園藝作物品種改良課件

7園藝作物品種改良1一、品種的概念和良種的作用

1、種與品種的概念

種是生物學(xué)基本單位，是自然選擇形成的。有三個(gè)特點(diǎn)：

1)具有一定的形態(tài)及生理遺傳特征；

2)有一定的自然分布區(qū)域；

3)不同種間不能交配或不能交配產(chǎn)生有生殖能力的后代。

品種是人類在一定的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)條件下，根據(jù)自己的需要而創(chuàng)造的栽培種植的一個(gè)群體，具有相對穩(wěn)定的遺傳性。品種是人工選擇和培育的結(jié)果。22、種與品種的區(qū)別：

1)種是自然選擇形成的，而品種是人工選擇形成；

2)種的遺傳性不穩(wěn)定，而品種的遺傳性穩(wěn)定；

3)種不具有時(shí)空性，而品種有很強(qiáng)的時(shí)空性。

3、優(yōu)良品種的作用

1)優(yōu)良品種一般都具有較大的豐產(chǎn)潛力和抗逆力；

2)在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面，良種的作用也十分顯著；

3)優(yōu)良品種在增強(qiáng)抗病力和抗逆性方面效果特別顯著；

4)現(xiàn)代化商品園藝作物的生產(chǎn)，對品種質(zhì)量要求更為嚴(yán)格，如保護(hù)地栽培、產(chǎn)品加工，就需專用品種。

3三、國際園藝作物育種工作的發(fā)展趨勢

1、突出新的育種目標(biāo)；

2、重視種質(zhì)資源研究；

3、重視育種新途徑新方法的研究；

4、實(shí)行多學(xué)科協(xié)作配合的綜合育種；

5、以常規(guī)技術(shù)為主，并積極和生物技術(shù)相結(jié)合。5四、育種目標(biāo)

包括生物學(xué)的目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的目標(biāo)。

生物學(xué)的育種目標(biāo)，就是在一定時(shí)間、環(huán)境和技術(shù)條件下，作物通過改良后所應(yīng)具備的優(yōu)良特性，如高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等；經(jīng)濟(jì)學(xué)的目標(biāo)，則指作物經(jīng)改良后所達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益。

生物學(xué)目標(biāo)通常是經(jīng)濟(jì)學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。6

1、產(chǎn)量：生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量

2、品質(zhì)：

感官、化學(xué)、機(jī)械、物理等方面。

3、抗病蟲害

4、其他目標(biāo)：

1)抗逆性與適應(yīng)性

2)適于保護(hù)地栽培

3)適于機(jī)械化栽培7一、種質(zhì)資源的定義及類別

1.種質(zhì)（germplasm）指決定生物性狀遺傳性（種性），并將其遺傳信息從親代傳遞給后代的遺傳物質(zhì)，也稱為基因。9

3.種質(zhì)庫（germplasmpool）

指以種為單位的群體內(nèi)的全部遺傳物質(zhì)，它有許多個(gè)體的不同基因所組成。又稱基因庫。

2.種質(zhì)資源（germplasmresource）

植物種質(zhì)資源（plantgermplasmresourse）：凡攜帶有不同種質(zhì)（基因）的各種栽培植物及其近緣種和野生種。104.植物種質(zhì)資源的作用種質(zhì)資源是地球生命的基礎(chǔ)。是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是最為寶貴的自然財(cái)富。是利用和改良生物的物質(zhì)基礎(chǔ)，是育種的原始材料及生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)材料。提供各種工業(yè)原料、醫(yī)藥品，在娛樂、旅游業(yè)中也起著重要作用。

擁有種質(zhì)資源的數(shù)量和質(zhì)量，以及對其研究的程度是決定育種效果的重要條件，也是衡量一個(gè)國家或研究單位育種水平的重要標(biāo)志。11二、種質(zhì)資源的收集、保存與利用1.種質(zhì)資源的收集

1)、收集種質(zhì)資源的原則與范圍

種質(zhì)資源收集原則是應(yīng)該盡可能地廣泛收集。包括：

①目前正在栽培的品種，尤其是那些瀕臨絕種的珍稀地方品種；

②過去栽培但現(xiàn)在生產(chǎn)上已淘汰的品種；

③栽培作物的近緣野生種；

④特殊的遺傳種質(zhì)，如突變體，育種系，純合自交系，無緣雜交的中間類型；

⑤對人類可能有利用價(jià)值的野生物種。13國家一級主要負(fù)擔(dān)著重要種質(zhì)資源的收集、保存工作及與外國的交換和大規(guī)模的考察收集工作。省一級主要負(fù)責(zé)對本地區(qū)種質(zhì)資源的收集與保存工作。育種機(jī)構(gòu)一級根據(jù)本單位負(fù)擔(dān)的育種任務(wù)與目標(biāo)，收集與本課題有關(guān)的種質(zhì)資源。

我國目前種質(zhì)資源工作機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀，大體可分為三個(gè)不同的層次：142)、種質(zhì)資源收集的方法

一般是通過征集和考察。

對地方品種或新育種成的品種主要是向生產(chǎn)單位或育種單位征集；野生或半野生種則主要通過實(shí)地考察；國外資源一般是通過出國考察或?qū)ν饨粨Q等途徑。

注意的問題：

①不要遺漏收集對象的品種類型。

②在收集種質(zhì)資源時(shí)要盡可能保持每份材料內(nèi)最大可能的遺傳變異度。

③現(xiàn)場觀察收集時(shí)，必須有比較全面而明確的記錄。152.種質(zhì)資源的保存

實(shí)質(zhì)上指的是保存那些攜帶種質(zhì)的植物體。

基本的保存方法有以下五種：

①就地保存；

②種子保存；

③植物園保存；

④基因文庫保存；

⑤試管保存。

17國家種質(zhì)庫

183、種質(zhì)資源的研究

種質(zhì)資源的研究一般包括以下幾個(gè)方面：

①一般特征、特征的觀察和鑒定。

②性狀遺傳規(guī)律研究。

③分類學(xué)及親緣關(guān)系的研究。

④種質(zhì)分析與標(biāo)記。

197.2引種一、引種的概念與意義1、引種的概念

就是將一種植物從現(xiàn)有的分布區(qū)域或栽培區(qū)域人為地遷移到其他原來沒有分布的地區(qū)種植的過程。

引種的類型：

簡單引種：馴化引種：212.引種的意義所需時(shí)間短，見效快，節(jié)省人力物力，是一種最經(jīng)濟(jì)地豐富本地植物種類的育種方法。引種可為各種育種途徑提供豐富的種質(zhì)資源。22World

