第二章植物新品种来源

1第二章植物新品种来源第一节植物的繁殖方式与品种类型第二节种质资源第三节引种与驯化第四节现代育种目标与方法2第一节植物的繁殖方式与品种类型一、有性繁殖（一）花器官构造萼片花瓣柱头雄蕊3两性花（完全花、雌雄同花），如小麦、水稻、油菜……4单性花同株异花（monoecious)：玉米雌雄异株（dioecious）：大麻、菠菜有的植物既有完全花、又有单性花:天竺葵雌花雌雄同花5（二）花序无限花序：（总状花序类）开花顺序自下而上，或自外而内。总状花序伞房花序伞形花序圆锥花序复伞形花序穗状花序葇荑花序复穗状花序头状花序隐头花序肉穗花序6总状花序小花梗近等长，排列在花序轴的两侧。7伞形花序小花梗等长，着生在花序轴的顶端。8伞房花序小花梗不等长，排列在近同一平面上9穗状花序小花无梗，排列在花序轴的两侧10葇荑花序小花为无柄的单性花，常无花被，花须常下垂11肉穗花序花序轴粗短而肥厚，上着生无柄单性花12头状花序花序轴扁平，称花序盘，开花顺序从外至内13圆锥花序复合花序的种类：⑴圆锥花序⑵复穗状花序⑶复伞形花序⑷复伞房花序⑸复头状花序14复伞形花序15有限花序：开花顺序自上而下或自内而外。1、单歧聚伞花序：主轴顶端先生一花，然后在主轴下方形成一侧枝，同样在顶端开花，依次下去。又可分为蝎尾状聚伞花序和卷伞花序（螺状聚伞花序）。2、二歧聚伞花序：主轴下形成两分枝。3、多歧聚伞花序：分枝在三个以上。16多歧聚伞花序单歧聚伞花序17轮伞花序18（三）开花传粉1、开花：雄蕊内的花粉囊和雌蕊中的胚囊（或二者之一）成熟时，花被展开，露出雄蕊和雌蕊。2、传粉：开花后，花粉囊散出花粉，落在雌蕊柱头上的过程。3、传粉方式：自花传粉、异花传粉。4、植物对异花传粉的适应：⑴单性花；⑵雌雄蕊异熟；⑶雌雄蕊异位；⑷雌雄蕊异长；⑸自花不孕195、风媒花和虫媒花风媒花：风媒植物的花常成穗状花序、葇荑花序；能产生大量花粉。花粉质轻、干燥、表面光滑，常为雌雄异花或异株，不具香味和色泽。虫媒花：常能产生特殊气味吸引昆虫；常产生蜜汁；花大而显著，花粉外壁粗糙。6、其它传粉方式：如水媒和鸟媒；人工辅助授粉。20212223（四）受精1、花粉粒的萌发花粉管落在雌蕊柱头上，经过与雌蕊柱头相互识别，亲和的开始吸收水分和营养物质，体积增加，花粉粒的内壁从萌发孔处伸出，形成花粉管。2、花粉管的伸长花粉管在萌发后，继续伸长，通过花柱到达子房，通过花柱时，可能有以下几种可能：1）穿过中空的花柱道；2）花柱内有引导组织；3）花粉管通过花柱薄壁细胞的间隙或细胞壁与细胞膜之间的间隙穿过。241）概念：精细胞（N）+卵细胞（N）合子（2N）精细胞（N）+2个极核（N）初生胚乳核（3N）2）过程：不管花粉管如何进入胚珠，总是从珠孔端进入胚囊。并且花粉管进入总与助细胞有关。花粉管进入胚囊后，管的末端破裂，把精细胞和内容物注入进胚囊。两个精细胞游离到卵细胞和中央细胞，与它们融合。3、被子植物的双受精25柱头子房极核卵细胞花柱反足细胞助细胞26花粉粒的识别27花粉管的伸长28双受精的过程29融合后的合子和初生胚乳核受精卵初生胚乳核30（五）有性繁殖（小结）1、自花授粉作物（4%）:水稻、小麦、大麦、大豆等；2、异花授粉作物（50%）:玉米、甘薯、白菜型油菜；3、常异花授粉作物（5-50%）:棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等；4、自交不亲和性（self-incompatibility）：十字花科、烟草、甘薯、向日葵等；5、雄性不育性（malesterility)：（核不育genicmalesterility(GMS)、胞质不育cytoplasmicmalesterility(CMS)）；玉米、高粱、水稻、棉花、小麦…..等31自交不亲和性机理十字花科、烟草、甘薯、向日葵等32二、无性繁殖（一）营养体繁殖1、主要作物:甘薯（块根）、马铃薯（块茎）、甘蔗（茎）……；2、果树花卉的嫁接；3、组织与细胞培养再生植株；4、由营养体繁殖的后代统称为无性系（clone）。