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1.作物育种学是研究选育、繁殖和利用农作物优良品种的理论与方法的学科.以遗传学、生态学和进化论为主要基础的综合性应用基础科学。物育种学的任务:创新作物育种理论和育种技术，选育并繁殖优良品种.2.作物品种的概念:在一定的生态和经济条件下，选育的某种作物的特定群体，与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别（特性,distinctness），个体间在生物学及经济性状上的相对一致性(一致性,uniformity)，且特异性和一致性能够相对稳定的遗传(稳定性，stability）.这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量，抗性，品质等方面都能符合生产发展的需要（elite）。品种不是分类单位，经济学特征：优良生物学上特征：DUS；品种具有地域性和时间性1.作物的进化：作物通过改变自身的遗传组成或者基因表达水平从而适应环境变化，并能将这种改变稳定的遗传到后代的过程。其原因变异遗传选择。作物进化包含自然进化和人工进化。自然进化：发生了变异的植物，经过自然选择过程，适应自然条件的保留下来，不适应的就被淘汰掉（自然变异和自然选择的进化）；人工进化：人类为发展生产的需要，人工创造变异并进行人工选择的进化，其中也包括有意识地利用自然变异及自然选择的作用。近（现）代育种的成就：种质资源的收集、整理、鉴定和利用；育种新方法及生物技术的利用；目标性状得以改良，大批农作物新品种选育与推广；育种科研、生产和销售体系的建立和发展。育种目标（breedingobjective）：在一定的自然、栽培及经济条件下，对计划选育的新品种提出应具备的优良特征特性，包括生物学和经济学性状。一、高产1．产量因素的合理组合；合理的株型；高光效经济系数：或称收获指数，是生物学产量转化为经济产量的效率。即经济产量与生物学产量之比。收获指数反映了品种的同化物质转化为经济产量的效率，是探明品种产量潜力高低的一个重要指标。源、库、流；产量构成因素株型：植株的形态结构及其生理、生态特点合理的株型（planttypetype）：株型很大程度上决定产量。株型育种称为形态上的高光效育种，与生理上的高光效育种相对应。矮秆育种（绿色革命）：矮秆品种不仅抗倒力强，而且可以加大密度，提高经济系数和有效利用水肥，因而丰产潜力大但矮杆并非越矮越好。小麦的理想株型：穗直立；少量的小叶片、直立；单杆、健壮的茎；根系较发达；株高相对较矮。高光效育种：提高光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高产量的育种方法。经济产量=生物产量ⅹ经济系数=净光合产物ⅹ经济系数=[(光合能力ⅹ光合面积ⅹ光合时间)一呼吸消耗]ⅹ经济系数二、优质品质育种的困难：同一作物根据用途不同品质需求不同品质鉴定和分析的准确度、客观度和复杂度；分析和选择的矛盾；品质与抗性之间的矛盾三、稳产生物逆境抗性；非生物逆境抗性；适应性；抗倒伏四、生育期适宜生育期与产量明显正相关；生育期与病害之间的关系五、适宜机械化生产制订育种目标的原则：1.适应国民经济和生产发展的要求2.明晰主要问题并依赖现有的种质资源3.与特定的生态环境和种植制度相适应4.落实到具体性状和指标5.用前瞻性和发展的眼光审视育种目标BREEDING几个基本概念�种质：是决定生物遗传性状、并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质的总称�携带种质的载体包括：植物的个体，或具有遗传全能性的器官、组织、细胞，染色体、控制生物遗传性状的基因或者某一DNA或RNA片段种质资源：具有特定种质、可供育种及相关研究利用的各种生物类型。