作物育种3种质资源(4学时)
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日本矮秆品种之一，命名为“不倒翁”(Daruma)，
他的后代：农林10号, 种子从日本引到美国，然后传到墨西哥成 为现代小麦育种中的重要步骤。
Norin 10 helped developing countries, such as India and Pakistan, to increase the productivity of their crops from approximately 60% during the Green Revolution.
This photo, ostensibly just showing two men in a wheat field, is in fact a dramatic representation of the spread of highyielding, green revolution wheats around the world. (Photo credit: CIMMYT)
日本发展矮秆小麦已有较长历史。1873年在明治政府服务的一个美国农业顾问 写了一个报告，报告中主要一段大意说:使小麦矮秆已成为日本人的一种艺术。 小麦的茎秆很少高过50—60cm，穗子短而重，不管施用肥料怎样多都不会使植 株长得更高，但是麦穗的长度则因此而增加。即使在最肥沃的土地上，小麦植 株从来不会倒伏。
二、种质资源工作的重要性
1. 种质资源是育种工作的物质基础
不同种质资源具有丰富的变异
穗
普
分
通
枝 小
小
麦
麦
普通野生稻 (O. rufipogon Griff.)
亚洲栽培稻 (Oryza sativa L.)
2. 稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用
1) 水稻籼稻矮源“低脚乌尖”与小麦矮源 “农林10号”对“绿色革命”的贡献。
0.29 hm2 18.8亿吨
诺曼·博洛格（Norman Borlaug）
• 美国著名农业科学家、植物病理学家、遗 传育种专家。
• 1914年-2009年 • 1970年获得诺贝尔和平奖 • 培育出丰产、抗锈小麦品种 • 1986年创立世界粮食奖基金会 • 1996年成为中国工程院外籍院士
在墨西哥工作期间，博洛 格培育出丰产、抗锈小麦 品种，成功培育出抗病、 耐肥、高产、适应性广的 半矮秆小麦，使小麦产量 大幅提高。
• 丰产源—直接提高产量
提高产量和环境适应性的基因 提高养分的吸收（耐高肥水） 延长生育期 增加穗数， 提高穗粒数和千粒重
3. 新的育种目标能否实现决定于所拥有 的种质资源
“巧妇难为无米之炊”
野生资源
传统品种
现代品种
问题：遗传多样性相对比较窄
Progress in the yield potential of rice
BB R R
BB
在黑麦的1R染色体上，具有抗病和高产基因等 基因。自上世纪80年代以来，我国小麦的主栽 品种约70%含有1B/1R易位系；占全国播种面 积80%以上
１BL /１RS易位系对小麦产量的影响
• 抗源—间接提高产量
抗条锈病基因Yr9 抗叶锈病基因Lr26 抗秆锈病基因Sr31 抗白粉病基因Pm8和Pm17 抗虫基因(Green bug ）
Norman Borlaug (right) in a field of improved tall wheat. Note that these traditional varieties come nearly to shoulder height. (Photo credit: CIMMYT)
特殊的育种目标需要特异种质
玉米粗缩病
小麦赤霉病
4. 种质资源是生物学理论研究的重要基础材料
水稻驯化过程中生长习性的变异
a)
b)
O. rufipogon
普通野生稻
c)
O. sativa
栽培稻
d)
克隆野生稻匍匐生长基因PROG1
a Chr 7 R=
博洛格时年71岁，致力于提高非洲国 家粮食产量
1986年，博洛格创立世界粮食奖基金 会，每年鼓励一名在世界粮食领域作 出突出贡献者，奖金25万美元
2）矮败与杂种优势利用
世界: 利用杂种优势,年增产粮食8000万吨 中国: 杂交玉米: 占总播种面积的90%以上； 杂交水稻：每 年增产稻谷130亿公斤；杂交油菜：累计增产70亿公斤
印度实施绿色革命发展战略，1966年 从墨西哥引进高产小麦新品种，同时 增加了化肥、灌溉、农机等投入，至 1980年促使粮食总产量从7235万吨 增到1.5万吨，翻了一翻，由粮食进口 国变为粮食出口国。
绿色革命带来的变化
世界人口 人均耕地 谷物总产
上世纪初 16亿
0.56 hm2 5.33亿吨
1987年 50亿
ຫໍສະໝຸດ Baidu
* 绿色革命
20世纪60年代中期在发展中国家兴起， 以采用农作物高产良种为中心的一场技术 革命，其主要内容是大规模地推广矮秆、 半矮秆、抗倒伏、产量高、适应性广的小 麦和水稻等作物优良品种，并配合灌溉、 施肥等技术的改进。这一农业技术革命使 农业取得了革命性的进展，因而被誉为 “绿色革命”。
墨西哥从1960年推广矮秆小麦，在短 短3年时间达到了占种植面积的95%， 总产接近200万吨 ，比1944年提高5 倍，并部分出口。
坚信作物杂种优势的存在，发现天然的杂交 稻植株 ：怀疑“无性杂交”学说
杂交水稻“野败”雄性不育的发现，使我国 及世界杂交水稻生产取得巨大成就
“我梦见我们种的水稻，长得跟高粱一样高，穗子像扫把那么长， 颗粒像花生米那么大，我和助手们就坐在稻穗下面乘凉……”
3) 小麦1BL/1RS易位系与世界小麦抗锈病育种 • 骨干亲本“洛夫林10号”---罗马尼亚
作物育种3种质资源（4学时）
作物育种
变异
种质 资源
遗传
选择
第一节 种质资源的作用和类别
一、种质资源的含义：
广义地讲，植物中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，都可称作种质资源。 种质资源（Germplasm Resources） 遗传资源 (Genetic Resources) 基因资源 (Gene Resources) 基因库 (Gene Pool or Gene Bank)
他的后代：农林10号, 种子从日本引到美国，然后传到墨西哥成 为现代小麦育种中的重要步骤。
Norin 10 helped developing countries, such as India and Pakistan, to increase the productivity of their crops from approximately 60% during the Green Revolution.