33园艺植物用于繁殖的各种特化营养器官营养繁殖器官植物种类块茎球茎鳞茎根茎匍匐茎分蘖块根根蘖珠芽吸芽马铃薯、菊芋、马蹄莲、大岩桐、花叶芋、球根秋海棠荸荠、慈姑、青芋、魔芋、唐菖蒲、香雪兰、仙客来、酢浆草蒜、藏红花、百合、水仙、郁金香、风信子、孤挺花莲藕、姜、睡莲、竹、根茎鸢尾、美人蕉、竹节草、铃兰草莓、虎耳草、吊兰、野牛草、狗牙根、地毯草香蕉、金针菜、凤梨、兰花、萱草、玉簪番薯、大丽花、山药、花毛莨枣、石榴、越橘、树莓、平榛、玫瑰、珍珠梅、香椿落地生根、碎米荠、鳞茎百合、卷丹、山药芦荟、景天、拟石莲花、龙舌兰34（二）无融合生殖1、二倍体孢子生殖(2n)：大孢子母细胞有丝分裂形成二倍体胚囊2、无孢子生殖(2n)：胚珠体细胞发育形成二倍体胚囊3、不定胚生殖（2n)：胚珠或子房壁二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时正常胚囊中的极核发育成胚乳4、孤雌生殖(1n)：卵细胞不受精直接形成单倍体胚5、孤雄生殖(1n)：进入胚囊的精核未与卵细胞融合而直接发育成单倍体胚。35三、果实的形成和类型（一）果实的形成1、真果：完全由子房形成的果实。2、假果：除子房外，花的其它部分参与形成果实。（二）单性结实和无籽果实子房不经过受精而形成果实，称为单性结实。单性结实的果实为无籽果实。36（三）果实的类型1.单果2.聚合果：由花内离生单雌蕊形成的果实。3.复果（聚花果）：由花序形成的果实。肉质果干果浆果：核果：梨果：裂果类：荚果；蓇葖果；角果；蒴果。闭果类：瘦果；颖果；翅果；坚果；双悬果；胞果。37肉质果38浆果：由一至多心皮形成的最常见的一种肉质果。3940浆果4142瓠果：葫芦科植物的果实，由下位子房和花托共同形成。43柑果：柑橘类的特殊果实，具中轴胎座，多心皮。44柑果45核果：单雌蕊形成的果实，内果皮坚硬。46梨果：下位子房与托杯共同形成的果实。4748干果49荚果：一心皮子房，成熟时沿背、腹两条缝线开裂。5051蓇葖果：一心皮子房，成熟时沿一条缝线开裂。52角果：2心皮子房，果实成熟后沿腹缝线开裂。种子着生在中央假隔膜上。53蒴果54蒴果：多心皮子房，成熟时各种开裂方式。55瘦果：1—3心皮子房，果内含1枚种子。56颖果：2心皮果实，果皮与种皮愈合。57翅果：果皮延伸成翅状。58坚果：外果皮坚硬，含一粒种子。59聚合果6061复果6263四、品种类型（一）同质纯合型1、纯系品种：自花授粉植物育成的品种2、自交系：异花授粉植物自交选育出的培育杂交一代的新材料(inbredline)（二）同质杂合型1、杂种一代(hybridcultivar)：个体之间基因型相同，但都高度杂合。2、营养系品种(clonedcultivar)：由无性繁殖而成的品种。比如红富士，1951年盛冈支场选出，1962年定名，推广到全世界，但任何一个个体都来自源株(orter)器官的延伸，都基本保持原株的基因型。64（三）异型纯合型1、杂交合成群体(compositecrosspopulation)：即多种纯合基因型的混合群体，在人工选择与自然选择的作用下，逐渐形成一个较稳定的群体。2、多系品种(Multilinecultivar)：由若干个农艺性状表现基本一致而抗性基因多样化的相似品系的混合体。比如近等基因系。（四）异型杂合型品种1、自由授粉品种(freecrosspollinatedcultivar)：在生产与繁殖过程中，品种内、植株间自由随机传粉，以及与其它品种之间相互传粉，通过人工选择，植株间在保存本品种基本特征的基础上，有一定程度的变异。2、综合品种(syntheticcultivar)：多个彼此相似的家系、自交系在隔离条件下随机交配组成复杂群体，双交种、遗传基础较广，对环境胁迫有较强的适应性。65（一）概念种质资源（germpalsmresources）或称基因资源(generesources)、遗传资源(geneticresources)。