粉作物4.2雄性不育性

植物花粉败育，不能产生有功能的雄配子的特性。玉米雄性不育和可育的天穗小麦雄性不育穗与正常穗小麦不育系花药小麦雄性不育和正常可育的花药水稻不育系的一穗4.2.1细胞核雄性不育性隐性基因(msms)控制显性基因控制光、温敏雄性不育4.2.2细胞质雄性不育性雄性不育系：S(rfrf)

保持系：N(rfrf)

恢复系：N(RfRf)或S(RfRf)二无性繁殖

1营养体繁殖

利用植物营养器官的再生能力，使其长成新的植物体的繁殖方式。

无性系(clone)：由营养体繁殖的后代。

2无融合生殖

不经过受精，即不经过雌、雄配子融合而形成种子繁衍后代的繁殖方式。

植物生活史胚珠的结构成熟胚囊的结构2.1无孢子生殖：无大孢子形成，有胚珠中不同位置的体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体胚囊，最后形成种子的生殖方式。2.2二倍性孢子生殖：大孢子母细胞不经减数分裂而进行有丝分裂形成二倍体胚囊，最后形成种子。2.3不定胚生殖：由珠心或子房壁的二倍体细胞经过有丝分裂形成胚，由正常胚囊中的极核发育形成胚乳，从而形成种子。2.4孤雌生殖：胚囊中的卵细胞未与精核结合直接发育成单倍体胚，育正常胚乳形成单倍体种子。2.5孤雄生殖：进入胚囊中的精核未与卵细胞结合而直接发育成单倍体胚，育正常胚乳形成单倍体种子。第二节自交和异交的遗传效应一自交的遗传效应

1自交使杂合基因型趋向纯合

2自交引起杂合基因型的后代发生性状分离

3自交引起杂合基因型的后代生活力衰退自交衰退：杂合基因型的作物，自交后代的生活力减退，称为自交衰退。表现为生长力下降，繁殖力、抗逆性减弱，产量降低等。二自花和常异花授粉作物的基因型

自花授粉作物：由于长期自交，群体内个体的基因型是纯合的，个体间基因型是同质的，表现型是整齐一致的。常异花授粉作物：群体内包含三种基因型。(1)品种基本群体的纯合同质基因型；(2)杂合基因型；(3)非基本群体的纯合基因型。三异交的遗传效应

1异交形成杂合基因型

2异交增强后代的生活力四异花授粉作物的基因型

品种群体内个体的基因型是杂和的，个体间的基因型是异质的。第三节作物的品种类型及其育种特点1自交系（纯系）品种基因型纯合，遗传背景相同的作物品种群体。如自花授粉作物的常规品种，玉米自交系等。群体内个体基因型纯合，个体间基因型同质。自交系品种的选育一般采取自花授粉与单株选择相结合的育种方法。拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择。2杂交种品种

在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。个体基因型高度杂合，群体基因型同质。杂交种品种的选育包括两个程序：自交系的选育和杂交组合的鉴定。配合力测定是杂交种品种育种的主要特点。在选育杂交种品种的自交系时，除了注意对自交系品种的一般优良性状进行选择外，还要对影响自交系繁殖和制种产量提高的一些性状进行选择。3群体品种

遗传基础复杂，个体间基因型不同的品种群体。

（1）异花授粉作物的自由授粉品种：玉米、黑麦等作物的地方品种。个体基因型杂和，群体异质。（2）异花授粉作物的综合品种：由一组经过选择的自交系采用人工控制授粉和在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡群体。个体基因型杂和，群体异质。

（3）自花授粉作物的杂交合成品种：用两个以上的自花授粉作物的自交系品种的杂交后代组成的多种纯合基因型的混合群体。个体基因型纯合，群体异质。*重组近交系（4）多系品种：多个自交系品种的种子混合繁殖的后代群体。个体基因型纯合，群体异质。*近等基因系：一组遗传背景相同，只在个别性状上存在差异的自交系品种。群体品种育种的主要目的是创建和保持广泛的遗传变异和基因型多样性，因此，品种群体建立后，对后代群体一般不进行选择，并用尽可能大的随机样本保存群体。4无性系品种由作物营养体或专性无融合生殖产生的种子繁殖的后代群体。无性系品种的选育可采用有性杂交和无性繁殖相结合的方法，迅速固定优良性状和杂种优势。芽变育种是营养体无性系品种育种的一种有效方法。异质同质纯合