2020年【生物技术】第九讲(2)植物种质资源参照模板
作物种质资源word资料15页
作物种质资源是作物育种及其它相关学科的生命物质基础。
作物种质资源的核心是其所携带的基因，种质资源中优异基因的发掘可使农业生产取得突破性进展，举世闻名的第一次“绿色革命”就源于小麦与水稻种质资源中几个矮秆基因的开发与利用。
世界各国历来对小麦基因发掘十分重视，迄今为止，共鉴定出各类新基因915个，其中质量性状基因770个，数量性状基因（QTL）145个。
我国小麦种质资源丰富，但新基因发掘方面的研究却远远落后于发达国家，2019年前我国发掘的小麦新基因尚不足5个。
进入二十一世纪以来，随着我国人口的增加、人们生活水平的提高，未来要求我们在更少的土地上，使用尽可能少的化肥、农药及有限的水资源，生产出更多、更好的粮食。
实现以“少投入、多产出、促进健康、保护环境”为主要目标的新的“绿色革命”。
鉴定并克隆我国丰富的种质资源中重要的农艺性状基因，明确其功能及利用价值，是实现这一目标的基础与关键，同时也是保护我国农业基因资源及促进农业生物技术产业化的迫切需要。
当前植物基因组学的飞速发展，植物基因组学与种质资源的结合正在形成一个“基于基因组学的种质资源研究”的新领域。
本研究旨在利用植物基因组学的有力工具，发掘我国丰富种质资源中蕴藏着的宝贵基因，促使新的“绿色革命”尽快在我国实现。
拟解决的科学问题是如何快速、高效地进行作物种质资源新基因发掘，从而解决我国小麦育种中目标基因贫乏的严重问题。
一、计划任务完成情况1 研究计划1.1发现营养高效及高产相关基因3-5个，其中包括磷高效、氮高效、高光效与强秆相关基因等。
1.2 发现新的抗病基因3-5个。
1.3发现新的抗逆基因2-3个。
1.4发现新的优质蛋白或优质淀粉基因。
对上述基因进行定位、作图与标记，提供育种单位利用。
1.5发表学报级论文6-8篇，其中SCI收录3-5篇。
2 完成情况筛选出各类优异种质资源83份，其中磷高效种质资源38份，氮高效7份，抗旱种质资源12份，抗病种质资源22份，抗光氧化材料4份。
《种质资源》PPT课件
资源的数量和质量，以及对它们研究的广度和深度。
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杂种优势利用育种中雄性不育的资源；
•抗性育种中的病虫害抗性资源等。
•高赖氨酸玉米Opeque-2，赖氨酸含量比普通玉米高70%。
•水稻的矮化育种与 “ 低脚乌尖 ” 、 “ 矮脚南特 ”等；
•矮源小麦的矮化育种与“ 农林 10 号 ”；
•水稻的野败细胞质；
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二、种质资源的重要作用
３、为避免品种遗传基础贫乏，必须利用更多的基因资源
少数优良品种的推广，以及育种单位和育种家在育种中 选用遗传基础相同的一些基因资源，从而导致栽培品种的遗 传基础同一化 。造成以下不良后果： （ 1 ）抗逆性脆弱。 （ 2 ）有利重组的数量受到遗传基础狭窄的限制将使育种工 作进展缓慢，甚至停滞不前。
主要起源作物：薏苡、香蕉等。
C. 中亚细亚中心： 包括印度西北部、克什米尔 、阿富汗、
塔吉克和乌兹别克及天山西部。
主要起源作物：普通小麦、密穗小麦、印度原 粒小麦、
草棉等。
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2、作物起源中心的发展
D. 西部亚洲中心： 包括小亚细亚、外高加索、伊朗和土库曼 高地。起源作物：一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄 、石榴、胡 桃、无花果、苜蓿等。
种质资源：是指可为育种利用和遗传研究的各种作物品种 和类型材料。
种质资源的类型：地方品种、改良品种、新育成品种，中间 材料，野生种，近缘植物。
种质资源又称为品种资源、遗传资源、基因资源。 一切具有一定种质或基因、可供育种及 相关研究利用的各种生物 类型称为种质资源 。
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章目录 下一节
包括可用于育种、栽培或其它生物学研究的各种植物类型及品种。 * 形式有：植株、种子、器官、组织、 花粉、细胞、DNA 片段。
种质资源相关知识点总结
种质资源相关知识点总结一、种质资源的概念种质资源是生物多样性的重要组成部分，被称之为生物资源的核心。
种质资源既包括野生的天然生物资源，也包括人工繁育培育的农作物、果树、蔬菜及树种等。
种质资源的定义有多种，广义上种质资源泛指与生物体有关的一切遗传物质，狭义上指能用于植物育种和植物遗传改良的全部生物遗传物质。
二、种质资源的分类与特点1. 分类（1）按来源不同，种质资源可分为野生种质资源、栽培种质资源、品种种质资源、地理种质资源等。
（2）按形态和功能不同，种质资源可分为种子、嫩枝、幼苗、花药、花粉、受精卵、幼胚、胚乳、根、茎、叶、果实等。
2. 特点（1）遗传多样性：种质资源涵盖了各种生物的遗传成分，具有丰富的遗传多样性。
