作物育种学总论

作物育种学总论绪论1、作物育种学：是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。2、作物品种：是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的一定群体；这种群体具有相对稳定性的遗传特性，在生物学、形态学及经济学性状上的相对一致性，与同一作物的其他群体在特征，特性上有所区别；这种群体在相应的地区和耕作条件下种植，在产量、抗性、品质等方面都有符合生产发展的需要。3、作物育种学的：A、研究作物遗传性状的基本规律；B、搜集创造和研究育种资源，培育优良新品种；C、繁育良种，生产优良品种的种子。3、自然进化：由自然变异和自然选择突变发展的进化过程。4、人工进化：是指由于人类发展生产的需要，人工创造变异并能进行人工选择的进化，其中包括有意的利用自然变异及自然选择的作用。5、生物进化的三大要素：变异、遗传和选择。遗传和变异是进化的内因和基础，选择决定进化的发展方向。6、品种：是指具有共同来源和一致性状的栽培作物，遗传性稳定，且有较高的经济价值。第一章作物的繁育方式及品种类型1、作物繁殖方式：（1）作物繁殖的方式有：有性生殖和无性生殖。（2）有性繁殖植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物：A、自花授粉：水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆亚麻等，自然异交率一般低于1%，不超过4%。B、异花授粉：玉米、黑麦、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、大麻、三叶草等，自然异交率至少在50%以上。C、常异花授粉：棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆等，自然异交率在5%——50%之间。（3）无性繁殖的营养繁殖：甘薯、马铃薯、木薯、甘蔗等。2、作物品种的类型和各类作物的育种特点：（1）类型：A、自交系品种；B、杂交系品种；C、群体品种；D、无性系品种。（2）育种特点：A、自交系品种：a、自花授粉加单株选择的育种方法；b、拓展遗传变异范围，在大群体中进行单株选择。B、杂交系品种：a、包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，贯穿于两个程序之间的关键问题是自交系间的配合力测定；b、对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加强选择；c、需要建立相应的种子生产基地和供销体系。C、群体品种：a、使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性；b、使用群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性D、无性系品种：a、利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势；b、选择优良芽变，培育新的优良品种。第二章种质资源1、种质资源：广义：种质资源是指一切具有一定种质或基因，可供育种及相关研究利用的各种生物类型，也称为遗传资源、基因资源。狭义：种质资源是指用于选育新品种的原材料，也称育种的原始材料。重要性：（1）是育种工作的物质基础；（2）是突破性育种的关键；（3）是不断发展新作物的主要来源；（4）利用更多的基因资源，维持和提高作物品种的生产力，避免品种的遗传基础贫乏；（5）是有关键生物学基础理论研究的重要材料；（6）是有生命的财富，有待保护。2、按不同来源可将种质资源分为：（1）自然种质资源：本地种质资源、外地种质资源、野生种质资源；（2）人工创造的种质资源，是通过诱发而产生的突变体。3、各种种质资源的特点和育种利用价值：（1）本地种质资源：是原产本地的地方品种和推广的改良品种。特点：品种类型多，变异大，对当地自然灾害、病虫害有较强的抗性和耐性，适应性强。利用价值：a、通过筛选或简便的选育直接应用于生产；b、做杂交亲本，以增强新品种的适应性。（2）外地种质资源：指有国外其他地区引入的类型和品种。