绪论---植物育种学.ppt

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1、教材：教材：植物育种学植物育种学主编：胡延吉（山东农业大学）主编：胡延吉（山东农业大学）出版：高等教育出版社出版：高等教育出版社类别：全国高等学校农林规划教材类别：全国高等学校农林规划教材时间：时间：2003.8植物育种学植物育种学课程教学大纲课程教学大纲课程类型：课程类型：范围选修课学学 时：时：48学时（4,7-11,14-15周）适用对象：适用对象：植物科学与技术本科专业先修课程：先修课程：植物学、遗传学、生物统计学、植物 生理学、基础生物化学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学等。一、课程性质、目的与任务一、课程性质、目的与任务性质性质：植物育种学是一门以遗传学、进化论为主要 基础理论

2、的综合性应用科学。任务任务：掌握植物育种的基本原理、基本技术和方法二、教学重点及难点二、教学重点及难点重点：植物育种学的基本原理、基本技术和方法难点：植物育种学的基本原理三、与其他课程关系三、与其他课程关系 以遗传学、进化论为基础理论，涉及植物学、生物统计学、植物生理学、植物病理学、植物生态学、农业昆虫学、农业气象学、土壤学、生物技术、作物栽培学、耕作学、农产品加工学和农业经济学等。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求绪论（绪论（1学时）学时）基本要求：了解植物育种学的基本任务和主要 研究内容。重点：植物品种的概念。难点：植物育种学的性质。四、教学内容、学时分配及基

3、本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第一章第一章 育种目标育种目标（1学时）学时）基本要求基本要求：了解植物育种目标的概念，制 订育种目标的意义。重点重点：掌握植物育种的主要目标，制订育 种目标的原则。难点难点：植物育种的主要目标。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第二章 种质资源（2学时）基本要求基本要求：种质资源的概念、类别和特点，种质资源的保存、鉴定研究和利用。重点重点：种质资源的概念、类别和特点，种质资源的保存。难点难点：植物起源中心学说。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第三章第三章 植物的繁殖方式与育种（植物的繁殖方式与

4、育种（2学时学时）基本要求：基本要求：掌握主要植物的繁殖方式；对植物品种 的基本要求；植物品种类型和特点。重点：重点：对植物品种的基本要求；植物品种类型和育 种特点。难点：难点：自交和异交的遗传效应；各类品种的育种特点四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第四章第四章 引种（引种（2学时）学时）基本要求基本要求：了解引种的基本原理、引种的一般规律及方法。重点重点：引种的一般规律及方法。难点难点：驯化的原理与方法。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第五章第五章 选择育种（选择育种（2学时）学时）基本要求基本要求：掌握选择的基本原理和方法。重

5、点重点：选择育种的特点和主要技术环节。难点难点：选择育种的主要技术环节。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第六章第六章 杂交育种（杂交育种（4学时）学时）基本要求基本要求：掌握杂交育种的意义、亲本选配的一般原则、杂种后代的处理方法。重点重点：亲本选配的一般原则和杂种后代的处理方法。难点难点：杂种后代的处理方法。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第七章第七章 杂种优势利用（杂种优势利用（6学时）学时）基本要求基本要求：掌握杂种优势的概念、配合力的概念和配合力的测定方法、利用杂种优势的途径、杂交制种技术。重点重点：杂种优势的概念、利用杂种

6、优势的途径、杂交制种技术。难点难点：配合力的概念和配合力的测定方法，杂种优势表现的遗传基础。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第八章第八章 营养系杂交育种（营养系杂交育种（4 4学时）学时）基本要求基本要求：掌握营养系品种和杂种实生苗的童期、童程与童性的概念，营养系品种性状遗传变异特点、杂交亲本的选择与选配和营养系杂种的选择。重点重点：营养系品种性状遗传以及杂交亲本的选择与选配。难点难点：杂种实生苗的童期、童程与童性，营养系杂种的选择。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第九章第九章 远缘杂交育种（远缘杂交育种（2学时）学时）基本要求基

