第九章其它育种途径简介
植物育种学课件-09品种审定与良种繁育
• 新品种保护和品种审定都是为了促进良种 的推广,是衔接品种选育和良种繁育的重要环 节.
• 良种繁育是前承育种后接推广的重要环节.
第一节 品种登录、审定与保护（了解）
品种登录、审定与保护是植物育种工作的延续， 也是新品种投入生产或面向市场的重要环节。 其中，品种登录是对育种成果的发表；
品种审定是对新品种各种性状的鉴定； 品种保护主要是保护育种者的权益。 三者分别从学术、行政和法律等方面，对新品 种及其育种者进行制约和保护。
（ 2 ）加强田间管理 防治病虫害发生、使植株生长健壮。
（3）扩大营养面
与一般大田比起来适当加大株行距，不仅可以 扩大繁殖系数，而且可以提高种子的质量，增 加种子的品种典型性。
（4）合理轮作
除了一般在优良（如防治病虫害、合理利用地 力，促进植物生长发充）以外，对于良种繁育 特别有益的还能防止混杂和一定程度地防止球 根花卉的生活力退化。
范围和在一定范围内的适应程度。 品种的稳定性stability:是指一个品种能调节其自身的
遗传型或表现型状态以适应环境的变化，由此使其在不同 地区、年份的生产力保持相对稳定的能力。
一个品种的产量和质量基本上适应当前的生产水平， 而其适应性、稳定好，则这个品种推广的范围就广，在生 产上得胜的年限就长，推广潜力就大。
第二节 良种繁育
Seed and plant production of elite cultivars
良种繁育seed propagation：是在品
种选育的基础上，运用遗传育种的理论与 技术，在保持并不断提高良种种性和生活 力的前提下迅速扩大良种数量的一套完整 的育苗技术。（掌握）
一、基本概述
2、程序
申请
审定
颁发证书及在国 际刊物上发表
第9章远缘杂交育种ppt课件
思考题 1、什么是远缘杂交？举例说明远缘杂交在作物 育种中有何特殊作用。 2、什么是异代换系、异附加系、易位系？ 3、远缘杂交会遇到哪些困难？ 4、克服远缘不亲和的办法有哪些？
2、对远缘杂种后代分离的控制
（1）杂种一代染色体加倍 杂种一代是双单倍体，加倍后形成纯合
的双二倍体，不分离、稳定。 （2）回交
可使杂种的同源的染色体数目增加，配 对趋于正常，使杂种较快稳定。
（3）诱导杂种产生单倍体
花粉（花药）培养成单倍体，经加倍获得 稳定的纯合二倍体成为稳定个体。
（4）诱导染色体易位
重复授粉。利用雌蕊发育程度和生理状况 的差异，多次授粉，促进结籽。
混合授粉。 提前或延迟授粉
（5）柱头手术。 柱头移植：父本花粉授在同种植物柱头上， 然后在花粉管尚未完全伸长之前切下柱头， 移植到异种的母本花柱上；或先进行异种 柱头嫁接，待1-2天愈合后授粉。
花柱截短：将母本花柱切除或剪短，直接 授上父本花粉。
（二）杂交不亲和的原因及克服方法 1.表现： （1）受精过程受阻 花粉粒不萌发或花粉管伸入柱头前破裂。 花粉管进入柱头，但达不到子房。 花粉管进入子房后不能完成正常受精。 （2）幼胚发育受阻 （3）胚乳败育 ❖ 结果：不能得到种子
2、克服办法 （1）亲本选择，确定适当母本 ➢ 广泛测交 ➢ 在栽培种与野生种杂交时，以栽培种为母本。 ➢ 在染色体数目不同时，以数目多的作母本。 （2）桥梁法(媒介法）
第一节 远缘杂交育种的重要性
(四)诱导单倍体
▲香味烟草×心叶烟草→烟草 单倍体 ▲普通大麦×球茎大麦→ 大麦 单倍体（68%） (F1球茎大麦 染色体消减) ▲普通小麦×玉米→单倍体小 麦（40%） ▲硬粒小麦×玉米→单倍体玉 米硬粒小麦
植物分子育种
后来又与PCR技术结合，发明了mRNA差异显示技 术。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
