园林植物育种学——园林植物种质资源

第二章园林植物种质资源

本章教学目的和要求

1．正确理解园林植物种质资源的概念。

2．掌握园林植物种质资源的分类、调查、收集与保存方法。

本章教学重点和难点

重点：1．园林植物种质资源的概念与分类。

2．园林植物种质资源的调查、收集及保存方法。

难点：种质资源的概念以及园林植物种质资源的研究、评价与创新。

教学内容：

第一节种质资源的概念及其研究意义

一、种质资源的有关概念

•种质（Germplasm ）：决定生物遗传性状，并将其遗传信息从亲代传给子代的遗传物质总体。

•种质资源（Germplasm resources ）：携带种质的载体。可以是群体、个体，也可以是器官、组织、细胞、个别染色体乃至DNA 片断。即种质应包括群体、个体、配子及分子等不同水平的种质。

•园林植物种质资源（Germplasm resources of landscape plants ）：指包含一定的遗传物质，表现一定的优良性状，并能将其遗传性状传递给后代的园林植物资源的总和，包括野生种、半野生种和各种栽培类型。

•其他有关概念

绝灭种（extinct species ）：指已有过文字记载，或在发表的资料中做过详细描述，但在目前的自然分布范围内，这种植物个体已找不到种群。

濒危种：一种植物先前在它的整个分布区或某个分布区，是一个重要组成部分，但目前已处于有绝灭危险的境地。

渐危种：某些植物由于人为或自然的原因，可预见它在整个分布区或某个分布区的重要位置会发生变化，很可能成为濒危种类。

稀有种：指特有的单种科、单种属或少种属的代表植物，它们在自己的分布区数量少，有的种类可能群居在一起，有的则零星分布，但未处于灭绝的境地。

术语辨析：

种质资源（Germplasm resources ）；遗传资源（Genetic resources ）；基因资源（Gene resources ）

基因库（gene pools ）：某一物种所包含的形形色色基因的总和。

品种资源：培育新品种的原材料。20 世纪60 年代以前的种质资源概念。

二、种质资源的研究意义

1 ．种质资源是开展育种工作的物质基础

没有好的种质资源，就不可能育成好的品种；

植物育种发展进程的事实表明，突破性成就决定于关键性基因资源的发现和利用。如现代月季的育种实践。

2 ．种质资源是不断发展新观赏植物的主要来源

据统计，全球植物有35 ～40 万种，其中1/6 具有观赏性；这些花卉植物有许多还处于野生状态，尚待人们对其进行调查、收集、保存、研究和利用。

我国野生的观赏植物资源极为丰富，通过引种、驯化，选拔野花进花园。

植物种质资源是人类的宝贵财富。JR Harlan （1970 ）认为：“ 人类的命运将取决于人类理解和发掘植物种质资源的能力” 。

三、保护种质资源的迫切性

1 ．植物种质资源的多样性面临着严重危机

植物种质资源的多样性包括生态系统多样性、种间多样性和种内遗传多样性三个水平，其中前者是后二者的前提。

环境恶化ó森林破坏ó物种灭绝ó食物链断裂

2 ．种质资源多样性的流失与农业特别是育种工作中的缺乏远见有直接关系

1950 年“ 绿色革命” e 成就＋成千上万珍贵的种质资源和地方品种消失

Canada ：60 ％的小麦4 个品种；96 ％的油菜4 个品种；70 ％的玉米6 个品种

遗传基础狭窄化，适应性脆弱

3 ．抢救种质资源刻不容缓

第二节植物起源中心与我国园林植物种质资源

一、世界栽培植物起源中心

1 ．瓦维洛夫的作物起源中心学说（theory of center of crop origin ）

前苏联植物学家瓦维洛夫（Vavilov ）从1920 年～1940 年，先后180 次，对亚洲、欧洲、北美、中南美洲60 多个国家和地区进行广泛的植物考察和收集，通过形态学、解剖学、分类学、细胞学和遗传学分析，杂交和育种试验以及种、变种和栽培植物变异多样性的地理分布研究，于1926 年发表《栽培植物起源的研究》。提出：“ 物种形成的地理局部化” ：物种的多样性在地球上的分布是不均匀的

“ 栽培植物的起源中心” ：古代文明发源地

1935 年，将全球的栽培植物划分为八大初生起源中心和3 个亚中心：

1 ）中国起源中心（东亚起源中心）：石竹、报春、百合、牡丹、芍药、菊花、山茶、梅花、蜡梅、银杏、樟树、刚竹等

2 ）印度起源中心：海芋、椰子、印度橡皮树、虎尾兰、依兰等

马来西亚亚中心：柚、槟榔、面包果、依兰等

3 ）中亚起源中心（阿富汗、塔吉克、乌兹别克等）：豌豆、杏、西洋梨、苹果、阿月浑子、胡桃等

4 ）近东起源中心（小亚细亚、伊朗、外高加索）：无花果、石榴、罂粟、番红花、郁金香、鸢尾等

5 ）地中海起源中心：熏衣草、油橄榄、突厥蔷薇、仙客来、风信子、锥花丝石竹、球根鸢尾等

6 ）埃塞俄比亚（阿比西尼亚）起源中心：黄秋葵、咖啡、油棕、芦荟、景天、伽蓝菜等

7 ）中美起源中心（墨西哥及中美洲）：万寿菊、百日草、仙人掌、大丽花、一品红等

8 ）南美起源中心（秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚等）：西番莲、番石榴、六出花、花烛、朱顶红等

智利亚中心：马铃薯、草莓等

巴西－巴拉圭亚中心：番樱桃、凤梨、西番莲等

2 ．“ 栽培植物起源中心” 的发展

1 ）哈兰（JR Harlan, 1971 ）认为：有些作物的起源中心和变异中心并不一致，作物的起源和变异要综合空间和时间来论证。

相符：中东、华北、中美地区（作物起源中心）

不相符：非洲、东南亚、南美—东印度群岛（非中心）

亚热带、温带中心与热带非中心相对应

2 ）农业生物学家茹考夫斯基（Zhukovsky, 1970 ）：将8 个起源中心发展为12 个大基因中心，同时还提出不同作物的地理小基因中心100 多处。

地区范围扩大：如埃塞俄比亚中心 e 非洲中心

马来西亚亚中心e 印尼—印支起源中心

新增欧洲—西伯尼亚、澳大利亚、北美三个中心

改变了作物起源中心的概念

3 ）1975 年，茹考夫斯基和吉文（A．C．Zeven ）合编了《栽培植物及其多样性中心》，将栽培植物的起源中心改称为“栽培植物的多样性中心”。