7、本要求：远缘杂交的概念、意义和作用，远缘杂交的困难及其克服的方法重点重点：远缘杂交的困难及其克服的方法。难点难点：远缘杂交的困难及其克服的方法。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第十章第十章 倍性育种（倍性育种（4学时）学时）基本要求基本要求：多倍体、单倍体概念和种类、多倍体植物的特点、单倍体育种的优缺点。重点重点：多倍体、单倍体的概念和种类、多倍体植物的特点、单倍体育种的优缺点。难点难点：产生单倍体的主要途径和方法。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求期中测验（期中测验（2学时）学时）考察范围1-10章（开卷）1.名词解释2.填空题3

8、.简答题4.论述题四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第十一章第十一章 诱变育种（诱变育种（4学时）学时）基本要求基本要求：诱变育种的概念、物理诱变和化学诱变的育种方法。重点重点：诱变的方法和诱变育种的方法与程序。难点难点：诱变的方法。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第十二章第十二章 生物技术在植物育种中的应用生物技术在植物育种中的应用（6学时）学时）基本要求基本要求：掌握植物离体培养、植物基因工程、分子标记的原理与技术。重点重点：植物组织培养、基因工程和分子标记技术在植物育种上的应用。难点难点：植物组织培养、基因工程和分子标记技术在

9、植物育种上的应用。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第十三章第十三章 抗逆育种（抗逆育种（4学时）学时）基本要求基本要求：掌握抗病性、抗虫性、抗旱性、抗寒性及其它抗逆性的概念。重点重点：与抗病性、抗虫性等抗逆性有关的概念、鉴定技术和指标；植物抗病、虫育种的特点；植物抗病虫性的类别与鉴定方法。难点难点：病原物致病性的遗传与变异、植物抗病性的类别、机制和遗传；抗旱性、抗寒性的鉴定技术和指标。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第十四章第十四章 品质育种（品质育种（2学时）学时）基本要求基本要求：了解掌握品质的概念、大田作物和园艺作物品质性状

10、及遗传特点、品质育种方法。重点重点：品质性状的遗传及品质育种方法。难点难点：品质性状的遗传及品质育种方法。四、教学内容、学时分配及基本要求四、教学内容、学时分配及基本要求第十五章第十五章 品种审定与良种繁育（品种审定与良种繁育（2学时）学时）基本要求基本要求：掌握品种审定的任务、组织体制和程序，植物新品种区试、新品种保护、新品种推广、良种繁育和种子检验的知识内容重点重点：品种审定和良种繁育。难点难点：良种繁育和种子检验。参考书目参考书目植物育种学植物育种学 北京农业大学北京农业大学 1989 园艺植物育种学园艺植物育种学申书兴申书兴作物育种学总论作物育种学总论 张天真张天真 2003 作物育种

11、学总论作物育种学总论 潘家驹潘家驹 1994作物育种学各论作物育种学各论 盖钧镒盖钧镒 1997作物育种学作物育种学 西北农学院西北农学院 1981果树育种学果树育种学（沈德绪）（沈德绪）蔬菜育种学蔬菜育种学（西南农大）（西南农大）园艺植物育种学总论园艺植物育种学总论（景士西）（景士西）园林植物育种学园林植物育种学（程金水）（程金水）植物遗传育种学原理植物遗传育种学原理（蔡旭）（蔡旭）Principles and Methods of Plant Breeding 1990 期刊期刊植物科学与技术植物科学与技术20102010植物育种学植物育种学成绩统计成绩统计总人数总人数优秀优秀10090良

12、好良好8980中等中等7970及格及格6960不及格不及格59052人人人数分布人数分布4 13 17 13 5 百分比百分比7.7%25.0%32.7%25.0%9.6%及格率及格率90.4%最高分最高分96 平均分平均分74.7 最低分最低分53 总人数总人数优秀优秀100-90100-90良好良好89-8089-80中等中等79-7079-70及格及格69-6069-60不及格不及格59-059-05050人人人数分布人数分布4 4 14 14 16 16 8 8 8 8 百分比百分比8.0%8.0%28.0%28.0%32.0%32.0%16.0%16.0%16.0%16.0%及格率及

