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1、第三章作物育种方法第1页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引种一、引种二、二、系统育种系统育种三、三、杂交育种杂交育种四、四、杂种优势的利用杂种优势的利用五、其他育种方法五、其他育种方法(自学自学)六、生物技术在育种中的应用六、生物技术在育种中的应用(自学自学)第2页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引一、引 种种第3页，共40页，编辑于2022年，星期二（一）引种概念（一）引种概念 作为育种途径之一，指将外地区或作为育种途径之一，指将外地区或外国的品种、品系，经过简单的试外国的品种、品系，经过简单的试验，证明适合本地区栽培后，直接验，证明适合本地区栽培后，直接引入并在生产上推广应
2、用的方法。引入并在生产上推广应用的方法。第4页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题1 11 1、生育期、生育期 一般指从出苗到成熟所需的时间。一般指从出苗到成熟所需的时间。同一品种种植在不同的地区其生育期不一样。同一品种种植在不同的地区其生育期不一样。因此引进品种原产地的生育期只能做参考。因此引进品种原产地的生育期只能做参考。第5页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引种一、引种l 在一定的地区范围内具有大致相同的生态环境，在一定的地区范围内具有大致相同的生态环境，包括自然环境和耕作栽培条包括自然环境和耕作栽培条 件，对于一种作件，对于一种作
3、物具有大致相同的生态环境的地区，称为生态物具有大致相同的生态环境的地区，称为生态区。如籼稻区、粳稻区区。如籼稻区、粳稻区 。l表现在：生育期、丰产性、稳产性从相似表现在：生育期、丰产性、稳产性从相似的生态区引进，即生态类型相近的作物品的生态区引进，即生态类型相近的作物品种易于成功。种易于成功。（二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题2 22、作物的生态环境和生态类型、作物的生态环境和生态类型第6页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引种一、引种3 3、气候相似论、气候相似论 20 20 世纪初，德国迈尔（世纪初，德国迈尔（H.MayrH.Mayr）提出了）提出了气候相似论（气候相似
4、论（theory of climatic theory of climatic analoguesanalogues）基本要点：地区之间在影响作物生长的主要基本要点：地区之间在影响作物生长的主要气候因素上，应相似到足以保证作物品种相互引气候因素上，应相似到足以保证作物品种相互引种成功时种成功时,引种才有成功的可能性。引种才有成功的可能性。（二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题3 3第7页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引种一、引种我国从美国主要植棉带引入的陆地棉品种在长江、我国从美国主要植棉带引入的陆地棉品种在长江、黄河流域棉区都能很好适应。黄河流域棉区都能很好适应。（二）引
5、种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题3 3地区地区 纬度纬度(0N)N)无霜期无霜期（天）（天）年雨量年雨量（mm mm）年平均年平均 温度温度()7 月平均月平均 温度温度()土壤土壤长长 江、黄江、黄 河流域河流域 棉棉区区2740 180260 5001200 1115 36 以下以下冲积土冲积土 为主为主美国主美国主 要要植棉植棉 带带2537 200260 7001250 15 2629 冲积土冲积土 为主为主第8页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引种一、引种4 4、纬度、海拔、品种习性、纬度、海拔、品种习性 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题4 4温度温度
6、：一般在北半球，高纬度地区温度低于低纬度：一般在北半球，高纬度地区温度低于低纬度地区，高海拔地区温度低于平原地区。地区，高海拔地区温度低于平原地区。光照光照：在北半球，从春分到秋分，高纬度地区日在北半球，从春分到秋分，高纬度地区日照时数长于低纬度地区；从秋分到春分，高纬度地区照时数长于低纬度地区；从秋分到春分，高纬度地区的日照时数短于低纬度地区。的日照时数短于低纬度地区。作物的发育特征作物的发育特征：根据作物对温度、光照的要求不：根据作物对温度、光照的要求不同，可把一年生作物分成两大类，即同，可把一年生作物分成两大类，即长日低温作物长日低温作物和和短日高温作物短日高温作物。第9页，共40页，编
