园艺作物育种学

第一章概述园艺作物品种改良就是通过对园艺作物遗传组成的改良，以选育更易于栽培和利用价值更高的优良新品种，同时还要进行良种种子的繁殖。

现代园艺作物育种不仅利用自然界现有变异选育优良品种，而且还将根据需要，利用品种间杂交、远缘杂交、杂种优势、人工引变等途径来创造新的变异类型，按照一定的目的进行选择，应用比较快速、准确的鉴定方法来提高选择的效果，结合组织培养等现代生物技术加速材料的纯合和繁殖加代，尽可能地缩短育种周期，通过田间比较试验，评选出优良新品种。

一、品种的概念和良种的作用1、种与品种的概念种是生物学的基本单位，是自然选择形成的。

有三个特点：1) 具有一定的形态及生理遗传特征；2) 有一定的自然分布区域；3) 不同种间不能交配或不能交配产生有生殖能力的后代。

品种是人类在一定的生态和经济条件下，根据自己的需要而创造的某种栽培植的一个群体，它具有相对稳定的遗传性，在一定的栽培环境条件下，个体间在形态、生物学和经济性状方面保持相对一致性。

在产量、品质和适应性等方面符合一时期内的生产和消费者的需要。

种与品种的区别：甘蓝的不同种萝卜的不同品种1) 种是自然选择形成的，而品种是人工选择形成；2) 种的遗传性不稳定，而品种的遗传性稳定；3) 种不具有时空性，而品种有很强的时空性。

2、优良品种的作用1) 优良品种一般都具有较大的丰产潜力和抗逆力；2) 在提高产品质量方面，良种的作用也十分显著；3) 优良品种在增强抗病力和抗逆性方面效果特别显著；4) 现代化商品园艺作物的生产，对品种质量要求更为严格，如保护地栽培、产品加工，就需专用品种。

二、我国园艺作物育种工作的发展和主要成就青花菜自交不亲和系网室内人工蕾授粉情形1、普遍地开展了资源调查和地方品种整理工作；2、广泛地进行了园艺作物引种工作；3、新品种选育和杂种优势利用研究成效显著；4、育种理论和育种方法的研究也取得了一定成效；5、以常规技术和生物技术相结合育种为主体。

三、国际园艺作物育种工作的发展趋势1、突出新的育种目标；2、重视种质资源研究；3、重视育种新途径新方法的研究；4、实行多学科协作配合的综合育种；5、以常规技术为主，并积极和生物技术相结合。

四、育种目标分页：1，2育种目标（breeding obijectives）指作物通过遗传改良后需要达到的目的。

有了明确的育种目标，才能有目的、有计划并且是有效地选择种质资源和相应的育种方法。

育种目标包括生物学的目标和经济学的目标。

生物学的育种目标，就是在一定时间、环境和技术条件下，作物通过改良后所应具备的优良特性，如高产、优质等；经济学的目标，则指作物经改良后所达到的经济效益。

由于生物学目标通常是经济学目标的基础。

1、产量高产是优良品种的基本特征，因而是园艺作物育种的基本目标。

作物的产量是作物的遗传特性与环境条件共同作用的结果。

1）生物产量与经济产量生物产量：指一定时间内，单位面积上作物全部的光合产物的获量。

经济产量：指的是同一时间内，单位面积上作物可以作为商品利用的部分（如甘蓝叶球、番茄果实等）的收获量。

2）产量的构成因素产量的构成因素：指产量这一性状的各组成成分。

产量的构成因素依作物的不同而不同：对叶菜类，一般是单位面积株数、单株叶数和单叶重（或结球率和单叶球重）；对果菜类，通常是单位面积株数、单株果数和单果重。

作物的理论产量：每亩产量＝每亩株数×单株平均果数×单果平均重3）影响产量的其他因素①栽培技术的改进；②土壤的改良；③化学肥料（尤其是氮肥）和有机肥料的正确施用；④杀菌剂、杀虫剂、除莠剂的科学使用等。

