第二章园艺植物繁殖方式

第二章园艺植物的繁殖习性、品种类别和育种特点主要学习内容•无性繁殖园艺植物繁殖习性与遗传变异特点•无性繁殖园艺植物主要育种特点•有性繁殖园艺植物的细分及遗传习性•有性繁殖园艺植物及主要育种特点第一节：园艺植物的繁殖方式及育种特点1、无性繁殖园艺植物共同的特点1.1、在繁殖过程中都不经过基因重组，使遗传上杂合程度很大的营养系品种不发生分离，遗传的变异几乎完全来自体细胞突变。1.2、在长期无性繁殖的影响下，有性繁殖器官发生不同程度的退化，有些种类甚至完全丧失了有性繁殖能力。一、无性繁殖园艺植物繁殖习性与遗传变异特点2无性繁殖园艺植物繁殖方式：2.1、本身形成的营养繁殖体如鳞茎、匍匐茎、块根等。这是一些营养贮存集中，具备繁殖功能的特化了的营养器官。2.2、根、茎、叶等一般营养器官进行人为的扦插、压条、嫁接以及通过组织培养的办法进行微体繁殖。3无性繁殖园艺植物遗传变异特点：3.1、有性繁殖器官退化除了那些以生产果实为主而且着果依赖于种子发育的果树植物外，多数无性繁殖植物的有性繁殖器官都表现不同程度的退化，有些种类(如香蕉、龙舌兰、山药、蒜、水仙等)和品种(如无核枣、无籽葡萄、脐橙、花石榴等)几乎完全丧失有性繁殖能力。3.2、营养系品种都是杂合程度很高的基因型，一旦进行有性繁殖，杂种一代就会发生复杂的多样性分离。如两个菊花的红色品种杂种一代出现了紫红、红、粉红、橙、黄和雪青等多种不同花色。3.3、营养系品种的有性后代因质量性状的异常分离经济性状普遍退化。3.4、无性繁殖植物较经常地发生体细胞突变，芽变选种是无性繁殖植物育种的有效途径。3.5、易发生退化由于突变、病毒及细菌感染等因素造成。4主要育种特点：4.1营养系品种主要通过有性杂交和无性繁殖相结合的方法育种4.2芽变育种是营养系品种选育的一个有效方法4.3淘汰劣变的芽变类型是营养系品种繁育保纯的重要措施二、有性繁殖园艺植物的划分及遗传特点有性繁殖园艺植物：指生物通过有性过程产生的雌雄配子结合，形成合子发育成新个体繁殖后代，有完整的个体发育周期。根据花器构造、授粉习性分为：•自花授粉植物(self-pollinatedplants)，又叫自交植物•常自花授粉植物(oftenself-pollinatedplants)，又称常自交植物•异花授粉植物(cross-pollinatedplants)•自由授粉植物(freecross-pollinatedplants)，又称常异交植物花器官结构1、授粉习性的研究方法1.1．仔细观察园艺植物的花器结构是否雌雄异株、雌雄异花、雌蕊先熟、雄蕊先熟、闭花受精。1.2．观察单一植株在空间隔离状态下的结籽情况1.3．播种自交种子观察自交对生活力的影响生活力下降常表明它属于异花授粉植物。自花授粉植物和常自花授粉植物的自交后代一般无近交衰退现象。1.4．研究同时存在自花和异花花粉来源情况下异交的比率将同一园艺植物有性繁殖的两个纯合品种混植于空间隔离的试验地内。以一对主基因控制的相对性状作为遗传标志，以隐性类型为母本和具纯显性的品种定量混合种植任其自由传粉、结籽。然后从母本植株上采籽播种，统计后代表现显性性状个体的百分率。2有性繁殖园艺植物的划分2.1、自花授粉园艺植物(或自交园艺植物)：同一花朵内花粉进行传粉而繁殖后代的园艺植物称为自花授粉园艺植物。自花授粉园艺植物花器官植物学特点为：(1)雌雄蕊同花，花瓣无鲜艳颜色，缺少香味。(2)雌雄蕊同期成熟。(3)花器结构严密，闭花或开花授粉。(4)雄蕊紧密包围雌蕊，花药开裂部位紧靠柱头，如西红柿。(5)开花期短。(6)异交率4%(或5%)以下。豌豆豇豆2.2、常自花授粉园艺植物：这类园艺植物以自花授粉为主，也能异花授粉，是典型自花授粉和典型异花授粉园艺植物的中间类型。因而自然异交率通常比自花授粉园艺植物为高，一般在10%-50%之间。常自花授粉园艺植物的花器构造和开花习性的特点是：(1)雌雄同花。(2)不少园艺植物花瓣色彩鲜艳，并能分泌蜜汁引诱昆虫传粉。