特点：具有不同的生物学和经济上的遗传基础，具有遗传的多样性，具有某些本地资源没有的优良性状，如抗病性。利用价值：a、作为杂交亲本，将有利基因导入改良品种或创造遗传丰富的类型；b、经过试验鉴定，选出适应本地栽培的品种，直接利用；c、能选育在与本地资源杂交，运用杂交种优势。（3）野生种质资源：包括各种作物的野生种和有利用价值的近缘野生植物。特点：由于其在长期和自然选择条件下形成，所以其具有很强的抗逆性，有些具有优良的品种利用价值：a、作物杂交亲本，将有益基因转育到作物品种中；b、利用野生种或近缘植物杂交，还可以合成医院的多倍体，创造新品种；c、通过栽培驯化，形成新的栽培品种。4、种质资源工作二十字方针：“广泛收集、妥善保管、深入研究、积极创新、充分利用。”第三章育种目标1、育种目标：是指根据一定地区，在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育的新品种提出应具备的优良特征特性，也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。2、现代农业育种要求：高产、稳产、优质、生育期适宜、适应机械化。3、制定育种目标的原则：（1）立足当前，展望未来，富有预见性；（2）突出重点，分清主次，抓主要矛盾；（3）明确具体性状，指标落实；（4）必须面向特定的生态地区和栽培条件。4、各类作物的产量构成要素：（1）谷类作物一般是单位面积穗数、穗粒数和粒重；（2）棉花是单位面积株数、株铃数、玲重和衣分；（3）大豆，油菜是单位面积株数、株荚数、荚粒和粒重；（4）烟草是单位面积株数、每株叶面积、每片叶重。第四章引种和选择育种1、引种：广义上是指从外地、外国引进新植物，新作物的新品种有关理论研究所需的各种种质资源；狭义上是指作物育种途径之一，指从外地或外国引进的品种（品系），经过本地试种鉴定试验，从中选出适宜本地栽培的品种，直接应用于生产或利用它们的某些优良性状作为育种的原始材料，间接地加以利用。2、气候相似论：原产地与引进地区之间，影响作物生产的主要因素应尽可能相似，以保证品种互相引种成功的可能性。3、生态因素：对作物的生长发育有明显影响和直接为作物所同化的因素。4、生态环境：生态因素有气候、土壤、生物等，起综合性作用的生态因素的复合体。5、生态类型：一种作物对一定地区的生态环境具有相应的遗传适应性，具有相似遗传适应性的一个品种类群。6、选择育种：根据育种目标，从现有品种群体中直接利用自然变异，选择出优良的变异单株，进行性状鉴定，选择并通过一系列试验，培育作物新品种的育种途径。7、生态区：对一种作物具有大体相似的生态环境的地区。8、影响引种成功的因素是：（1）温度；（2）光度；（3）纬度；（4）海拔（主要影响日照长度和温度）；（5）栽培水平、耕作制度、土壤情况。9、高温短日照作物和低温长日照作物南种北引：（1）高温短日照作物南种北引时，若是春播品种，则生育期变晚，植株增高，营养器官变大，在适宜条件下，穗粒多，和可能增产；若是引夏、秋播品种，则生育期变晚，甚至抽穗结实，所以应引进早熟品种好。（2）低温长日照作物南种北引时，若引的是春性、弱冬性品种，则可能发生冻害，不结实；若引冬性、强冬性品种，则会因温度降低，日照变长，因此变现为早熟，所以应引进晚熟品种好。10、高温短日照作物和低温长日照作物北种南引：（1）高温短日照作物北种南引时，生育期变短，植株变矮，抽穗早，穗粒小，粒重降低，经济性状不好，应引晚熟品种好。（2）低温长日照作物北种南引时，生育期延迟，若是半冬性品种，即使通过春化，也会延迟拔节，甚至不能抽穗，应引进春性、弱冬性品种较好。11、引种程序：（1）根据生产需要确定引种目标；（2）收集引种材料；（3）加强检疫工作；（4）引种必须经过试验。12、选择育种的基本原理：☆选择育种的基本原理是利用作物品种群体的自然变异和纯系学说。☆纯系是自花授粉作物一个纯合体自交生产的后代，即同一基因型组成的群体。☆纯系学说是自花授粉作物纯系育种的理论基础之一，它把变异分为可遗传变异和不可遗传变异，在育种工作中，通过后代坚定选择可遗传的变异。☆作物群体自然变异的原因：（1）自然变异引起基因重组；（2）自然变异；（3）新育成品种群体中的变异。13、选择的基本方法及特点（1）单株选择：即品种群体中选择优良的个体，分别脱粒保存，翌年分别种一小区（行），根据各小区植株的变现来鉴定上年当选的个体优劣，并根据此淘汰不良个体的后代。