China的引種懸鈴木23ChinaWorld銀杏月季金錢松珙桐連翹牡丹銀杏25二、引種的理論基礎(chǔ)1.引種的遺傳學(xué)基礎(chǔ):引種是品種在其遺傳性適應(yīng)范圍內(nèi)的遷移。不同植物種類，其適應(yīng)范圍相差很大，同一植物種類的不同品種間在適應(yīng)性上也存在差異。

2.引種的生態(tài)學(xué)原理：

氣候相似論：要求綜合生態(tài)條件的相似性。

主導(dǎo)生態(tài)因子：就是植物生長的限制因子。生態(tài)歷史分析法263)、不同作物種類和品種組成與引種的關(guān)系

各地栽培作物的種類、品種組成也能反映環(huán)境條件的影響。如果原栽培地區(qū)有許多其他作物種類品種與引入地區(qū)相似，則所引種類品種的適應(yīng)可能性就較大。例如四川中南部和福建、廣東地區(qū)，都有柑桔、龍眼等亞熱帶果樹栽培，園藝作物種類也較多相似，兩地間相互引種也較多能適應(yīng)。29三、引種的程序和注意事項(xiàng)1)、引種目標(biāo)的確定2)、引種材料的搜集3)、引種材料的檢疫

4)、引種材料的馴化及選擇

5)、引種試驗(yàn)（觀察試驗(yàn)、品種比較試驗(yàn)和區(qū)域試驗(yàn)、栽培試驗(yàn)）

307.3選擇育種一、選擇與選種

1、基本概念1)、選擇是育種的一種方法手段。

自然選擇、人工選擇

2)、選種是利用群體中存在的自然變異，將符合要求的優(yōu)良植株選擇出來，經(jīng)過比較而獲得新品種的育種途徑。312、選擇的實(shí)質(zhì)和作用基礎(chǔ)

選擇的實(shí)質(zhì)就是造成有差別的生殖率，從而能定向地改變?nèi)后w的遺傳組成。選擇的作用基礎(chǔ)就是生物有既能變異又能遺傳的特性。群體內(nèi)各個(gè)體間的差別越大，某種性狀從上一代個(gè)體遺傳給下一代的力量越大，則選擇的作用也就越大。323、選擇的創(chuàng)造性作用

1)改變?nèi)后w內(nèi)各種基因型的頻率，從而給某些有價(jià)值基因型的出現(xiàn)提供了條件；

2)改變?nèi)后w內(nèi)等位基因間的頻率，從而使基因型分離比例發(fā)生改變；

3)使新產(chǎn)生的突變基因，有用的得到保留，并加速增殖；不利的盡快在群體中消失或控制在很低的頻率。

4)定向多代選擇，有積累變異，加強(qiáng)變異的作用，能獲得開始選擇時(shí)的原始群體內(nèi)不存在的變異類型。334、選種應(yīng)注意的幾個(gè)問題

在選種過程中，應(yīng)注意和掌握下面幾個(gè)原則：

1)選用優(yōu)良的育種材料；

2)選擇原始材料和入選株系在相同條件下培育；

3)加大選擇壓，選擇抗逆性強(qiáng)的個(gè)體

4)著重對主要性狀進(jìn)行選擇，兼顧其它性狀；

5)分期選擇；

嚴(yán)格選擇標(biāo)準(zhǔn)，保證選擇質(zhì)量。34二、兩種基本選擇法1、混合選擇法

根據(jù)植株的表型性狀，從混雜的原始群體中以個(gè)體為單位，選取符合選種目標(biāo)要求的混合留種，下一代播種在混選區(qū)里，與標(biāo)準(zhǔn)品種（當(dāng)?shù)貎?yōu)良品種）和原始群體的小區(qū)相鄰栽種，進(jìn)行比較鑒定。根據(jù)其選擇的次數(shù)，可分為一次混合選擇法和多次混合選擇法。351)、一次混合選擇法

就是對原始群體只進(jìn)行一次混合選擇，把選得的種子混合播種，并與標(biāo)準(zhǔn)品種和原始群體相鄰種植，進(jìn)行田間比較，在經(jīng)過選擇的群體表現(xiàn)優(yōu)于原品種或標(biāo)準(zhǔn)種時(shí)，即推廣用于生產(chǎn)。36372)、多次混合選擇法

連續(xù)的多次選擇，在以后幾代連續(xù)進(jìn)行第三、四代，甚至更多代的混合選擇，直到產(chǎn)量比較穩(wěn)定、性狀表現(xiàn)比較一致并勝過標(biāo)準(zhǔn)種為止。最后進(jìn)行與原始群體和標(biāo)準(zhǔn)品種的比較。38

混合選擇法優(yōu)點(diǎn)：

①簡單易行，成本低，不專設(shè)選育實(shí)驗(yàn)圃地；

②一次可以選出大量植株，獲得大量種子，因此能迅速地應(yīng)用到生產(chǎn)上去。

③對異花授粉作物不容易引起生活力衰退；

④種質(zhì)資源繁殖必需用此法?；旌线x擇法缺點(diǎn)：

①進(jìn)展較慢，也就是選擇效果較差；

②不能進(jìn)行系統(tǒng)的遺傳分析。

392、單株選擇法

單株選擇法（individualselection）又稱為系譜選擇法。是從原始群體中選出一些優(yōu)良單株，分別編號，分別采種，各株的種子不混合，下一代每個(gè)株系（一個(gè)單株的后代）播種一個(gè)小區(qū)，根據(jù)各株系的表現(xiàn)，鑒定各親本單株遺傳性優(yōu)劣的方法?？煞譃橐淮螁沃赀x擇法和多次單株選擇法。401)、一次單株選擇法

