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优良品种的培育及繁殖推广

(2006-09-19 19:04:37)
主讲:赵玉正
教学目的与要求
1.使学生了解良种对农业增产的重要作用;
2.使学生懂得引种和育种的原理及其方法;
3.使学生了解良种繁育的具体步骤;
教学内容
第一节  良种的作用及其合理利用
第二节  作物遗传的基本规律
第三节  育种目标与品种资源
第四节  引种
第五节  系统育种
第六节  杂交育种
第七节  杂种优势的利用
第八节  其它制种技术
第九节  品种的区域化鉴定及良种繁育
第一节  良种的作用及其合理利用
一、良种的作用
(一)品种(良种)的概念与特点
品种即优良品种,简称良种;
1.概念:品种是在一定的生态条件下,由人类根据自己的需要所创造的某种作物或家养动物群体。
2.品种的特点
1.有一定的经济价值,是经济上的类别,而不是生物分类上的类别;一个物种可包含多个品种,一旦该品种在经济上的价值降低了(产量和质量方面),农业上就不再种植了,也就不能称其为品种了;
2.遗传性比较一致;
3.具有地区性(适用范围)和时间性(阶段性);
4.是人类精心培育出来的农业生产资料。
(二)良种在农业生产上的作用
1.可大幅度提高单产:在农业各项增产措施中,品种的作用要占到50%以上,其中,杂种优势的利用和矮化育种具有突出的贡献;
2.通过多抗性育种,减轻和避免自然灾害的影响,保证稳产高产;
3.改善农产品的品质:如棉纤维的增长,作物蛋白质、含油量的增加;水果含糖量的增加等等;

4.扩大农作物的栽培区域:如水稻和玉米分布区域的向北扩展;
5.促进农业机械化发展,提高劳动效率:通过育种,使作物的成熟期一致,穗的高低位置一致,株型紧凑、株高一致、秆硬不倒伏,以便于机械化收割。
但品种也不是万能的,必须根据品种特性,因地制宜地加以种植。
二、品种的合理利用
1.正确选用良种:要考虑品种的适用区域,良种的遗传性必须稳定(杂种优势的良种不能自己留种);
2.合理利用良种:一个地区不能频繁更换良种,要合理的搭配良种,以一个品种为主,1-2个品种为辅;
3.要总结出适宜的栽培方法:先通过小面积试验来摸索最适的播种期、播种量和水肥管理方法。

第二节  作物遗传的基本规律
一、分离规律(一对相对性状的遗传规律)
奥地利遗传选家孟德尔用豌豆做了8年试验得出的规律;
在F2代显性:隐性接近3:1;
二、自由组合律(两对相对性状位于不同的染色体上)
也是孟德尔提出的,在F2代4种表现型的比例接近9:3:3:1;

三、连锁互换规律(两对相对性状的基因位于同一染色体上)
四、数量性状的遗传性规律
数量性状:其特征是界限不甚清楚,其变异是呈连续状态的,如麦穗籽粒的多少、棉纤维的长度、乳牛的产奶量等;
每一个数量性状都是多基因共同作用的结果,其变异特点呈连续的正态分布,表现型真正像亲本的最少,而中间型的最多;

第三节    育种目标与品种资源
一、育种目标:
即对拟选新品种的具体要求,育种目标正确与否,是育种工作成败的关键;
农业生产对良种的具体要求:
1.高产;
2.稳产(多抗性);
3.早熟:不宜片面追求,早熟与丰产有一定的矛盾;
4.优质;
5.适应性高:适应当地环境;适应机械化要求。
制定育种目标的一般原则
1.要抓住生产中的主要矛盾;
2.要着眼当前,顾及发展:培育一个新品种需7-8年方能推出,要有一定的前瞻性;
3.要将育种目标落到具体的性状上:如高产目标是落实到穗大粒饱上?还是落实到合理密植上?要确定好;
4.要考虑品种的合理搭配。
二、品种资源
(一)概念:也叫种质资源或遗传资源,是指育种中用来选育新品种的原始材料,即育种中所用的亲本;
(二)类别
1.本地品种资源:包括古老的地方品种和当前推广的改良品种;
2.外地品种资源:其他国家或地区的品种;

3.野生品种资源:指育种中利用的各种作物的近缘种和有价值的野生植物;
它们往往具有一般作物所不具有的重要性状,如品质独特,抗性和适应性强等,经栽培驯化可发展成为新品种,或杂交成新品种;
4.人工创造的种质资源:人工创造的各种突变体和中间材料,不能直接用于生产,但却是育种的珍贵原材料。