13、格率84.0%84.0%最高分最高分97 97 平均分平均分74.0 74.0 最低分最低分40 40 植物科学与技术植物科学与技术20112011植物育种学植物育种学成绩统计成绩统计总人数总人数优秀优秀（100-90）良好良好（90-80）中等中等（79-70）及格及格（69-60）不及格不及格（59-0)50人人人数分人数分布布0 5 13 1518百分比百分比0%9.8%25.5%29.4%35.3%及格率及格率64.7%试卷最高分试卷最高分87 平均分平均分63.3 试卷最低分试卷最低分38.5 知识点得分分析：知识点得分分析：概念掌握的较好：概念掌握的较好：如杂种优势、种质资源、自交

14、系、一般配合力、单倍体等，绝大部分满分，少数同学回答稍欠完整，极个别学生得12分（共20分）。育种原理没吃透：育种原理没吃透：有的同学对杂交育种和杂种优势利用两种育种方法还不清楚，很多同学混为一谈，回答玉米育种，用小麦、棉花等自花和常异花作物的杂交育种方法描述，把玉米说成常异花授粉植物，把棉花说成异花植物。植物育种基础知识植物育种基础知识绪绪 论论(1学时)第一章第一章 育种目标育种目标(1学时)第二章第二章 种质资源种质资源(2学时)第三章第三章 植物的繁殖方式与育种植物的繁殖方式与育种(2学时)第四章第四章 引种引种(2学时)第五章第五章 选择育种选择育种(2学时)第六章第六章 杂交育种杂

15、交育种(4学时)第七章第七章 杂种优势利用杂种优势利用(6学时)第八章第八章 营养系杂交育种营养系杂交育种(2学时)第九章第九章 远缘杂交育种远缘杂交育种(2学时)第十章第十章 倍性育种倍性育种(4学时)第十一章第十一章 诱变育种诱变育种(4学时)第十二章第十二章 生物技术在植物育种中的应用生物技术在植物育种中的应用(6学时)育种途径和方法育种途径和方法第十五章第十五章 品种审定与良种繁育品种审定与良种繁育(2学时)品种审定和良种繁育品种审定和良种繁育既是科学，又是艺术，还是机会！既是科学，又是艺术，还是机会！第十三章第十三章 抗逆性育种抗逆性育种(4学时)第十四章第十四章 品质育种品质育种(

16、2学时)主要目标育种主要目标育种绪论绪论(1学时学时)基本要求：了解植物育种学的基本任务和 主要研究内容。重 点：植物品种的概念。一、植物进化与遗传改良一、植物进化与遗传改良二、植物育种学的任务和内容二、植物育种学的任务和内容三、植物育种学的发展三、植物育种学的发展四、品种的概念和作用四、品种的概念和作用五、植物育种的成就与展望五、植物育种的成就与展望达尔文概括进化的基本因素：变异、遗传、选择进化进化：生物接受环境刺激而产生性状改变 以适应现有的生境的演变发展过程现有作物都属于栽培植物，是由野生植物演变来的。（一）进化的基本要素（一）进化的基本要素一、植物进化与遗传改良一、植物进化与遗传改良变

17、变异异自然变异人工创造的变异选择育种选择育种杂交育种杂交育种杂种优势利用杂种优势利用诱变育种诱变育种倍性育种倍性育种远缘杂交育种远缘杂交育种根据变异的来源不同形成了不同的育种方法根据变异的来源不同形成了不同的育种方法细胞和组织培养细胞和组织培养体细胞杂交体细胞杂交染色体操作染色体操作重组重组DNADNA及转基因技术及转基因技术质量性状遗传质量性状遗传数量性状遗传数量性状遗传细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传遗遗 传传表现型（形态）水平选择表现型（形态）水平选择生理生化、蛋白质水平选择生理生化、蛋白质水平选择细胞水平选择细胞水平选择基因水平选择（分子标记）基因水平选择（分子标记）选选 择择

18、 自然变异自然变异 自然选择自然选择 变异变异 选择选择 人工变异人工变异 人工选择人工选择 自然进化自然进化 自然变异自然选择自然变异自然选择 进化进化 人工进化人工进化 人工变异人工选择人工变异人工选择 （二）自然进化和人工进化（二）自然进化和人工进化二、植物育种学的任务和内容二、植物育种学的任务和内容（一）植物育种学的任务（一）植物育种学的任务植物育种学：是研究选育和繁育植物优良 品种的理论与方法的科学。植物育种学的任务：在研究和掌握植物性状遗传变异规律基础上，根据各地育种目标和原有品种的基础，发掘、研究和利用各种植物种质资源；（种质资源工作）采用适当的育种途径和方法，选育适于该地区生态

