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作物育种绪论一、作物育种学：指的是研究选育、繁殖与利用农作物优良品种的理论与方法的科学。1、作物品种：是指在一定的生态和经济条件下，根据人类需要所选育的某种作物的特定的栽培群体。要点：（1）人工选育的群体，具时间和区域性；（2）具有基本的三性（DUS）;特异性(Distinctness)：特征性状的差异性、一致性(Uniformity)：个体间性状整齐度、稳定性(Stability)：遗传上的相对稳定性2、品种类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种等。所有类型的品种都应具有“三性”。3、作物育种工作的展望：（1）种质资源工作上有待进一步加强、（2）深入开展育种理论与方法的研究（3）增强育种品种的抗逆性及搞高产品品质（4）加强多学科的综合研究和育种单位间的协作（5）改革育种体制，推进育种的产业化进程第一章1、育种目标:指在一定的自然、栽培和经济发展水平下，对计划选育某种作物的新品种在生物学和经济学性状上的具体要求。2、作物育种的主要目标：高产、稳产、优质、生育期适宜和适应机械化是现代农业对各种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。3、矮秆品种的增产作用机理是什么？①降低个体的植株高度、增加密度；②降低茎秆所占比重、提高收获指数；③减少倒伏、提高稳产性。4、理想株型育种：集中形态特征和生理特性的优良性状，使其获得最高的光能利用率，并能将光合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。5、、高光效育种：通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指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。从生理学上分析，作物的产量可分解为：经济产量＝生物产量×收获指数＝净光合产物×收获指数＝（光合能力×光合面积×光合时间─光呼吸消耗）×收获指数6、经济系数（收获指数）是经济产量与生物产量的比值。7、影响作物稳产性的因素很多，主要包括：气候（旱、涝、风、高温、低温冷害与冻害、土壤（盐碱、低磷、低钾、缺铁、亚铁毒、铝毒）、生物（病虫害）8、育种目标的制订的基本原则及思路：针对农业生产发展中存在的问题，结合国家和地方的法律（法规）和政策规定，调查品种待推广区域的生态环境和种植制度，利用收集的种质资源的特征特性，来综合设计品种的产量、品质、抗性、适应性等诸多性状。9、制定育种目标的原则：一、适应国民经济和生产发展要求二、针对作物生产中面临的主要问题和依赖现有的种质资源三、与特定的生态环境及种植制度相适应四、落实到具体性状和指标五、用前瞻性和发展的眼光审视育种目标第二章1、种质资源：具有特定种质或基因、可供育种或相关研究利用的各种生物类型的总称。种质：亲代传给子代的遗传物质，是控制生物本身遗传和变异的内在因子。（遗传资源）2、种质资源工作的重要性：一、种质资源是现代育种的物质基础二、作物育种工作重大突破取决于关键种质资源发掘与利用三、种质资源是人类开发新作物的主要来源，是实现新育种目标的前提四、种质资源可以保护物种遗传多样性、避免遗传脆弱性五、种质资源是基础理论研究的重要材料六、种质资源保护与知识产权3、现代育种取得显著成就同时，生产上使用的品种存在遗传基础日益呈现出贫乏趋势，为什么？（简答题不需要答后面那么多）答：1）选择中丢失：在育种，人们按一定的目标进行选择，符合育种目标的基因被保留，不符合育种目标的各种多样性基因被淘汰。2）亲本的集中：杂交育种使用的亲本，越来越集中到对当地条件最能适应、综合性状最好、配合力最佳的少数几个品种上。3）地方种质未保存：新品种的不断育成和推广，使原有老品种（特别是地方品种）逐渐淘汰，常常未作为种质保存，有益基因丢失严重。4）耕作变化：随着农田基本建设规模的扩大和耕作制度的改革，农田生态环境条件的差异日益缩小，物种的多样化变异失去了生存条件。