二、植物基因工程的方法和步骤 1、目的基因的分离和克隆 （3）转座子标签法及T-DNA插入突变法
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 抗病基因工程 抗虫基因工程 抗除草剂基因工程 抗逆境基因工程 提高果实耐贮性和切花寿命基因工程 提高产量和改良品质基因工程
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （1）抗病基因工程 植物病原物有病毒、细菌和真菌，分别针对三者的抗病 基因有： 抗病毒基因： CP基因 （病毒外壳蛋白基因）、病毒复制酶基因、 干扰素基因 、核糖体失活蛋白基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （6）提高产量和改良品质基因工程 在品质方面，维生素、颜色（色泽）有关基因。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
二、植物基因工程的方法和步骤 1、目的基因的分离和克隆 （1）鸟枪法 （2）mRNA分离法 （3）转座子标签法及T-DNA插入突变法 （4）基因图谱的克隆法 （5）其他方法
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （3）抗除草剂基因工程 抗除草剂基因： Bar基因 Tfda基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （4）抗逆境基因工程 甜菜碱醛脱氢酶基因、脯氨酸合成酶有关基因、 山梨醇和甘露醇合成酶的基因。
第九章营养系杂交育种ppt课件
这种杂交方式利用了亲本的加性和非加
性遗传效应。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
第一节 营养系品种的遗传特点
一、概念
营养系杂交育种（clonal cross breeding）。
常规杂交育种和优势杂交育种均适用于有性繁
二、营养系品种的遗传特点
2.有性后代经济性状平均水平显著下降
实践表明，有性后代平均值一般都小于亲本的 中亲值。原因：营养系品种遗传值中非加性效应占 较大比重，在有性过程中，非加性效应解体，造成 经济性状普遍退化。
例：景士西等调查发现，苹果杂交后代果均重 比亲本中亲值下降18-51%，品质级次下降30%；樱桃 杂交后代果均重下降22-31%，品质级次下降16-40%。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
一
有性杂交育种
、 二
一、常规杂交育种：杂交（组合亲本优良性
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
二、营养系品种的遗传特点
1.遗传杂合程度大，实生后代变异幅度大
表现在果实成熟期、果实大小、果实硬度、可
溶性固形物含量等方面。
例如 两个红色菊花杂种一代出现紫红、红、粉
红、橙、黄和雪青各种颜色。
现代月季
Peace
Miniature rose
林木育种学：第九章-林木抗逆性育种-第十章-木材品质遗传改良
一、抗逆性育种的基本意义与方法
2、逆境的种类
3、抗逆性育种的方法
二、抗旱性育种
树木是多年生植物，具有生 命周期和年周期两个生长发 育周期，对干旱的抵抗能力 主要通过忍耐干旱和提高水 分利用效率来实现。
1、抗旱性的含义
逃避干旱
生长在干燥地区的一年生植物， 雨季来临时种子即发芽、生长， 在数星期内开花、结果，在干季 来临前种子已成熟，而以种子度 过干季，逃避旱季的危害。