就是從原始群體中選出的優(yōu)良植株分別編號,分別自交采種。下一代分株系播種在專設(shè)的選種試驗(yàn)圃內(nèi)，每一株系播一小區(qū)，隔一定株系播一對照區(qū)（當(dāng)?shù)刂饕耘嗥贩N），試驗(yàn)圃通常設(shè)二次重復(fù)。根據(jù)各株系的表現(xiàn)淘汰不良株系，從當(dāng)選株系內(nèi)選擇優(yōu)良植株混合采種。進(jìn)行品種比較試驗(yàn)。最后根據(jù)品種比較試驗(yàn)的結(jié)果，選出的優(yōu)良品種進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)或初步推廣。41422)、多次單株選擇法

就是在第一次株系比較選留的的株系內(nèi)，繼續(xù)選擇單株分別編號分別采種，下一代播種第二次株系比較圃。這樣進(jìn)行二代就叫二次單株選擇，進(jìn)行三代就叫三次單株選擇。

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單株選擇的優(yōu)點(diǎn)：

①可以測定單株的后代的遺傳穩(wěn)定性，消除環(huán)境引起的誤差，正確地選擇出具有優(yōu)良性狀系統(tǒng)。

②性狀穩(wěn)定較快，性狀高度一致的后代所需的代數(shù)較少。③多次單株選擇可以定向累積變異，選出的超優(yōu)良單株的新品種。適用于自花授粉植物和常異交植物

44三、園藝作物的繁殖方式及其相應(yīng)的選擇方法1、園藝作物的繁殖方式1)、有性繁殖

分為自花授粉、常異花授粉和異花授粉。

①自花授粉園藝作物

凡以同一花內(nèi)或同一植株內(nèi)的花粉進(jìn)行授粉而繁殖后代的園藝作物稱為自花授粉園藝作物。

自然異交率在5％以內(nèi)，容易保純，自交不退化。

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自花授粉園藝作物的選擇方法

采用單株選擇或混合選擇，通常只進(jìn)行一二次選擇即可。通常都采用單株選擇來提高選擇效果。只有在結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)行品種純化時(shí)，為了每年需要獲得大量生產(chǎn)用種子，才采用混合選擇法。46②常異交授粉園藝作物以自花授粉為主但有相當(dāng)高的異花授粉率，一般自然雜交率在5－50％。常異交園藝作物一般是雌、雄同花，如：蠶豆、甜椒、芥菜等。選擇方法

常采用單株選擇法或母系選擇法，但單株選擇的次數(shù)要多一些。在品種純化時(shí)，根據(jù)種子繁殖系數(shù)的大小和生產(chǎn)對需要的緩急情況，可采用多次單株選擇法或多次混合選擇法。

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③異花授粉園藝作物通過不同植株花朵的花粉進(jìn)行授粉而繁殖后代的園藝作物作物稱為異花授粉園藝作物。自然雜交率在50％以上，其遺傳基因型通常是異質(zhì)組合，不易純化，繁殖時(shí)要求注意嚴(yán)格隔離。如石竹，四季海棠、萬壽菊、金蓮花、百合、菊花、月季等花卉已及十字花科、葫蘆科蔬菜。48

異花授粉園藝作物的選擇方法

常采用一些從這兩種基本選擇法衍生出來的選擇法。49A、單株－混合選擇法

先進(jìn)行一次單株選擇，在株系比較圃內(nèi)先淘汰不良株系，再在選留的株系內(nèi)淘汰不良植株，然后使選留的植株自由授粉，混合采種，以后再進(jìn)行一代或多代混合選擇。50應(yīng)用：

①異花授粉的根、莖、葉菜類選育新品種；

②異花授粉和自花授粉園藝作物已混雜退化品種的純化；

③較適用于原始群體在株間目測時(shí)，性狀差異較不明顯的品種。51B、混合－單株選擇法先進(jìn)行幾代混合選擇之后，再進(jìn)行一次單株選擇。后代即按一次單株選擇程序進(jìn)行，株系間要隔離，株系內(nèi)去雜去劣后任其自由授粉混合采種。常用于對雜交后代的選擇。選擇效果有時(shí)能接近多次單株選擇法，而較簡便易行。52C、母系選擇法

和自花授粉作物的多次單株選擇法完全相同，由于對所選植株不進(jìn)行防止異花授粉的隔離，所以又稱為無隔離系譜選擇法。

優(yōu)點(diǎn)是較為簡便和生活力不易退化；

缺點(diǎn)是選優(yōu)選純的速度慢。常用于甘藍(lán)、黃瓜等異花授粉園藝作物。53D、親系選擇（留種區(qū)法）當(dāng)選單株（或株系）的種子分成兩份，一份播種在比較試驗(yàn)圃，一份播種于留種區(qū)。系統(tǒng)比較試驗(yàn)圃內(nèi)各系統(tǒng)間不做隔離，便于較客觀較精確的比較。留種區(qū)內(nèi)各系統(tǒng)間進(jìn)行隔離以防系統(tǒng)間相互雜交。54優(yōu)點(diǎn)：解決在同一圃地內(nèi)，既要進(jìn)行系統(tǒng)間比較，又要解決隔離留種的困難。在系統(tǒng)數(shù)較多時(shí)一般都采用留種區(qū)內(nèi)套袋隔離法。55E、剩余種子法（半分法）從原始群體中進(jìn)行單株選擇，將每一入選單株種子分為兩份，一份種子播種于系統(tǒng)比較圃內(nèi)；另一份種子則分別包裝，貯存在種子柜中。在系統(tǒng)比較圃內(nèi)，選出的株系并不留種。下一年或下一代播種當(dāng)選系統(tǒng)的種子，是用種子柜中原先存放的那一份種子。56F、集團(tuán)選擇法從自然的原始群體內(nèi)根據(jù)不同的特征特性（如植株高矮、果實(shí)形狀、顏色、成熟期等）選出優(yōu)良單株，把性狀相似的優(yōu)良單株歸并到一起，形成幾個(gè)集團(tuán)。每一集團(tuán)的優(yōu)良單株混合采種，播種在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，以便集團(tuán)間和標(biāo)準(zhǔn)品種間進(jìn)行比較鑒定。集團(tuán)內(nèi)自由授粉，而集團(tuán)間要防止雜交。直到選出新品種。