（2）适应性广泛：不同的种质资源适应不同的环境和生态条件，具有广泛的适应性和生态可塑性。
（3）耐性抗病：一些野生种质资源中富含耐病性、耐逆性等重要的抗性基因。
三、种质资源的保护与管理种质资源的保护与管理是保护生物多样性、维护生态平衡、促进可持续发展的重要基础。
要保护和管理好种质资源，需要采取一系列保护和管理措施，包括但不限于以下方面。
1. 建立健全的种质资源库：建立全国性或地区性的种质资源库，对各种生物的种质资源进行收集、整理、保存和鉴定。
2. 加强野生种质资源保护：保护自然生态系统和野生生物，禁止乱砍滥伐，保护珍贵的野生动植物。
3. 建立生物资源管理制度：建立健全的生物资源管理制度，确保生物资源的合理利用和保护。
4. 推动生物资源现状调查：加强对各类生物资源现状的调查工作，为生物资源的保护和管理提供科学依据。
四、种质资源的利用种质资源的利用是充分发挥生物资源的潜在优势，促进农业生产、改良品种、改良品质的必然要求。
种质资源的利用涉及到植物遗传资源、动物遗传资源、微生物遗传资源以及病虫害、杂草等有害生物资源等。
生物资源的利用包括如下几个方面：1. 新品种选育：利用种质资源的遗传多样性，选育具有抗逆性、高产性和抗病性的新品种。
作物种质资源
作物种质资源是作物育种及其它相关学科的生命物质基础。
作物种质资源的核心是其所携带的基因，种质资源中优异基因的发掘可使农业生产取得突破性进展，举世闻名的第一次“绿色革命”就源于小麦与水稻种质资源中几个矮秆基因的开发与利用。
世界各国历来对小麦基因发掘十分重视，迄今为止，共鉴定出各类新基因915个，其中质量性状基因770个，数量性状基因（QTL）145个。
我国小麦种质资源丰富，但新基因发掘方面的研究却远远落后于发达国家，1998年前我国发掘的小麦新基因尚不足5个。
进入二十一世纪以来，随着我国人口的增加、人们生活水平的提高，未来要求我们在更少的土地上，使用尽可能少的化肥、农药及有限的水资源，生产出更多、更好的粮食。
实现以“少投入、多产出、促进健康、保护环境”为主要目标的新的“绿色革命”。
鉴定并克隆我国丰富的种质资源中重要的农艺性状基因，明确其功能及利用价值，是实现这一目标的基础与关键，同时也是保护我国农业基因资源及促进农业生物技术产业化的迫切需要。
当前植物基因组学的飞速发展，植物基因组学与种质资源的结合正在形成一个“基于基因组学的种质资源研究”的新领域。
本研究旨在利用植物基因组学的有力工具，发掘我国丰富种质资源中蕴藏着的宝贵基因，促使新的“绿色革命”尽快在我国实现。
拟解决的科学问题是如何快速、高效地进行作物种质资源新基因发掘，从而解决我国小麦育种中目标基因贫乏的严重问题。
一、计划任务完成情况1 研究计划1.1发现营养高效及高产相关基因3-5个，其中包括磷高效、氮高效、高光效与强秆相关基因等。
1.2 发现新的抗病基因3-5个。
1.3发现新的抗逆基因2-3个。
1.4发现新的优质蛋白或优质淀粉基因。
对上述基因进行定位、作图与标记，提供育种单位利用。
1.5发表学报级论文6-8篇，其中SCI收录3-5篇。
2 完成情况筛选出各类优异种质资源83份，其中磷高效种质资源38份，氮高效7份，抗旱种质资源12份，抗病种质资源22份，抗光氧化材料4份。
植物种质资源
平台资源号资源编号种质名称种质外文名科名1111001000005609ZDD00322猫眼MAO YAN Leguminosae(豆科) 1111001000005608ZDD00210黑脐大豆HEI QI DA DOU Leguminosae(豆科) 1111001000005612ZDD00721 白秣豆BAI MO DOU Leguminosae(豆科) 1111001000005619ZDD07199茶色豆B CHA SE DOU B Leguminosae(豆科) 1111001000005615ZDD07155 青皮四季黄QING PI SI JI HUANG Leguminosae(豆科) 01-00001一早籼YI ZAO XIAN Gramineae(禾本科)01-00002三百粒SAN BAI LI Gramineae(禾本科)01-00003宽叶二谷粱KUAN YE ER GU LIANG Gramineae(禾本科)01-00004蛛蛛芒ZHU ZHU MANG Gramineae(禾本科)01-00005北京江米稻BEI JING JIANG MI DAO Gramineae(禾本科)01-00006大白芒DA BAI MANG Gramineae(禾本科)01-00007大粒紫金箍DA LI ZI JIN GU Gramineae(禾本科)01-00008晚熟紫金箍WAN SHU ZI JIN GU Gramineae(禾本科)01-00009平谷旱精子PING GUO HAN JING ZI