第一章种子生产原理与体系2

第一章种子生产的基本原理与栽培品种的类型

种子生产的理论基础与现代育种的理论基础是相一致的

第一节种子生产的基本理论

一、品种稳定与变异的遗传原理

1.植物稳定与变异的进化原理

生物进化的三大要素：

遗传是内因，变异是基础，选择决定方向

重组自然变异自然选择自然进化

突变

变异人工变异人工选择人工进化

2.品种稳定的遗传学原理：基因纯合

品种变异的遗传学原理：遗传与变异:遗传变异与环境变异

自发突变涉及个别性状【孢子体突变（芽变），配子体突变（整株）】

染色体变异涉及几个性状

天然杂交涉及十几个甚至几十个性状

人为的机械混杂也是变异的来源

人工选择与自然选择:自交与异交

纯合性与杂合性:个体遗传与群体遗传

二、植物的繁殖方式与种子生产技术

在长期的进化过程中，植物适应于系统发育的环境条件，加上对栽培植物的人工选择，形成了各种不同的授粉、繁殖方式以繁衍后代。

鉴于繁殖方式的不同，其后代群体的遗传特点各异，对不同植物的育种方法、种子生产方式也就不同。

深入了解植物的繁殖方式及其后代的遗传特点，分析其与种子生产的关系，采取相应的控制措施，才能使种子生产达到高产、优质、高效。

高等植物的繁殖方式：有性繁殖和无性繁殖两大类。

（一）有性繁殖方式及其遗传特点

有性繁殖（sexual reproduction）：是植物繁衍后代的基本方式，是指经雌雄配子的融合即受精过程而形成种子（孢子体）繁衍后代的繁殖类型。

依据参与受精的雌雄配子的来源，又可分为自花授粉植物、异花授粉植物和

常异花授粉植物。

1.自花授粉植物及其遗传特点

自花授粉植物（self-pollination plant）是指同一朵花的花粉传授到同朵花的雌蕊柱头上进行授粉、受精而繁殖后代的植物，又称自交植物，如小麦、水稻、大麦、豆类、花生、大麻、烟草、亚麻、茄子、番茄、辣椒等。

花器特点

这类植物都是雌雄同花，花器具严密保护，外来花粉不易进入；

花冠多无鲜艳色彩，也少有香味，且多在早晨或夜间开放，不利于昆虫传粉；

花粉较少，不利于风传；

雌雄蕊同期成熟、长度相仿或雄蕊略长，花药开裂部位紧靠柱头，有利于自花授粉，有的甚至在开花前已授粉（闭花授粉）

自花授粉植物在花器结构和开花习性上的特点，决定了其具有很高的自交率，自然异交率一般不超过1%，最高的也只有4%。

自花授粉植物具有如下遗传特点：

（1）基因型和表现型的一致性

（2）遗传行为的相对稳定性

（3）自交不退化或退化缓慢

基因型和表现型的一致性：

由于长期自花授粉和人为的定向选择，自花授粉植物品种群体内绝大多数个体的基因型是纯合的，且个体间的基因型是同质的，其表现型也是整齐一致的。基因型和表现型一致，是自花授粉植物遗传行为上的显著特点。

通过单株选择或连续自交产生的后代，其基因型和表现型相对一致，一般称为纯系。即使个别植株或花朵偶然发生天然杂交，也会经连续几代的自花授粉而使其后代的遗传组成趋于纯合。

遗传行为的相对稳定性：

在自花授粉植物群体中通过人工选择产生的纯系的一致性，在其后的各个世代中，不通过人工自交都能较稳定地保持下去，即在一定时间内和一定条件下在遗传行为上表现出相对稳定性，这是自花授粉植物优良品种得以较长期在生产上推广使用的重要原因。

自交不退化或退化缓慢

自花授粉植物具有自交不退化或退化缓慢的特点，这是自花授粉方式在长期的进化过程中得以产生和保存下来的原因。达尔文关于“杂交一般是有利的，自交时常是有害的”论点，是生物繁殖的普遍规律，但自交有害是相对的，在一定条件下亦成为有利的方式。

