引种驯化 选择育种.ppt

1、课程封面,第五章 选择育种,内容提要：,选择育种,有性繁殖植物的选择育种,无性繁殖植物的选择育种,第1节 选择育种,主要内容：,一、选择育种的概念,二、选择的实质与作用基础,三、选择标准的制定原则,四、选择育种的应用,第1节 选择育种-选择育种的概念,一、选择育种的概念,利用现有种类、品种的自然变异群体, 通过选择的手段而育成新品种的途径叫做选择育种 (selection breeding), 简称选种。,二、选择的实质与作用基础,选择的实质就是差别繁殖,选择具有创造性作用,第1节 选择育种,第1节 择育种-选择育种的概念,三、选择标准制定的原则,1. 根据目标性状的主次制定相应选择标准,四、

2、选择的应用,通常适用于主要经济性状大多基本符合要求，只有少数经济性状较差，而且这些表现差的性状在个体间变异较大的群体。,第1节 选择育种,2.目标性状及其标准必须明确,3. 各性状的当选标准要定得适当,第2节有性繁殖植物的选择育种 混合选择法,一、基本选择法及其应用,（一）两种基本选择法及其综合应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,1.混合选择法(bulkselection)又称表型选择法。是根据植株的表型性状,从原始群体中选取符合选择标准要求的优良单株混合留种,下一代混合播种在混选区内,相邻栽植对照品种(当地同类优良品种)及原始群体的小区进行比较鉴定的选择法。,第2节有性繁殖植物的选择育种

3、混合选择法,一、基本选择法及其应用,（一）两种基本选择法及其综合应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,1.混合选择法(bulkselection),（1）一次混合选择法 是对原始群体进行一次混合选择,当选择的群体表现优于原群体或对照品种时即进入品种预备试验圃。,2)多次混合选择法 在第一次混合选择的群体中继续进行第二次混合选择,或在以后几代连续进行混合选择,直至产量比较稳定、性状表现比较一致并胜过对照品种为止(如图)。,混合选择法 示意动画,第2节有性繁殖植物的选择育种 单株选择法,一、基本选择法及其应用,（一）两种基本选择法及其综合应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,2.单株选择法(ind

4、ividualselection) 是个体选择和后代鉴定相结合的选择法,故又称系谱选择法或基因型选择法,是按照选择标准从原始群体中选出一些优良的单株,分别编号,分别留种,下一代单独种植一小区形成株系(一个单株的后代),根据各株系的表现,鉴定各入选单株基因型优劣的选择法。,第2节有性繁殖植物的选择育种 一次单株选择,一、基本选择法及其应用,（一）两种基本选择法及其综合应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,2.单株选择法(individualselection),(1) 一次单株选择法 单株选择只进行一次,在株系圃内不再进行单株选择,叫做一次单株选择法。通常隔一定株系种植一个小区的对照品种。株系圃

5、通常设二次重复。根据各株系的表现淘汰不良株系，从当选株系内选择优良植株混合采种，然后参加品种预备试验。,一次单株选择法 示意图,第2节有性繁殖植物的选择育种 多次单株选择,一、基本选择法及其应用,（一）两种基本选择法及其综合应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,2.单株选择法(individualselection),(2) 多次单株选择法 在第一次株系圃选留的株系内,继续选择优株分别编号、采种,播种成第二次株系圃,比较株系的优劣。如此反复进行。实践中究竟进行几次单株选择,主要根据株系内株间的一致性程度而定。,多次单株选择法 示意图,第2节有性繁殖植物的选择育种 两种选择法的比较及其综合应用,

6、一、基本选择法及其应用,（一）两种基本选择法,第2节 有性繁殖植物的选择育种,3. 两种基本选择法比较,混合选择法的优缺点,单株选择法的优缺点,（二）两种基本选择法的综合应用,1.单株一混合选择法,2.混合一单株选择法,第2节有性繁殖植物的选择育种 两种选择法的综合应用,一、基本选择法及其应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,（二）两种基本选择法的综合应用,3.母系选择法,4.亲系选择法,5.剩余种子法,6.集团选择法,第2节有性繁殖植物的选择育种 选择育种中的性状选择方法,一、基本选择法及其应用,第2节 有性繁殖植物的选择育种,（三）选择育种中的性状选择方法,1.单一性状选择,(1)分项累进