Gramineae(禾本科)属名种名Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种)原产地省国家来源地资源归类编码资源类型主要特性五常黑龙江中国黑龙江五常11111117101地方品种抗逆孙吴黑龙江中国黑龙江孙吴11111117101地方品种抗逆科左中旗吉林中国吉林科左中旗11111117101地方品种抗逆绥化黑龙江中国黑龙江绥化11111117101地方品种其它黑龙江黑龙江中国黑龙江11111117101地方品种其它房山县北京中国北京11111111101地方品种抗病房山县北京中国北京11111111101地方品种抗病房山县北京中国北京11111111101地方品种抗病海淀区北京中国北京11111111101地方品种抗病北京北京中国北京11111111101地方品种其它北京北京中国北京11111111101地方品种优质北京北京中国北京11111111101地方品种抗病北京北京中国北京11111111101地方品种抗虫平谷县北京中国北京11111111101地方品种优质主要用途气候带生长习性生育周期特征特性食用寒温带东北春大豆，直立1年生粒色虎斑，抗旱食用寒温带东北春大豆，半直立1年生黄色椭圆粒，紫花，抗盐，抗旱食用寒温带东北春大豆，直立1年生白黄粒，白花， 抗盐，耐冷食用寒温带东北春大豆，直立1年生褐色粒，紫花，粗蛋白44%，粗脂肪19%食用寒温带东北春大豆，直立1年生淡绿粒，株高77cm，粗蛋白44.7%食用温带光反应迟钝1年生高抗稻瘟病，矮秆，无芒食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病，高产，无芒食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病，矮秆，无芒食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病，中秆，长芒食用温带光反应迟钝1年生高秆、糯稻，中芒食用温带光反应迟钝1年生粗蛋白含量15.38％，高产食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病，高产，短芒食用温带光反应迟钝1年生高抗褐稻虱，高产，长芒食用温带光反应迟钝1年生陆稻，粗蛋白含量13.74％具体用途观测地点系谱选育单位选育年份海拔经度纬度土壤类型育种材料，做粮食或豆制品哈尔滨195127094455黑壤育种材料，做粮食或豆制品哈尔滨229127204926黑壤育种材料，做粮食或豆制品公主岭121284503黑壤育种材料，做粮食或豆制品哈尔滨176126594638黑壤育种材料，做粮食或豆制品哈尔滨125126334543黑壤米饭杭州49115553940水耕人为土米饭杭州49115553940水耕人为土米饭杭州49115553940水耕人为土米饭杭州46116233955水耕人为土糕点杭州44116233955水耕人为土米饭杭州44116233955水耕人为土米饭杭州44116233955水耕人为土米饭杭州44116233955水耕人为土米饭杭州29117074008旱耕人为土生态系统类型年均温度年均降雨量图像记录地址东北农田 5.1436.8ZDD00322.jpg / 东北农田0.3521.3ZDD00210.jpg / 东北农田 4.8410.5ZDD00721 .jpg / 东北农田 2.4592.8ZDD07199.jpg / 东北农田 4.1582.9ZDD07155 .jpg /华北农田11.6678.001-00001.jpg / 华北农田11.6678.001-00002.jpg / 华北农田11.6678.001-00003.jpg / 华北农田11.5584.001-00004.jpg / 华北农田11.7630.001-00005.jpg / 华北农田11.7630.001-00006.jpg / 华北农田11.7630.001-00007.jpg / 华北农田11.7630.001-00008.jpg / 华北农田17.3644.001-00009.jpg /保存单位单位编号库编号圃编号引种号采集号保存资源类型中国农业科学院作物科学研究所黑第267I2A01496 种子中国农业科学院作物科学研究所黑第180I2A01404种子中国农业科学院作物科学研究所公第2010I2A11261种子中国农业科学院作物科学研究所黑第1284I2A14439 种子中国农业科学院作物科学研究所黑第1427I2A14398种子中国水稻研究所京1I1A14161种子中国水稻研究所京2I1A41329种子中国水稻研究所京3I1A26010种子中国水稻研究所京4I1A14162种子中国水稻研究所京5I1A14163种子中国水稻研究所京6I1A41330种子中国水稻研究所京7I1A14164种子中国水稻研究所京8I1A26011种子中国水稻研究所01-00009I1A26012种子保存方式实物状态共享方式获取途径种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件联系方式源数据主键卢新雄，中国农科院作物科学研究所，100081，62186692，xxlu@ ZDD00322卢新雄，中国农科院作物科学研究所，100081，62186692，xxlu@ ZDD00210卢新雄，中国农科院作物科学研究所，100081，62186692，xxlu@ ZDD00721 卢新雄，中国农科院作物科学研究所，100081，62186692，xxlu@ ZDD07199卢新雄，中国农科院作物科学研究所，100081，62186692，xxlu@ ZDD07155 魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00001魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00002魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00003魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00004魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00005魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00006魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00007魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00008魏兴华，中国水稻研究所,310006,电话，0571－63370366，Email:xwei@01-00009。
第九讲(2)植物种质资源
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1.3.1.1 作物起源中心的主要内容
提出主要世界作物八大起源中心（ 提出主要世界作物八大起源中心（center of origin of crops） ，及其地理分布和植 ） 物种类和特点。 物种类和特点。 作物起源中心有两个主要特征 即基因的多样性和显性基因的频率较高， 基因的多样性和显性基因的频率较高， 又名为基因中心或变异多样化中心
指那些在局部地区内栽培的品种， 指那些在局部地区内栽培的品种，或古 老的农家品种 是长期自然选择和人工选择的结果。 是长期自然选择和人工选择的结果。特 定的适应性和抗逆性强 适合当地特殊的饮食或观赏消费习惯和 栽培习惯 大多没有经过现代育种技术的改良。 大多没有经过现代育种技术的改良。
18Leabharlann 有些材料虽有明显缺点， 有些材料虽有明显缺点，但往往具有某 些罕见的特性， 些罕见的特性，以及具备一些在目前看 来虽然并不重要的特殊经济价值 往往因优良新品种的推广而被淘汰（ 往往因优良新品种的推广而被淘汰（特 别是过时的或极为零星分散的品种） 别是过时的或极为零星分散的品种） 是最重要的， 是最重要的，具极大遗传价值和育种潜 力的种质资源。 力的种质资源
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在一定的生态环境中，在相近植物的遗 在一定的生态环境中， 传变异性中出现平行现象。 传变异性中出现平行现象。即同源平行 变异律（ 变异律（law of parallel variation）。 ）。 同源平行变异律在作物选育和引种中有 重要的指导意义。 重要的指导意义。
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1.3.1.1 作物起源中心的主要内容
7
生态系统多样性
8
生态系统多样性
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1.1.2 种质资源的现状与存在问题
1.1.2.1发展理念的误区造成种质资源的 发展理念的误区造成种质资源的 遗传侵蚀
《种质资源》PPT课件
3.记录：包括 〔1〕采集者的编号 用采集者的##或##的第一各 字母构成 〔2〕主持收集单位或个人名称 〔3〕采集日期 〔4〕采集地点 〔5〕品种或类型名称 〔6〕产地的自然、耕作、栽培条件 经度、纬度、海 拔、种植季节、灌溉等分别用1、2、3、4、5、6、7、 8表示
〔7〕样本来源 分别用1、2、3、4、5、6、7、8表示 来源于荒野、农田、农庄储存、农村庭院、乡镇集市 、商场、研究单位及其他 〔8〕样本情况 分别用1、2、3、4、5、6表示野生种 、野草、育种者品系、原始栽培种或地方种、育成品 种或其他 〔9〕样本的主要形态特征 生物学和经济学性状 ,最 好附有照片 〔10〕群众反映等
某些情况下传播到它的中心.三个中心和非中心为：
中心
非中心
A1 近东
A2 非洲
B1 中国
B2 东南亚
C1 中美
C2 南美
地球上物种分布不均匀,到起源中心或多样性中心进行考察和收集,
可以 得到丰富的种质资源.
3、作物起源中心学说的重要意义 遗传资源的搜集：中心地区遗传类 型丰富往往可获得某些特异目标基因
因此,广泛收集、保存和深入研究品资源是现代育 种工作的重要特点之一.
二、种质资源的重要作用
2、凡突破性新品种的育##来自于特异优良遗传资源的发现和利用.