572)無性繁殖園藝作物用根、莖、芽等營養(yǎng)器官，或塊莖、鱗莖等器官進(jìn)行繁殖。

常用選擇法：

A、營養(yǎng)系混合選擇法

程序：與有性繁殖園藝作物的混合選擇法相同；

區(qū)別：只是每一代用以繁殖下一代的不是種子而是無性繁殖器官，如塊莖或鱗莖等。5859B、營養(yǎng)系單株（穴）選擇法

程序：與有性繁殖園藝作物的單株選擇法相似；

區(qū)別：所用的播種繁殖材料為無性繁殖器官。但是用于無性繁殖園藝作物的單株選擇一般都為一次單株選擇。60C、有性后代單株選擇法先使供選材料開花結(jié)種，種植一個(gè)實(shí)生選種圃，從中選擇若干優(yōu)良植株，分別收獲它們的無性系列器官，編號為一個(gè)無性株系。每一營養(yǎng)株系播種一小區(qū)進(jìn)行比較鑒定，以后的工作程序和一次單株選擇相同。61四、選種的程序

在整個(gè)選種工作過程中，從搜集研究原始材料到育成新品種，需要進(jìn)行一系列的選擇、淘汰、比較鑒定工作。這些工作必須按照一定的步驟進(jìn)行，這種工作步驟通常通常稱為選種程序。

通常把單株選擇的選種程序分為原始材料圃、株系比較圃、品比預(yù)備試驗(yàn)圃和品種比較試驗(yàn)圃等4個(gè)圃地。62631、原始材料圃栽植供選擇的原始材料，進(jìn)行研究，從中選出優(yōu)良的植株，分別留種供株系比較圃播種之用。642、株系比較圃（選種圃）

栽種從原始材料圃里選出的優(yōu)良單株或優(yōu)良集團(tuán)的后代，進(jìn)行比較、鑒定、淘汰和選擇，從中選出優(yōu)良株系（系統(tǒng)）供品比預(yù)備試驗(yàn)圃或品種比較試驗(yàn)圃繼續(xù)進(jìn)行比較選擇之用。

653、品比預(yù)備試驗(yàn)圃（鑒定圃）

栽種從株系比較圃里選出的優(yōu)良株系，進(jìn)一步鑒定入選株系后代的一致性，繼續(xù)淘汰一部分經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)較差的株系。以當(dāng)選的系統(tǒng)擴(kuò)大繁殖，提供品種比較試驗(yàn)圃繼續(xù)比較鑒定需要的播種材料。664、品種比較試驗(yàn)圃栽種選出的優(yōu)良株系或優(yōu)良株系混合群體的后代，進(jìn)行全面的比較鑒定，最后選出在產(chǎn)量、品質(zhì)以及其它經(jīng)濟(jì)性狀等方面的都比較標(biāo)準(zhǔn)品種更為優(yōu)良的一個(gè)或幾個(gè)優(yōu)良新品種。

品種比較試驗(yàn)圃設(shè)置的年代一般為二、三年。在這二、三年內(nèi)栽種的試驗(yàn)材料基本相同。675、生產(chǎn)試驗(yàn)和品種區(qū)域試驗(yàn)

生產(chǎn)試驗(yàn)就是把品種比較試驗(yàn)選出的新品種作正式生產(chǎn)栽培，以評價(jià)它的推廣價(jià)值。

品種區(qū)域試驗(yàn)是把品種試驗(yàn)選出的新品種分到其它地區(qū)，參加那些地區(qū)的品種比較試驗(yàn)，以確定這新品種適宜推廣的區(qū)域范圍。

68五、加速選種的主要方法

1、利用保護(hù)地進(jìn)行一年多代播種選擇。

2、北種南繁和南種北繁

3、提前進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)

4、加速繁殖和提高種子繁殖系數(shù)

5、近年來發(fā)展的莖尖培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，都可用以加速育種進(jìn)程。697.4常規(guī)雜交育種概述

通過基因型不同的類型間配子的結(jié)合獲得雜種，對雜種進(jìn)行培育選擇以獲得新的品種類型的方法叫做雜交育種。

雜交是基因重組的過程?；蛑亟M可產(chǎn)生三種遺傳效應(yīng)：

1)綜合雙親優(yōu)良性狀；

2)基因累加效應(yīng)產(chǎn)生超親性狀；

3)基因互作產(chǎn)生新性狀。70一、雜交育種的類別一、二年生有性繁殖園藝作物的雜交育種根據(jù)其雜交效應(yīng)的利用方式一般可分為組合育種和優(yōu)勢育種兩類。

1、組合育種

通過有性雜交使不同親本的遺傳物質(zhì)發(fā)生重組，通過選擇產(chǎn)生具有雙親優(yōu)良基因同質(zhì)結(jié)合的新類型。其育種程序是先進(jìn)行親本雜交，然后將雜交的后代純化成定型的系統(tǒng)或品種用于生產(chǎn)，即“先雜后純”，因而生產(chǎn)中可繼續(xù)繁殖留種。712、優(yōu)勢育種

選配特殊配合力良好的親本組合，利用產(chǎn)量、抗逆性等方面的雜種優(yōu)勢，將雜種一代(F1)直接用于生產(chǎn)。其育種程序是先將親本基因型純化育成自交系，然后使高度純合的兩個(gè)自交系親本進(jìn)行雜交，獲得高度雜合的雜種一代(F1)用于生產(chǎn)，即“先純后雜”。