寡基因抗病性：由少数基因控制的抗病性，其作用 方式分为基因独立遗传、复等位基因和基因连锁遗 传；
树木抗病性分类（遗传方式）
多基因抗病性：由众多微效基因控制的抗病性。
七、抗虫性育种
林木的抗虫性：是树木与昆虫 协同进化过程中形成的一种可 以遗传的特性，它使树木不受 虫害或受害较轻。
1、林木对虫害的防卫反应
抗病性测定的指标
发病率：指包括叶、果、梢，乃至整株的发病 率。系统性病害用发病率表示，局部性病害用 病情指数统计；
潜育期：与寄主抗病性成正比； 过敏反应； 病斑扩展速度。
3、抗虫性测定
林木生长周期长，抗虫鉴定所需时间长。人工接虫能 够早期测定林木的抗虫性，有助于缩短育种周期。
人工接虫材料有卵、幼虫和成虫，成虫雌雄比例要恰 当。
间接测定：主要根据林木抗虫性引起害虫产生一系 列异常的行为和生理上的反应的程度，来估测抗虫 性的强弱。通过测定各虫态害虫死亡率、幼虫生长 量（平均体重）、幼虫发育进度（进入各虫龄的数 量）、产卵率等来评价其抗虫性。
间接测定
九、林木抗逆育种途径与策略
（一）选择育种
2、抗旱性
3、耐盐性
4、抗病性
抗虫性个体选择
（二）杂交育种
1、抗寒性
林木育种学：第9章 林木抗逆性育种
保持 水分 吸收
第九章 林木抗逆性育种
增加根系深度和密度
减少 水分 丧失
1.增加气孔及角质层的扩散阻力 2.减少叶片对太阳辐射能的吸收 3.减少叶蒸发面积
12
旱生植物沙冬青
13
低水势 延迟脱 水耐旱
第九章 林木抗逆性育种
保持 膨压
1.渗透调节作用
1.减少细胞内水分 2.减少细胞体积
2.增加组织弹性
4
林木育种学
松材线虫病危害状
美国白蛾危害状
杨树天牛危害状
光肩星天牛成虫
5
黄斑星天牛卵
桉树枝瘿姬小蜂
油桐尺蠖
树干蛀虫，桉大蝙蛾
6
低温胁迫 7
渍害
干旱胁迫 盐碱胁迫
8
第九章 林木抗逆性育种
逆境的种类
病害
生物逆境 害虫
杂草等
冷害（>0℃）
广 义
温度胁迫
低温
冻害（<0℃）
逆
高温
境
干旱
非生物逆境 水分胁迫
(3）多基因抗病性 指由众多微效基因控制的抗病性。
24
林木育种学
第九章 林木抗逆性育种
2、抗虫
林木的抗虫性 是树木与昆虫协同进化过程中形成的一种 可以遗传的特性，它使树木不受虫害或受害较轻。 原生防卫 指林木在进化过程中形成的组织结构或产生毒它 性化学物质，包括机械阻止、使昆虫中毒或干扰昆虫生长 发育及生殖等。
诱发防卫 是在昆虫侵害后，林木在非固有的理化因子刺激 下所做出的组织和化学反应，包括分泌毒它性化合物、坏 死反应和减少对入侵者所必需的营养物质的供给等。
25
林木育种学
第九章 林木抗逆性育种
植物对昆虫的化学防御类型主要包括以下3类： (1)产生能引起昆虫忌避或抑制其取食的物质，使觅食昆
第九章-诱变育种
以中国农科院原子能所和内蒙古农科院的‘“Co.一y射线 源进行照射，剂量分别为：0、20、40、60、80、100、120、 140KR，照射时的含水量经水分平衡后为12.5%，水分平衡 是将种子贮存在一个处于半真空条件下的千燥器中，干燥器 内放入甘油占75%的甘油和蒸馏水混合剂。
照射后以玻璃板垂直发芽法，在25士1℃的种子发芽箱内 发芽，根据发芽速度的不同，每日调查发芽数，待种子不再 发芽时测量根长，以求发芽指数。
本试验以VID50(使活力指数下降50%的剂量)作指标，预
测种子繁殖植物的适宜辐射剂量。以活力指数大小代表种子
的活力，活力指数的计算公式为:
式中s为幼苗生
长势(根长和幼芽长)，Gi为发芽指数。
我国于1987年开始进行航天搭载育种，由此育成了大 田作物、蔬菜和花卉作物共50多个物种的300多个优良新 品种。
特点：诱变作用强、变异幅度大、微突变类型多和有益变 异多等优点.