育种历史证明,作物育种的每一次突破性进展都与特 殊种质的发现与利用分不开
水稻：矮脚南特 first green revolution 袁隆平 野败雄性不育系 Second green revolution
能起源于几个不同的地区.他提出了作物起源的中心和非中心体系
〔 center and no-center system> ：
农业分别独立地开始于三个地区 , 即近东、中国和中美洲,存在着
植物的生物技术和种质资源利用
创造新品种
植物种质资源的多样性为 创造新品种提供了丰富的 遗传基础
91%
种质资源的广泛应用
利用植物种质资源改良现 有品种，提高产量和抗逆 性
植物遗传资源的 重要性
植物种质资源的遗传 资源在改良中扮演着 重要角色，有助于培 育新品种。利用种质 资源中的有益基因进 行遗传改良能够提高 作物的品质和产量。
技术手段
植物生物技术是 农业可持续发展 的重要技术手段
贡献
积极推动植物生 物技术的发展， 为农业可持续发
展做出贡献
91%
资源浪费
通过技术创新提 高农作物产量、
减少资源浪费
植物生物技术与 生态平衡
利用植物生物技术改 良植物品质，提高产 量。保护生态环境， 促进生物多样性保护。 在利用生物技术的同 时，保持生态平衡， 实现人与自然的和谐 共生。
植物生物技术在各个领域的应用不断拓展，为粮 食、果蔬、药用和园艺植物带来了巨大的改进和 创新。通过生物技术的手段，各类植物的产量、 品质、抗逆性等方面得到了有效提升，为人类生 活和健康提供了更多可能性。
● 04
第4章 植物生物技术对环境 的影响
植物生物技术与生态环境
01 影响环境
植物生物技术可能对环境产生影响
● 03
第3章 植物生物技术的应用 前景
植物生物技术在 粮食作物中的应
用
植物生物技术被广泛 应用于粮食作物，如 水稻、小麦和玉米。 通过利用生物技术， 可以改良这些作物， 提高产量、改良品质 并增强抗逆性。这为 解决粮食安全问题提 供了重要的技术支持。
植物生物技术在果蔬作物中的应用
基因编辑技 术
91%
遗传改良
种质资源学实验报告
实验名称：植物种质资源鉴定与分析实验日期：2023年11月15日实验地点：植物种质资源实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 学习植物种质资源的鉴定方法。
2. 掌握植物种质资源的DNA提取技术。
3. 分析植物种质资源的遗传多样性。
二、实验材料与仪器材料：- 植物样本：水稻、小麦、玉米、大豆等- DNA提取试剂盒- 0.1M NaCl溶液- 1.5M NaCl溶液- 70% 乙醇- 无水乙醇- 异丙醇- DNA分子量标准品仪器：- 离心机- DNA提取仪- PCR仪- 电泳仪- 紫外分光光度计- 显微镜三、实验方法1. 植物样本采集：采集不同植物样本，确保样本的代表性。
2. DNA提取：根据试剂盒说明书，提取植物样本的DNA。
3. DNA纯度与浓度检测：使用紫外分光光度计检测DNA的纯度和浓度。
4. PCR扩增：根据目标基因设计引物，进行PCR扩增。
5. 电泳分析：将PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳，观察DNA条带。
6. 遗传多样性分析：对电泳结果进行统计分析，计算遗传多样性指数。
四、实验结果与分析1. DNA提取：成功提取了水稻、小麦、玉米、大豆等植物的DNA，A260/A280比值在1.8-2.0之间，说明DNA纯度较高。
2. PCR扩增：成功扩增了目标基因片段，片段大小与预期相符。
3. 电泳分析：不同植物样本的DNA条带存在差异，说明不同植物种质的遗传多样性。
4. 遗传多样性分析：根据遗传多样性指数，水稻、小麦、玉米、大豆等植物的遗传多样性分别为0.78、0.85、0.90、0.95。
五、实验结论1. 本实验成功提取了水稻、小麦、玉米、大豆等植物的DNA，为后续研究奠定了基础。
2. 不同植物种质的遗传多样性存在差异，为植物育种提供了丰富的遗传资源。
3. 本实验为植物种质资源鉴定与分析提供了可行的方法。
六、实验讨论1. 在DNA提取过程中，应注意操作规范，避免DNA降解。
2. PCR扩增过程中，应优化反应体系，提高扩增效率。
植物生物技术与种质资源保护研究
植物生物技术与种质资源保护研究在过去的几十年里，全球的食品产量增长迅猛。
然而，随着人口数量的增长和国际经济的发展，人类需要更多的食品供应。
这个问题需要一个解决方案，这就是植物生物技术与种质资源保护研究。
植物生物技术是一种通过生物学方法用于改良植物遗传结构的科学技术。
这种技术包括对植物基因的编辑和改造、体细胞和胚胎培养等一系列手段。
这些技术的应用，能够增强植物对病菌和虫害的抵抗能力，改善作物品质，提高作物的产量并减少种植面积。
同时，这种技术也避免了一些环境问题，例如减少农业对环境的侵蚀。
然而，植物生物技术的发展可能导致种质资源的减少。
种质资源是指一种或多种物质形式，可以保存或用于种植、繁殖、改良或利用的植物生物质。
随着对植物的遗传改良技术的发展，我们注意到，有些传统植物种类正在消失。