特点：选择效果好，得到纯和的系统，但工作量大，适合于自花授粉作物。（2）混合选择：即从品种群体种选择目标性状基本相似的个体，混合加以繁殖，与愿品种进行比较，从而培育新的品种。特点：选择特点不如单株选择，但可保持群体异质性和遗传多样性，避免繁殖引起生活力衰退，因此，混合育种选择更适合于常异花授粉作物和异花授粉作物品种群体的改良，增加群体内优良基因或基因型的频率。14、系统（纯系）育种和混合选择育种的程序：系统育种程序：（1）优良变异个体的选择；（2）株行比较试验；（3）品系比较试验；（4）区域试验和生产试验；（5）品种审定与推广。混合选择育种的程序：（1）从原始品种群体中进行混合选择、混合脱粒、混合选择；（2）比较试验；（3）繁殖和推广。第五章杂交育种1、杂交育种：利用不同基因型的品种或类型杂交，创造变异，并从中进行鉴定选择，培育成符合生产的新品种。2、组合育种：是将分属于不同品种的、控制不同性状的优良基因随时结合后形成各种不同的基因组合，通过定向选择育成集双亲优点于一体的新品种，其遗传机理主要是基因重组和互作。3、超亲育种：是将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累于一个杂种个体中，形成在该性状上超过亲本的类型，其遗传机理主要在于基因累加和互作。4、常用的杂交方式：（1）单交：两亲本进行一次杂交，A×B或A/B；（2）复交：三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交；a、三交：三个品种间的杂交，（A×B）×Bb、双交：两个单交杂种再杂交（三个品种（A×C）×（B×C），四个品种（A×B）×（C×D））。c、四交：四个亲本先后杂交，{（A×B×C）}×D。（3）回交：双亲杂交F1与亲本之一再杂交的方式，（A×B）×A；（4）多父本混合授粉：用几个父本品种的混合花粉，对一个母本品种的去雄花授粉，A×（B×C×D），常用在棉花育种上。5、杂交育种的理论基础：（1）利用基因重组，可综合双亲的优良性状，育成双亲有点于一体的新品种；（2）利用基因互作，生产新的性状，互作的基因在二亲本上，则通过杂交可使互补基因相互结合而产生新性状；（3）利用基因累加，产生超亲性状，尤其是数量性状。6、亲本选配的原则及其原理：（1）双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要形状上优缺点尽可能互补。其原理是：基因的分离和自由组合。（2）亲本之一最好是能适应当地条件，综合性状较好的推广品种。其原理是：品种对外界条件的适应性事影响丰产、稳产的重要因素，杂种后代能否适应当地条件和亲本的适应性关系很大。（3）注意亲本间的遗传差异，选用生态类型差异较大，情缘关系较远的亲本材料相互杂交。（4）杂交亲本应具有较好的配合力。7、杂种后代处理的方法、程序及各种方法的优缺点：杂种后代处理的方法有：（一）系谱法：从杂种的第一次分离时代（单交F2，复交F1）开始，进而进行连续性的单株选择，直到选得优良而又整齐一致的系统，进入产量比较试验。程序：亲本选配，配置组合→点播，组合编号，淘汰不好组合，去除假杂种、杂株、劣株；分组混合收获、脱粒→按组合点播品，选优良单株，分株收获和脱粒→F2中选择单株点播种或株行；选出优良系统再从中选择优良单株，分株收获和脱粒→按系统把中选单株播成系统，选优良单株，分株收获脱粒，少量稳定品系，进行产量试验→边实验边选择→稳定品系、进行生产试验、繁殖种子、示范推广。优点：（1）能较早集中精力于优良株系，可及时组织试验、示范、繁殖；（2）系统间的亲缘关系十分清楚，便于查源，便于研究。缺点：（1）中选率低，多基因控制的性状易丢失；（2）工作繁重。（二）混合法：程序：亲本选配、配置组合→混合播种、混收、混脱粒→F1→F2→F3→混合播种、开始选株单收、脱粒→F5入选单株、种成株行→产量试验、繁种。优点：（1）早代不选，混收混种，工作简单；（2）与系谱法比，多基因控制的优良性状不易丢失。缺点：（1）可能丢失早熟、耐肥、矮杆等类型；（2）单株难选，因对单株的上下代历史关系不清楚，不能进行比较，优良类型不易确定，评定取舍较难；（3）选育年限较长。第六章回交育种1、回交育种：两种亲本杂交后，以F1回交亲本之一，根据育种目标