7、淘汰,2.综合性状选择,(1)多次综合评比法,(3)限值淘汰法,(2)加权评分比较法,(2)分次分期淘汰法,第2节有性繁殖植物的选择育种 选择育种中的性状选择方法,二、园艺植物的授粉习性与常用选择法,第2节 有性繁殖植物的选择育种,（一）自花授粉植物选择方法,1.自花授粉植物,一般采用单株选择法；,2.常异花授粉植物,常采用单株选择法或母系选择法。,株间差异不大时，采用单株-混合选择法，否则采用混合-单株选择法；自交衰退明显的种类可采用母系选择法和集团选择法。,（二）异花授粉植物选择方法,通常只进行一两次选择 。,第2节有性繁殖植物的选择育种 影响选择效果的因素,三、影响选择效果的因素,第2节

8、 有性繁殖植物的选择育种,（一）质量性状,质量性状通常由一对或少数几对主基因控制,表型,很少受环境因素影响,选择效果较好。,有些质量性状除了主基因外还受到一些修饰基因的影响,或者从表型上不易鉴别 ，通常采用提高选择效果的措施。,1.性状遗传力大小 R=h2Sd,（二）数量性状,第2节有性繁殖植物的选择育种 影响选择效果的因素,三、影响选择效果的因素,第2节 有性繁殖植物的选择育种,（二）数量性状,2.入选率 R=Sdh2=ih2,影响选择差的因素有两个：,一个是群体的入选率，入选率愈大,选择差愈小;反之,入选率愈小,选择差愈大。,为了使选择标准化,使选择反应能适用于不同性状(或群体)间的比较,

9、可用选择差除以原群体表型标准差得到标准化了的选择差,称为选择强度,用i表示,即:i=Sd/。,另一个是性状的标准差大小,标准差愈大,选择差的绝对值也就愈大。,正态总体选择强度的计算,第2节有性繁殖植物的选择育种 影响选择效果的因素,第2节 有性繁殖植物的选择育种,3.性状变异幅度 R=ih2,性状在群体内变异幅度愈大,选择效果也就愈明显。,实践中常通过增大群体容量的方式来增加变异幅度,为那些频率较小的类型提供表现的机会。,三、影响选择效果的因素,（二）数量性状,第2节有性繁殖植物的选择育种 选种程序,四、有性繁殖植物选择育种的程序,第2节 有性繁殖植物的选择育种,（一）选择育种的一般程序,原始

10、材料圃,株系圃或选择圃,品比预备试验圃,生产试验和区域试验,品种比较试验圃,第2节有性繁殖植物的选择育种 加速选种的一般措施,四、有性繁殖植物选择育种的程序,第2节 有性繁殖植物的选择育种,（二）加速选种进程的措施,1.灵活运用各种选择法,2.圃地设置的增减,4.提前进行生产试验与多点试验,5.利用保护地或易地栽种加速繁殖,大白菜的温室加代,6.提早繁殖与提高繁殖系数,3.适当缩减圃地设置年限,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变.概念特点及意义,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,（一）概念、特点和意义,1. 概念,芽变：自然发生的遗传物质变异 发生于芽的分生组织，或经分裂发育进,

11、芽变总是以枝变或株变的形式出现,芽变选种：指对由芽变发生的变异进行选择,从而育成新品种的选择育种法。,饰变 ：由种种环境因素造成的不能遗传的彷徨变异。,芽变选种的一个重要问题就是正确区分芽变和饰变,选出优良芽变。,入芽的分生组织, 形成变异的芽，称为芽变。,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变.概念特点及意义,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,（一）概念、特点和意义,2.芽变的特点,(1) 芽变的嵌合性,芽变的多样性表现在突变的部位、突变的性状和突变的类型具有多样性,（3）芽变的同源平行性,(2) 芽变的多样性,芽变嵌合体桃花实例,（4）芽变性状的局限性和多效性,第3节 无性繁殖植

