绪论、第一章

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绪论

园艺植物育种的主要任务:制定育种目标、选育优良品种、进行种子生产
园艺植物育种学的主要内容:查、引、选、育
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栽培植物的进化

品种概念

品种:经过人类培育选择创造的、经济性状以及农业生物学特性符合生产和消费要求,在一定的栽培条件下,依据形态学、细胞学、化学等特异性可以和其他群体相区别,个体间的主要性状相对相似(一致性),以适当的繁殖方式(有性或无性)能保持其重要特性(稳定性)的一个栽培植物群体。
  • 特异性、一致性、稳定性
  • 品种不是自然界本身就存在的野生植物,而是通过人类对野生植物进行培育、选择、创造出来的。

自然选择与自然进化

  • 达尔文主义者认为生物进化决定于三个基本因素:变异、遗传和选择
  • 变异、遗传是进化的内因,选择决定进化的方向,环境是进化的动力。
自然进化是自然变异和自然选择导致的进化。选择、保存和积累对生物种群生存和繁衍有利的变异。选择的主体是人以外的生物和非生物的自然条件。
遗传的变异是进化的原料。

人工进化和农业发展

栽培植物起源于其相应的野生植物。栽培植物的进化除了有自然选择(野生植物的进化),还有人工选择
人工进化是人们发现和创造变异并进行选择的进化。选择保存和积累对人类有利的变异,促使野生类型向栽培类型转化。选择的主体是
栽培植物进化速度比野生植物快得多,这是人工选择的结果。
现在栽培的作物都是由野生类型,经过人工驯化、培育和选择而形成的。

栽培植物的遗传改良与新品种选育

遗传改良与新品种选育

  • 种群是进化的基本单位;
  • 基因库:种群中能进行生殖的个体所含有的全部遗传信息的总和;
  • 物种是隔离的种群,新物种主要是由亚种在一定隔离条件下形成的;
  • 突变和杂交所实现的基因重组是进化的根本原因;
  • 选择的基础在于差别繁殖,造成种群内基因频率发生改变;隔离促进了新类型的形成。
遗传改良:通过改良植物遗传特性,使之更加符合人类生产和生活需要的育种活动。

作物品种的特性

品种的概念:经过人工选育或者发现并经过改良,形态特征和生物学特性一致,遗传性状相对稳定的植物群体
品种特性:特异性(distinctness, D)、一致性(uniformity, U)、稳定性(stability, S)
优良品种还具有地区性和时间性。
良种是指:在适应的地区和耕作条件下,采用优良的栽培技术,能够生产出高产、优质,并能适时供应产品和具有较高经济价值的品种。

特异性

作为一个品种,至少有一个以上明显不同于其他品种的可辨认且有价值的标志性状。
在选育或栽培过程中,非主要性状变异称为品系;主要性状变异、具有一定的经济价值、稳定遗传,就可以称为品种

一致性

采用适合该类品种的繁殖方式的情况下,除了可预见变异外,经过繁殖,其相关特征特性一致。
可以预见的变异:主要是指外界环境因素的影响,有的特征或者特性有一定的变异,比如植物的株高和生育期等。
一致性直接影响商品价值。成熟度、株高、结果部位等的一致性影响机械化采收。

稳定性

经过反复繁殖后或者在特定的繁殖周期结束时,其相关的特征或者特性保持相对不变。

育种目标和育种途径

园艺植物育种的主要目标

育种目标:指所要育成的新品种在一定自然、生产及经济条件下的地区栽培时,应具备的一系列优良性状的指标。
育种目标涉及产量、品质、成熟期、适应性、抗病虫性、对机械化生产的适应性等一系列目标性状。高产稳产、品质优良、适应性强、抗病虫和除草剂、不同成熟期。
高产稳产是优良品种的基本特征,园艺植物育种的基本目标。

园艺植物育种的主要目标性状

主要目标性状:各类作物品种都具有一系列性状,其中特别需要改良的性状称为育种的主要目标性状。

产量性状

单位面积上收获的产品重量或者数量。
产量可以分为生物产量和经济产量。经济产量:一定时间内单位面积内作为商品利用部分的收获量;生物产量:一定时间内、单位面积内全部光合产物的总量。
经济系数:经济产量/生物产量。
经济系数在一定情况下可以作为高产育种的选育指标。