二、辐射处理的方法和剂量 1、辐射处理的方法和部位
①方法：内、外照射两种 外照射： 指被照射的种子或植株所受的辐射来自外 部某一辐射源。如用X光机进行X光照射；用 C060源进行γ射线照射，用原子反应堆、加速器 或中子发生器进行快中子或热中子照射等。
紫外线： 是一种穿透力小的非电离射线。在2500—
2900nm范围内的波长效力最大，因为这是核酸 的最大光吸收区域。因其穿透力有限，在植物试 验中其用途只限于处理孢子或花粉粒。
辐射剂量单位：（自学)
航天育种：
利用太空微重力、高能粒子、高真空、缺氧和交变 场等综 合物理诱变因子进行诱变和选择育种研究。
二、诱变育种的发展概况
Muller用X射线进行果蝇诱变试验 . 1930年以后 大量开展植物诱变育种（小麦、大麦、玉米豌豆、烟草） 1940年以后 开始化学诱变育种 。
第九章 倍性育种
第九章倍性育种倍性育种是以人工诱发植物染色体数目发生变异后所产生的遗传效应为基础的育种技术。
目前最常用的是整倍体，其中有两种形式：多倍体育种：利用染色体数加倍。
单倍体育种：利用染色体数减半。
此外，在品种改良也可利用非整倍体（如单体、缺体、三体等），作为特殊的育种材料。
第一节多倍体育种一、多倍体的种类、起源及特点1.双倍体：含有孢子体染色体数的个体。
2.单倍体：含有配子体染色体数的个体。
3.染色体组：各种植物为了维持其生活机能的最低限度数目的一组染色体。
染色体基数：一个染色体组内的染色体数目。
如：稻属： X=12高粱属： X=10棉属： X=13小麦属： X=74. 一倍体：只含有一个染色体组的个体（ X ）。
二倍体：含有二个染色体组的个体（ 2X ）。
多倍体：体细胞染色体组三个或三个以上的生物体（如 3X 、 4X ¡¡）如二粒系小麦为 4 倍体，普通系小麦为6 倍体。
（二）多倍体的来源单倍体→二倍体→多倍体1、合子染色体数目加倍2、分生组织染色体加倍3、不减数配子的受精结合（三）多倍体的类别1、同源多倍体：多倍体中染色体组来源相同。
如四倍体水稻 AAAA ，2n=4X=48 。
四倍体黑麦 RRRR ， 2n=4X=28 。
同源多倍体的一个显著特征是植株、器官和细胞的¡°巨大性¡± , 其某些代谢物的含量也较高。
２、异源多倍体：多倍体中染色体组来源不同，多为种属间杂种。
例：普通小麦是异源 6 倍体 AABBDD，2n=6X=42。
小黑麦有的是异源 8 倍体 AABBDDRR，2n=8X=56。
小黑麦有的是异源 6 倍体 AABBRR，2n=6X=42 。
二、人工诱导多倍体的途径（一）物理因素诱变温度激变机械损伤电离辐射非电离辐射离心力（二）化学因素诱导多倍体用秋水仙素、富民隆处理正在分裂的细胞。
（三）生物因素诱导胚乳培养体细胞杂交三.多倍体育种（一）多倍体的育种意义1.利用染色体加倍的剂量效应，增大作物的营养器官或果实。
园艺植物育种学(10.1)--分子育种
一、基因工程的概念与作用 2 、基因工程的作用 （ 1 ）抗病基因工程 抗真菌病害基因： 几丁质酶基因、 β － 1 ， 3 －葡聚糖酶基因、 植物抗毒素基因、过氧化物酶基因。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2 、基因工程的作用 （ 1 ）抗病基因工程 抗细菌病害基因： 杀 菌 肽 基 因 溶 菌 酶 基 因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种 一、基因工程的概念与作用 2 、基因工程的作用 （ 2 ）抗虫基因工程 抗植物虫害基因： Bt 基因 （苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因）、 蛋白酶抑制剂基因（ CpTI 豇豆胰蛋白酶抑制剂基 因） 植 物 凝 集 素 基 因 淀 粉 酶 抑 制 剂 基 因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2 、基因工程的作用 （ 3 ）抗除草剂基因工程
抗除草剂基因： Bar 基因 Tfda 基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2 、基因工程的作用 （ 4 ）抗逆境基因工程 甜菜碱醛脱氢酶基因、脯氨酸合成酶有关基因、 山梨醇和甘露醇合成酶的基因。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 1 、基因工程的概念