12、物的选择育种-芽变.概念特点及意义,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,（一）概念、特点和意义,3.芽变在品种改良中的意义,芽变产生的新变异,既可直接从中选育出新的优良品种;又可不断丰,丰富原有的种质库,给杂交育种提供新的资源。,本上保持其原有综合优良性状。,芽变选种的突出优点是可对优良品种的个别缺点进行修缮,同时,基,芽变的利用重点所在,元帅系苹果的品种演化。,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变的发生与嵌合体类别,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(二)芽变的发生与嵌合体类别,1.梢端分生组织的组织发生层学说,梢端是指位于茎的顶端,包括生长点及幼叶原基的一个区域,是新

13、梢,的生长起始部位。,L：一般也是一层细胞,垂周分裂,分化为皮层外层,衍生于孢原组织。,LI：一般是一层细胞,垂周分裂,分化为表皮。,L：有多层细胞,既有垂周分裂,又有平周和斜向分裂,分化为皮层的,中内层、输导组织和髓心组织。,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变的发生与嵌合体类别,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(二)芽变的发生与嵌合体类别,2.变异的发生与嵌合体的形成及其种类,梢端分生组织的LI、L和L三个层次的细胞,在正常情况下具有相同的基因型。若三层组织构造的细胞中含有不同的遗传物质，以后发育成了不同遗传背景的植物组织或器官，叫嵌合体（chimera） 。如果突变后三层仍

14、具有相同的遗传物质，则称为同型突变体（solid mutant）。,层间基因型不同的叫周缘嵌合体(periclinalchimera)。,同一层次内兼有变和未变的两类细胞,称为扇形嵌合体,(sectorialchimera),或叫部分周缘嵌合体。,各种嵌合体示意图,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变的发生与嵌合体类别,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(二)芽变的发生与嵌合体类别,3.嵌合体的转化与芽变性状的稳定性,除同型突变体(solidmutant)外,上述任何一种嵌合体都不是很稳定的。扇形嵌合体稳定性最差,往往会在以后的生长发育或营养繁殖过程中发生转化 。,芽变嵌合体的自然

15、转化示意图,4.芽变的遗传效应,决定有性过程的孢原组织是由LII层产生,只有当突变包含,LII时,才能在有性过程中产生遗传效应。,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变选种育种目标及育种程序,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(三)育种目标及选择标准,芽变选种通常是以原有优良品种为对象,在保持原品种优良性状的基础上,通过选择而修缮其个别缺点。 选择标准也将针对修缮缺点。,(四)芽变选种的程序和方法,第3节 无性繁殖植物的选择育种-芽变选种的程序,一、芽变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(四)芽变选种的程序和方法,1.初选,(1)发掘优良变异；,(2)分析变异、筛除饰变 ；,(3

16、)变异体的分离同型化,2.复选包括鉴定圃和复选圃,鉴定圃是用于对变异性状虽十分优良,但仍不能肯定其为芽变的个体,与其原品种类型进行比较,为深入鉴定变异性状及其稳定性提供依据，同时也可为扩大繁殖提供材料来源。,复选圃是对芽变系进行全面而精确鉴定的场所。复选圃除进行芽变系与原品种间的比较鉴定外,同时也进行芽变系之间的比较鉴定,为繁殖推广提供可靠依据,3.决选,第3节 无性繁殖植物的选择育种-营养系微突变选种,二、营养系微突变选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,自然发生的体细胞突变,主要不同点在于突变发生于控制数量性状的基因，其表型效应较小,不易和环境效应鉴别,但确实可以遗传。特点：,(1) 表型