19、、生产条件，符合生产发展需要的优良品种；（育种工作）在繁殖、推广过程中，保持并提高种性，提供质优量足成本低的生产用种。（良种繁育工作）（二）（二）植物育种学的主要内容植物育种学的主要内容1.育种目标的制订及实现目标的相应策略；育种目标的制订及实现目标的相应策略；2.种质资源搜集、保存、研究、利用和创新；种质资源搜集、保存、研究、利用和创新；3.植物的繁殖方式及其与育种的关系；植物的繁殖方式及其与育种的关系；4.选择的理论与方法；选择的理论与方法；5.人工创造变异的途径、方法和技术；人工创造变异的途径、方法和技术；6.杂种优势利用的途径与方法；杂种优势利用的途径与方法；7.目标性状的遗传、鉴定及

20、选育方法；目标性状的遗传、鉴定及选育方法；8.育种各阶段的田间试验技术；育种各阶段的田间试验技术；9.新品种的审定推广和种子生产。新品种的审定推广和种子生产。制定切实可行的制定切实可行的育种目标征集、评价、利用征集、评价、利用种质资源研究、掌握研究、掌握性状遗传规律及变异多样性采用适当的采用适当的育种途径和方法审审 定定新品种良种繁育三、植物育种学的发展三、植物育种学的发展 1927 Hayes&Garber(美)作物育种 1935 Vavilov(苏)植物育种的科学基础 1942 Hayes&Immer(美)植物育种方法 1960 Allard(美)作物育种原理 1936 王绶（中）中国作物

21、育种学 1948 沈学年（中）作物育种学泛论 1976 蔡旭（中）植物遗传育种学 1981 西北农学院 作物育种学四、品种的概念和作用四、品种的概念和作用（一）（一）植物品种的概念植物品种的概念（二）品种在农业生产中的作用（二）品种在农业生产中的作用 人类在一定的生态和经济条件下，根据需要选育的某种栽人类在一定的生态和经济条件下，根据需要选育的某种栽培植物群体；该群体与同一栽培植物的其它群体在特征特培植物群体；该群体与同一栽培植物的其它群体在特征特性上有所区别性上有所区别特异性特异性（Distinctness）,在生物学、形态在生物学、形态学和经济性状上具有相对的学和经济性状上具有相对的一致性

22、一致性（Uniformity）和和相对相对稳定性稳定性（Stability）；在一定的地区和一定栽培条件下，；在一定的地区和一定栽培条件下，在产量、品质、抗性、生育期和适应性等方面在产量、品质、抗性、生育期和适应性等方面符合人类生符合人类生活和生产发展的需要活和生产发展的需要；并通过简单的繁殖手段保持其群体；并通过简单的繁殖手段保持其群体的恒定性。的恒定性。（一）植物品种的概念（一）植物品种的概念品种是人类劳动的产物，是由野生植物经过人工品种是人类劳动的产物，是由野生植物经过人工进化的结果进化的结果;品种是经济上的类别，不是植物分类学上的名称品种是经济上的类别，不是植物分类学上的名称;品种是重

23、要的农业生产资料品种是重要的农业生产资料;品种具有一定的地区适应性和时间性品种具有一定的地区适应性和时间性;品种特征特性方面具有相对的一致性。品种特征特性方面具有相对的一致性。品种品种 cultivated variety=CV（二）品种在农业生产中的作用（二）品种在农业生产中的作用1.提高单位面积产量提高单位面积产量;2.改进作物品质改进作物品质;3.增强作物抗性增强作物抗性;4.扩大作物种植区域扩大作物种植区域;5.有利于耕作制度改革，提高复种指数有利于耕作制度改革，提高复种指数;6.促进农业机械化发展，提高劳动效率促进农业机械化发展，提高劳动效率;7.提高农业生产的经济效益。提高农业生产

