作物育種目標(biāo)

章育種目標(biāo)確定育種目標(biāo)是育種工作的前提。育種目標(biāo)因地、因時、因作物而異。育種目標(biāo)：就是對育成品種的具體要求，也就是在一定地區(qū)的自然、耕作栽培及經(jīng)濟條件下所要育成新品種應(yīng)具備的一系列有利性狀的指標(biāo)。2021/5/91第一節(jié)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對作物品種性狀的要求一、高產(chǎn)

優(yōu)良品種首先應(yīng)具有較高的增產(chǎn)潛力。各種作物盡管收獲產(chǎn)物不同，但都要求具有較高的單位面積產(chǎn)量。如籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、塊根塊莖產(chǎn)量等。二、穩(wěn)產(chǎn)

推廣品種不僅應(yīng)具有高產(chǎn)潛力，而且要求在大面積推廣過程中能夠保持連續(xù)均衡地增產(chǎn)。影響穩(wěn)產(chǎn)性的主要因素有：病蟲害、氣象因素、土壤因素等。2021/5/92三、優(yōu)質(zhì)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，要求新品種具有優(yōu)良的品質(zhì)（如出米率高、出粉率高、蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量高、含糖量高、纖維內(nèi)在品質(zhì)好、有害物質(zhì)含量低等），甚至要求具有一定的品質(zhì)產(chǎn)量（如蛋白質(zhì)產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量等）。四、適應(yīng)性強

培育作物品種即要考慮適應(yīng)本地當(dāng)前的自然條件，又要考慮如何適應(yīng)發(fā)展中的耕作栽培水平。

早熟：可避免后期災(zāi)害、利于耕作改制、提高復(fù)種指數(shù)。矮化：抗倒、耐肥水、利于密植和機械化收獲。

抗落粒：可減少收獲中的損失。2021/5/93第二節(jié)制定作物育種目標(biāo)的原則

育種目標(biāo)體現(xiàn)育種工作在一定地區(qū)和時期的方向和要求。制定育種目標(biāo)的一般原則是：一、國民經(jīng)濟需要和生產(chǎn)發(fā)展前景

在現(xiàn)有品種的基礎(chǔ)上，選育新品種進(jìn)行品種更新，必須充分估計到將來國民經(jīng)濟發(fā)展的需要和生產(chǎn)發(fā)展的要求。也就是說要求育種工作者要有一定的預(yù)見性。2021/5/94二、當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有品種有待改進(jìn)的主要性狀

以當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有推廣品種為參考，從而選育出能克服現(xiàn)有品種的缺點，保持和提高其優(yōu)點的新品種。在考慮主要目標(biāo)性狀

的同時，還要兼顧

次要目標(biāo)性狀。因為隨著主要目標(biāo)的實現(xiàn)，原來的次要目標(biāo)性狀就可能上升為主要目標(biāo)性狀。2021/5/95三、育種目標(biāo)的具體化和可行性

高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等是育種目標(biāo)的一般化概念。制定育種目標(biāo)需要落實到具體性狀上，并且要有明確的性狀指標(biāo)。如禾谷類作物

單位面積籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)株穗數(shù)穗粒數(shù)千粒重

所以，高產(chǎn)要落實到具體的產(chǎn)量組成因素上，各產(chǎn)量組成因素的指標(biāo)要明確，各產(chǎn)量組成因素要協(xié)調(diào)。

制定育種目標(biāo)即要有前瞻性，又要切實可行。目標(biāo)太高不易實現(xiàn)，太低就可能落后生產(chǎn)需要。2021/5/96四、品種的合理搭配

在同一地區(qū)范圍內(nèi)，自然條件和生產(chǎn)條件也不盡相同，生產(chǎn)上對品種的要求也就有類型上的差異。因此，在制定育種目標(biāo)時就應(yīng)考慮培育具有適當(dāng)差異的幾類品種，以滿足生產(chǎn)上搭配種植的需要。2021/5/97第三節(jié)作物育種的主要目標(biāo)性狀

各種作物都有一系列性狀，這些性狀又有其組成因素。其中特別需要改良的性狀稱為育種的主要目標(biāo)性狀。

2021/5/98一、產(chǎn)量性狀

產(chǎn)量的提高直接取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)增長。

禾谷類作物的籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)株穗數(shù)穗粒數(shù)粒重

棉花的皮棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)單株結(jié)鈴數(shù)單鈴重衣分

大豆和油菜籽粒產(chǎn)量=單位面積株數(shù)株莢數(shù)莢粒數(shù)粒重

產(chǎn)量因素之間往往相互制約。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、耕作栽培水平和作物的生長發(fā)育特性，使產(chǎn)量構(gòu)成因素得以協(xié)調(diào)增長，從而達(dá)到高產(chǎn)的目的。2021/5/99