17、效应较小,不易察觉，不易和环境效应鉴别,但可以遗传；,(2)突变频率较高 ；,(3)一般有害的遗传效应较小,营养系选种方法分为混合选种和单株选种两种方法 。,第3节 无性繁殖植物的选择育种-实生选种,三、实生选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(一)概念和意义,1.概念,(1)在选育新品种方面有很大潜力 ；,(2)有较好的适应能力 。,2.意义,对实生繁殖群体进行选择,从中选出优良个体并建成营养系品种,或改进继续实生繁殖时对下一代的群体遗传组成,均称为实生选择育种,简称实生选种。,实生选种对具有珠心多胚现象的柑橘类更具特殊的应用价值,温州蜜柑 先锋橙,第3节 无性繁殖植物的选择育种-实生选种

18、,三、实生选种,第3节 无性繁殖植物的选择育种,(二)实生选种的程序和方法,1.原有实生群体的实生选种,(1)报种和预选,(2)初选,2.新建群体的实生选种,方法是将获得的供选材料的种子(自交或天然杂交),播种种植于选种圃,经单株鉴定，选择其中若干优良植株，分别编号,然后采用无性繁殖法将每一入选单株繁殖成一个营养系小区,进行比较鉴定,其中优异者入选为营养系品种。,(3)复选,大梨 中矮3号 兴矮1号 矮香梨,本章结束,混合选择法的优缺点,一是简单易行,不需要很多土地、劳力及设备就能迅速从混杂原始群体中分离出优良类型,便于普遍采用；,二是一次就可以选出大量植株，获得大量种子，因此能迅速应用于生产

19、,尤其对混杂比较严重的常规品种,采用混合选择法,可以在正常生产的同时逐步提纯原品种；,混合选择法的优缺点,三是异花授粉植物可以任其自由授粉,不会因近亲繁殖而产生生活力衰退。,混合选择法的不足,混合选择法的优点,不能进行后代鉴定,因此,选择效果不如单株选择法。,返 回,单株选择法的优缺点,单株选择法可根据当选植株后代(株系)的表现对当选植株进行遗传性优劣鉴定,消除环境影响,选择效率较高 ；,由于株系间设有隔离,可加速性状的纯合与稳定,增强株系后代群体的一致性；,单株选择法的优缺点,多次单株选择可定向累积变异,因此有可能选出超过原始群体内最优良单株的新品种 。,单株选择法的不足,单株选择法的优点,

20、单株选择法技术比较复杂,需专设实验圃地,小区占地多,对异花授粉植物需进行隔离,成本较高；,异花授粉植物多代近亲交配易引起生活力衰退；,单株选择一次所留种子数量有限,难以迅速应用于生产。,返 回,基本选择法应用-1.单株混合选择法,先进行一次单株选择, 在株系圃内先淘汰不良株系,在选留的株系内淘汰不良植株,单株-混合选择法,选留的植株自由授粉,再进行一代或多代混合选择,按株系混合采种,这种选择法的优点是:先经过一次单株后代的株系比较,可以根据遗传性淘汰不良的株系;以后进行混合选择,不致出现生活力退化,并且从第二代起每代都可以生产大量种子。缺点是选优纯化的效果不及多次单株选择法。,返 回,基本选择

21、法应用-2.混合单株选择法,进行几代混合选择,进行一次单株选择,混合-单株选择法,优缺点与单株混合选择法大致相似,适合于株间有较明显差异的原始群体。,返 回,基本选择法应用-3.母系选择法,母系选择法,对所选的植株不进行隔离,所以又称为无隔离系谱选择法。,优点：无需隔离,较为简便,生活力不易退化,缺点：是选优选纯的速度较慢。,返 回,基本选择法应用-4.亲系选择法,亲系选择法(留种区法),每一代每一当选单株(或株系)的种子分成两份,一份用于播种株系圃;一份播种在隔离留种圃,根据株系圃的鉴定结果,在留种区各相应系统内选株留种;下一年继续这样进行。,这种方法主要是为了避免隔离留种影响试验结果的可靠

