牧草的繁殖方式與育種

牧草的繁殖方式與育種第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第三章

牧草的繁殖方式與育種

§-1牧草繁殖方式一、有性繁殖

是由雌配子（卵細(xì)胞）和雄配子（精細(xì)胞）相互結(jié)合（受精）而形成合子產(chǎn)生后代的繁殖類型。根據(jù)參與受精的雌，雄配子的來源不同，可分為：自花授粉植物（selfpollinatedplant）：以同一株的花粉進(jìn)行受精的植物。其異交率一般不超過4%。異花授粉植物（crosspollinatedplant）：主要是以其它植株的花粉進(jìn)行受精的植物。其異交率高于50%高者甚至可達(dá)95%以上。第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一常異花授粉植物（oftencrosspollinatedplant）常異花授粉植物為自花授粉植物與異花授粉植物的中間類型，其異交率在4%～5０%之間。二、無性繁殖１.無性系（clone）—同一植株無性繁殖的后代，也稱無性繁殖系和營養(yǎng)系。２.無性繁殖器官：塊莖、塊根、接穗、根莖、葡匐莖、插枝、根蘗、鱗莖、球根等。牧草常見的無性繁殖方式豆科牧草：扦插禾本科牧草：分株繁殖第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一三、無融合生殖１.無融合生殖（apomixis）：能形成性器官，但可不通過受精而產(chǎn)生胚和種子，也不是通過營養(yǎng)器官繁殖，而是通過種子繁殖。２.無融合生殖主要有以下幾種類型：單倍體配子體的無融合生殖。二倍體配子體的無融合生殖。阻礙受精的不良條件，不阻礙無融合生殖的進(jìn)行。由珠心細(xì)胞和珠被細(xì)胞直接形成不定胚。第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一四、植物自然異交率的測定１.研究花器構(gòu)造，開花習(xí)性，傳粉方式，花粉萌發(fā)與雄蕊柱頭的關(guān)系以及胚囊中卵細(xì)胞的受精情況，２.采用隔離單株的方法強(qiáng)迫自交，觀察其結(jié)實是否正常。３.采用遺傳試驗測定自然異交率（%）＝

F1代中具有顯性狀的植株數(shù)F1代總植株數(shù)×100%第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一自花授粉植物(self-pollinatedplant)：其雌雄配子來源于同一植株或同一花朵。如水稻、小麥等。天然異交率在1-4％。自花受粉self-pollination指一株植物的花粉，對同一個體的雌蕊進(jìn)行受粉的現(xiàn)象。在兩性花的植物中，又可分為同一花的雄蕊與雌蕊間進(jìn)行受粉的同花受粉（菜豆屬）和在一個花序（個體）中不同花間進(jìn)行受粉的鄰花受粉（gei-tonogany），以及同株不同花間進(jìn)行受粉的同株異花受粉。被子植物大多為異花受粉,少數(shù)為自花受粉。高粱就是自花受粉為主。第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一閉花受粉是同花授粉的一種，花朵在受粉期時與外界隔絕，豌豆是閉花授粉的。孟德爾在雜交試驗中主要以豌豆作為試驗材料,這是因為豌豆是自花傳粉植物,而且是閉花受粉,也就是豌豆花在花未開時已經(jīng)完成了受粉。

第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一一、自花授粉植物群體1.是一個由許多遺傳組成純合的個體所組成的混合群體。2.是在長期的自然選擇作用下，產(chǎn)生和保存下來的。有利于種的生存和繁衍，所以自花授粉植物具有自交不退化或退化緩慢的特點(diǎn)。選擇方法：系譜法§-2不同繁殖方式牧草群體的遺傳育種特點(diǎn)白花授粉植物分離純系（自交系）自交系（純系）間雜種（雜種優(yōu)勢）第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一小麥，禾本科小麥屬的重要栽培谷物。自花授粉，一年生或越年生草本。小麥屬溫帶長日照植物，適應(yīng)范圍較廣，從北緯18°到北緯50°，從平原到海拔4000米高原（如中國西藏）均有栽培。貯藏小麥要求籽粒含水量在12.5%以下，常溫下可以保存1－2年。小麥的世界產(chǎn)量和種植面積，居于栽培谷物的首位，以普通小麥種植最廣，占全世界小麥總面積的90%以上。生產(chǎn)小麥最多的國家有美國、加拿大和阿根廷等。第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一小麥的種類1.冬麥與春麥

冬麥種植于溫帶地區(qū)，在秋天時播種，而春麥則生長在有長冬的地方，它在無霜的春天播種，它們都可長出軟質(zhì)麥和硬質(zhì)麥（取決于谷的質(zhì)地）。