2、品质1）品质的概念品质是由多种因素构成的复合性状，很大程度上受到社会生产水平、消费水平及消费心理等因素的影响。

欧洲品质控制组织（EOQE，1976）给产品品质的定义是：“产品能满足一定需要的特征特性的总和”。

包括了产品本身的基本属性（特征、特性）；并涉及所谓的“一定需要”，即社会属性。

园艺作物品质特征的基本属性包括营养学属性、卫生学属性、工艺学属性及感官属性等。

2）品质的内容①感官的内容；②化学的内容；③机械的内容；④物理学的内容。

3）影响品质的因素①特定品种的品质在本质上是受遗传性控制的；②品质也同样受到环境条件的影响，如光照、温度、水分、矿质营养及栽培技术等。

4品质鉴定（quality evaluation）：是根据一定的标准，通过一定的手段来评定产品品质的优劣。

园艺作物作物品质鉴定的内容主要是感官的品质特征、营养学特征，对加工类型，还须包括工艺学的特征。

3、抗病虫害4、其他目标1)抗逆力与适应性2)3)五、制定育种目标的基本原则1、制定目标要科学1）充分考虑生产和消费的需要；2）充分了解有关育种对象的科学知识；3）充分考虑当地的自然环境和栽培条件；2、制定的目标要明确1）要突出重点目标；2）育种目标要落实到具体性状；3、制定目标要有预见性1）要预见到近期内生产和消费的发展变化；2）要注意兼顾长远发展的利益；4、制定目标要注意现实性1）充分考虑其实现的可能性；2）考虑品种的配套问题；第二节种质资源及引种种质资源工作是育种的基础，不论是常规育种，远缘杂交，倍性育种，辐射育种或杂交一代利用，乃至于遗传工程等都不能离开种质资源。

因此，不断地收集保存种质资源并加以深入的研究和利用，永远是保证育种工作顺利开展的基本条件。

引种是从外地和外国引进新作物、新品种以及各种种质资源的一条有效途径，它是园艺作物育种工作不可缺少的环节之一。

一、种质资源在育种工作中的重要性分页：1，2，31、种质资源的概念种质（germplasm）：指决定生物“种性”（遗传性）并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质的总体。

植物种质资源（plant germplasm resourse）：凡携带有不同种质（基因）的各种栽培植物及其近缘种和野生种。

种质资源与遗传资源（genetic resourse）或基因资源（gene resourse）属同义语。

基因库（gene pool）：则是指某一物种所包含的形式式基因的总和，它与种质资源的定义不同，两者不可混淆。

植物种质资源是发发展农业生产和开展工作的物质基础。

新品种不能凭空产生，它必须有种质资源作为原始材料,必须予以高度重视。

2、种质资源的类别及其特点根据种质资源的来源及性质，可以为：1)、本地品种资源包括古老的地方品种（或称“农家品种”）和当前推广的改良品种。

古老地方品种对本地环境条件有高度的适应性，且包含较丰富的基因型；新推广的改良品种在适应新的条件和要求上优于古老的地方品种。

因此在研究利用种质资源时，首先必须以本地区的古老品种和新推广的优良品种为最主要和最基本的对象。

2)、外地品种资源引自外地区与外国的品种，特别是原产于起源中心与次生中心的许多原始品种，具有不同的物理学和经济学上的遗传性状，有些是本地区品种所欠缺的，从中可以筛选出一般品种所没有的特殊种质。

