第二章 植物的繁殖方式與育種

1、中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 一、有性繁殖 二、無(wú)性繁殖 三、植物授粉方式的研究方法中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 是植物繁殖的基本是植物繁殖的基本方式，是由雌雄配方式，是由雌雄配子結(jié)合，經(jīng)過(guò)受精子結(jié)合，經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，最后形成種過(guò)程，最后形成種子繁衍后代的繁殖子繁衍后代的繁殖類型。類型。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 植物生活周期類型植物生活周期類型中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 （一）自花授粉植物 （二）異花授粉植物 （三）常異花授粉植物中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 由同一朵花的花粉傳播到同朵花的雌蕊柱頭上，或由同株的花粉傳播到同株的雌

2、蕊柱頭上進(jìn)行傳粉而繁殖后代的植物稱為自花授粉植物。如水稻、大豆、煙草、亞麻、馬鈴薯和辣椒等。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 花器結(jié)構(gòu)和開花習(xí)性上的特點(diǎn)：雌雄同花，花器保護(hù)嚴(yán)密，外來(lái)花粉不易進(jìn)入；花瓣多無(wú)鮮艷色彩，也少有特殊香味，多在清晨或夜間開放，不利于昆蟲傳粉；中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 雌雄蕊長(zhǎng)度相仿或雄蕊較長(zhǎng)、雌蕊較短，花藥開裂部位緊靠柱頭，有利于自花授粉； 花粉不多，不利于風(fēng)媒傳粉； 雌雄蕊同期成熟，甚至開花前已授粉。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 自花授粉植物在花器結(jié)構(gòu)和開花習(xí)性上的特點(diǎn)，決定了其自交率都很高，自然異交率一般不超過(guò)1%。如大麥常為閉花

3、授粉，自然異交率為0.04%0.15%；大豆的自然異交率為0.5%1%；小麥的自然異交率一般不到1%，最高可達(dá)4%。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 通過(guò)不同植株花朵的花粉進(jìn)行傳粉而繁殖后代的植物稱為異花授粉植物，又稱異交植物。其自然異交率在50%以上，甚至高達(dá)95%。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 異花授粉植物又可分為三種情況： （1）雌雄異株，即植株有雌雄之分，雌花和雄花分別著生于不同植株上。如大麻、蛇麻、菠菜、石刁柏、木瓜和銀杏等，其自然異交率為100%，為完全的異花授粉植物。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 異花授粉植物又可分為三種情況： （2）雌雄同株異

4、花，如玉米、蓖麻、西瓜、黃瓜、南瓜、甜瓜和桑等。玉米的雄花序著生于植株頂端，雌花序著重于中部的葉腋中。 蓖麻的雌雄花著重于同一花序上，但分別著重于不同部位，雄花在下，雌花在上。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 （3）雌雄同花，但雌雄蕊異熟或花柱異型，如黑麥、白菜型油菜、甜菜、甘薯、李子、蔥、洋蔥、芹菜和蕎麥等；或具有自交不親和性，自花花粉落在柱頭上，不能發(fā)芽或發(fā)芽后不能受精，借以避免自花授粉，如黑麥、白菜型油菜、向日葵、甜菜和甘薯等。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 一種植物同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉兩種方式繁殖后代的稱為常異花授粉植物，又稱常異交植物。常異花授粉植物是自花授

5、粉和異花授粉的中間類型，在這兩種植物之間異花授粉的程度存在逐漸過(guò)度的變異。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 這類植物通常仍以自花授粉為主要繁殖方式，其自然異交率在4%50%之間，如棉花、高粱、蠶豆、粟、甘藍(lán)型和芥菜型油菜、苜蓿、一年生甜三葉草、蘇丹草等。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 常異花授粉植物花器結(jié)構(gòu)和開花習(xí)性的基本特點(diǎn)： 雌雄同花； 雌雄蕊不等長(zhǎng)或不同時(shí)成熟； 雌蕊外露，易接受外來(lái)花粉； 花瓣有鮮艷色彩，并能分泌蜜汁以引誘昆蟲傳粉； 花朵開花時(shí)間長(zhǎng)等。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 常異花授粉植物的自然異交率，常因植物種類、品種、生長(zhǎng)地的環(huán)境條件而有一定

6、變化，如棉花自然異交率一般為1%18%，高粱的自然異交率最低為0.6%，最高可達(dá)50%，甘藍(lán)型油菜的自然異交率一般在10%左右，最高可達(dá)30%以上中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 凡是不經(jīng)過(guò)兩性細(xì)胞受精過(guò)程而繁殖后代的方式稱為無(wú)性繁殖（asexual reproduction）,無(wú)性繁殖可分為：營(yíng)養(yǎng)體繁殖；無(wú)融合生殖。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 利用植物營(yíng)養(yǎng)器官的再生能力，使其長(zhǎng)成新的植物體，稱為營(yíng)養(yǎng)體繁殖。 如可利用植物的根、莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官及其變態(tài)部分塊根、塊莖球莖、鱗莖、芽眼、匍匐莖等，采用分根、扦插、壓條、嫁接等方法繁殖后代。 中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平

7、分院 植物的雌雄配子未發(fā)生核融合過(guò)程而形成種子以繁衍后代的方式，稱為無(wú)融合生殖。主要包括：?jiǎn)伪杜渥芋w無(wú)融合生殖；二倍配子體無(wú)融合生殖；不定胚三種類型。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 植物授粉方式的分類，是根據(jù)自然異交率高低 而定的。自花授粉植物 一般自然異交率在4%以下；異花授粉植物 自然異交率在50%以上； 常異花授粉植物 自然異交率介于二者之間， 一般為4%50%。中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 自然異交是與人工雜交相對(duì)而言的，是指同一種植物不同品種間的自然雜交。確定植物授粉方式和測(cè)定自然異交率，一般從以下幾方面進(jìn)行：中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 植物繁殖方式有性繁殖無(wú)性繁殖自交繁殖自花授粉作物：稻、麥、大豆等異交繁殖異花授粉作物：玉米、黑麥等常異交繁殖常異花授粉作物棉花、高粱等營(yíng)養(yǎng)體繁殖甘薯，馬鈴薯，蕷頭等 人工組織細(xì)胞培養(yǎng)無(wú)融合生殖孤雌生殖，單雄生殖，無(wú)配子生殖， 未減數(shù)配子體無(wú)融合生殖，不定胚中南大學(xué)研究生院隆平分院研究生院隆平分院 遺傳漂移（genetic drift）更廣泛的說(shuō)法是遺傳漂變，是指由于某種機(jī)會(huì)，某一等位基因頻率的