合理株型是高產(chǎn)品種的生育基礎(chǔ)和形態(tài)特征。株型育種

改善品種株型態(tài)勢育種。矮化育種

株型育種的一個重要內(nèi)容。高光效育種

提高光合效率的遺傳改良。

廣義高光效育種：包括株型育種的基本內(nèi)容。

狹義高光效育種：僅指提高單位葉面積凈光合速率的生理遺傳改良或生理育種。2021/5/9102021/5/9112021/5/9122021/5/913二、對病蟲害的抗耐性

從經(jīng)濟學(xué)和生態(tài)學(xué)的觀點講，作物或品種對病蟲害的抗性，一般只要求在病菌流行或害蟲發(fā)生時，能把病原菌的數(shù)量或蟲口密度壓低到經(jīng)濟允許的閥值以下，即要求品種對病蟲害有相對的抗性，而不是絕對的抗性。2021/5/914三、對環(huán)境脅迫的抗耐性

作物品種類型對不利的氣候、土壤等環(huán)境因素的脅迫分別具有不同程度的抗耐性，要求品種抗(耐)寒、抗(耐)旱、抗(耐)鹽堿、抗(耐)澇、抗穗發(fā)芽等。2021/5/915四、品質(zhì)性狀

品質(zhì)性狀因作物種類及同一作物的產(chǎn)品用途不同而異。一般講：

1.谷物品質(zhì)：有碾磨品質(zhì)。包括出米率、精米率、出粉率、灰分含量等；

加工品質(zhì)。米類的蒸煮品質(zhì)、出飯率、色澤、口感，柔軟性和粘聚性等；

面粉的烘烤品質(zhì)、制作面條品質(zhì)、蒸制饅頭品質(zhì)、蛋糕餅干品質(zhì)等。

營養(yǎng)品質(zhì)。蛋白質(zhì)含量、氨基酸含量、油脂含量等

2.纖維品質(zhì)：長度、細(xì)度、強度、整齊度、伸長率色澤等。

3.食用油品質(zhì)：不飽和脂肪酸含量高2021/5/9162021/5/917五、熟性及對耕作制度和機械化作業(yè)的適應(yīng)性

早熟或生育期短適于改進(jìn)耕作制度和提高復(fù)種指數(shù)，減少后期自然災(zāi)害（如小麥生長后期的干熱風(fēng)、棉花或玉米生長后期的早霜等）可能造成的損失，利于穩(wěn)產(chǎn)。

適于機械化操作的品種性狀有：整齊、不倒伏、結(jié)實部位一致、不落粒、不裂莢等。2021/5/9182021/5/9192021/5/920第二章作物繁殖方式及品種類型

第一節(jié)作物的繁殖方式有性繁殖無性繁殖

作物的繁殖方式與其遺傳組成關(guān)系密切，且相互影響。作物的繁殖方式有2021/5/921一、有性繁殖（一）花器構(gòu)造和開花習(xí)性對授粉的影響

一般情況下雌雄同花：利于自花授粉(如小麥、水稻等)；雌雄同株異花：利于異花授粉(如玉米、蓖麻、瓜類等)；雌雄異株：完全異花授粉(如大麻、菠菜等)；閉穎授粉：利于自交(如大麥、豌豆、花生等)；2021/5/922雌雄(蕊)異熟：有利于異花授粉；雌蕊先熟的有油菜雄蕊先熟的有玉米、向日葵雄性不育：利于異交；自交不親和：利于異交；另：花器大、有蜜腺、有香(臭)味等性狀增加異交的機會。2021/5/923（二）、自然異交率的測定

1．授粉方式的界定

異交率作物類型

4%自花授粉作物

4%-50%常異花授粉作物

50%-100%異花授粉作物2021/5/924

2．自然異交率的測定

母本(帶隱性性狀)和父本(帶顯性性狀)等量、等距離相間種植，自由授粉，測定F1中顯性個體比率。

自然異交率=F1中顯性個體株數(shù)/F1總株數(shù)2021/5/925

（三）有性繁殖的主要授粉方式

1.自花授粉：同一朵花的花粉傳播到同一朵花的雌蕊柱頭上，或同株的花粉傳播到同株的雌蕊柱頭上稱自花授粉。

自花授粉作物：通過自花授粉方式繁殖后代的作物為自花授粉作物，也稱自交作物。自花授粉作物有水稻、小麥、大豆、燕麥、豌豆、綠豆、花生、芝麻、馬鈴薯、亞麻、煙草等。2021/5/926