72二、親本選擇選配原則

1、雜交親本的選擇

根據(jù)育種目標(biāo)從育種資源中挑選出最適合的品種類型作為雜交親本。

1)、以重點(diǎn)性狀為主

例如果樹品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性要比早實(shí)性重要。

2)、選擇綜合性狀良好的類型73

3)、要考慮親本的基因型

4)、親本優(yōu)良性狀要多，且優(yōu)良性狀傳遞力要強(qiáng)。

例如花卉育種資源中某些珍奇花色類型和果樹育種資源中極大果型和抗病極強(qiáng)類型等都是值得注意利用的。742、親本選配原則

親本選配的原則:1)、盡可能使親本間優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)2)、應(yīng)考慮主要性狀的遺傳規(guī)律3)、以具有最多優(yōu)良性狀的親本作母本4)、應(yīng)考慮品種繁殖器官的能育性和交配親和性75三、有性雜交的方式

1、成對雜交

僅用兩個(gè)親本進(jìn)行的雜交，稱為成對雜交，又稱單交、簡單雜交。兩個(gè)親本可以互為父母本。如果A×B為正交，則B×A為反交。2、回交

將雜種再與親本之一進(jìn)行雜交稱回交，即(A×B)×B。B為輪回親本，A為非輪回親本。

7677回交的目的:是使某一親本的優(yōu)良特性在雜種后代中逐代加強(qiáng)。一般一年生園藝作物可回交3-4代，然后使回交后代自交再從中選擇。主要用于培育抗性品種或用于遠(yuǎn)緣雜交中恢復(fù)可孕性和恢復(fù)栽培品種優(yōu)點(diǎn)等。783、復(fù)式雜交

指兩個(gè)以上親本間進(jìn)行的雜交，又稱復(fù)合雜交或多系雜交。根據(jù)第三個(gè)以上親本參加雜交的次序，又可分為添加雜交和合成雜交。

1)、添加雜交

成對雜交產(chǎn)生的雜種或其優(yōu)良后代再與第三親本雜交，由此產(chǎn)生的雜種(或雜種后代)還可再與第4、5……個(gè)親本雜交，每雜交一次，添加一個(gè)親本性狀，可簡寫為[(A×B)×C]×D。792)、合成雜交

采用四個(gè)親本先成對雜交配成兩個(gè)單交雜種，然后再進(jìn)行兩個(gè)單交雜種之間的雜交，簡示為(A×B)×(C×D)。有時(shí)為了使雜交后代內(nèi)加強(qiáng)某一親本的性狀，可以使該親本重復(fù)雜交如(A×B)×(A×C)。80四、有性雜交技術(shù)

1、有性雜交前準(zhǔn)備

1)、制定雜交育種計(jì)劃

計(jì)劃內(nèi)容:育種目標(biāo)、雜交親本的選配、雜種后代的估計(jì)、雜交任務(wù)(包括組合數(shù)與雜花數(shù))、雜交進(jìn)程(如花粉采集日期和雜交日期)、操作規(guī)程(雜交用花枝與花朵選擇標(biāo)準(zhǔn)，去雄、花粉采集和處理及授粉技術(shù)要求等)及記載表格。

2)、熟悉花器構(gòu)造和開花習(xí)性

花器結(jié)構(gòu)、授粉方式、傳粉媒介、雌雄蕊成熟等情況。

3)、準(zhǔn)備雜交用具

812、雜交的步驟和方法

1)、花粉的采集和貯藏

2)、雜交母株和花朵的選擇

3)、去雄和隔離

4)、授粉和掛牌

5)、雜交后的管理

6)、雜交種子的采收和處理

(以番茄有性雜交技術(shù)為例進(jìn)行說明)82五、雜交后代的培育選擇

1、雜交后代的培育

前提：大量雜種后代群體

培育條件：

①應(yīng)與育種主要目標(biāo)相對應(yīng)例如：選育適于保護(hù)地栽培的品種，應(yīng)在保護(hù)地或與保護(hù)地相似的生態(tài)條件下培育選擇。

②不同組合、系統(tǒng)的雜種后代應(yīng)在相對一致的條件下培育832、雜交后代的選擇

處理方法是系譜法(單株選擇法)，混合選擇法和單子傳代法等。848586單子傳代法是自F2或F3代開始，從每株上留一粒種子混合播種，到F4-F5性狀基本穩(wěn)定時(shí)再進(jìn)行一次單株選擇，下一代分別播種，進(jìn)行株系間的比較鑒定，一次選出符合要求的整齊一致的品系。87多年生無性繁殖園藝作物采用直接選擇和間接選擇直接選擇：根據(jù)性狀在自然條件下或人工提供的誘發(fā)條件下實(shí)際表現(xiàn)所進(jìn)行的選擇。例如：在田間條件下，根據(jù)凍害程度進(jìn)行抗寒性選擇；根據(jù)結(jié)果期果實(shí)的性狀表現(xiàn)所進(jìn)行的商品性選擇等。88間接選擇：又稱相關(guān)選擇，是根據(jù)性狀之間存在的相關(guān)性，包括由雜種實(shí)生苗早期某一性狀表現(xiàn)來推斷后期的另一性狀，并據(jù)此進(jìn)行早期預(yù)先選擇。包括：雜交種子的選擇、苗期的選擇、幼樹期的選擇和開花結(jié)果期的選擇。893、自交系間配組方式的確定

經(jīng)過配合力測驗(yàn)選出優(yōu)良雜交組合及其親本自交系后，還需要進(jìn)一步確定各自交系的最優(yōu)組合方式，以期獲得生產(chǎn)力最高的雜種。根據(jù)配制一代雜種所用親本自交系數(shù)，可分為單交種、雙交種和三交種。901)、單交種

用兩個(gè)自交系配成的一代雜種稱為單交種。

優(yōu)點(diǎn)：雜種優(yōu)勢強(qiáng)，株間一致性強(qiáng)，制種手續(xù)較簡單；缺點(diǎn)：種子生產(chǎn)成本高，有時(shí)對環(huán)境條件的適應(yīng)力較弱。912）雙交種

雙交種是由四個(gè)自交系先配成兩個(gè)單交種,再由兩個(gè)單交種配成用于生產(chǎn)的一代雜種。

優(yōu)點(diǎn)：親本自交系的用種量顯著節(jié)??；雜種種子的產(chǎn)量顯著提高；從而降低制種成本。雙交種適應(yīng)性較強(qiáng)。缺點(diǎn)：制種程序比較復(fù)雜,雜種的增產(chǎn)率和一致性不如單交種。923）三交種