植物基因工程是指把不同生物有机体 的 DNA （或基因）分离提取出来，在体外进 行酶切和连接，构成重组 DNA 分子，转化到 受体细胞，使外源基因在受体细胞中复制增 殖，然后借助生物的或理化的方法将外源基 因导入到植物细胞，进行转译或表达。
第九章 分子育种
园艺植物育种学—分子育种
第九章 分子育种
第九章 生物技术在药用植物育种上的应用1
人造血液及其生产
通过基因工程的方式 创造了能合成人干扰素的 大肠杆菌，每1Kg的培养液 可提取4～20mg干扰素，若 从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
1983 SCIENCE Cover – Transgenic Mice 1997 TIME Cover - DollyScience Vol来自 222, Nov. 1983
殊环境下的药用植物引种困难等问题，生物技术
在药用植物育种上的应用研究已成为当今中药研 究的热点，如育出了茎尖地黄新品系，已在产区 应用，并将使传统中药进入一个崭新的时代。
什么是生物技术？
生物技术（Biotechnology ）：
Bio Biology Technology Application The application of Biology for the benefit of humans
一、离体培养技术（in vitro culture）
植物细胞的全能性（Cell Totipotency） 一个植物细胞能产生一个完整植株的固 有能力称之为细胞的全能性。 即广义的组织培养，是现代生物技术的一个 重要组成部分，它是指运用无菌操作技术，将 从植物体分离的符合需要的组织、器官或细胞 （包括去壁后的原生质体）等，接种在人工培 养基上，置于人工控制的环境条件下进行培养， 以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的 其它生物产品的技术。
S – sensitive plants R – resistant plants
Biotechnology:
A collection of technologies
The Applications of Biotechnology
第九章 工业微生物杂交育种
重组分离子
（2）二倍分离子、单倍分离子和非正倍分离子。
5. 分离子的检出和测定方法
分离子的检出：挑取杂合二倍体的角变或斑变上的分生 孢子分离纯化；或筛选抗药性分离子。 分离子的测定：对它们的特性进行全面的测定分析。 确定分离子的表型和基因型：筛选培养基
三、高产重组体的筛选
选育高产稳定的重组体的注意事项：
二、细菌杂交的概况和原理
（一）细菌接合与F性因子 接合是指两个性别不同的微生物细胞之间接触，遗 传物质转移、交换、重组，形成一个新个体。
细菌结合时的遗传物质为单向转移，并且要具有性 别（ F性因子）。
（二）大肠杆菌杂交与菌株类型
a）F-菌株(“雌性”菌株)，不含F因 子，没有性菌毛，但可以通过接合 作用接收F因子而变成F+菌株； b）F+菌株(“雄性”菌株)， F因子 独立存在，细胞表面有性菌毛。 c）Hfr菌株，F因子插入到染色体
酵母菌一般指能发酵糖类的各种单细胞真菌。个体 一般以单细胞状态存在。多数营出芽繁殖。能发酵糖类 产能，细胞壁常含甘露聚糖。常生活在含糖量较高、酸 度大的水生环境中。
二、酵母菌的生活史和繁殖方式
三、酵母菌的杂交
（一）标记菌株的选择：营养缺陷型或抗性突变标记
（二）酵母杂交方法 1. 子囊孢子的制备：饥饿培养获得子囊孢子，采用蜗 牛酶或匀浆法破除子囊壁。 2. 杂交：哑铃状的接合子
（2）异养型重组体（遗传学理论研究）：选择性培养基
5. 杂合系分析（影印法）
（二） 玻璃纸法
1. 玻璃纸法原理 2. 玻璃纸平板杂交的具体方法 3. 分离子的检出和鉴别
（三） 平板杂交法
该法适合大量菌落与一个共同试验菌株配对测定 致育能力。
第四节 酵母菌的杂交育种
园林植物育种学-第九章诱变育种
9.4 空间诱变育种