包含一定的遗传物质，表现一定的优良性状，并能将其遗传性状传递给后代的植物资源的总和。亦即对植物品种改良和栽培拥有一定利用价值的遗传物质总和。一、种质资源概念及在育种工作中的意义第二节种质资源66（二）意义1、种质资源是不断发展新植物的主要来源。2、它是育种工作的物质基础。3、适应生产的不断发展，需要发掘更多的种质资源，随着生产发展和人类需求水平的提高，对植物育种不断提出新的要求。67二、种质资源分布（一）中国气候型（大陆东岸气候型）1、温暖型（低纬度地区）2、冷凉型（高纬度地区）（二）欧洲气候型（大陆西岸气候型）（三）地中海气候型68（四）墨西哥气候型（五）热带气候型1、亚洲、非洲、大洋洲热带著名花卉2、中美洲、南美洲热带著名花卉（六）沙漠气候型（七）寒带气候型69三、种质资源的分类1、本地种质资源在当地的自然和栽培条件下，经长期的栽培与选育而得到的植物品种和类型。2、外地种质资源由国内不同气候区域或由国外引进的植物品种和类型。703、野生种质资源指未经人们栽培的自然界野生的花卉植物。4、人工创造的种质资源指人工应用杂交、诱变等方法所创造的育种原始材料。71四、种质资源的收集（一)种质资源收集原则1、必须根据收集的目的和要求，单位的具体条件和任务，确定收集的对象，包括类别和数量。2、收集范围应该由近及远，根据需要先后进行，首先应考虑珍稀濒危种的收集，其次收集有关的种、变种、类型和遗传变异的个体，尽可能保存生物的多样性。3、种苗收集应遵照种苗调拔制度的规定，注意检疫，并做好登记、核对，尽量避免材料的重复和遗漏。72研究所基因库研究所计算机化数据室外单位赠送登记田间收集性状描述全面评价增殖交流(送长期保存中心)基因库登记资源评价及操作程序备份73(二)种质资源收集范围1)全球植物资源2)地区植物资源3)群落内植物资源4)物种资源（居群）5)品种群6)单株、器官、组织、单个细胞、一个基因片断。74五、种质资源的保存种质资源的保存方式有以下几种：1、自然保存法2、种植保存法3、组织培养保存法4、种子保存法5、超低温种质保存法75六、种质资源的研究利用（观赏园艺植物为例）1、分类学性状的研究2、生物学特性的研究3、经济性状的研究4、观赏特性的研究5、抗性特点的研究6、适合能力的研究7、分子生物学研究76了解中国气候概况•••77中国植被分布最为集中的地区•西南山区：四川、云南、广西•中南山区：湖北山区•东北地区：大小兴安岭及长白山区78中国八大植被区域：大兴安岭北部寒温带落叶针叶林区域东北、华北温带落叶阔叶林区域华中、西南常绿阔叶林区域华南、西南热带雨林、季雨林区域内蒙、东北温带草原区域西北温带荒漠区域青藏高原高寒草甸、草原区域高寒荒漠区域我国观赏植物原产地79中国特有植物银杏、水杉银杉、珙桐中国特有种子植物图谱数据库共收录我国种子植物特有72科，243属，529种。图谱529幅。80•品种特色突出•品种群丰富•应用形式丰富81金花茶毛华菊82花团锦簇的山茶花83学名：CamelliajaponicaLinn.英文名：JapanCamellia科名：山茶科Theaceae山茶花84花卉育种的宝贵材料大花黄牡丹紫斑牡丹8586一、概念1、引种：引进外地或外国的种质资源，用途：引种栽培、引种驯化、引种改良。2、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。3、引种驯化：外地种质引入种植，由于生态条件改变而表现出新的性状，经过选择育成适合本地区推广种植的新品种。4、引种改良：外来品种的某个（些）优良性状用于改良本地品种。第三节引种与驯化我国的600多种栽培植物中，有一半是国外引进的；其中果树和蔬菜作物大多是国外引进的。87二、引种原理（一）气候相似性原理原产地与引种地之间，影响作物生产的主要因素应尽可能相似，以保证作物品种互相引用成功的可能性。强调气候中温度条件；忽略光、湿、气、土条件；忽略作物对环境适应（驯化）。88（二）生态相似性原理生态环境：作物品种形成和生长发育所处的环境（生态条件）1）气候生态因子：温度、日照、雨量、湿度…