种质资源的重要性：生物赖以生存和发展的根本作物育种的物质基础初生中心：作物最初始的起源地，4个特点A、野生祖先；B、有原始的特异类型；C、明显的遗传多样性；D、大量的显性基因次生中心：初生中心扩散及环境作用而形成A、无野生祖先；B、有新的特异类型；C、有大量的变异；D、大量的隐性基因作物起源中心：遗传类型多样化而分布又比较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区（物种本身）种质资源按育种实用价值分类：本地种质资源外来种质资源野生近缘种人工创造的种质资源作物的繁殖方式及品种类型作物的繁殖方式：有性繁殖；无性繁殖作物天然异交率的测定：天然异交率=F1中显性性状个体数/F1总个体数×100%（一）自花授粉：天然异交率≤5%异花授粉：50%≤天然异交率≤100%常异花授粉：5%≤天然异交率50%（二）有性繁殖植物的主要授粉方式：自花授粉：同一单株的花粉传到同一单株花的雌蕊柱头上如水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、烟草，马铃薯等异花授粉：雌蕊柱头接受异株花的花粉而授粉，例如：玉米、向日葵、白菜型油菜，大麻，啤酒花等常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式，自花授粉为主。例如棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等。（三）花器构造和开花习性对授粉方式的影响：1.两性花：又称完全花。雌雄同花，利于自花授粉。例如水稻、小麦、油菜、棉花等；2.单性花：不完全花。有雌花与雄花之分，利于异花授粉雌雄同株异花：如玉米。雌雄异株：如银杏（四）两种特殊的有性繁殖方式：1，自交不亲和性：具有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自交不育性。例如：十字花科部分物种、向日葵、甘薯2，雄性不育：雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子二、无性繁殖营养体繁殖：利用植株营养体部分（根、茎、叶、芽、块根、球茎、鳞茎、匍匐茎、地下茎等）的再生能力，采取分根、扦插、压条、嫁接等方法繁殖后代（无性系clone）的方式无融合生殖（apomixes）植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式。孤雄生殖（androgenesis）：进入胚囊中的精核未与卵细胞融合，直接形成单倍体的胚。不定胚生殖：由胚珠或子房壁的二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时由正常胚囊中的极核发育成胚乳而形成种子（柑橘）无孢子生殖（apospory）：大孢子母细胞或幼胚败育，而由胚珠体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体胚囊，最后形成种子。一、自交的遗传和生物效应自交使纯合基因型保持不变；自交使杂合基因型的后代发生性状分离自交引起后代生活力衰退；二、异交的遗传和生物效应异交形成杂合基因型；异交增强后代的生活力一、作物品种的类型1.自交系品种:又称纯系品种：是对突变或杂合基因型经过连续多代的自交加选择而得到的同质纯合群体.包括自花授粉作物和常异花授粉作物的纯系品种自交系品种的育种特点：1.自花授粉加单株选择的育种方法2．多中选优，优中选优2.杂交种品种：在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体；既高度杂合（个体基因型），又具有同质性（群体内不同个体）；杂种优势强，但不能稳定遗传杂交种品种的育种特点：包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，自交系间的配合力测定是贯穿两个育种程序的关键对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加强选择，需建立相应的种子生产基地和供销体系。3.群体品种：遗传基础复杂，群体内植株基因型有一定程度的杂合性和异质性的植株群体。育种特点：使群体品种具有并保持广泛的遗传基础和基因型的多样性。4.无性系品种：由一个无性系或几个遗传上近似的无性系经过营养器官繁殖而成的后代群体。基因型由母体决定，表现型与母体相同育种特点：迅速固定优良性状和杂种优势选择能够较稳定遗传的无性繁殖方式选择优良芽变（budmutation），培育新的优良无性系品种高效诱导无性系产生方式的建立引种引种：从外地或外国引进新植物、新作物、新品种（系）以及各种遗传资源材料二、引种的作用：引进新作物、新品种，满足农业发展需要丰富我国的种质资源种类；利用环境条件的改变来提高产量和效益；为系统育种提供宝贵的原始材料引种的基本原理：1.