22、性 。,在系统数较多时一般都在留种区内行套袋隔离,到后期系统数不多时才采用空间隔离。,返 回,基本选择法应用-5.剩余种子法,剩余种子法(半分法),将每一入选单株种子分为两份,以相同编号一份播种于株系圃内的不同小区;另一份贮存在种子柜中,在株系内,选出的株系并不留种,下一年或下一代播种当选系统的存放种子。,优点:可避免因不良株系杂交对入选株系的影响,节省了隔离费用。,缺点:株系的纯化缓慢,不能同时起到连续选择对有利变异的积累作用。,返 回,基本选择法应用-6.集团选择法,集团选择法,根据不同的特性(如植株高矮、果实形状、颜色、成熟期等)把性状相似的优株归并成几个集团,将从不同集团收获的种子分别

23、播种在各个小区内,以便集团间以及与对照品种进行比较鉴定,从而选出优良集团。在选择过程中集团内可自由授粉,集团间要防止杂交。,优点:简单易行,易为群众掌握;后代生活力不易衰退,集团内性状一致性提高比混合选择快。,缺点:集团间需进行隔离,只能根据表现型来鉴别株间的优劣差异,选择提高比单株选择慢。,介于单株选择和混合选择之间的一种选择方法。,返 回,正态群体的入选率与选择强度间的关系,群体性状的表型值呈正态分布时，选择强度的大小取决于入选个体占群体总数的百分数（即入选率）p，用公式：i=z/p可以算出p和i的对应值（z为正态分布曲线右尾入选百分数面积在横坐标上截点处的高）。,正态群体的入选率与选择强

24、度间的关系,表1.入选率p和选择强度i的关系 P% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 i 2.67 2.42 2.27 2.15 2.06 1.98 1.92 1.86 1.80 P% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 i 1.75 1.40 1.16 0.97 0.80 0.64 0.50 0.35 0.19,返 回,大白菜的温室加代,返 回,芽变嵌合体桃花实例,返 回,枝型变异龙爪槐,返 回,枝型变异龙爪桑,返 回,返 回,果实变异普通鸭梨与光鸭梨果实比较,返 回,元帅系苹果的品种演化,元帅,红星 雷帅,新红星,红冠 魁红 超红,俄矮2号 矮鲜,返 回,梢端组织发生层

25、由突变而形成的嵌合体主要类型示意图,返 回,嵌合体的结构的表示方法及染色体倍数性的芽变类型的表示,芽变嵌合体的自然转化示意图,返 回,判断芽变和饰变,判断芽变和饰变,变异体发生范围如是不同立地、不同技术的多株变异,即可排除环境和技术的影响;对于枝变,如明显是一个扇形嵌合体,可肯定是芽变;,变异的方向,凡是与环境的变化不一致,如树冠下部或内膛处发现果实浓红色变异,很可能是芽变;,变异性状经不同年份的环境变化而表现稳定,可判断是芽变;,变异的性质如属于典型的质量性状,一般可断定是芽变;,性状的变异程度超出基因型的反应规范之外,可能是芽变。,返 回,综合性状和数量性状芽变和饰变的分析方法,综合性状和

26、数量性状芽变和饰变的分析方法,比较两个性状的相关比值,例如在苹果短枝型选种中,除度量其节间长度粗度外,可取其相对粗度(粗/长)与对照进行比较;,对不同立地条件下出现的相同性状的变异个体之间,可比较其各自与当地对照之间的相对差异,从而排除不同立地条件下环境的影响;,对于一些存在着基础与衍生关系的变异性状,分析时应以受环境影响小的基础性状为主,如短枝型芽变,节间缩短是基础性状,校条短是初级衍生性状,校冠矮小是较高级衍生性状,丰产稳产是高级衍生性状;,分析综合性状的构成因素,逐个与原类型相比较,如发现其中一个质量性状或较稳定的数量性状发生较显著而稳定的变异,则芽变的可能性就较大;,有些数量性状的变异,可利用同时出现的与其具相关性的质量性状或较稳定的数量性状的变异,进行间接判断。