植物遗传资源保护的重要性在此之中显得尤为重要。
这意味着我们需要采取措施来保护植物种质资源，以确保人类能够在未来继续有足够的食物供应。
关于种质资源保护方面的研究，许多科学家正在进行相关的实验。
主要的一条途径是保护已有的植物遗传资源。
这些资源包括水果、蔬菜、农作物，甚至是野生植物。
这些资源被保护起来，以确保未来能够在有限的土地上种植作物，以满足日益增长的人类需求。
同时，另一个保护植物种质资源的方法是通过繁殖植物来重新生成和保存遗传材料。
这项工作需要密切关注每一个植物上的细节，以确保最大程度地保留每个变异的遗传材料。
这对植物生命的持续存在非常重要，同时它还能够为未来的种植提供新的变异材料。
此外，还有一些新技术正在研究中，其中包括基因编辑和人工种子技术。
基因编辑技术可以通过删除或添加一个或多个基因来创建新的材料，人工种子技术则可以以更有效的方式保存植物生命。
可以预测的是，植物生物技术和种质资源保护将成为未来农业发展的主流技术。
这些技术将给全球农业带来质的飞跃，同时也有利于保护我们珍爱的地球资源。
在未来的农业中，这些科技将会成为必然之选，使得我们能够在未来面对食品供应问题时更加坚实。
种质资源
种质资源其它保存方式 **离体保存：实在适宜条件下，用离体的分生组 **离体保存：实在适宜条件下， 离体保存 花粉、休眠枝条等保存种质资源。 织、总DNA DNA或染色体所有片断随机连接到载体 料的总DNA或染色体所有片断随机连接到载体 然后转移到寄主细胞中，通过细胞增殖， 上，然后转移到寄主细胞中，通过细胞增殖， 构成各个DNA片断的克隆系。 DNA片断的克隆系 构成各个DNA片断的克隆系。 利用保存：种质资源有利用价值， 利用保存：种质资源有利用价值，及适用于育成 品种或中间材料。 品种或中间材料。
种质资源的研究、 二、 种质资源的研究、鉴定和利用 （一）特征特性研究 包括对植物学性状、经济生物学性状的研究。 包括对植物学性状、经济生物学性状的研究。 **经济生物学性状 植物与人类经济利用 人类经济利用有关的生物学 ** 经济生物学性状 植物与 人类经济利用 有关的生物学 性状。 性状。 **生物学性状包括 植物的生长、开花、 生物学性状包括: **生物学性状包括:植物的生长、开花、结果等一系列性 状。如果树的发芽期、新梢生长期、初花期、盛花期、 如果树的发芽期、新梢生长期、初花期、盛花期、 结果期、休眠期等。 结果期、休眠期等。 （二）基础理论研究 包括对该植物的起源、演化、 包括对该植物的起源、演化、分类及进行遗传分析 等。 主要是为科学利用资源提供依据。 科学利用资源提供依据 主要是为科学利用资源提供依据。
（二）考察内容
1地区情况调查 地区情况调查 包括社会经济和自然条件两方面，后者包括地形、气候、 包括社会经济和自然条件两方面，后者包括地形、气候、土 植被等。 壤、植被等。 2.种质资源概况调查 种质资源概况调查 包括栽培历史和分布，种类和品种， 包括栽培历史和分布，种类和品种，繁殖方法和栽培管理特 产品的产供销和利用情况， 点，产品的产供销和利用情况，以及在生产中存在的问题和 对品种提出的要求。 对品种提出的要求。 3、种类品种代表植株的调查 、 一般情况：来源、栽培历史、分布特点、栽培比重、 ①一般情况：来源、栽培历史、分布特点、栽培比重、生产 反应。 反应。 生物学特性：生长习性、开花结果习性、物候期、抗病性、 ②生物学特性：生长习性、开花结果习性、物候期、抗病性、 抗旱性、抗寒性等。 抗旱性、抗寒性等。 形态特征：株型、枝条、 果实、种子。 ③形态特征：株型、枝条、叶、花、果实、种子。 经济性状：产量、品质、用途、贮运性、效益值。 ④经济性状：产量、品质、用途、贮运性、效益值。
9 第九讲2 超低温保存技术
1.4 逐步冰冻法 此法是制备不同等级温度的冰浴如-20℃、50℃、-70℃、-100℃或-10℃、-15℃、-23℃、 -35℃、-40℃等使植物材料经保护剂在0℃预处 理后，逐渐适应这些温度，材料在每级温度上停 留一定时间(4～6min)，使细胞达到保护性脱水， 然后投入液氮中. 殷晓辉通过对几种野生稻愈伤组织冰冻保存 研究，得出的降温程序是：（1）0→-10℃速度 是1℃.min-1停留15min；（2）-10→-40℃速度 是1℃.min-1 ，停留60min；（3）-40→-196℃。
对于单细胞来说常规超低温保存中的胞外冰晶几乎是不具有伤害性的但对于整个器官或组织来说所谓的胞外冰晶仍然是在细胞的间隙中仍会对细胞产生伤现在玻璃化法冻存采取完全玻璃化法即胞内胞外同时为玻璃化状态在器官和组织水平保存
超低温保存技术
超低温保存 ： 概念：在液氮（LN）（-196℃）中使保存的生物 材料的物质代谢和生长活动几乎完全停止，而细胞活力 和形态发生的潜能仍保存。 这样有利于保存和抢救物种，尽可能避免组织细胞 培养及自然界中积累性突变等的发生，便于国际间的种 质交换。经过超低温保存后的再生植株，有可能产生高 抗寒性的新材料。 超低温保存正成为长期稳定地保存植物种质资源及 珍贵实验材料的一个重要方法。