遗传学原理；P=G+E+G*E2.气候相似论原理：两个地区间的主要气候因素，应相似到足以保证相互引种成功的程度。气候因素是生态环境的决定因素。3.生态学原理：作物的三种生态型气候生态型.土壤生态型共栖生态型4.引种的生物安全性：外来物种入侵引种规律（作物的温光特性）长日照作物：小麦、洋葱、莴苣、唐菖蒲、蚕豆、油菜短日照作物：玉米、水稻、大豆、扁豆、牵牛花中性作物：丝瓜、番茄、甜椒、花生等作物的不同品种类型对光照的反应也不相同：水稻的晚稻品种对光照长度很敏感，而早稻品种则表现为钝感或无感。四、引种的基本步骤：1.引种目标的确定和可行性分析2.检疫和隔离种植3。引种试验4.栽培试验5.引种与选择相结合，不断防杂保纯和选育新品种选择育种选择育种：对现有品种群体中出现的自然变异进行性状鉴定、选择并通过品系比较试验、区域试验和生产试验培育农作物新品种的育种途径。选择育种分：系统育种（纯系育种）——单株选择，混合育种——混合选择。混合选择：从品种群体中选择目标性状基本相似的个体，混合后加以繁殖，与原品种进行比较，从而培育新的品种。单株选择：从品种群体中选择优良的个体，分别脱粒保存，翌年分别各种一小区（行），根据各小区植株的表现来鉴定上年当选个体的优劣，并据此淘汰不良个体的后代选择育种的优点：优中选优，连续选优；简单，易操作，快速有效；早期育种的主要方法，硕果累累。缺点：随机性较强，不能有针对性的改良特别性状单次改良性状非常有限选择育种原理选择育种的遗传学基础：可遗传的变异约翰逊的纯系学说主要内容：自花授粉作物群体品种中，通过单株选择，可以分离出许多纯系;从纯系内继续选择是无效的；同一纯系内受环境因素影响所出现的变异是不能遗传的纯系：由连续自交而形成的一个基因型纯合的个体自交所产生的后代，即由同一基因型组成的个体群。系统育种程序：优良变异个体的选择；株行比较试验；品系比较试验；区域试验和生产试验；品种审定与推广。混合育种程序：从原始品种群体中进行混合选择；比较试验；繁殖和推广杂交育种杂交：不同基因型配子结合通过双授精途径产生杂种的过程（植物中）杂交育种：通过人工杂交将两个或两个以上亲本的优良性状综合到一个个体中，继而从分离的后代群体中，通过人工选择和比较鉴定，获得新品种（或新材料）的育种方法。目前最重要的育种手段三、杂交育种的遗传原理基因重组：使分散在不同亲本中控制不同有利性状的基因组合在一起，形成具有不同亲本优点的后代基因累积：通过基因效应的累加，从后代中选出受微效多基因控制的某些数量性状超过亲本的个体基因互作：通过非等位基因之间的互作产生不同于双亲的新的优良性状亲本选配：根据育种目标，选用合适的杂交亲本，配置合理的杂交组合。亲本选配的原则：选优原则，互补原则，适应性原则，遗传差异原则，配合力原则等。需要考虑的问题：1.优点多，缺点少，优良性状突出，双亲间优缺点要互补。2.亲本中要有一个适应当地条件的品种3.选用一般配合力好的材料做亲本4.选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的品种做亲本杂交方式：指一个杂交组合里要用多少亲本，以及亲本间如何配置的问题。1.单交：两个亲本进行杂交。用A/B,A*B表示2．复交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交例如：三交、双交、四交、五交…、聚合杂交三交：3个亲本进行两次杂交。表示为A/B//C，即(A×B)×C：/表示第一次杂交，//表示第二次杂交双交：指两个单交的F1再杂交，参加杂交的可以是三个或四个亲本(A×B)×(C×D)或A/B//C/D(A×C)×(C×D)或A/C//C/D聚合杂交：通过多次杂交将多个亲本的优良性状聚合在一个后代群体中的杂交方式。回交：两个品种杂交后，子一代再和双亲之一重复杂交，称为回交回交是杂交的一种特殊形式一、杂种后代的选择方法1.系谱法：是从杂种第一次分离世代（单交F2，复交F1）开始选株，分别种成株行，即系统。以后各世代均在优良的系统中选优良单株，直到选出优良一致的系统，并将其升级进行产量比较试验为止的过程。杂种一代(F1)：除掉假杂种，淘汰具有严重缺点的组合，不进行选单株；杂种二代（F2）：从优良组合中选拔优良单株杂种第三代(F3)：淘汰不良系统，并从优良系统中选择优良单株杂种四代(F4)：由单株选择转向株系选择和单株选择并重姐妹系:来自