4、作物起源中心（centersoforiginofcrop)：遗传类型有很大的多样性、比较集中、具有地区特有的变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。现在定义为：野生植物最先被人类栽培利用（原生起源中心）或产生大量栽培变异类型（次生起源中心）的独立农业地理中心。5、作物起源中心的内容①两个特点：基因多样性；显性基因高频率。②分为两个中心：原生起源中心：①无野生祖先②有新的特有类型③有大量的变异④有大量的隐性基因次生起源中心：①有野生祖先②有原始特有类型③有明显的遗传多样性④有大量的显性基因6、1.中国—东亚中心：水稻、大豆。2.印度中心：芝麻、红麻。3.中亚细亚中心：普通小:4、西亚中心：葡萄5地中海中心：甘蓝、甘蓝型油:6埃塞俄比亚中心：咖啡7南美和中美洲起源中心：玉米、棉花:8南美中心：番茄7、根据亲缘关系进行分类1、初级基因库(primarygenepool)种内材料无生殖隔离，杂交容易，结实正常，杂种后代可育，染色体配对良好，基因容易转移。2、次级基因库(secondarygenepool)种间材料或近缘野生种、近缘植物。存在一定的生殖隔离，资源间基因转移是可能的，但须借助转殊的育种手段。3、三级基因库(thirdgenepool)远缘种属。杂交不实和杂种不育现象严重。基因转移困难。8、本地种质资源包括古老的地方品种和当地推广的改良品种，有如下特点①具有高度适应性；②反映了当地人民生产的需要；③类型丰富，并具有独特的优良性状；④古老的地方品种，不耐肥水，产量低。9、外地种质资源在育种不好直接利用，须加以选择和改良创新才能利用。特点①能反映各自原产地区的自然条件和产特点；②对本地适应性差。10、种质资源保存种植保存1）原生境保存：自然保护区、天然公园保护野生种和近缘野生物2）迁地种植保存：植物园、种植园按不同生态地区分点种植避免天然杂交和人为混杂11、核心种质：采用一定方法，选择部分种质，以最小的资源数量和遗传重复，最大程度的代表种质多样性。第三章作物的繁殖方式及其育种特点1、有性繁殖的主要授粉方式1.自花授粉(self-pollination)由同一朵花内的雌雄配子结合或同株雌雄配子结合的授粉方式，称为自花授粉；通过自花授粉方式繁殖后代的作物称为自花授粉作物，又称自交作物(self-pollinationcrop)常见的自花授粉作物有：水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、绿豆、花生、芝麻、烟草等。其自然异交率一般为0～4%。花器构造的特点：①雌雄同花、同熟；②开花时间较短；甚至闭花授粉；③花器保护严密，其他花粉不易飞入。2.异花授粉(cross-pollination)通过不同植株的雌、雄配子相结合授粉方式，称为异花授粉；通过异花授粉方式繁殖后代的作物称为异花授粉作物，也称为异交作物(cross-pollinationcrop)。常见的异花授粉作物有：玉米、大麻、菠菜、白菜型油菜、葱、洋葱、芹菜和荞麦等，其传粉方式主要借助风力和昆虫，其天然异交率介于50%～100%。花器构造的特点：①雌雄异株(dioecious),如大麻、菠菜；②雌雄同株异花(monoecious)，如玉米等；③雌雄同花，但雌雄蕊异熟或花柱异型，有利于异交，如葱、洋葱、芹菜和荞麦等。3.常异花授粉(oftencross-pollination)同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代的方式，称为常异花授粉；通过上述两种方式繁殖后代的作物称为常异花授粉作物，也称为常异交作物(oftencross-pollinationcrop)。常见的常异花授粉作物有：棉花、高粱、蚕豆、辣椒、甘蓝型油菜、芥菜型油菜和苜蓿等，其授粉方式主要是自交，部分异交，其天然异交率介于4%～50%。花器构造及开花习性的特点：①雌雄同花；②雌雄蕊不等长或不同时成熟；③易接受外来花粉；④花朵开放的时间长2、两种特殊类型的有性繁殖方式1）自交不亲和性（self-incompatibility）:指具完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。2）雄性不育性（malesterility)：植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性。