7、辑于2022年，星期二一、引种一、引种表表1 1 纬度、作物的发育特征与引种的关系纬度、作物的发育特征与引种的关系 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题4 4由南方引种由南方引种至北方至北方 由北方引种由北方引种至南方至南方短日高温作物短日高温作物 延迟成熟延迟成熟 提早成熟，株提早成熟，株 穗粒变小穗粒变小长日低温作物长日低温作物 生育期缩短生育期缩短生育期延长，生育期延长，营养器官加大营养器官加大第10页，共40页，编辑于2022年，星期二一、引种一、引种5 5、其他自然和生产条件、其他自然和生产条件 对耕作制度的影响以及对病虫对耕作制度的影响以及对病虫害的抗性等。害的抗性等。
8、（二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题5 5第11页，共40页，编辑于2022年，星期二（三）引种的工作环节（三）引种的工作环节1 1、引种目标的确定：要引什么样的品种，与、引种目标的确定：要引什么样的品种，与当地条件适应，解决问题。当地条件适应，解决问题。2 2、引种材料的收集。、引种材料的收集。3 3、引种试验：引种必须经过试验，这是育种工、引种试验：引种必须经过试验，这是育种工作作 者对引种工作必须牢牢掌握的原则。者对引种工作必须牢牢掌握的原则。第12页，共40页，编辑于2022年，星期二（三）引种的工作环节（三）引种的工作环节4 4、检疫工作：、检疫工作：引种常是病虫害和杂草
9、传播的重要途径，引种常是病虫害和杂草传播的重要途径，很有可能同时带进本国或本地区所没有的病很有可能同时带进本国或本地区所没有的病虫和杂草，以致后患无穷。虫和杂草，以致后患无穷。矮脚南等品种引入使白叶枯病成了长矮脚南等品种引入使白叶枯病成了长江流域稻区生产的严重问题。江流域稻区生产的严重问题。第13页，共40页，编辑于2022年，星期二二、系统育种二、系统育种第14页，共40页，编辑于2022年，星期二（一）系统育种的概念（一）系统育种的概念 Line breeding,Line breeding,直接从自然变异中直接从自然变异中进行选择并通过比较试验选育新品进行选择并通过比较试验选育新品种的途
10、径。种的途径。此方法主要用于自花授粉作物、常异交此方法主要用于自花授粉作物、常异交作物和无性繁殖作物。作物和无性繁殖作物。第15页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）系统育种的特点：（二）系统育种的特点：1 11.优中选优，连续选出新品种：优中选优，连续选出新品种：一个较纯的品种在广大地区长期栽培过程中，一个较纯的品种在广大地区长期栽培过程中，产生新的变异，进行选择育成新品种，新品种又产生新的变异，进行选择育成新品种，新品种又不断变异，为进一步的选择提供了材料。不断变异，为进一步的选择提供了材料。例：鄱阳早例：鄱阳早南特号南特号南特南特 16 16 号号矮脚南矮脚南 特特青子金早青子金早
11、 第16页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）系统育种的特点：（二）系统育种的特点：2 22.简便快速：简便快速：立足于选：省去人工创造变异的环节；立足于选：省去人工创造变异的环节；纯合快：所选个体一般为同质结合；纯合快：所选个体一般为同质结合；推广应用快：只在原推广品种基础中选改推广应用快：只在原推广品种基础中选改进了部分性状，适应性强。进了部分性状，适应性强。第17页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）系统育种的特点：（二）系统育种的特点：3 33.有一定局限性：有一定局限性：依靠自然变异，不能有目的的创新；依靠自然变异，不能有目的的创新；个别性状上改进，综合性状上较难突破；个
12、别性状上改进，综合性状上较难突破；第18页，共40页，编辑于2022年，星期二（三）系统育种的程序（三）系统育种的程序第19页，共40页，编辑于2022年，星期二三、杂交育种三、杂交育种（一）杂交育种的概念（一）杂交育种的概念（二（二）杂交育种的遗传学原理杂交育种的遗传学原理（三）亲本选配的原则（三）亲本选配的原则（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择（六）杂交育种的程序（六）杂交育种的程序第20页，共40页，编辑于2022年，星期二（一）杂交育种的概念（一）杂交育种的概念 Cross breeding,是通过不同亲本间的杂交是通过不同亲本间的杂交在后
13、代中创造变异并从中选育新品种的方法。在后代中创造变异并从中选育新品种的方法。杂交育种的目的是将两个或多个亲本的理想基因整合到同一个品种中。杂交种目前占我国推广品种的杂交种目前占我国推广品种的50%以上以上。第21页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）杂交育种的遗传学原理（二）杂交育种的遗传学原理1、基因重组综合双亲优良性状基因重组综合双亲优良性状 早熟早熟 不抗病不抗病 AAbb 晚熟晚熟 抗病抗病 aaBBAaBbA-B-(AABB)Aabb aaBB aabb第22页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）杂交育种的遗传学原理（二）杂交育种的遗传学原理2、基因互作产生新的性状基因互