2.異花授粉：雌蕊柱頭接受異株花粉為異花授粉。

異花授粉作物：通過異花授粉方式繁殖后代的作物稱異花授粉作物，又稱異交作物。異花授粉作物有玉米、黑麥、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、紫花苜蓿、三葉草、啤酒花等。2021/5/927

3.常異花授粉：以自交為主，同時具有一定異交時稱常異花授粉。

常異花授粉作物：通過常異花授粉方式繁殖后代的作物稱常異花授粉作物，或常異交作物。常異花授粉作物有棉花、高粱、甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜、蠶豆、粟等。2021/5/928（四）、自交不親和性

定義：自交不親和性(self-incompatibility)是指具有完全花并可形成正常的雌雄配子的某些植物，缺乏自花授粉結(jié)實能力的一種自交不育性。

具有自交不親和性的作物有：甘薯、黑麥、白菜型油菜、向日葵、甜菜、甘藍(lán)等。

自交不親和性是一種受遺傳控制的、提高植物自然異交率的特殊適應(yīng)性。在雜種優(yōu)勢育種中，可以利于自交不親和性植株作母本，通過異花授粉，獲得大量雜交種子，因此時一種具有實用價值的繁殖特性。2021/5/929（五）雄性不育性

定義：植株的花粉敗育，不能產(chǎn)生具有正常功能的雄配子的特性稱雄性不育性。

具有雄性不育性的植物有：水稻、玉米、高粱、大麥、粟、小麥、棉花、油菜、向日葵等。

在植物育種中，雄性不育株作母本，通過異交，就可得到大量雜交種子，是利于雜種優(yōu)勢的極其寶貴的特性和親本資源。2021/5/930

1．細(xì)胞核雄性不育性

這類雄性不育性受核基因控制，多為隱性，少數(shù)作物（如小麥、水稻、粟等）也發(fā)現(xiàn)顯性基因。其一種行為符合孟德爾遺傳規(guī)律。2021/5/9312．細(xì)胞質(zhì)雄性不育性

這類雄性不育性受細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核雙方的育性基因控制，實際上是核質(zhì)互作型雄性不育性。

細(xì)胞質(zhì)雄性不育性遺傳有三種基本模式：

（1）雄性不育系基因型為S（rfrf）

（2）雄性不育保持系基因型為Nrfrf）

S（rfrf）

N（rfrf）

不育系保持系

不育系S（rfrf）2021/5/932（3）雄性不育恢復(fù)系

基因型為

N（RfRf）

或

S（RfRf）

S（rfrf）

N（RfRf）/S（RfRf）不育系

恢復(fù)系

S（Rfrf）

F1

利用雄性不育性配制雜交種，可以免除人工、藥物或機械去雄程序，即能降低制種成本，又可提高種子質(zhì)量。2021/5/933二、無性繁殖無性繁殖分為營養(yǎng)體繁殖和無融合生殖兩類。

（一）營養(yǎng)體繁殖

許多植物的營養(yǎng)體部分(如植株的根、莖、芽、葉等營養(yǎng)器官以及變態(tài)部分的塊根、塊莖、鱗莖球莖、匍匐莖、地中莖等)都具有再生繁殖能力。可利用營養(yǎng)體進(jìn)行繁殖的作物主要有甘薯、馬鈴薯、甘蔗等。

由營養(yǎng)體繁殖的后代稱為營養(yǎng)系或無性系(Clone)。2021/5/934

（二）無融合生殖

定義：植物的雌雄配子不經(jīng)過正常受精和兩性配子的融合過程而形成種子以繁殖后代的方式稱為無融合生殖(apomixes)。

無融合生殖有多種類型：

1.無孢子生殖：大孢子母細(xì)胞或幼胚囊敗育，由胚珠體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂直接形成二倍體胚囊。

2.二倍體孢子生殖：大孢子母細(xì)胞不經(jīng)減數(shù)分裂而進(jìn)行有絲分裂，直接產(chǎn)生二倍體的胚囊，最后形成種子。2021/5/935