第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一2.硬麥和軟麥

小麥蛋白質(zhì)的含量由谷的硬度決定。所以，質(zhì)硬的小麥含蛋白質(zhì)高，主要用于制面包和面食。質(zhì)軟的小麥含蛋白質(zhì)稍低，它主要用于做蛋糕和糕餅的面粉。

3.一般分類

a.硬紅冬麥含高蛋白質(zhì)及筋度，適合制作發(fā)酵面包及硬面包的面粉。

b.硬紅麥含極高蛋白質(zhì)及筋度，適合制作發(fā)酵面包及硬面包卷的面粉。

c.軟紅麥含低蛋白質(zhì)及筋度，適合適合制作蛋糕及餅干粉。

d.硬白麥適合制作面包及面條粉。

e.軟白麥含低蛋白質(zhì)及筋度，適合制作蛋糕、餅干及面條粉。

f.硬粒小麥適合制作通心粉及意大利面條的面粉。

第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一

小麥面食品是人們的主要食物之一。面粉及其制品的色澤是一項重要的感官指標(biāo)和市場指標(biāo)。市場銷售的面粉白度(R457值)一般達(dá)80以上才易被認(rèn)可和接受,但是,大多數(shù)小麥品種面粉的自然白度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這一指標(biāo),中國已報道的小麥品種的面粉平均白度只有75～76。趙振東,劉建軍,董進(jìn)英.山東省冬小麥品種品質(zhì)分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),l994,5:3-5.。第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一這種增白劑是一種過氧化苯甲酰類氧化劑,使用這類增白劑雖能提高面粉白度,但破壞了面粉中的胡蘿卜素和VA、VE、VB1等營養(yǎng)成分。我國新的小麥粉國家標(biāo)準(zhǔn)(GB1355-2005)也已明確規(guī)定,面粉中不再允許使用過氧化苯甲酰。因此,加強(qiáng)對高白度小麥的研究,培育高白度小麥新品種以替代增白劑,滿足消費(fèi)者對面粉白度的要求,是廣大小麥育種工作者面臨的新課題。（育種目標(biāo)）第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一小麥白度的影響因素

1.1影響小麥白度的非遺傳因素小麥白度受生長環(huán)境、栽培技術(shù)、制粉工藝等非遺傳因素的影響。。李林軒(2006)對小麥面粉加工工藝進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),改進(jìn)制粉工藝可以使特一粉、特二粉、標(biāo)準(zhǔn)粉的面粉白度提高2個百分點(diǎn)以上。劉建軍等(2002)在4種環(huán)境條件下對104個小麥品種(系)面粉白度的研究結(jié)果表明,氣候因素、土壤條件、栽培措施和品種(基因型)對小麥面粉白度均有顯著的影響作用,但品種作用最為重要,通過遺傳改良可顯著提高小麥品種面粉白度。田紀(jì)春等(2005)對高白度小麥山農(nóng)優(yōu)麥3號的栽培措施研究發(fā)現(xiàn),在小麥挑旗孕穗期結(jié)合澆水追施尿素,可有效地改善籽粒蛋白質(zhì)質(zhì)量和面粉白度。第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一1.2影響小麥白度的遺傳因素影響小麥白度的遺傳因素較多,也較非遺傳因素作用大。種皮顏色、品質(zhì)性狀(籽粒硬度、灰分、出粉率、面粉顆粒細(xì)度、淀粉破損程度、蛋白質(zhì)含量)、多酚氧化酶(PPO)、天然色素(黃色素、棕色素)等都對小麥面粉的白度造成影響。不同種皮顏色的小麥品種其面粉白度有差異。面粉白度與小麥品質(zhì)性狀關(guān)系密切。胡瑞波等(2006)選用面粉色澤性狀差別較大的16個不同品種(系)在山東省8個不同的生態(tài)類型區(qū)種植,分析了小麥主要品質(zhì)性狀和面粉色澤的關(guān)系,研究發(fā)現(xiàn)面粉白度和面粉色澤亮度均與淀粉含量呈極顯著正相關(guān)。與籽粒硬度、面粉顆粒度、蛋白質(zhì)含量、灰分含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一小麥中天然色素的含量影響小麥面粉的白度。面粉中的天然色素主要含有黃色素和棕色素。多酚氧化酶(PPO)也對面粉白度有較大影響。由于籽粒硬度可以顯著影響PPO活性,可以通過對小麥籽粒硬度的選擇,間接地進(jìn)行低PPO活性的篩選,加快高白度小麥新品種的選育。第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一自第一個高白度小麥“山農(nóng)優(yōu)麥3號”育成以來,又育出一批高白度小麥品種。煙農(nóng)5158就是近期育成的一個優(yōu)質(zhì)高白度小麥新品種。該品種以魯麥14號航天變異后代煙航2號為母本,以煙農(nóng)15為父本雜交選育而成,具有早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、強(qiáng)筋、抗病等優(yōu)點(diǎn),2007年和2008年分別通過山東省和安徽省農(nóng)作物品種審定委員會審定。經(jīng)山東省多年試驗測定顯示,煙農(nóng)5158白度為80.5～81.5,屬于高白度優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種。第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一魯麥14號航天育種表現(xiàn)變異性煙航2號♀煙農(nóng)15號♂×煙農(nóng)5158煙農(nóng)5158第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一二、異花授粉植物群體