This photo, ostensibly just showing two men in a wheat field, is in fact a dramatic representation of the spread of highyielding, green revolution wheats around the world. (Photo credit: CIMMYT)
日本发展矮秆小麦已有较长历史。1873年在明治政府服务的一个美国农业顾问 写了一个报告，报告中主要一段大意说:使小麦矮秆已成为日本人的一种艺术。 小麦的茎秆很少高过50—60cm，穗子短而重，不管施用肥料怎样多都不会使植 株长得更高，但是麦穗的长度则因此而增加。即使在最肥沃的土地上，小麦植 株从来不会倒伏。
二、种质资源工作的重要性
1. 种质资源是育种工作的物质基础
不同种质资源具有丰富的变异
穗
普
分
通
枝 小
小
麦
麦
普通野生稻 (O. rufipogon Griff.)
亚洲栽培稻 (Oryza sativa L.)
2. 稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用
1) 水稻籼稻矮源“低脚乌尖”与小麦矮源 “农林10号”对“绿色革命”的贡献。
0.29 hm2 18.8亿吨
诺曼·博洛格（Norman Borlaug）
• 美国著名农业科学家、植物病理学家、遗 传育种专家。
• 1914年-2009年 • 1970年获得诺贝尔和平奖 • 培育出丰产、抗锈小麦品种 • 1986年创立世界粮食奖基金会 • 1996年成为中国工程院外籍院士
在墨西哥工作期间，博洛 格培育出丰产、抗锈小麦 品种，成功培育出抗病、 耐肥、高产、适应性广的 半矮秆小麦，使小麦产量 大幅提高。
• 丰产源—直接提高产量
提高产量和环境适应性的基因 提高养分的吸收（耐高肥水） 延长生育期 增加穗数， 提高穗粒数和千粒重
3. 新的育种目标能否实现决定于所拥有 的种质资源
“巧妇难为无米之炊”
野生资源
传统品种
现代品种
问题：遗传多样性相对比较窄
Progress in the yield potential of rice
BB R R
BB
在黑麦的1R染色体上，具有抗病和高产基因等 基因。自上世纪80年代以来，我国小麦的主栽 品种约70%含有1B/1R易位系；占全国播种面 积80%以上
１BL /１RS易位系对小麦产量的影响
• 抗源—间接提高产量
抗条锈病基因Yr9 抗叶锈病基因Lr26 抗秆锈病基因Sr31 抗白粉病基因Pm8和Pm17 抗虫基因(Green bug ）
Norman Borlaug (right) in a field of improved tall wheat. Note that these traditional varieties come nearly to shoulder height. (Photo credit: CIMMYT)
特殊的育种目标需要特异种质
玉米粗缩病
小麦赤霉病
4. 种质资源是生物学理论研究的重要基础材料
水稻驯化过程中生长习性的变异
a)
b)
O. rufipogon
普通野生稻
c)
O. sativa
栽培稻
d)
克隆野生稻匍匐生长基因PROG1
a Chr 7 R=
博洛格时年71岁，致力于提高非洲国 家粮食产量
1986年，博洛格创立世界粮食奖基金 会，每年鼓励一名在世界粮食领域作 出突出贡献者，奖金25万美元
2）矮败与杂种优势利用
世界: 利用杂种优势,年增产粮食8000万吨 中国: 杂交玉米: 占总播种面积的90%以上； 杂交水稻：每 年增产稻谷130亿公斤；杂交油菜：累计增产70亿公斤
印度实施绿色革命发展战略，1966年 从墨西哥引进高产小麦新品种，同时 增加了化肥、灌溉、农机等投入，至 1980年促使粮食总产量从7235万吨 增到1.5万吨，翻了一翻，由粮食进口 国变为粮食出口国。
绿色革命带来的变化
世界人口 人均耕地 谷物总产
上世纪初 16亿
0.56 hm2 5.33亿吨
1987年 50亿
ຫໍສະໝຸດ Baidu
* 绿色革命
20世纪60年代中期在发展中国家兴起， 以采用农作物高产良种为中心的一场技术 革命，其主要内容是大规模地推广矮秆、 半矮秆、抗倒伏、产量高、适应性广的小 麦和水稻等作物优良品种，并配合灌溉、 施肥等技术的改进。这一农业技术革命使 农业取得了革命性的进展，因而被誉为 “绿色革命”。
墨西哥从1960年推广矮秆小麦，在短 短3年时间达到了占种植面积的95%， 总产接近200万吨 ，比1944年提高5 倍，并部分出口。
坚信作物杂种优势的存在，发现天然的杂交 稻植株 ：怀疑“无性杂交”学说
杂交水稻“野败”雄性不育的发现，使我国 及世界杂交水稻生产取得巨大成就
“我梦见我们种的水稻，长得跟高粱一样高，穗子像扫把那么长， 颗粒像花生米那么大，我和助手们就坐在稻穗下面乘凉……”
3) 小麦1BL/1RS易位系与世界小麦抗锈病育种 • 骨干亲本“洛夫林10号”---罗马尼亚
作物育种3种质资源（4学时）
作物育种
变异
种质 资源
遗传
选择
第一节 种质资源的作用和类别
一、种质资源的含义：
广义地讲，植物中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，都可称作种质资源。 种质资源（Germplasm Resources） 遗传资源 (Genetic Resources) 基因资源 (Gene Resources) 基因库 (Gene Pool or Gene Bank)