(3)雌雄蕊不等长，或不同期成熟，雌蕊外露容易接受外来花粉。(4)开花时间较长。茄子辣椒菜豆2.3、异花授粉园艺植物(异交园艺植物)：通过植株不同花朵的花粉进行传粉而繁殖后代的园艺植物称异花授粉园艺植物。在天然授粉情况下，雌蕊主要依靠异株或同株异花的花粉完成授粉、受精。天然异交率达50%以上。白菜完全花黄瓜雌雄同株异花菠菜雄株菠菜雌株异花授粉植物的特点：(1)雌雄蕊异株(单性花，菠菜)(2)雌雄蕊同株异花(如黄瓜、苦瓜)(3)两性花中雌雄蕊同花但自交不亲和(如甘蓝、白菜)(4)两性花中雌雄蕊不等长(如车前草♂长，细梗香草♀长)(5)两性花中雌雄蕊成熟期不一致(如菊花、旱芹等)(6)开花期长(玉兰)(7)自然异交率50%以上(人工强迫自交时，结实率低)异花授粉植物两种重要的特殊开花授粉习性1、自交不亲和性严格的异花授粉植物除雌雄异株植物外，常具有自花授粉不亲和的生理一遗传机制，就是说即使自花花粉落在有正常功能的柱头上也不发生受精作用。2、雄性不育性雄性器官发生退化或发育过程中不能形成正常的花粉。思考:自交不亲和性和雄性不育性在育种实践中有何利用？甘蓝雄性不育花2.4、自由授粉植物：在花器结构和开花授粉习性方面和典型的异花授粉植物相同，但能够自由接受自花及异花的花粉而正常受精和繁殖后代，实际上是异花授粉植物中不存在自花授粉不亲和性的种类。自由授粉植物在遗传上也携有隐性有害，乃至致死基因，在连续控制自交的情况下也会出现一定程度的近交衰退，但程度上轻于一般异花授粉植物。3.不同繁殖方式园艺植物的遗传特点3.1、自花授粉园艺植物（1）、表现型与基因型一致，体现在外观上相对相似。由于长期自交，品种内个体基因型基本纯合，遗传稳定、性状较一致，品种保纯较容易。（2）、自交繁殖后代退化不明显。（3）、亲代和子代间遗传行为的相对稳定性。（4）、偶然会出现异交或基因突变，但频率低、且随繁殖世代增加，纯合体比率增加。3.2、常自花授粉园艺植物（1）、遗传基础基本上是纯合的，但有一定的杂合性。（2）、自交一般不会引起生活力显著退化。3.3、异花授粉园艺植物(1)、遗传上杂合程度大。品种群体内个体间基因型、表现型多样性，群体内基本上没有基因型完全相同的个体。(2)、自交退化、杂交产生杂种优势。(3)、亲代和子代间性状存在变异性(4)、基因突变难于识别、难于纯合异花授粉作发生突变时，如果是显性突变，由于表现早但得到纯合体慢；若是隐性突变，异花授粉的结果，隐性性状将较长时间地在群体内保持异质性。显性突变与隐性突变的检出与纯合4、自由授粉植物：遗传特点综合了自花授粉植物和异花授粉植物的一些特点.4、不同繁殖方式园艺植物的育种特点4.1、自花授粉园艺的育种特点(1)在自花授粉园艺植物育种中，单株选择是一种常用的方法。(2)通过对自然群体中变异单株的选择和鉴定，可以选出优良的单株后代，并从中培育出新品种。(3)自然异交率较低，所以在育种试验及良种繁育过程中，一般不必设置隔离区。自花授粉园艺植物杂种优势利用的潜力很大，主要途径是利用雄性不育性生产杂交种子。4.2、常自花授粉园艺植物的育种特点(1)在育种方法上基本上与自花授粉园艺植物一样，采用单株选择和杂交育种的方法。(2)由于常异花授粉园艺植物会发生一定程度的异交率，所以杂交中选用的杂交亲本要进行必要的自交和选择以淘汰劣系，选纯合的优系做杂交亲本，这样育种效果会更好。(3)在杂种优势种用中，主要的途径也是利用雄性不育性来生产杂交种子。在良种繁育过程中，仍有必要做好安全隔离，防止生物学混杂。4.3、异花授粉园艺植物的育种特点(1)在育种方法上，主要是利用杂种优势。(2)首先通过多次的自交和单株选择来获得性状稳定的优良自交系，然后利用遗传基础不同的自交系杂交产生杂种优势。(3)在良种繁育过程中，由于异花授粉园艺植物的自然异交率较高，所以要做好安全隔离，严防生物学混杂。第二节：园艺植物品种类别与育种特点主要学习内容：•常见的园艺植物品种类型的概念及选育特点园艺植物品种类型：基于繁殖方式、授粉习性的多样性以及育种方法等方面的不同，存在多种不同的品种类型。