三交種是用兩個(gè)自交系雜交種作母本，與第三個(gè)自交系雜交產(chǎn)生的一代雜種。

優(yōu)點(diǎn)：生活力強(qiáng)，產(chǎn)量亦相當(dāng)高，性狀的整齊性與雙交種相近。其種子生產(chǎn)量大，質(zhì)量亦好。

缺點(diǎn)：父本自交系的花粉量要大。種子成本較高。934、品種比較試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)

為了加速選育過程，可以對初選的優(yōu)良組合提前制種，在品種比較試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。

94三、雜種種子的生產(chǎn)

1、人工去雄制種法

所謂人工去雄制種法，就是用人工去掉雄蕊或雄花、雄株,再任其與父本自然授粉或人工輔助授粉,所結(jié)種子即為雜交種,即我們所需要的F1代生產(chǎn)種。

952、利用苗期標(biāo)記性狀制種法

利用雙親和一代雜種苗期表現(xiàn)的某些植物學(xué)性狀的差異,在苗期可以較準(zhǔn)確地鑒別出雜種苗或親本苗(即假雜種苗),這種容易目測的植物學(xué)性狀稱為“標(biāo)記性狀”或“指示性狀”。

963、利用化學(xué)殺雄劑制種法

主要?dú)⑿蹌憾犬惗∷徕c(FW450)、三腆苯甲酸(TIBA)、二氯乙基磷酸(乙烯利)、順丁烯二酸聯(lián)膠(MH)、二氯苯氧乙酸(2.4-D)、核酸鈉、萘乙酸(NAA)、二氯乙基三甲基氯化鉀(矮壯素CCC)等。974、利用雌性系制種法

雌雄同株異花植物，如瓜類中有雌性型的植株，即只生雌花而無雄花，通過選育獲得具有這種穩(wěn)定遺傳性能的系統(tǒng)稱為“雌性系”，在黃瓜、南瓜、甜瓜中已有發(fā)現(xiàn)與利用。985、利用自交不親和系制種法

以自交不親和系為母本與引入的異品種進(jìn)行雜交,。996、利用雄性不育系制種法

兩性花作物中,雄性器官表現(xiàn)退化畸形或喪失功能的現(xiàn)象稱為“雄性不育”。利用雄性不育系配制一代雜種,只要將不育系和可育的父本系種植在同一隔離區(qū)內(nèi),從不育系上采收的種子就是雜交種。

可分為核雄性不育型和細(xì)胞質(zhì)雄性不育型。100意義：

第一、可以擴(kuò)大雜種優(yōu)勢利用范圍。

第二、節(jié)省人力、物力,減低雜種種子生產(chǎn)成本。

第三、提高了雜種種子質(zhì)量。

1017.6遠(yuǎn)緣雜交育種

1、遠(yuǎn)緣雜交的作用

1)、提高園藝作物的抗病性和抗逆性

2)、創(chuàng)造作物新類型

3)、利用雜種優(yōu)勢1022、遠(yuǎn)緣雜交不親和性及其克服途徑

種、屬間的遠(yuǎn)緣雜交尤其是屬以上的雜交，由于親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，在長期的進(jìn)化過程中形成了各種隔離機(jī)制，受精過程很難進(jìn)行；致使雜交不能正常結(jié)實(shí)和不能獲得種子即遠(yuǎn)緣雜交不親和。

103克服途徑：選擇親和性好的種類作為雜交親本；混合授粉和多次重復(fù)授粉。短截柱頭或應(yīng)用化學(xué)藥劑如赤霉素、萘乙酸、硼等均在一定程度上有助于受精過程的進(jìn)行。1043、遠(yuǎn)緣雜種的不育性及克服途徑

在遠(yuǎn)緣雜交中得到的種子不能發(fā)芽或幼苗早期夭折或者一些雜種雖能成活但不能開花結(jié)實(shí)，或雖能開花但配子敗育而不能延續(xù)后代，稱為遠(yuǎn)緣雜種的不育性?？朔緩?

1)、染色體加倍法

2)、雜種胚的離體培養(yǎng)

3)、回交法

4)、改善條件，延長培育世代1054、遠(yuǎn)緣雜種的分離與選擇遠(yuǎn)緣雜種的分離特點(diǎn)：分離世代更早，分離世代亦更長，出現(xiàn)與祖先類型相似的類型，出現(xiàn)新物種類型。

106在雜種后代的選育中，應(yīng)注意：

擴(kuò)大雜種群體的數(shù)量，增加雜種的繁殖世代，注意采用再雜交和回交等措施，以保證育種目標(biāo)所期望的雜種個(gè)體出現(xiàn)。1077.7園藝作物生物技術(shù)育種一、植物離體培養(yǎng)：1、植物離體培養(yǎng)的概念

植物離體培養(yǎng)即廣義的組織培養(yǎng)，它是指從植物體分離符合需要的組織、器官或細(xì)胞（包括去壁后的原生質(zhì)體）等，通過無菌操作在人工控制條件（培養(yǎng)基、溫度、光照等）下進(jìn)行培養(yǎng)，以獲得再生的完整的植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他生物產(chǎn)品的一種技術(shù)。108

按照接種外植體的不同，可以區(qū)分為：

1)胚胎培養(yǎng):成熟胚、幼胚、胚珠、子房培養(yǎng)以及試管受精等。

2)器官培養(yǎng):根尖、莖尖、子葉、葉原基、花原基、未成熟的花器官各部分以及未成熟的果實(shí)培養(yǎng)。

3)組織或愈傷組織培養(yǎng):即利用植物各部分的組織，如維管形成層、貯藏薄壁組織、根的中柱鞘、葉肉、胚乳以及維管束原等組織的一小片段，接種培養(yǎng)誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織再分化成植株。

4)細(xì)胞培養(yǎng):利用能保持良好分散性的離體細(xì)胞或很小的細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行液體培養(yǎng)或懸浮培養(yǎng)。

