第3章-育种目标

1、第三章 育种目标,教学的基本要求,(1)了解现代农业对优良品种的要求；,(2)掌握制定育种目标的原则和方法以及作物育种的主要目标性状。,育种目标（Breeding Objective）就是对所要育成品种的要求，即在一定地区的自然、栽培和经济条件下，对计划要选育出的品种应具有哪些优良性状以及各生物学和经济学性状上的具体指标。,第一节 现代农业对作物品种性状的要求,高产、稳产、优质、适应一定地区的自然条件和栽培条件是现代农业对作物品种的共同要求，是国内外作物育种的主要目标，也是作物优良品种必备的基本条件。但是它们的重要性并不是并列的，而是因年代、地区和作物的种类不同而有主次之分。,一、高产 高产是

2、指单位面积产量高。优良品种具有较高的产量潜力（yield potential）是作物育种的首要目标，也是优良品种必须具备的最基本条件。当然，高产是相对的，是在保证一定品质的前提下获得较高的产量，从而获得较高的经济效益。,对于不同的作物而言，高产所指对象（性状）是不同的，禾谷类作物是指子粒产量，棉花是指皮棉产量等。农业生产对品种产量的要求 ，不仅是在个体产量上，更重要的是群体产量要高，即大面积产量高，这就要求群体内个体间更能协调平衡的发展。,二、稳 产 稳产（stability）是指作物的品种在推广的不同地区和不同年份间的产量变化幅度较小，在环境条件多变的条件下能够保持均衡的增产作用。,稳产与品

3、种的抗逆性、适应性密切相关，一般而言，抗逆性强即抗病、抗虫、抗不良的自然环境条件如旱、涝、盐、倒伏，以及适应性广的品种稳产性好。,稳产性涉及的主要性状是作物品种的各种抗耐性和适应性，它决定着品种的推广面积和使用寿命。,在以稳产为主要目标的育种工作中，要针对当地影响稳产的主要因素开展相应地抗耐性育种工作。,三、优 质 品质优良是现代农业对作物品种的基本要求。这是由经济的发展和市场的需求决定的。,对于不同的作物而言，品质性状所指的内涵也是不同的，对于同一种作物而言，品质性状也有多方面的含义。并且同一种作物的产品，当用于不同的目的时，其品质的要求也是不一样的。,目前我国要求发展高产、优质、高效农业，

4、联系到作物育种目标，高产与优质是对应的，这两者都与效益有关。此外，当有些作物的单产已经达到相当高的水平时，再提高产量是比较困难的，而改善品质的育种则潜力较大。当然，高产与优质又是矛盾的。,四、适应机械化 我国的国民经济现正处在高速发展时期，大量农村人口转入城市，从我国广大农村来看，随着产业结构的调整，经营规模的不断扩大，种田专业大户将不断出现，要保持农业生产的持续性，实现农业机械化势在必行。但要实现农业机械化，这就要求品种必须适应机械化作业的需要。,第二节 制定作物育种目标的原则,作物的育种目标是针对特定地区的生态环境和经济条件以及种植制度而制定的，因此它是包括多方面内容的复杂工作。不同作物、

5、不同地区在制定的育种目标上有很大的差异。,对于育种家来讲，要制定出切实可行的育种目标，不仅要熟悉育种过程，懂得改良性状的遗传特点，而且还必须了解农业生产和市场需求、当地的自然条件、种植制度、生产水平、栽培技术以及品种的变迁历史等。,制定作物育种目标的原则是：,一、立足当前、展望未来、富有预见性；,二、突出重点、分清主次、抓主要矛盾；,三、明确具体，性状指标落实；,四、必须面向特定的生态地区和栽培条件。,第三节 作物育种的主要目标 育种目标涉及的性状很多，一般来说，凡是通过遗传改良可以得到改进的经济性状都可以列为育种的目标性状。,通常，一个作物的育种目标包括产量、品质、生育期、抗病性、抗虫性、抗