9.4.1 概念：空间诱变育种（又称太空 育种，航天育种）航天育种也称为太 空育种，就是指利用返回式航天器和 高空气球等所能达到的空间环境对植 物的诱变作用以产生有益变异，在地 面选育新种质、新材料，培育新品种 的农作物育种新技术。
9.4.2 原理 1 空间辐射:高能粒子 2 微重力 • 随着“神七”搭载物渐渐公布于众，作为
952无性繁殖植物一突变体的分离选择技术组织培养法953诱变育种的成就直接利用合计叶子花大丽花2222荷花现代月季3535小计6666中国诱变诱变育成的园艺植物品种数各种诱变因素育成品种一览表x射线中子激光电子化学诱变复合处理世界总计31466755415146251533444312117中国总计1814297970766520344其中果树林木13146复习思考题请比较诱变育种与常规育种的优点和缺点
9.2.3.3 辐射对细胞、染色体及DNA的作用：
• 对细胞作用 1 细胞分裂活动受抑制或在分裂早期死亡，有机体
生长缓慢。
2 引起细胞膜的破坏
3 使细胞质结构成分发生物理、化学性质的变化， 使细胞新陈代谢所需的一些酶失活从而引起细胞 功能的衰退。
4 细胞核显著增大，染色体出现团块，核仁和染色 质的空泡化，使正常的有丝分裂遭到破坏。
重大科研项目的航天育种材料也在人们的 急切关注下，逐一亮相：三峡“鸽子树”， 三清山秀丽槭、青钱柳等濒危植物，大连 普兰店千年古莲种，深圳蝴蝶兰、袋鼠花、 球根海棠等园林植物，都搭乘“神七”太 空遨游。一时间，这些观赏植物相聚“神 七”，在浩瀚太空中经过辐射之后，等待 着植物育种专家的检测和研究。
9.5 诱变材料的培育与选择
（二） 内照射：辐射源被引进到植物体 内部的照射。
9育种方法
2．任务
保持和发展一个品种的优良特性，增加品种内优良个体的比重， 保持和发展一个品种的优良特性，增加品种内优良个体的比重， 克服该品种的某些缺点，保持品种纯度，提高整个品种的质量。 克服该品种的某些缺点，保持品种纯度，提高整个品种的质量。
2
二．本品种选育的基本措施
1）加强领导，建立选育机构 ）加强领导， 这是保证选育成功的组织措施。建立协作组， 这是保证选育成功的组织措施。建立协作组，对品种进行调查 研究（主要性能、优缺点、数量、分布、形成的历史条件、 研究（主要性能、优缺点、数量、分布、形成的历史条件、当 地群众的喜好等），确定选育方向。 ），确定选育方向 地群众的喜好等），确定选育方向。 2）明确选育目标，制订选育计划。 ）明确选育目标， 3）划定选育基地， 建立良种繁育体系 ）划定选育基地， 建立良种繁育体系 4）健全性能测定制度和严格选种选配 ） 不进行性能测定就不知道选育效果， 不进行性能测定就不知道选育效果，性能测定不完善就不能充 分说明选育成功与否。因此， 分说明选育成功与否。因此，建立建全性能测定制度是进行品 种选育的重要环节。 种选育的重要环节。 5）科学饲养与合理培育 ） 6）开展品系繁育 ） 7）适当导入外血 ）
中等程度 的近交
对于有微小缺点的系祖可 用一定程度的异质选配
12
（二）近交建系法
利用亲缘关系极亲密的个体交配，使优良基因 迅速纯合，达到建系的目的。 在组建基础群时，母畜越多越好，公畜不宜太 多且尽量同质并有亲缘关系（以免出现过多纯 合型，影响建系）。 运用近交时，要考虑个体品质和纯合度，也要 考虑亲缘关系，以决定近交程度。
群系
通过群体继代选育法建立起来的品系 多个系祖
8
二、品系的类型
专门化品系
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第九章其它育种途径简介第一节诱变育种一、诱变育种(mutation breeding)概念诱变育种又称引变育种或突变育种，是人为的利用物理和化学因素诱发植物产生遗传变异，根据育种目标要求，对突变体进行选择和鉴定，直接或间接地培育成生产上有利用价值的新品种的方法。
一般以电离辐射、化学诱变为主要手段。
二、诱变育种的种类1、物理因素(1)辐射紫外线：是波长为200-390nm的非电离辐射线。
由于能量较低，穿透力不强，多用于照射花粉、孢子、组织培养中产生的愈伤组织等。
以250~290nm波长范围内的紫外线诱变作用最强，并以低压水银灯发出的紫外线辐照效果较好。
X射线：是一种波长约为10-10~10-5cm的电离辐射线，穿透力较强。
是最早应用于诱变工作的射线。