按群体内基因型的同型和异型以及组成个体基因型的纯合性(homozygosis)和杂合性(heterozygosis)把品种分为：1、同型纯合、同型杂合；2、异型纯合、异型杂合一、同型纯合类品种1、纯育品种1.1概念由遗传背景相同和基因型纯合的一群植物组成，包括有性繁殖植物从杂交育种，突变育种中经系谱法育成的品种。纯育品种主要是自花授粉植物的育成品种。1.2选育特点：（1）、一般为自花授粉植物经系谱法育成的品种。通常来自群体类型比较复杂的农家品种或在生产中经历时间较长，由突变或偶然杂交造成生物学混杂的品种群体。（2）、通过自花授粉和单株选择相结合的育种方法，一般经1～2代，就可以获得纯合稳定的纯育品种。（3）、人工杂交和诱变等方法丰富变异类型。在性状分离的大群体中进行多代单株选择，多中选优、优中选异，选育出综合性状优良的理想类型。2015年綦江盘龙豇豆-”綦龙5号”通过重庆市农作物品种审定委员会专家组验收(綦江区经济作物发展管理站)。璧山早熟儿菜（正早一号）品种来自于璧山儿菜群体。2、自交系2.1概念指从一个单株，连续自交多代，最终选择出性状整齐一致，遗传性相对稳定的自交后代系统，称为自交系。自交系2.2选育特点：（1）、主要用于配制杂交种品种，通常不直接用于生产。（2）、自交系本身在经济性状方面没有太严格的要求，但在主要经济性状上必须有良好的配合力。还需要注意与繁育制种有关的性状如花期早晚和长短、花粉多少、交配亲和性、繁殖能力等。（3）、自花授粉植物的自交系选育方法基本上和纯育品种相同。（4）、异花授粉植物必须连续多代采用套袋自交结合单株选择。二、同型杂合类1、杂交种品种1.1概念指用遗传上纯合的亲本在控制授粉条件下生产特定组合的一代杂种群体。群体内植株间基因型彼此相同而又都是高度杂合，所以杂种优势显著，有较高的生产力。1.2选育特点：（1）、自交系育种。包括不育系、保持系、自交不亲和系等的选育。（2）、配合力育种。主要进行自交系或品种的配合力测定，筛选优良杂交组合。（3）、制种性状的选择和应用是杂交种育种重要特点。2、营养系品种2.1概念由单一优选植株或变异器官无性繁殖而成的品种叫做营养系品种。2.2选育特点见前面无性繁殖园艺植物所讲述。三、异型纯合类1、杂交合成群体1.1概念由自花授粉植物两个或两个以上在主要性状相似的纯系品种杂交后繁育而成的分离的混合群体。1.2选育特点：（1）、群体特性都是在逐代变化的，是一种边选育、边利用的品种。（2）、注意亲本间性状的互补及其亲缘关系远近、组成亲本数的多少。（3）、人工选择及自然选择的方向和标准有利于保持丰富的遗传变异又能在重要性状特性方面有较好的改进。（4）、杂交合成群体在产量、品质等重要经济性状和亲本品种比较逐代的变化及利用价值等。2、多系品种2.1概念多系品种是由若干个农艺性状表现型基本一致而抗性基因多样化的相似品系的混合体。2.2选育特点：（1）、用一优良的地方品种作为轮回亲本，同时分别与包含不同抗病基因的品种进行杂交和回交，选出一套农艺性状与轮回亲本相似，而含垂直抗性基因各不相同的近等基因品系。（2）、多系品种中的每个成员所含垂直抗性基因针对病原菌不同生理小种具有垂直抗性，因此每个成员每年都要分别繁殖。（3）、根据病原菌生理小种的变化，随时将有关近等基因系按一定比例混合，使垂直抗性个体起到群体水平抗性的作用。（4）、育种周期太长，成本太高故应用不广。四、异型杂合类1、自由授粉品种1.1概念自由授粉品种是通过人工选择，植株间在保持本品种的基本特征的基础上在生产、繁殖过程中品种内植株间自由随机传粉所形成的品种群体。1.2选育特点：（1）、适用于异花授粉植物的品种选育。（2）、现有地方品种的迅速提纯改良。对于目标性状易于鉴别且遗传力较高时，应用简单的混合选择法，较易收到明显的效果。（3）、注意对非目标性状的选择。特别是植株开花前的淘汰。2、综合品种