但是，外地区与外国的品种，对本地区的环境条件，一般大都不能全面适应。

在育种上主要是从中选用具有某种有利基因的品种，导入到要改良的品种中去。

3)、野生植物资源野生植物资源包括：栽培作物的近缘野生种和有潜在利用价值的植物野生种。

这些野生或半野生的植物具有很强的适应性与抗逆性，或者具有某些宝贵的新的种质（基因源）。

通过远缘杂交，把野生植物中优异的基因转移到栽培品种中来。

还可以合成异源多倍体，创造新种属、新作物。

4)、人工创造的种质资源人工创造的种质资源包括人工诱产生的各种突变体,通过远缘杂交而创造的各种新类型，以及人工选育的各种育种系，基因纯合系和特殊的遗传种质等。

3、保护种质资源的迫切性和重要性种质资源是极其珍贵的农业遗产与自然资源。

随着自然资源的破坏、生态环境的破坏以及新品种或杂交种的推广，使得很多老品种，特别是古老的地方品种逐渐被淘汰，因而使通过长期人工选择与自然选择所形成的某些重要遗传资源有消失的危险。

而且新品种代替老品种进行得很快，往往出现在一个国家或地区内大面积推广某一二个经济价值高的优良新品种。

一旦气候条件发生变化，或者出现新的病害，就会造成毁灭性的损失。

植物种质流失的严重后果，已逐渐被人们所认识。

4、作物起源中心与中国主要园艺作物资源1)、作物起源中心学说苏联植物地理学家瓦维洛夫教授，把变种起源的区分为初生中心（Primary center of varietal origin）和次生中心，或称之为次级中心（Secondary centers of varietal origin）。

所谓次生中心，指的是从原始初生中心迁移过来析作物种重新形成的中心。

中国中心起源的主要蔬菜作物有大豆、菜豆（次生中心）、家山药、萝卜、芜菁（次生中心）、荸荠、菱角、莲藕、慈姑、蕹菜、芋、大白菜、小白菜、塌菜、薤、小根蒜、大黄、茄子（物种小果类型）、芥菜、葱、茎用莴苣、无棱丝瓜、中国南瓜、茼蒿、紫苏等。

大豆萝卜荸荠菱角慈姑芋小白菜茄子葱中国南瓜2)、中国主要园艺作物资源概况我国园艺作物作物品种不仅类型繁多，而且还有很多独特的优良性状和品质。

为育种提供大量的种质资源。

公元前我们祖先食用的蔬菜种类就有：瓜、瓠、芋、韭、葱、薤、蒜、芜菁、菱、荷、芹、荀、姜等40余种。

以后从国外被引进的各种园艺作物在我国繁衍演变，已产生了丰富的品种和类型，成为次生起源中心。

5、种质资源的收集1)、收集种质资源的原则与范围种质资源收集的原则是应该尽可能地广泛收集。

其对象包括：①目前正在栽培的品种，尤其是那些濒临绝种的优稀地方品种；②过去栽培但现在生产上已淘汰的品种；③栽培作物的近缘野生种；④特别是遗传种质，如突变体，育种系，纯合自交系，无缘杂交的中间类型；⑤对人类可能有利用价值的野生物种。

就我国，目前种质资源工作机构的现状，大体可分为三个不同的层次：一是国家一级1978年中国农业科学院成立作物品种资源研究所，主要负担僵重要种质资源的收集、保存工作及与外国的交换和大规模的考察收集工作。

二是省一级目前我国主要负责对要地区种质资源的收集与保存工作。

三是育种机构一级主要根据本单位负担的育种任务与目标，收集与本课题有关的种质资源。

2)、种质资源收集的方法种质资源的收集,一般是通过征集和考察，美国研究成效显著。

对地方品种或新育种成的品种主要是向生产单位或育种单位征集；而野生或半野生种则主要通过野外观察；对国外资源的搜集，一般是通过出国考察或对外交换等途径。

同时要注意的问题：①不要遗漏收集对象的品种类型②在收集种质资源时要尽可能保持每份材料内最大可能的遗传变异度③现场观察收集时，必须有比较全面而明确的记录。

3)、种质资源的登记国际上现都采用一种叫护照数据记录（Passport data），这样的记录法包括：采种日期、地点、采集人、产地环境、植株性状、如果是别的种子库送来的种子，那么包括原编号及来源，这些材料，对于这份种子来说，永远不改变。