6、倒性以及多种不良环境条件如干旱、渍水、高温、低温、盐碱等的抗耐性、适应性。,但是对于这些目标，特别是实现这些目标的具体性状，在不同的地区、不同的作物以及经济和生产发展的不同时期，要求的侧重点和具体内容是不一样的。采用不同的育种方法和不同的种质资源以实现这些目标的途径也是不一样的。,一、高 产 在保证一定品质的前提下，高产是所有作物育种的基本目标。,（一）产量的形成 作物产量的形成是一个很复杂的过程，受多种因素支配，它是品种的各种遗传特征特性与环境条件共同作用的结果。当然通过高产育种仅仅是获得了提高作物品种的生产潜力，它的实现还有赖于品种和自然、栽培条件的良好配合。,1、生物产量和经济产量 作物

7、的产量包括生物产量（biomass）和经济产量（economic yield）。生物产量中有机物质占90-95%，矿物质占5-10%。可见，有机物质的生产和积累是形成产量的主要物质基础。经济产量只是生物产量的一部分。,生物产量转化为经济产量的效率称为经济系数（coefficient of economics）或收获指数（harvest index），即经济产量与生物产量的比值。收获指数（HI）高，说明有机物质利用率高，要获得较高的经济产量，不仅要求作物品种的生物产量高，而且要求收获指数也高。,2、高产品种的重要特征特性,2、高产品种的重要特征特性,生育早期：早生快发，建立较大的营养体，为获得较

8、高的生物产量打好基础；,生育中期：营养器官与产品器官健壮而协调生长，以积累大量的有机物质，并形成足够多的贮藏光合产物的器官；,生育后期：功能叶片多，叶面积指数高，叶片不早衰，保证有足够的有机物质运向产品器官。,也就是说，高产品种不仅要同化产物多，运转能力强，而且要有相应的贮藏产品的器官。这就是所谓的“源、流、库”学说。,源是指作物的光合产物以及制造提供光合产物的器官，如叶片、茎杆等，作物要具有合理的株型和良好的光合性能，充分利用光、温、水、气，合成尽可能多的光合产物。,流是指光合产物的流向、分配，以及控制光合产物运输的器官，如根、茎、果实等，高产品种应尽可能多地将光合产物运输到经济器官中去，并

9、且输导要畅通。,库即经济器官，指最后接纳和贮藏光合产物的器官，高产品种应具有较大的库，以最大限度地贮存光合产物。,在高产育种中，源、流、库三方面都要符合高产要求，即源要足、流（运转）要畅、库要大，三者协调。,3、作物产量的构成因素 单位面积上收获的产品产量即通常所指的产量，作物品种产量的高低与构成产量的各个因素有关，要获得高产，必须使构成产量的各个因素协调增长。对于不同的作物而言，产量因素是不同的，各个产量因素的乘积就是产量。,对于禾谷类作物而言，在其它因素不变的情况下，提高其中的一个或两个因素或三个因素同时提高，均可能提高单位面积的产量水平。但是，各个产量因素之间往往是相互制约的，是不同程度

10、的负相关，难以同步提高。,但当根据当地的自然条件、耕作栽培条件使各产量因素协调增长时，都可以获得较高的产量。不同地区、不同栽培条件应该有各自不同的产量因素最佳组合。,如：稻、麦的品种可通过三个途径实现高产目标：（1）大穗型，（2）多穗型，（3）中间型。例如小麦，只要栽培措施适当，各种类型都能获得高产。,（二） 高产育种策略 在育种策略上为达到高产这一目标，似乎可将作物育种分为三个阶段，即矮杆育种（dwarf breeding）、理想株型育种（breeding for ideal plant type）和高光效育种 （Breeding for high photosynthetic effici

11、ency）。,1、矮杆育种 矮杆品种的增产作用是通过降低个体的植株高度，增加密度，降低茎杆所占的比重，从而提高收获指数。另一方面，株高降低也可减少倒伏。,2、理想株型育种 理想株型育种是除矮杆外，按照人的意志，把植株优良的形态特征和生理特性都集中在一个植株上，使其获得最高的光能利用率，并能将光合作用产物最大限度地输送到籽粒中去，通过提高收获指数而提高籽粒产量。,株型 株型是指植株的形态，是指株高、叶片大小、分布，叶片与茎杆间的夹角，叶色以及分蘖性等性状的综合。株型与群体的光合面积、光能利用率、群体的大小有关，高产要求品种具有合理的株型，这是高产品种的生育基础和形态特征。所谓株型育种，就是改善品