由來源不同、遺傳性不同的兩性細(xì)胞結(jié)合而產(chǎn)生異質(zhì)結(jié)合子所繁衍的后代，是一個復(fù)雜的異質(zhì)群體。

異花授粉植物強(qiáng)迫自交，會出現(xiàn)自交（近交）衰退

選擇方法：群體選擇，集團(tuán)選擇，輪回選擇等

良種繁育時：注意防雜保純

第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一梨是靠嫁接來繁殖的，一般用杜梨樹或豆梨樹作嫁接的砧木。梨樹是雌雄同花，但不能自體授粉，必須在梨園里種上一些其他品種的梨樹，進(jìn)行異花授粉，梨樹才能結(jié)出果子。第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一報春花屬是典型的異花授粉植物，多數(shù)種類具有兩型花，即在同一種中，部分植株具長花柱花：花柱長達(dá)花冠筒口，雄蕊則著生于花冠筒的中部或近基部；另一部分植株具短花柱花：花柱僅長達(dá)花冠筒的中部，而雄蕊則近花冠筒口著生。昆蟲采花蜜時頭部觸及花冠筒口部器官，而其口器伸至冠筒下部，這樣就將短柱花的花粉授于長柱花的柱頭，將長柱花的花粉授于短柱花的柱頭。第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)長期的觀察并經(jīng)實驗證明，經(jīng)上述異花授粉的花受精率較高,通常產(chǎn)生較多飽滿的種子,植物學(xué)術(shù)語稱為正規(guī)傳粉，相反，長柱花的花粉授于長柱花柱頭或短柱花的花粉授于短柱花柱頭，則稱之為不正規(guī)傳粉，其受精率低，甚至完全不育。第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一三、常異花授粉植物群體

常異花授粉植物以自花授粉為主，其主要性狀多處于同質(zhì)結(jié)合狀態(tài)。

參照自花，異花授粉植物的育種方法，需要隔離，以防雜保純。第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一四、無性繁殖物群體

1．由母本clone而來，其后代表型基本上與母體一致，沒有分離，故可采用與自花授粉作物相類似法進(jìn)行育種

注意：無性系品種大多采用雜交法選育而成，或其親代是異花授粉作物，故用種子繁殖時會出現(xiàn)分離。

2．無性系→芽變→選留→無性保存3.A×BF1（雜種優(yōu)勢）無性繁殖保留雜種優(yōu)勢第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第四章引種與野生資源的開發(fā)利用

§-1引種

一、引種的概念和意義1.概念

引種（Introduction)：將國內(nèi)外一些有經(jīng)濟(jì)價值的植物種或品種引到本地區(qū)試種，作為推廣材料或育種材料應(yīng)用的過程。

馴化：野生植物變成栽培植物的過程。第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一2.引種的意義：

①能迅速應(yīng)用外地優(yōu)良品種代替當(dāng)?shù)卦衅贩N，提高牧草產(chǎn)量和品質(zhì)

②引入一些當(dāng)?shù)貜奈丛耘噙^的新牧草和飼料作物

豐富雜交育種的原始親本材料

③獲得高抗性的原始親本材料（對野生資源的引種）二、國內(nèi)外牧草及飼料作物引種概況（自學(xué)）據(jù)《史記》記載，我國早在公元前139～126年就有引種實踐。第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一一、相同緯度的引種原理：對于北半球，在生長期內(nèi)，緯度低的地區(qū)（南方），氣溫高、日照時數(shù)短，大體都在12小時左右，這些地區(qū)長期生存的植物，一般為短日照植物，如玉米、高粱、馬鈴薯等；緯度高的地區(qū)，氣溫較低，日照時數(shù)長，大體在14～16小時左右，這些地區(qū)長期生存的植物多屬于長日照植物，如大麥、燕麥、黑麥、豌豆等；相同緯度下，日照時數(shù)及溫度條件相似，因而引種容易成功，故此在一般情況都要從緯度相同或相近的地區(qū)引種?！?2引種原理第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一