2.2 包埋玻璃化法(encapsulationvitrification) 其基本操作程序：预培养和包埋→玻璃化溶 液脱水→液氮保存→化冻→恢复培养。 这种方法实质上是将包埋脱水法的包埋和玻 璃化法结合在一起，它减少了脱水的时间，简化 了冻存程序，且比包埋脱水法有更高的成芽率。 但是对某些植物而言，包埋玻璃化法不一定 是最适合的，这可能与基因型有关。辣根包埋玻 璃化法冻存3天后，成活率为60%，用包埋脱水法 保存成活率大于90%。
9.植物种质资源的离体保存(植物组织培养)
第九章植物种质资源的离体保存种质：是指亲代通过生殖细胞或体细胞直接传递给子代并决定固有生物性状的遗传物质。
植物种质资源（又称品种资源、遗传资源或基因资源）是生物多样性的重要组成部分，是选育优质、高产、抗病（虫）、抗逆新品种的物质基础，是生物技术研究取之不尽的基因来源。
种质资源越多，其多样性越丰富，改良品种或选育新品种的潜力就越大。
未来的农业生产在很大程度上取决于对种质资源的占有量和利用程度，故保持生物多样性有重要意义。
种质保存：是指利用天然或人工创造的适宜环境，借以保存种质资源，使个体中所含有的遗传物质保持其遗传完整性，并且有强的生活力，能通过繁殖将其遗传特性传递下去。
植物种质资源保存的方式有原生境保存和非原生境保存。
原生境保存是指在原来的生态环境中，就地进行繁殖保存种质，如建立自然保护区或保护小区，甚至保护点等途径来保护作物及经济林木的野生近缘植物物种；非原生境保存是指种质保存于该植物原生态生长地以外的地方，包括异地保存（种质圃或植物园保存）、种质库（种子）保存、离体（试管）保存等。
原生境保存和异地保存固然有其明显的重要性，但要保存大量种质，则需耗费巨大的人力、物力和土地，在实际中很难实施，而且易受自然灾害、虫害和病害的侵袭，造成植物种质资源的丧失。
以种子的形式保存时，所占的空间较小，并且能够保存很多年，种子容易干燥、包装，便于运输到引种中心和基因库。
种子保存存在的限制因素：①种子生活力随贮存期的延长会逐渐丧失；②无性繁殖的植物（如苹果、柑橘、甘薯、马铃薯等）难于采用种子保存；③采用无性繁殖来保持其优良性状的植物（如许多果树），用种子繁殖后代会发生变异；④顽拗型种子植物（芒果、椰子、油棕和咖啡等）因其种子不易干燥脱水和低温贮藏，不宜用种子保存或保存难度很大；⑤有些植物种质是不产生种子的，如脐橙、香蕉等；⑥易遭自然灾害袭击而使种质资源丢失。
种质资源离体保存是指对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料，采用限制、延缓或停止其生长的处理措施使之保存，在需要时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。
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1.2.5 人工育种材料
➢ 各种育种途径的中间材料。如这种材料可以是杂 种后代、物理化学诱变育成的突变体，人工诱变 的多倍体、体细胞融合材料、远缘杂交材料、转 基因材料等等，有人称之为育种中间材料。
➢ 虽然它们具有某些缺点，而不能成为新的品种， 但因具有一些明显的优良性状，仍不失为一种优 良的亲本或种质资源。
• 野生稻雄性败育基因 • 矮杆基因（绿色革命） • 野生马铃薯抗晚疫病基因
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提供各种工业原料、医药品，在娱乐、 旅游业中也起着重要作用。
拥有种质资源的数量和质量，以及对其 研究的程度是决定育种效果的重要条件， 也是衡量一个国家或研究单位育种水平 的重要标志。
7
生态系统多样性
8
生态系统多样性
9
• 地质史上已发生过5次自然大灭绝 (Wilson,1989)原 因： 地质变化和大灾变；
• 地球又一次进入大灭绝时期，当代物种灭绝速度 比自然灭绝速度快1000倍(Wilson,1989) ！
• 有花植物中约有5％~10％的物种处于 受威胁或濒危之中（陈心启等,1998） • 1个物种灭绝可能影响到几十个物种 的生存。
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1.2 种质资源的类型和特点
种质资源的类别：
➢ 按其来源分类 ➢ 亲缘关系分类 ➢ 育种实用性分类 ➢ 生态类型分类、用途分类 ➢ 种质资源的类型及性质来分类
地方品种、主栽品种、原始栽培类型、野 生近缘种和育种材料
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1.2.1 地方品种
指那些在局部地区内栽培的品种，或古 老的农家品种
是长期自然选择和人工选择的结果。特 定的适应性和抗逆性强
本地的种质资源 外地的种质资源 野生的种质资源 人工创造的种质资源
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1.2 种质资源的类型和特点
种质资源的类别：
➢ 按其来源分类 ➢ 亲缘关系分类
植物学分类：科、属、种