第四节  引种
一、引种的意义
1.引种的概念:将外地、外国的新品种或新的作物类型引入本地,通过鉴定,将表现好的直接推广种植,或作为新的育种材料,即为引种。
2.引种的作用:①投资少,见效快,有利于快速发展农业生产;②充实种质资源;③利用作物的异地种植,提高产量,或缩短育种年限。
二、引种的一般规律及注意问题
1.气候相似的两地之间引种容易成功:纬度相似的两地间引种成功的可能性较大,而经度相似的两地间引种成功的可能性较小;
2.要考虑作物的阶段发育问题:①春化阶段;②光照阶段;
3.坚持引入、试验、繁殖三步走:坚持少量引种,小面积试种,自行繁殖的原则;
4.注意检疫和种子检验
①检疫:通过海关检疫,防止引入当地没有的病虫害和毒草,阻挡外来生物的入侵(我国在这方面的教训非常深刻);
②检验:即验证种子在纯度、精度、出芽率和含水率等方面是否合格。
三、植物驯化
即将不太适应本地环境的品种在当地种植几年,使其逐渐适应当地的环境,即为~。

第五节  系统育种
一、定义:根据育种目标,对现有品种群体内出现的自然变异进行选择,然后对当选单株的后裔进行鉴定,汰劣留优而育成新品种的方法,也叫"一穗传"。
该育种方法简单易行,见效快,在国内外被广泛采用。
优、缺点评价
优点:
1.它直接利用了自然变异,省去了人工创造变异的环节;
2.易于选择到稳定的(在遗传上)株系;
3.在"优中选优",易于选到优良的新品种。
缺点:
此法只能改良现有品种的某些缺点,而不能进行有目的的创新;它像"守株待兔"一样在等待自然界发生变异,然后再去选择,对变异的速度、方向和种类无法控制和预测。
二、系统育种的基本原理
利用原优良品种群体内的自然变异,加以选育。自然变异产生的原因:
1.天然杂交:雌雄异花天然杂交率为95%以上,雌雄异株为100%,雌雄同花为1-5%;
2.品种性状未完全稳定即推广种植;
3.发生了遗传突变:包括染色体畸变和基因突变。
三、系统育种的方法与程序
(二)混合选择法
(三)两种方法的比较
1.工作简繁程度上的不同:单选法工作量大,混选法简单易行;
2.选种的效果不同:单选法容易选到遗传性一致的优良系统,选择的效果好;混选无法淘汰误选单株,选择效果不及前者;
3.所获材料的性质不同:单选法可选到来自一个单株的纯合系统,而混选法选到的是一个许多植株后代的混合群体。
三、系统育种的技术要点
1.要有明确而具体的选育目标;
2.被选择的群体数量要足够大(因可遗传的自然变异频率很小);
3.要准确鉴定,多看精选,避免环境因素的干扰。

第六节  杂交育种
一、定义
将遗传性不同的品种进行有性杂交,获得杂种,继而对杂种后代进行选育,以产生新品种的方法,叫~。
该法是人为的创造变异、加速变异,继而对变异后代进行选择的育种方法;
杂交育种分为品种间杂交和远缘杂交,我们重点介绍品种间杂交(种内杂交)。
二、杂交育种的基本原理
1.通过基因重组,综合双亲的优良性状;
2.通过基因互作,产生双亲所不具备的新性状;
3.通过基因累加,产生超亲性状。
三、杂交亲本的选配原则
1.双亲优点多,缺点少,主要优、缺点互补;
2.要选用当地品种作为亲本之一;
3.选用生态类型差异较大、亲缘关系较远的亲本杂交;
4.亲本的配合力要高。
(注:配合力:即杂种一代的产量表现,表现高的,即配合力就高。)
四、杂交组合的方式
(一)单交:即两个亲本之间的杂交,用A×B  或  A/B  表示;
(二)复交:即三个以上亲本的杂交;
1.三交:(A×B)×C
2.双交: (A×B)×(C×D)
3.四交:〖(A×B)×C〗×D
在遗传基因上,上述三种复交有何不同?
(三)回交和测交
1.回交:(A×B)×A或B
其目的在于加强轮回亲本的优良性状;
2.测交: (A×B)×B(纯隐性亲本)
其目的在于检测F1代的基因型。
(四)多父本授精
♀(A)×♂(B、C、D、E......)
(五)自由授粉
将母本种植在若干父本品种之间,去雄后任其天然授粉,称为~。
五、应注意的问题
1.调节开花期:采用分期播种的方法;
2.控制授粉:
①防止自花授粉:需人工去雄;
②防止天然杂交:在花、穗上套袋。
六、杂交后代的处理
(一)系谱法(单株选择法)
最快也得7-8年;
(二)混合法(适用于自花授粉作物)
从F5-F8(纯合百分率达80%以上)才开始进行单株选择,约需10年左右的时间。
(参展示台上的示图)
七 、杂交育种的步骤
1.收集育种的原始材料;
2.创造新的变异类型;
3.按照育种目标选择变异个体的后裔;
4.通过品比试验,选出新品种。
八、加速育种的途径
1.异地加代:如在海南租地,一年可种植3~4代;
2.利用温室或人工气候室加代。