自花授粉植物的纯是相对的：

存在一定的天然异变率，通过异交产生基因重组

由于环境的改变等发生基因突变

由微小变异发展成显著变异。

人为选择其优良的变异类型进行分离纯化，即为选择育种。变异亦可经人工杂交而产生，即是目前普遍采用的杂交育种。

2.异花授粉植物及其遗传特点

异花授粉植物（cross-pollination plant）是指通过不同植株花朵的花粉进行传粉而繁殖后代的植物，又称异交植物。异花授粉植物的自然异交率超过50%，甚至高达95%或100%。

异花授粉植物又可分为三类：

雌雄异株（dioecious），即有雄株雌株之分，雌、雄花分别长于不同植株上，如大麻、银杏、菠菜、木爪、石刁柏等，为完全的异花授粉植物。

雌雄同株异花（monoecious），如玉米、蓖麻、桑、瓜类等。

雌雄同花，但雌雄蕊异熟或花粉异型不能自交，如李子、葱、荞麦、芹菜等；或自交不亲和，如黑麦、向日葵、甜菜、甘薯等。

异花授粉植物的遗传特点如下：

（1）个体内的杂合性和个体间基因型与表现型的不一致性

（2）植株个体后代性状的多样性

（3）异花授粉植物易自交衰退（inbreeding depression）

个体内的杂合性和个体间基因型与表现型的不一致性

异花授粉植物的群体是不同来源、不同遗传性的两性细胞融合产生的杂合子形成的后代，群体内各个体的基因型是杂合的，各个体间的基因型是异质的，没有基因型完全相同的个体。因此，它们的表现型多种多样，没有完全相似的个体。

植株个体后代性状的多样性

由于异花授粉植物群体的复杂异质性，从群体中选择的优良个体的后代，总

是出现性状分离，表现出多样性，优良性状难以稳定遗传。因此，为了获得较稳定的纯合后代和保证选择效果，必须适当控制授粉条件，进行多次选择。

异花授粉植物易自交衰退（inbreeding depression）

异花授粉植物不耐自交，自交会导致生活力显著衰退。为避免或减轻自交对生长力下降的影响，对异花授粉植物进行改良时，多采用多次混合选择法。

自交虽使生长力衰退，但同时也使性状趋于稳定。通过若干世代自交、选择，得到纯合的自交系，再进行优良自交系间的杂交，会得到具有强杂种优势的杂交种。

异花授粉植物杂种优势与自交衰退现象并存，是杂种优势利用和杂交制种的理论基础

3.常异花授粉植物及其遗传特点

同时依靠自花和异花两种方式授粉繁衍后代的植物称为常异花授粉植物，又称常异交植物。此类植物是自花授粉和异花授粉植物的中间类型，通常以自花授粉为主，自然异交率在4%～50%之间。

比较典型的有棉花、高粱、蚕豆、苜蓿、甘蓝型和芥菜型油菜等。但其自然异交率常因植物种类、品种、生长环境而有较大变化。

棉花自然异交率的变幅为1%～18%，

高粱最低的为%，最高的可达50%，

甘蓝型油菜一般在10%左右。

常异交植物的花器和开花习性的特点

雌雄同花但雌雄蕊不等长或不同期成熟

雌蕊外露易接受外来花粉，花冠色彩鲜艳并能分泌蜜汁以引诱昆虫传粉

花朵开花时间长

常异花授粉植物的遗传特点如下：

（1）主要性状多处于同质纯合状态

（2）自交后代退化现象不显著

主要性状多处于同质纯合状态

常异花授粉植物以自花授粉为主，故其主要性状多处于同质纯合状态。

自交后代退化现象不显著

常异花授粉植物在人工控制条件下进行连续自交与异花授粉植物相比较，后