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1.2 种质资源的类型和特点
种质资源的类别：
➢ 按其来源分类 ➢ 亲缘关系分类 ➢ 育种实用性分类
现代优良品种或高产品种、主 要商品品种、次要品种、具有 特长的、过时类型、育种材料、 突变体、原始类型、野草类和 野生种十类。
适合当地特殊的饮食或观赏消费习惯和 栽培习惯
大多没有经过现代育种技术的改良。
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有些材料虽有明显缺点，但往往具有某 些罕见的特性，以及具备一些在目前看 来虽然并不重要的特殊经济价值
往往因优良新品种的推广而被淘汰（特 别是过时的或极为零星分散的品种）
是最重要的，具极大遗传价值和育种潜 力的种质资源。
1.1.2 种质资源的现状与存在问题
1.1.2.1发展理念的误区造成种质资源的 遗传侵蚀
❖人类对品种良种化和遗传一致性的要求， 使传统的品种被改良品种所取代，并使之 加速灭绝。减少了种质资源遗传多样性。
❖更大的一致性倾向或遗传单一性增加了主 要作物对流行性病虫害潜在的遗传脆弱性。
10
生物多样性保育的紧迫性
不同程度的过渡类型是人工选择的成果。 ➢ 具备生物多样性,常带有作物所缺少的某些抗逆
基因，在育种上往往作为抗源资源加以利用。
22
➢ 在生产上有些野生近缘种也作为嫁接砧 木加以利用。
➢ 由于人类对生态环境的不断干扰和破坏， 很多野生近缘种已从开垦地上退走，有 些种已濒于灭绝。
➢ 它的生物科学及植物育种的源泉。
各起 源中 心作 物向 着中 心以 外传 播
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1.2.3 原始栽培类型
➢ 具有原始农业性状的类型。是现代栽培作物的原 始种或参与种，是经数千年的发展而产生的。
➢ 不少原始栽培类型已经绝灭。现今往往要在人们 不容易到达的地区才能搜集到。
➢ 基因库丰富，对本地区的气候条件适应性更强。 ➢ 是难得的育种材料。
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1.2.4 野生种及近缘种
➢ 野生种是生物进化长期自然选择的的结果 ➢ 栽培作物近缘种是介于栽培和野生类型之间的
➢ 这类材料，因育种工作的不断发展会日益增加， 这样会大大丰富种质资源的遗传多样性。
24
B
1．3 园艺作物的起源和进化
人类
选择杂
采集
交和培
移栽
育
野
生
植 物
远古 野生 变 时期 植物 种
的地 就地 和
理隔 驯化 品
离
种
全世 界形 成了 不同 的作 物起
源中
心
栽培 品种
社会 发展 商业、 旅游 及战 争
一步流失，形成了恶性循环。
现代科技的迅猛发展产生了某些负面的影响。
农业机械的广泛应用，使不适应现代机械要求
的品种有逐步消失的危险;化学肥料和农药的
大规模使用，造成大量种质资源减少,用飞机
喷撒农药，使野生资源也受到损失;生物工程
的安全性等。
13
B
1.2 种质资源的类型和特点
种质资源的类别：
➢ 按其来源分类
11
1.1.2.2人类活动及现代科技的发展 对种质资源的影响
人类对资源的需求日趋增长，逐渐造成生态 环境的破坏和生物资源流失。
大量砍伐和焚烧森林，过度放牧，使大量野 生动物、植物失去栖生、繁衍的场所。
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城市、工矿的发展占用了大量的绿地，使土
壤、水源和大气的污染。植被的破坏加剧了生
态环境的恶化，反过来又导致了生物资源的进
4
1.1 种质资源的作用与现状
1.1.1 种质资源的作用
❖种质资源是地球生命的基础。 ❖是人类赖以生存和发展的基础，是最为宝
贵的自然财富。 ❖是利用和改良生物的物质基础，是育种的
原始材料及生命科学研究的基础材料。
5
一个基因或者一个物种可以影响一个 国家的有关的经济发展；一个优良的生 态群落的建立可以改善一个地区的环境。 实例：
种质资源
Hale Waihona Puke （germphasm resources）
1
2
主要内容
种质资源的作用与现状 种质资源的类型与特点 园艺植物的起源与进化 种质资源的收集与保存 种质资源的评价与利用 种质资源的创新
3
❖种质资源包括：栽培种、野生种及近缘
种，人工创造的种质材料。 ❖蕴藏种质的主要材料是：
植株 、种子，根、茎、叶、芽等无 性繁殖器官和营养器官，及愈伤组织、 分生组织、花粉、合子、细胞、原生质 体、以及染色体和核酸片段等。
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1.2.2 主栽品种
经由现代育种技术改良过的品种，或称改良品种。 遗传多样性较地方品种单一，即基因库较狭窄。 适应当前新的消费习惯和生产方式。 具有较好的丰产性和较广的适应性及抗逆性。但外地
或外国引入的品种对本国（地）的特殊气候条件的适 应性差于本国（地）的主栽品种 它们是育种的基本材料。