24、的经济效益。普通小麦普通小麦长穗偃麦草长穗偃麦草 小偃小偃55-6 小偃小偃6号（持久抗条锈病）号（持久抗条锈病）到80年代末，其播种面积1.5亿亩，使小麦产量增产60亿斤。如今，小偃6号经过进一步杂交培育，它的“直系”后代已经有53个品种，累计推广3亿多亩。增产小麦超过150亿斤。他还利用远缘杂交获得的“小偃蓝粒”为材料，在国际上首创了一套新的染色体工程育种系统，大大缩短了将外缘基因导入小麦的时间。堵纯信郑单958程相文浚单20等五、植物育种的成就与展望五、植物育种的成就与展望 一一.国内外植物育种的成就国内外植物育种的成就二二.植物育种工作的展望植物育种工作的展望一一.国内外作物育种的成就

25、国内外作物育种的成就1.种质资源工作种质资源工作;2.育种途径、方法和技术育种途径、方法和技术;3.新品种选育；新品种选育；4.良种繁育良种繁育1.种质资源工作种质资源工作20世纪世纪80年代：年代：美国美国：拥有植物资源：拥有植物资源43万份以上万份以上 （1979）前苏联前苏联：32万份万份 （1985）墨西哥国际玉米、小麦改良中心墨西哥国际玉米、小麦改良中心：小麦资源小麦资源 7万份万份 （1985）玉米资源玉米资源1.3万份万份 （1979）菲律宾国际水稻所菲律宾国际水稻所：8万份万份 我国从我国从20世纪世纪50年代进行种质资源工作，年代进行种质资源工作，我国现已掌握我国现已掌握60

26、多种作物，多种作物，35万份植物资源万份植物资源 占全世界占全世界610万份的万份的1/202.育种途径、方法和技术育种途径、方法和技术（1）杂种优势利用）杂种优势利用（2）远缘杂交）远缘杂交（3）理化诱变）理化诱变（4）组织培养）组织培养（5）细胞融合）细胞融合（6）基因工程）基因工程（1）杂种优势利用）杂种优势利用玉米杂种优势利用玉米杂种优势利用 水稻杂种优势利用水稻杂种优势利用油菜杂种优势利用油菜杂种优势利用（2）远缘杂交、理化诱变、组织培养在国内外已普遍应用）远缘杂交、理化诱变、组织培养在国内外已普遍应用 马铃薯、香蕉、甘薯等作物的脱毒苗，已达到工厂化生产马铃薯、香蕉、甘薯等作物的脱毒

27、苗，已达到工厂化生产水平，马铃薯脱毒复壮种薯，可提高产量水平，马铃薯脱毒复壮种薯，可提高产量30-50%；脱毒；脱毒香蕉一穗可达上百斤。香蕉一穗可达上百斤。空间育种为人类展示出美好前景空间育种为人类展示出美好前景 1987年，粮、菜、花种子放进第9颗返回式卫星 1996年100多种种子，随第17颗返回式卫星上天。截止1998年，利用返回式卫星已8次成功搭载了粮、棉、油、蔬菜、花卉、林木、瓜果等种子300多种。（3）原生质体培养、细胞融合）原生质体培养、细胞融合原生质体培养：已有原生质体培养：已有80多种植物培养出了再生植株多种植物培养出了再生植株细胞融合：西德和美国的科学家用马铃薯与番茄的细胞

28、融合：西德和美国的科学家用马铃薯与番茄的 原生质体融合培育出了番茄薯。原生质体融合培育出了番茄薯。（4）基因工程）基因工程 抗病、抗虫、抗除草剂等农作物育种抗病、抗虫、抗除草剂等农作物育种提高作物产量，改进作物品质提高作物产量，改进作物品质3.新品种选育新品种选育 在产量育种上:绿色革命是世界作物育种史上的一项伟大成就。矮秆水稻、小麦新品种的育成 在抗病育种上小麦抗锈病；玉米抗大、小斑病；水稻抗白叶枯病；棉花抗枯、黄萎病等育种都取得了显著成效 在品质育种方面：玉米、小麦、大麦高蛋白、高赖氨酸品种选育；油菜高含油量、低芥酸、低硫苷选育；提高棉花纤维长度、强度选育等获得较大进展。4.良种繁育良种繁育1958年提出“四自一辅”（自选、自繁、自留、自用、辅之以必要的调剂）；20世纪80年代提出“四化一供”（品种布局区域化、种子生产专业化、种子加工机械化、种子质量标准化、以县为单位统一组织供种）