3、自交的遗传效应1、保持纯合基因型2、使杂合后代基因型趋于纯合、并发生性状分离3、自交引起杂合基因型的后代生活力衰退异交的遗传效应1、异交形成杂合基因型（杂交）2、异交增强后代的生活力4、不同授粉方式作物的遗传特点1、自花授粉作物的遗传特点以连续的自交方式繁衍；个体基因型是纯合，个体间是同质的，表型一致、稳定；极少数天然异交或自然突变，自交后出现分离--选择育种2、常异花授粉作物的遗传特点以自交为主；群体大部分基因型为纯合和同质，一部分个体为杂合。3、异花授粉作物的遗传特点自由授粉（异交自交）；异质杂合群体：个体基因型高度杂合，个体间基因型异质，表型多种多样；4、无性繁殖作物的遗传特点无性系（clone):由单一个体经过无性繁殖形成的后代群体。通常是同质杂合群体：个体基因型高度杂合，个体间基因型同质，都具有母体的特性，其产生后代的基因型与表现型都与母体完全相似，无分离现象。5、自交系品种或纯系品种（purelinecultivar）及育种特点1、概念：突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体。指标：理论亲本系数达到或超过0.87（亲本纯合基因型的后代植株数占群体总植株数的比例）；常见类型：生产上使用的自花授粉作物常规品种、（常）异花授粉作物的杂交种亲本的自交系。2、育种特点：1）在生产上使用时，必须基因型高度纯合、性状优良、整齐一致；2）育种或良种繁殖上采取连续多代自花授粉（异花授粉作物的强制自交）和单株选择；3）创造丰富的遗传变异，在基因和性状分离的大群体中进行单株选择，多中选优，优中选优，可以获得产量、抗性、品质等性状超过原有品种群体的个体（创造变异的途径）；6、杂交种品种（hybridcultivar）及育种特点：1、概念：在严格选择亲本（自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。利用的注意点：个体基因型高度杂合、群体内同质（单交种）、生产力高；由于杂交种性状不能稳定遗传，通常只利用F1。常见类型：异花授粉作物（玉米）、常异花授粉作物（棉花、甘蓝型油菜、高粱）、自花授粉作物（水稻）等。（特点课本46页）7、群体品种（populationcultivar）及其育种特点1、概念：遗传基础复杂、群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体。但基本符合品种的三个基本特性。主要分为四大类：1）异花授粉作物自由授粉品种（freecrosspollinatedcultivar)：品种内植株内植株间及与相邻的异品种间随机授粉产生的后代群体。属杂合异质群体，目前很少在生产上应用。2）异花授粉作物综合品种（syntheticcultivar):是由一组选择的自交系采用人工控制授粉和在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡的群体。属异质杂合群体。（3）自花授粉作物杂交合成群体(composite-crosspopulation):由两个或两个以上自花授粉作物的纯系品种杂交后繁殖分离的群体。个体纯合、个体间存在异质性；目前生产上使作极少。4）自花授粉作物多系品种(multi-linecultivar):将同一作物的两个以上纯系品种或近等基因系的种子，按一定比例混合后繁殖的后代群体。属纯合异质群体，抗病虫害上应用很好。2、育种特点：1）利用群体品种的目的是具有和保持遗传多样性，以增强品种适应性和稳产性。2）原始材料（亲本）遗传广泛，使群体品种具有并保持广泛的遗传基础和多样性。3）具体做法：控制授粉，充分重组，适当淘汰，遗传平衡。8、无性系品种及育种特点：1、概念：由一个或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成的一个群体。基因型与母体相同、群体内一致。甘署、马铃薯、甘蔗专性无融合生殖2、育种特点：固定杂种优势和优良性状（有性杂交和无性繁殖结合）选择芽变（budmutation）培育优良无性系第四章①引种栽培：经过试验证明适合本地区栽培后，直接在生产上推广种植。②引种驯化(domestication)：外地种质引入种植，由于生态条件改变而表