品质性状

园艺产品品质按照用途和利用方式可以大致分为感官品质、营养品质和加工品质等。

园艺植物育种途径(概念总结)

  • 育种途径:指确定育种目标后,根据选育对象的特点,利用或者创造符合目标性状表现的变异,并且使其稳定遗传,最终获得满足育种目标要求的新品种的方式。
  • 广义品种选育:包括对现有种质资源及其变异材料的直接选择利用,含种质资源调查(查)引种驯化(引)选择育种(选)3条途径,以及在现有资源的基础上,通过人工创造变异,选择获得新的品种类型的创造变异育种(育)途径。
  • 狭义品种选育:指通过发现变异人工创造变异形成新的品种类型的一种比较高级而复杂的方法。包括选择育种、有性杂交育种、杂种优势育种、诱变育种、细胞育种和分子育种等多条途径。

一、种质资源调查

种质资源调查是对现有种质资源直接选择利用的基本途径,通过调查可能发掘长期蕴藏在局部地区而还未被重视和很好利用的品种类型。一切育种工作都必须在掌握一定的种质资源的基础上才能进行,因此,种质资源的调查、搜集、鉴定等工作是育种的基础。

二、引种

引种是从外地或者国外引进新品种或者新作物,以及各种种质资源的途径。特点是简便易行、能够迅速见效。可以根据其他地区的栽培植物品种类型在其环境条件下的性状表现,引入到相似条件地区栽培,鉴定它们在当地的适应性和栽培价值。
在引入品种类型中:有的可以直接用于生产;有的需要经过驯化以适应新环境;有的可以作为其他育种途径的种质资源材料。

三、选择育种

利用现有品种或者类型在繁殖过程中产生的变异,通过选择、淘汰的手段育成新品种的方法,是一种改良现有品种和创造新品种的简便而有效的育种途径。
在人类进行杂交育种以前,所有栽培作物的品种,都是通过选择育种这一途径创造出来的。
与其他育种途径的不同之处在于:
  • 以作物现有品种在繁殖过程中自然产生的变异为基础;
  • 以单株为单位进行选择;
  • 进行系统群体间比较选择。

四、有性杂交育种

有性杂交育种又称重组育种,是根据品种选育目标选配亲本,通过人工杂交的手段,把分散在不同亲本上的目标性状组合到杂种之中,对其后代进行培育选择,比较鉴定,获得主要性状相对相似、遗传性相对稳定、有栽培和利用价值的定型新品种的一种重要育种途径。
因选用的亲本亲缘关系远近不同,有性杂交育种又可以区分为:
  • 近缘杂交育种:杂交亲本同一物种
  • 远缘杂交育种:杂交亲本超出一个物种范围内的种间或属间的杂交

五、杂种优势育种

杂种优势现象:两个遗传组成不同的亲本杂交产生一代杂种常常表现出植株变高、叶面积增大、生长势增强、干物质积累增多、开花提早、产量提高、抗逆性增强等某一方面或综合性状超过双亲的现象,称为杂种优势现象。
杂种优势育种:又称杂种优势利用育种,就是利用杂种优势现象,通过杂交的手段,创造出某一或者多个(综合)性状超过亲本的杂种一代新品种的途径。

六、诱变育种

利用物理和化学等因素诱发作物产生更高频率的遗传变异(基因突变、染色体畸变或者染色体数倍性增加等),通过对变异进行选择和鉴定,直接或间接地培育成生产上有利用价值的新品种的途径。

七、细胞育种

借助细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学等理论和技术手段,通过类似于工程学的步骤,以植物细胞为基本单位,在细胞水平上对植物进行遗传操作,重组细胞结构和内含物,使细胞的某些生物学性状发生改变,从而改良品种甚至创造新物种的过程。
比如细胞无性系变异、原生质体融合成杂种细胞、单倍体/多倍体

八、分子育种

通过导入功能明确的外源基因,或者对植物体本身基因组特定目标基因进行删除或者替换等遗传操作,直接深入到DNA分子水平改变遗传物质,从而创造出新品种甚至新物种的过程。是一种具有快速、定向、精准、高效特点的现代育种途径。