3.不定胚生殖：由胚珠或子房壁的二倍體細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂而形成胚，極核發(fā)育成胚乳而形成種子。

4.孤雌生殖：胚囊中的卵細(xì)胞未和精子結(jié)合，直接形成單倍體胚。

5.孤雄生殖：進(jìn)入胚囊的精核未與卵細(xì)胞融合，直接形成單倍體胚。無融合生殖的共同特點是：未經(jīng)過雌雄配子的融合過程。后代只具有母本或父本一方的遺傳物質(zhì)，表現(xiàn)為母本或父本一方的性狀。2021/5/936第二節(jié)自交和異交的遺傳效應(yīng)一、自交的遺傳效應(yīng)

（一）自交導(dǎo)致雜合基因型逐漸趨于純合

Xn=1-（1/2）

n

自交對品種的保純和物種的相對穩(wěn)定十分重要。

（二）自交導(dǎo)致雜合基因型后代發(fā)生分離

通過自交和選擇，可以選擇到優(yōu)良的純合基因型。

（三）自交引起純合基因型生活力衰退2021/5/937二、自花授粉作物和常異花授粉作物的基因型（一）自花授粉作物：

絕大多數(shù)個體的基因型是純合的少數(shù)個體基因型是雜合的（二）常異花授粉作物：至少包括三種基因型

1.基本群體的純合同質(zhì)基因型；

2.雜合基因型；

3.非基本群體的純合基因型。2021/5/938三、異交的遺傳效應(yīng)

（一）異交形成雜合基因型

雜合基因型是產(chǎn)生基因交換、基因重組和產(chǎn)生新基因型的基礎(chǔ)。有選擇的進(jìn)行異交是人工創(chuàng)造遺傳變異的主要方法。

（二）異交增強后代的生活力

異交后代生活力增強主要表現(xiàn)在生長勢、繁殖力、抗逆性以及產(chǎn)量的提高。故用于雜種優(yōu)勢利用中。2021/5/939四、異花授粉作物的基因型

自然品種群體基因型是高度異質(zhì)的；個體基因型是高度雜合的。遺傳結(jié)構(gòu)符合Hardy-Weinberg法則。2021/5/940第三節(jié)作物的品種類型及其特點一、作物品種的類型

一般說來，對農(nóng)作物品種有三個基本要求，即特異性、一致性和穩(wěn)定性。簡稱DUS。特異性(Distinctness)：本品種具有一個或多個不同于其它品種的形態(tài)特征和生理特性等。一致性(Uniformity)：品種群體性狀整齊一致，能指出品種內(nèi)株間一些特異性狀的變異。穩(wěn)定性(Stability)：繁殖或再組成本品種時，其特異性和一致性保持不變。2021/5/941

根據(jù)繁殖方式、種子生產(chǎn)方式、遺傳基礎(chǔ)、育種特點和利用形式，農(nóng)作物品種可分為以下類型：

（一）自交系品種（純系品種）

自交系品種由遺傳背景相同和基因型純合的一群植株組成。生產(chǎn)上大多數(shù)自花授粉作物都是自交系品種，異交作物和無融合生殖的后代也可產(chǎn)生自交系品種。（二）雜交種品種

在嚴(yán)格選擇親本和控制授粉條件下生產(chǎn)的各類雜交組合的F1植株群體。群體為高度同質(zhì)，個體基因型高度雜合。2021/5/942

（三）群體品種

基本特點是遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，群體內(nèi)植株間基因型不一致。根據(jù)作物種類和組成方式，群體品種可分為四種：

1．異花授粉作物的自由授粉品種

群體內(nèi)和群體間的植株可隨機授粉。雖然植株間存在一定變異，但能保持本品種的一些主要特征特性，并能區(qū)別于其它品種。

個體基因型是雜合的，群體是異質(zhì)的。

2．異花授粉作物的綜合品種

由一組選擇的自交系在隔離條件下經(jīng)過多代隨機授粉并達(dá)到遺傳平衡的群體。

個體基因型是雜合的，群體是異質(zhì)的。群體具有一個或幾個代表本品種特征的性狀。2021/5/943

3．自花授粉作物的雜交合成群體

兩個或兩個以上自交系雜交的后代，種植在特定的環(huán)境下，主要靠自然選擇的作用而產(chǎn)生的某些類型的混合群體。實際上是多種純合基因型的混合群體。

4．多系品種

由同一品種的若干個近等基因系