14、作产生新的性状 感病品种感病品种 感病品种感病品种 RRss rrSSRrSsR-S-RRss rrSS rrss9抗抗 :7感感第23页，共40页，编辑于2022年，星期二（二）杂交育种的遗传学原理（二）杂交育种的遗传学原理3、基因积累产生超亲性状基因积累产生超亲性状 早熟早熟 早熟早熟 Aabb aaBBAaBbA-B-AAbb aaBB aabb更早更早 早早 晚晚 9：6：1第24页，共40页，编辑于2022年，星期二（三）亲本选配的原则（三）亲本选配的原则除除了了根根据据育育种种目目标标选选择择亲亲本本之之外外，还还应应遵遵守守以下原则：以下原则：1.1.亲本的优点多，缺点少，且优缺
15、点互补亲本的优点多，缺点少，且优缺点互补。数数量量性性状状的的微微效效基基因因具具有有累累加加效效应应，杂杂交交后后代的平均值往往介于两个亲本之间。代的平均值往往介于两个亲本之间。2.2.亲本的遗传差异较大。亲本的遗传差异较大。不不同同遗遗传传基基础础的的亲亲本本杂杂交交后后代代将将出出现现丰丰富富的遗传变异。的遗传变异。第25页，共40页，编辑于2022年，星期二（三）亲本选配的原则（三）亲本选配的原则具具有有不不同同的的遗遗传传基基础础和和优优缺缺点点，杂杂交交后后，分分离离范范围广，会出现很多的变异类型或产生超亲类型。围广，会出现很多的变异类型或产生超亲类型。双亲产生在不同的生态条件下，
16、杂交后，容双亲产生在不同的生态条件下，杂交后，容易出现适应性好、适应范围广的后代。易出现适应性好、适应范围广的后代。有可能引进当地没有的新种质，克服当地材料的有可能引进当地没有的新种质，克服当地材料的缺点。缺点。亲本的遗传差异大，后代的杂种优势就大，亲本的遗传差异大，后代的杂种优势就大，出现的变异类型就多，选择的机会就多。出现的变异类型就多，选择的机会就多。第26页，共40页，编辑于2022年，星期二（三）亲本选配的原则（三）亲本选配的原则3.3.亲本的一般配合力较高。亲本的一般配合力较高。亲亲本本的的一一般般配配合合力力取取决决于于遗遗传传基基础础，与与亲亲本本的的自自身身性性状状的的好好坏
17、坏有有一一定定的的关关系系但但又又不不完完全全一一致致；特特殊殊配配合合力力的的大大小小与与双双亲亲的的遗遗传差异有关，主要表现在传差异有关，主要表现在F1F1代。代。4 4.用当地推广品种作为亲本之一。用当地推广品种作为亲本之一。生态适应、综合性状、做母本。生态适应、综合性状、做母本。第27页，共40页，编辑于2022年，星期二（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式1.1.单单交交（single single crosscross）:即即两两个个亲亲本成对杂交，用本成对杂交，用A*BA*B或或A/BA/B表示。表示。特点：特点：只进行一次杂交，简单易行。只进行一次杂交，简单易行。分离时间短
18、，稳定的快。分离时间短，稳定的快。杂交的数量和后代群体规模小。杂交的数量和后代群体规模小。第28页，共40页，编辑于2022年，星期二（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式2.2.复复交交（multiple multiple crosscross）：指指多多个个亲亲本之间的杂交。本之间的杂交。复交复交三交三交 （AB）C A/B/C双交双交 （AB）（CD）A/B/C/D （AB）（AC）A/B/A/C四交四交 （AB）CD A/B/C/3/D五交五交 （AB）CDE A/B/C/3/D/4/E聚合杂交聚合杂交（AB）（CD）（EF）（GH）第29页，共40页，编辑于2022年，星期二（四）
19、杂交的组合方式（四）杂交的组合方式特点：特点：遗传基础丰富。遗传基础丰富。分离早，分离时间长，类型多。分离早，分离时间长，类型多。杂交的数量和后代群体规模相对大杂交的数量和后代群体规模相对大一般用当地推广品种或优点较多的品种作为最后一般用当地推广品种或优点较多的品种作为最后一次杂交的亲本，以增加该亲本性状在杂种后代一次杂交的亲本，以增加该亲本性状在杂种后代遗传中的比重。遗传中的比重。第30页，共40页，编辑于2022年，星期二（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式3.3.回交（回交（back crossback cross）(A*B)*B(A*B)*B或（或（A*BA*B）*A*A：指两个亲