12、种株型态势的育种。,谷类作物的合理株型一般具有矮杆、半矮杆，株型紧凑，叶片窄而短，挺直上冲，茎叶所形成的冠层具有合理的受光态势，叶片与茎杆的夹角小，叶色深、叶绿素含量高、比叶重（单位面积的叶片重量）大、能充分利用光能等特征。,棉花则具有株型紧凑，主茎与果枝的节间短，果枝与主茎间的夹角小，叶片大小适中，着生直立，以提高光能利用率为特征。,3、高光效育种 农作物是利用光能进行物质生产，为了提高对光能利用率，就必须提高作物群体的光合生产率以及经济系数，也可以在某种意义上讲，人类作物育种的历史，就是不断提高群体光合生产率和经济系数的历史。,高光效育种就是指通过提高作物本身光合性能和降低呼吸消耗的生理指

13、标而提高作物产量的育种方法。作物经济产量的高低与光合作用产物的生产、消耗、分配和积累有关。,从生理学上讲，农作物产量与光合效率 之间的关系可概括为： 经济产量=生物产量经济系数 =净光合产物收获指数 =（光合能力光合时间光合面积）-呼吸消耗 经济系数,由此可见，高产品种应该具有较高的光合能力（强度）、较低的呼吸消耗、光合性能保持时间长，叶面积指数（leaf area index，LAI）大、收获指数高等特点。,二、优质 优质育种目前在我国已经成为主要的育种目标。农作物产品的品质依据作物种类和产品用途而异，一般可分为：营养品质、加工品质、卫生品质和商品品质等。它必须根据市场和人们生活的需求确定各

14、类作物的品质指标。,（一）谷类作物,营养品质：谷类作物品质育种最受重视的是淀粉、脂肪和蛋白质的含量；,加工品质：涉及水稻的糙米率、精米率等。小麦的出粉率、面筋的含量与质量等；,卫生品质：包括谷粒中农药的残留、重金属含量、有害微生物等；,商业品质：包括外观、色泽等。,这些品质性状虽然在不同的作物和不同的用途中要求是不一样的，但是都应该在相应的育种目标中加以确定。,（二）油料作物 食用油品质 一般要求食用油中油酸、亚油酸的含量高，它们是人体中必需的脂肪酸。而亚麻酸、花生酸、芥酸是对油用作物不利的脂肪酸，因此要求它们的含量低。对于大豆而言，食用大豆要求蛋白质含量高，油用大豆则是含油量高。,（三）纤维

15、作物 棉花的品质主要是加工品质。它涉及到棉纤维的长度、强度、成熟度、细度和整齐度等。随着纺织工业机械设备的改善，对棉纤维的品质要求已从强调纤维长度等外观品质转变为强调纤维强度、细度等内在品质。,在以品质作为主要育种目标时，选用专用型品种是一种有效的育种策略。这是因为对产品品质的要求是由产品的用途决定的。,在营养品质方面，并不总是营养成分含量越高越好。如，啤酒大麦就是以蛋白质含量较低为优良性状。其次，许多营养品质性状是负相关的，要在一个品种中使多种营养成分同时提高是很困难的。,三、稳 产 稳产是优良品种的重要条件，它主要涉及品种对病虫害以及不良的气候、土壤等环境条件的抗耐性，当产量达到较高水平时，保持和提高推广品种的稳产性是非常重要的。,（一）抗病、虫性,（三）抗倒伏性,（四）适应性,（二）抗旱耐瘠,四、生育期适宜 生育期是育种目标的一项重要指标，它决定着品种的种植地区。生育期与产量呈明显的正相关。生育期长产量高，生育期短产量低。但是，选育的品种必须根据当地无霜期的