5)原生質(zhì)體培養(yǎng):即利用酶或物理方法除去完整細(xì)胞的細(xì)胞壁后的活原生質(zhì)體培養(yǎng)。1092、離體培養(yǎng)技術(shù)在育種上的用途

1)、擴(kuò)大變異范圍，篩選有利變異

①克服遠(yuǎn)緣雜交的一些障礙

②獲得體細(xì)胞雜種和胞質(zhì)雜種

③倍性控制

④突變的誘發(fā)與離體選擇

一般將任何形式的細(xì)胞培養(yǎng)再生植株上所發(fā)現(xiàn)的遺傳變異通稱為“體細(xì)胞無性系變異”。1102)、加速親本材料的純化

3)、快速無性繁殖4)、獲得脫毒苗5)、種質(zhì)資源試管保存

總之，植物離體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，有可能縮短育種周期，在一定程度上克服在時(shí)間和空間方面的矛盾。

1113、花藥和花粉培養(yǎng)與單倍體育種

1)、花藥和花粉培養(yǎng)在育種上的應(yīng)用

主要目的：誘導(dǎo)花粉發(fā)育形成單倍體細(xì)胞組織或者單倍體植株?？s短育種周期。有利于隱性突變體篩選?；ǚ墼|(zhì)體為良好的遺傳轉(zhuǎn)化受體?；ǚ墼|(zhì)體與二倍體細(xì)胞融合。1122)、花藥及花粉培養(yǎng)

①取材：最佳時(shí)期為單核期，或單核中晚期。

②材料預(yù)處理：通常用低溫（3-5℃，處理3-10天）、變溫等處理，可以提高花粉的誘導(dǎo)率。

③材料表面滅菌：用酒精、10%次氯酸鈉、0.1的升汞。再用無菌水沖洗3-5次。

④接種培養(yǎng)：取花藥均勻接種（平放）于培養(yǎng)基上或懸浮于液體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。1133)、影響花藥及花粉培養(yǎng)成功的因素

①供體植株的基因型

②供體植株的生理狀態(tài)和栽培環(huán)境條件

③小孢子發(fā)育階段

④花藥、花粉培養(yǎng)前和培養(yǎng)初期的預(yù)處理

⑤培養(yǎng)基的選擇

⑥培養(yǎng)條件1144)、單倍體植株染色體的加倍

實(shí)現(xiàn)染色體加倍有以下三個(gè)途徑：

①自然加倍

②人工誘導(dǎo)加倍

③從愈傷組織再生二倍體植株1154、組織和器官培養(yǎng)

1)、莖尖及分生組織培養(yǎng)

都需無菌操作，切取帶有生長點(diǎn)的莖尖進(jìn)行培養(yǎng)。

兩種類型的主要差別在于外植體的大小。分生組織培養(yǎng)的外植體常小于0.5mm，莖尖培養(yǎng)的外植體則往往在0.5-5mm。1162)、組織培養(yǎng)的步驟和方法

組織培養(yǎng)的全過程劃分為四個(gè)階段：第一階段：無菌培養(yǎng)的建立。

目的：為建立供試植物的無菌培養(yǎng)。

主要途徑：

①獲取無菌外植體：對外植體進(jìn)行消毒處理。

②培養(yǎng)基的選擇：使外植體能存活并有所增大。

③環(huán)境條件的性質(zhì)：不同植物選擇最佳的生長培養(yǎng)環(huán)境。

117第二階段：營養(yǎng)繁殖體（propagule）的增殖

目的：為產(chǎn)生大量的繁殖體單位。

主要途徑：

①誘導(dǎo)腋芽和頂芽的發(fā)生；

②誘導(dǎo)產(chǎn)生不定新梢；

③體細(xì)胞胚胎發(fā)生：

這一階段可以反復(fù)進(jìn)行繼代培養(yǎng)以求得最大的增殖率。118第三階段：生根

目的：將第二階段獲得的繁殖體接種在生根培養(yǎng)基上促使其生根。

包括對新形成的完整植株進(jìn)行鍛煉。第四階段：植株重新定植入土

目的：保證最大的存活率，以使再生植株投入利用。

移栽入土?xí)r，必須盡量注意保濕。1195、胚胎培養(yǎng)和試管受精

1)、胚胎培養(yǎng)

作用：

①克服遠(yuǎn)緣雜交雜種不育性的有效方法；②克服種子的休眠和天然種子不育而傳統(tǒng)地進(jìn)行無性繁殖的作物，通過胚胎培養(yǎng)有可能使其產(chǎn)生有性苗。③胚培也可用于檢驗(yàn)種子的活力。1202)、試管內(nèi)受精

作用：

①克服遺傳上的不親和或構(gòu)造上由于花粉管與柱頭長度不協(xié)調(diào)，造成不能自然授粉、受精的現(xiàn)象。

②試管內(nèi)授粉受精可以誘導(dǎo)孤雌生殖，獲得單倍體。

1216、原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細(xì)胞雜交

1)、原生質(zhì)體培養(yǎng)

去掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞。

特點(diǎn)：

①原生質(zhì)體具有活細(xì)胞的性質(zhì)；

②它比完整的細(xì)胞更容易攝取外來的遺傳物質(zhì)、細(xì)胞器以及細(xì)菌、病毒等微生物；

③在一定的條件下可以誘導(dǎo)其融合形成雜種細(xì)胞。122原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：

①直接用于改良作物的栽培體系或食品加工。

②進(jìn)行體細(xì)胞雜交研究，克服有性雜交不親和性或轉(zhuǎn)移母性遺傳性狀。

③利用不對稱融合獲得胞質(zhì)雜種。

④是研究多種細(xì)胞生物學(xué)的基本問題的良好實(shí)驗(yàn)材料。123必須解決以下四個(gè)基本技術(shù)問題：

（1）細(xì)胞壁降解酶的制備；

（2）各種植物體細(xì)胞的分離和培養(yǎng)技術(shù)；

（3）提高原生質(zhì)體的融合率；

（4）有效的雜種細(xì)胞篩選和雜種細(xì)胞培養(yǎng)再生植株的技術(shù)。

1242)、體細(xì)胞雜交的步驟和方法

體細(xì)胞雜交過程中沒有減數(shù)分裂，由兩個(gè)二倍體體細(xì)胞原生質(zhì)體融合，便產(chǎn)生異源四倍體的雜種植株。125①原生質(zhì)體的分離126②誘導(dǎo)原生質(zhì)體的融合