20、本的杂交后指两个亲本的杂交后代再与亲本之一重复杂交。用来重复杂交的亲代再与亲本之一重复杂交。用来重复杂交的亲本称为本称为轮回亲本轮回亲本(recurrent parent)recurrent parent)。第31页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择1.1.系谱选择系谱选择（pedigree pedigree selectionselection）法：用于质量性状效果法：用于质量性状效果较好，用于数量性状易丢失有利基较好，用于数量性状易丢失有利基因。因。第32页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择自杂种第一次分离
21、世代自杂种第一次分离世代(单交单交F F2 2复交复交F F1 1)开始选株，开始选株，分别种成株行，每株行成为一个系统（株系）分别种成株行，每株行成为一个系统（株系），以后各世代在优良系统中连续选单株，以后各世代在优良系统中连续选单株，直到选出优良一致系统，升级进行产量试直到选出优良一致系统，升级进行产量试验。验。在选择过程中，各世代都给以系统的编号，在选择过程中，各世代都给以系统的编号，以便查找系统史和血缘关系。以便查找系统史和血缘关系。第33页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择2.2.混混合合选选择择(bulk bulk selection)se
22、lection)法法：需需要要较较大大的的群群体体，但但可可以以保保留留丰丰富富的的遗遗传传变变异异，不不易易丢丢失失有有利利的的数数量量性状基因。性状基因。第34页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择在杂种分离世代，按组合代代混合种植，在杂种分离世代，按组合代代混合种植，不选择，不选择，直到遗传性趋于稳定，纯合个体达直到遗传性趋于稳定，纯合个体达80%80%以以上，选择，上，选择，下年种成株系，选择优良株系，升级产下年种成株系，选择优良株系，升级产量比较试验。量比较试验。第35页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选
23、择对于质量性状和简单遗传的数量性状，对于质量性状和简单遗传的数量性状，系谱法早代选择，能较早集中精力选择优系。系谱法早代选择，能较早集中精力选择优系。混合法高代选株，选择数量大，后期工作量大，混合法高代选株，选择数量大，后期工作量大，需要的年限也较长。需要的年限也较长。混合法和系谱法的比较：第36页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择系谱法对家系记载清楚，针对历史表现评系谱法对家系记载清楚，针对历史表现评定取舍；定取舍；混合法混合法无法考证历史，评定取舍比无法考证历史，评定取舍比较困难。较困难。系谱法系谱法F F2 2起严格选株，中选率低，易丢失好类起严
24、格选株，中选率低，易丢失好类型；型；混合法混合法在同一个组合内保留多种类型，在同一个组合内保留多种类型，有更多的机会选到优良的株系。有更多的机会选到优良的株系。系谱法年年选择，工作较繁琐。系谱法年年选择，工作较繁琐。混合法则比较简单。混合法则比较简单。第37页，共40页，编辑于2022年，星期二（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择3.3.衍衍生生系系统统（derived derived lineline）选选择择法法：在在第第一一个个分分离离世世代代选选择择一一次次单单株株，由由这这些些单单株株形形成成衍衍生生系系统统。这这种种方方法法结结合合了了系系谱谱法法和和混混合合法法的优点。的优点
25、。4.4.一一粒粒传传（single single seed seed decentdecent）选选择择法法：是混合法的一种变形。是混合法的一种变形。第38页，共40页，编辑于2022年，星期二（六）杂交育种的程序（六）杂交育种的程序1.1.原原始始材材料料圃圃和和亲亲本本圃圃：严严防防不不同同材材料料间间发发生生机机械械混混杂杂和和生生物物学学混混杂杂。杂杂交交亲亲本本应应分分期期播种。播种。2.2.选选种种圃圃：有有时时也也将将种种植植F1F1、F2F2的的地地段段称称为为杂杂种种圃圃。在在选选种种圃圃内内连连续续选选择择单单株株，直直到到选选出出优优良良一一致致的的品品系系升升级级为为
26、止止。小小株株作作物物每每隔隔10-2010-20行行，中中耕耕作作物物每每隔隔5-105-10行行种种一一行行对对照照。第39页，共40页，编辑于2022年，星期二（六）杂交育种的程序（六）杂交育种的程序3.3.鉴鉴定定圃圃：将将新新品品系系条条播播，种种植植密密度度接接近近大大田田生产。生产。4.4.品品种种比比较较试试验验：小小区区面面积积较较大大，重重复复4-54-5次，随机排列。一般参加次，随机排列。一般参加2 2年以上年以上5.5.生生产产试试验验和和多多点点试试验验：在在品品种种比比较较试试验验的的同同时时，将将品品种种送送到到服服务务地地区区内内，在在不不同同地地点点进行生产试验。进行生产试验。第40页，共40页，编辑于2022年，星期二