相同緯度下引種是可行的，但不能說不同的緯度下引種就不能成功。從育種實踐來看，不同緯度條件下引種也有許多成功的例子。例如：1.蘇丹草原產(chǎn)非洲（屬低緯度），內(nèi)蒙、新疆都可種植；原產(chǎn)南美（巴西等地）的玉米，我國北方也大量種植。2.沙打旺原產(chǎn)我國黃河故道（蘇北、冀、豫一帶）。從70年代中期（74—75）把沙打旺引入我國北方種植、表現(xiàn)很好：抗寒、耐旱、適應(yīng)性強(qiáng)、耐風(fēng)沙。A、沙打旺×野生直立黃芪（結(jié)籽好），時間長（有效）B、輻射處理：有效、但時間長，遼寧土肥所蘇盛發(fā)用此法培育出一早熟品種C、無性繁殖：扦插、分枝繁殖，生產(chǎn)上太費(fèi)工（有效）D、直立黃芪（野生）的栽培馴化，時間長（有效）E、風(fēng)土馴化—省時、迅速第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一二、植物階段發(fā)育與引種的關(guān)系植物發(fā)育與五個階段：春化、光照階段為營養(yǎng)階段；三、四、五階段為生殖階段。1、春化階段：一年生飼料作物，種子開始萌動就進(jìn)入春化階段；多年生牧草（小粒種子）在3、4片葉子時期通過。該階段是一感溫階段，主要要求溫度條件。

根據(jù)作物通過春化階段的時間及溫度條件可把植物分為：①冬性作物：0～5℃，30～70天，如：黃花苜蓿、晚熟三葉草②半冬性作物：3～15℃，20～30天，如：無芒雀麥、雞腳草、無根莖冰草等第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一③春性作物：5～

20℃，7～15天，

如：紫花苜蓿、彎穗鵝觀草，蘇丹草、高加索紅豆草

④溫性作物：23～30℃，5～7天，

如：玉米、高粱、南瓜、西瓜2、光照階段：根據(jù)日照天數(shù)將作物劃分為：①長日照作物：一天內(nèi)連續(xù)光照12小時以上（涼爽、長日照）高緯度地區(qū)的植物一般為長日照。如：麥類、甜菜、三葉草、苜蓿、鷹咀豆、山黧豆、黑麥草、燕麥、冰草等，②短日照作物：一天內(nèi)光照時間在12小時以下（溫暖）如：玉米、高粱、南瓜、西瓜、蘇丹草等第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一3、引種規(guī)律：①不同緯度之間引種的一般規(guī)律是：短日照植物從緯度低的南方向緯度高的北方引種，或長日照植物從緯度高的北方向緯度低的地區(qū)引種，生育期一般會延長，超過一定限度，種子就不能成熟；短日照植物從高緯度向低緯度地區(qū)引種或長日照植物從低緯度向高緯地區(qū)引種，生育期一般會縮短。例如：山東、河北從廣東引入玉米（短日照），生育期延長，青貯用可以，如從東北引入，則生育期縮短。第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一②在相同緯度的情況下，不同海拔高度的地區(qū)引種，也有類似規(guī)律：從山區(qū)向平原引，生育期縮短，從平原向山區(qū)引入，生育期延長，甚至不能成熟。③也有一些對自然條件要求不嚴(yán)格的植物：在緯度相差很大的情況下，引種也較易成功。例如：聚合草、馬鈴薯、蘇丹草雖為短日照，但它們適應(yīng)性強(qiáng)也可成功地引入高緯地區(qū)第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一思考題：1、河南早熟燕麥(長日照)引到呼市，生育期會發(fā)生什么變化？2、小麥(長日照)由烏盟引到河南，生育期會發(fā)生什么變化？3、紫花苜蓿(短日照，春性)由河南引入呼市，生育期發(fā)生什么變化？4、瓜類作物由河南引入呼市，生育期發(fā)生什么變化？第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一三、植物生態(tài)型與引種的關(guān)系：生態(tài)型：最適于某一環(huán)境條件范圍內(nèi)的植物群體。它在階段發(fā)育、生長期、光溫特性與抗性方面有相似的特性。①氣候生態(tài)型：熱帶牧草、溫帶牧草、寒帶牧草②土壤生態(tài)型：耐鹽牧草、耐旱牧草、喜濕牧草③共棲生態(tài)型：病蟲發(fā)生頻繁的地區(qū)，就有抗性類型存在。規(guī)律：同一生態(tài)型的牧草、引種容易成功，例如：從典型草原到另一典型草原第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一