原生質(zhì)體的融合是體細(xì)胞雜交的關(guān)鍵，分為：

a.自發(fā)融合同核體的自發(fā)融合是沒有價(jià)值的。

b.誘導(dǎo)融合將異源原生質(zhì)體用高濃度的PEG溶液處理，就會形成粘連的團(tuán)聚體，然后再用高鈣（Ca2+）、高pH的溶液處理，提高誘導(dǎo)融合率到30-50%。127③異核體的識別和雜種細(xì)胞的選擇

異核體識別方法：

a.根據(jù)原生質(zhì)體特性差異的機(jī)械選擇法。

b.根據(jù)雜種細(xì)胞生長差異的選擇方法，即利用選擇性培養(yǎng)基供雜種細(xì)胞選擇生長。

c.突變細(xì)胞互補(bǔ)選擇法。如利用光敏感性，葉綠素缺陷突變體供互補(bǔ)選擇等。128④雜種植株的再生在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上促進(jìn)雜種細(xì)胞持續(xù)分裂，逐漸形成肉眼可見的愈傷組織。轉(zhuǎn)移至分化培養(yǎng)基上培養(yǎng)，誘導(dǎo)其分化出胚狀體、芽和根等，形成完整植株。129二、園藝作物基因工程育種1、概況全球轉(zhuǎn)基因植物已達(dá)35科120多種。轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品市場銷售額2010年增至200億美元。全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)3990萬公頃。研究方向上，第一代轉(zhuǎn)基因作物以抗病蟲為主，目前第二代轉(zhuǎn)基因作物把培育品質(zhì)優(yōu)良（高維生素、高營養(yǎng)、低脂肪）。1302、園藝植物基因工程技術(shù)要點(diǎn)目的基因的分離、克隆與修飾植物表達(dá)載體的構(gòu)建遺傳轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞的篩選植株再生轉(zhuǎn)基因植株鑒定發(fā)放或進(jìn)一步培育各種新優(yōu)品種（系）1313、園藝植物基因工程主要應(yīng)用進(jìn)展花卉遺傳轉(zhuǎn)化中涉及到的目的基因：花色相關(guān)基因、花期相關(guān)基因、光溫周期相關(guān)基因、形態(tài)相關(guān)基因、抗性（包括抗寒、旱、熱、病、蟲、鹽堿）相關(guān)基因等。成功利用的有：花色素合成相關(guān)基因、形態(tài)建成基因、抗蟲基因、抗除草劑基因、乙烯合成抑制基因等。132果樹的基因遺傳轉(zhuǎn)化研究首先在核桃上取得突破，相繼在核桃(美州山核桃)、蘋果、桃、洋李、葡萄、獼猴桃、草莓、梨、等多種果樹上獲得了轉(zhuǎn)化體或轉(zhuǎn)基因植株。蔬菜作物的遺傳轉(zhuǎn)化目前獲得轉(zhuǎn)基因植株的蔬菜作物主要有：番茄、馬鈴薯、芹菜、花椰菜、青花菜、白菜、黃瓜、菜豆、茄子等。

涉及的園藝性狀主要包括抗病、抗除草劑、抗蟲及果實(shí)的延熟保鮮等方面。1331)、園藝植物抗蟲基因工程育種

抗蟲轉(zhuǎn)基因是目前進(jìn)展最快的領(lǐng)域。自將1987年從蘇云金芽孢桿菌中分離到的Bt毒蛋白基因?qū)霟煵菖c番茄表現(xiàn)抗蟲性以來，已相繼在玉米、馬鈴薯、甘藍(lán)、棉花等作物上獲得成功。主要是針對鱗翅目、雙翅目、鞘翅目昆蟲。目前經(jīng)常使用的基因主要有三種：Bt毒蛋白基因；蛋白酶抑制基因；植物凝集素基因。1342)、園藝植物抗病基因工程

①抗病毒病基因工程

抗病基因工程中最成功的是抗病毒病。目前我國轉(zhuǎn)CMV-cp的甜椒、番茄已獲得商品化生產(chǎn)；國外已商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因抗病毒作物有西葫蘆和番木瓜等。

②抗細(xì)菌病基因工程

馬鈴薯轉(zhuǎn)殺菌肽基因植株對黑腫病菌和軟腐病菌有明顯的抗性。135③抗真菌病基因工程

目前較成功的策略是導(dǎo)入抗真菌蛋白基因，如幾丁質(zhì)酶基因和葡聚糖酶基因。

1363)、園藝植物抗除草劑基因工程育種

通過基因工程技術(shù)提高作物對除草劑抗性：導(dǎo)入編碼特定除草劑作用的靶酶或靶蛋白基因。獲得對該除草劑抗性，如抗草苷磷的番茄、油菜、大豆等。導(dǎo)入表達(dá)產(chǎn)物可使除草劑解毒的基因。如抗PPT的番茄、馬鈴薯、苜蓿等。1374)、其他方面園藝植物抗逆基因工程育種：耐鹽性、耐旱性、耐寒性、抗熱性；園藝植物品質(zhì)、產(chǎn)量基因工程育種：雄性不育基因工程、控制果實(shí)成熟期、產(chǎn)生無籽果實(shí)以及其他品質(zhì)性狀改良基因工程，如馬鈴薯蛋白質(zhì)改良、提高維生素含量、改變花色、生產(chǎn)藥用蛋白等方面。138三、分子標(biāo)記技術(shù)與園藝作物遺傳育種1、遺傳標(biāo)記

遺傳標(biāo)記是指可以識別、可遺傳的、反映遺傳多態(tài)性的表現(xiàn)形式，主要包括形態(tài)學(xué)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記、生化標(biāo)記與分子標(biāo)記。

廣義的分子標(biāo)記包括蛋白質(zhì)標(biāo)記，但目前分子標(biāo)記多指以DNA為基礎(chǔ)、可遺傳的