第七节  杂种优势的利用
一、杂种优势的概念及表示方法
(一)概念:即杂种一代在许多性状上优于其亲本的现象;
如杂种一代往往在生长能力、代谢强度、繁殖力、抗逆性、产量和品质等方面优于其亲本。
(二)表示方法
1.平均优势:
(F1-双亲平均值/双亲平均值)×100%;
2.超亲优势:
(F1-较好亲本/较好亲本)×100%
3.对照优势:
(F1-对照亲本/对照亲本×)100%
二、利用杂种优势时应遵守的原则
1.杂交组合的优势强大:即F1的优势明显;
2.双亲纯合性高:只有双亲的基因型纯度高,后代的性状才能整齐一致,一般采用自交系来提高亲本的纯合性;
3.制种技术必须简单:即去雄简单;
4.其亲本的选择原则与杂交育种中亲本的选择相同,追加的一条是:亲本自身产量高,双亲花期相近。
三、杂交制种技术及要点
(一)制种技术
1.品种间杂交:去雄方便的作物可采用,但F1代的表现不太整齐;
2.自交系间的杂交:
自交系:指异化授粉植物的一个单株的雌雄花连续授粉多代(4-6代),通过选择而形成的性状一致、遗传性稳定的后代群体,它与品种的不同点是个体均为纯合子,而品种群体中则有少量的杂合子;
其杂交方法,同杂交育种。
杂交优势的利用与杂交育种的
区别是什么?
杂交优势利用的关键是选择最佳亲本组合,然后年年制种,良种为F1;
杂交育种的关键除了亲本选择外,还要对杂种后代进行多代的选择,一旦育成新品种,则可年年使用。
(二)杂交制种的技术要点
1.设置隔离区
①空间隔离:即在制种区一定范围内不种非父本品种;
②时间隔离:即在开花时间上与其他品种隔离开;
③自然屏障隔离:即利用山沟、树林、果园、房屋等自然障碍物隔离。
2.规格播种
①确定父母本播种期,保证花期相遇;
②规定父母本行比,在保证有足够父本花粉的前提下,应尽量增加母本行数;
③提高播种质量,力争一次播种全苗,并严格把父本行和母本行分开,不得错行和串行。

3.精心管理,去劣去杂;
4.母本去雄:去雄要及时、干净;
5.人工辅助授粉:玉米、高粱、水稻等风媒作物,可进行人工辅助授粉,以提高结实率和产种量。
6.分收分藏:成熟后要及时收获,父母本要分收分藏;一般先收母本再收父本;
注意:折断落地的株、穗,在不能确切分清父母本时,不得作种子使用,按杂株杂穗处理。
四、利用雄性不育系制种
(一)雄性不育系的特点及利用意义
植物雄性不育是自然界的一种现象,其特点是:雄蕊发育不正常,花药皱缩,花粉败育,不能提供正常的花粉,而其雌蕊完好,接受外来同种花粉时能正常结实。
意义:如果能发现雄性不育类型并加以利用,即可免去杂种优势利用中繁杂的去雄手续,使杂种优势的利用范围不局限于玉米等异花授粉作物,还可扩展到自花授粉作物,如小麦(这方面的研究正在进行)。
(二)"三系"的概念
1.雄性不育系:具有雄性不育特性的品种或自交系,简称不育系。在制种时用它作母本不用去雄,当其接受其他品种正常花粉后,照样可结实。
2.雄性不育保持系:用来给不育系授粉,保持其不育性的品种或自交系,简称保持系;保持系的雌、雄蕊均正常,其花粉传给不育系后,也能使不育系结实,但其后代仍为不育系;
每一个不育系都必须有其相应的保持系,才能使不育特性遗传并繁殖出大量的不育系种子。
3.雄性不育恢复系
用一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后,不但结实正常,且F1的不育性消失了,恢复了正常的散粉生育能力,简称恢复系。其特点:
①其自身花粉正常,给不育系传粉后, F1的可育性恢复,其结实率不低于正常的品种;
②恢复系与不育系的配合力强,在经济形状方面具有强大的优势;亦即必须经过试配,才能确定哪些品种可作为恢复系。
关于"三系"配套的遗传机理,这里不做专门介绍。
(三)"三系"之间的关系——
"两区三系"制种
两区:即在一个隔离区内反之不育系和保持系,在另一个隔离区内相间种植不育系和恢复系,生产杂交种子。
"三系"之间的关系如下图所示:

第八节  其它制种技术
一、辐射育种:始于1927年,上个世纪70年代盛行;我国于1958年开始这项工作,目前已育成了数百个新品种。
二、单倍体育种:即花粉进行培养,通过染色体加倍,育成纯合子的后代。
三、多倍体育种:特点是①产量和品质高;②具有不孕性,如无籽西瓜。

第九节  品种的区域化鉴定及
良种繁育
一、品种的区域化鉴定
区域化鉴定包括品种区域试验和品种审定两个环节;
区域试验有国家授权的单位主持,在不同的自然区和不同的栽培水平上进行,目的是全面鉴定新品种的优良性能和适应范围;
我国目前的品种区域试验分为全国和省(市、自治区)两级进行,分别由农业部及省级种子公司和同级农科院主持。

经过区域化鉴定确认合格的品种,可按程序报请品种审定委员会审定,经审定合格的品种方可正式推广。
新品种产生的"流程":
育种(5-7年)——品种比较试验(2年以上)——品种区域化鉴定(2-3年)——品种审定——命名——新品种产生
二、良种繁育
(一)我国良种繁育的体系
由种子公司专门承担,实行"四化一体"的方式:
①种子生产专业化;
②种子加工机械化;
③种子质量标准化;
④品种布局区域化;
以县为单位组织统一供种,由种子公司把种子的产、供、销统一管理起来,实行育、繁、推一体化,保证种子质量及供应。
(二)良种繁育的任务
1.良种繁育:是按一定程序加速繁殖并保持新品种的种性和纯度,使其在种子数量和质量上满足生产的需要,即为~;
2.任务:
①迅速繁殖新品种,包括配制杂交种;
②通过提纯复壮,保证良种的种性和纯度。
(三)品种的防杂保纯
1.混杂:一个品种群体中,掺杂有不同于本品种的各种异型株,造成品种纯度的下降;
2.退化:指品种原有的优良性状部分或全部消失,生活力下降的现象。
3.品种混杂退化的原因
①机械混杂;
②生物混杂(即天然杂交);
③良种本身发生了变异;
④选种、留种方法不当。
克服品种混杂退化的措施:
①防止人为的机械混杂;
②良种的提纯复壮。
(四)良种的提纯复壮
采用单株选择法,从已发生混杂退化的良种中选择典型、优良的植株,繁育出纯度高、质量好的种子,从而保持和提高优良品种的增产性能;
提纯复壮是延长良种使用年限,充分发挥其增产潜力的有效措施。
五、原种生产
原种:是指有育种单位提供的原始种子,或经过提纯复壮后达到原种质量标准的种子;其标准是性状典型一致,纯度高(不低于99.8%),种子质量好,不带检疫病虫害等;
常用的原种生产方法是单株选择、分系比较,混系繁殖法,其生产的程序为:
1.两年二圃制;
2.三年三圃制(参考有关图谱);
 复习题
一、名词解释:
1.品种;2.引种; 3.系统育种;
 4.杂交育种; 5.杂种优势; 6.自交系;7.原种;
二、简述优良品种在农业生产上的作用。
三、何为品种资源?其类别有哪些?

四、杂交育种的基本原理是什么?其亲本选配原则有哪些?
五、杂交育种的组合方式主要有哪些?
六、何为杂种优势?利用杂种优势的基本原则是什么?
七、何为雄性不育系、保持系和恢复系?"三系"是如何配套制种的(可图示)?
八、良种混杂退化的原因是什么?何为提纯复壮?

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