γ射线：是一种波长更短的电离辐射线，其波长为10-11-10-8cm。
60Co、137Cs 是目前应用最多的γ射线源。
由于γ射线穿透力很强，所以应用时必须严密防护，以确保安全。
β射线：是电子或正电子的射线束。
其质量小速度大，在组织中穿透距离仅几毫米。
在辐射育种中常用具有β射线的放射线性同位素32P、35S等溶液浸种，使这些同位素进入植物组织和细胞后作为内照射而产生诱变作用。
(2)太空育种(航天育种) 指普通种子搭载航天器，利用特有的太空环境引发诱变，产生各种基因变异，返回地面后选育植物新品种、新种质、新材料的方法。
(3)激光育种(是微波育种的一种)(4)高压静电场育种(5)重离子育种H、N、Ar诱变机理有直接、间接作用。
前者指DNA吸收了电离辐射的能量而引起分子损伤。
表现在①引起电离激发使碱基结构变化；②化学键受到破坏；③碱基在复制时无差别的插入键中。
间接作用是引起大分子损伤后的环境发生作用。
2、化学因素能与生物体的遗传物质发生作用，并能改变其结构，使其后代产生变异的化学物质称为化学诱变剂（chemical mutagen）。
归纳起来主要有以下几大类：(1)烷化剂类：以活跃的烷基取代其它分子的氢原子，从而导致遗传密码改变。
常用的有乙基磺酸甲酯(EMS)、硫酸二乙酯(DES)、乙烯亚胺(EI)、N-亚硝基-N-乙基脲烷(NEU)和亚硝基乙基脲(NEH)等。
这也是目前应用广、效率高的一类化学诱变剂。
(2)核酸碱基类似物：在化学结构上与核酸碱基相似，不妨碍复制，但因碱基配对差错而引起突变。
如：5-溴尿嘧啶(5-BU)、咖啡碱、马来酰肼等与胸腺嘧啶极为近似，可以“冒名顶替”引起复制差错，而造成基因突变。
(3)其它如甲醛、抗生素（链霉黑素）、亚硝酸、生物碱（秋水仙碱、喜树碱）等。
三、诱变育种的优缺点1、物理诱变优点：(1)突变率高，变异范围广变异频率较自然条件下提高100-1000倍，而且变异的范围广、类型多，并引起机体形态上、结构上和生理生化等方面深刻的变化。
(2)适于改良品种的个别性状诱变处理易于诱发点突变，或发生个别基因的突变或可能打破基因连锁现象，经过分离选择，可能获得只改造原有品种的个别缺点，而不损伤其它优良性状的突变体。
(3)处理简单，可缩短育种年限种子植物育种周期长。
而无性繁殖采用诱发育种，优良性状可早鉴定、早嫁接固定下来。
此外采用外照射的辐射材料不带有放射性物质，处理简便，较易于广泛应用。
(4)与其它方法结合效果更好与杂交育种结合可将突变性状转到另一品种，突变体之间杂交可创造更优异品种。
与远缘杂交结合，通过花粉处理，可克服不亲和、提高结实，使远缘杂交获得成功。
与离体培养结合，诱变处理植物组织和细胞离体培养过程可发现变异，这在品种遗传改良上更具独特的优点。
缺点：(1)诱变的方向、性质难以掌握，随机性大(2)产生有利的突变少，多数是劣变体(3)鉴定出数量性状的微突变较为困难2、化学诱变优点：(1)使用方便，药剂少，设备简易(2)诱变剂有一定的专一性，比辐射明显一些。
如盐酸肼处理西红柿较盐酸胲能产生更多生突变(3)能诱发更多的点变。
如化学诱变剂EI(乙烯亚胺)较γ射线处理可提高下一代育性达3倍多，化学诱变剂处理大麦较辐射处理叶绿素突变谱较宽，白化苗百分率显著下降。
缺点：诱变剂通常有剧毒；诱变剂只有渗透到植物组织内才能起作用。
四、诱变方法(一)辐射诱变的方法1、外照射是指放射性元素不进入植物体内，而是利用其射线(X、γ或中子)照射植物各个器官。
优点是方便，可集中处理大量材料，无污染和散射。
根据处理植物部位和方法不同，可分为：(1)种子照射：干种子、湿种子、萌动种子。
种子先精选，纯度高照射后及时播种(否则产生存贮效应)(2)花粉照射：一是将花粉收集于容器内，照射后立即授粉。
另一是照植株上的花粉(便携辐照仪)(3)子房照射：与照花粉有同样优点，不出现嵌合体。
照射卵细胞后代变幅很大，自花授粉植物子房照射前要人工去雄，卵细胞对辐射敏感，宜用低剂量。
(4)营养器官照射：适于无性繁殖植物。
比照射花粉、种子具有结果早、鉴定快等特点。
为减少嵌合体，芽原基含细胞越少越好，比如初生枝第4-8叶腋内的芽，突变频率高。
2、内照射将辐射源引入植物体内的照射，称为内照射。
该法需要一定的防护条件，易造成污染和提高环境的放射性“本底”，已被吸收的剂量不易确定，故应用受到限制。
但有剂量低、持续时间长，大多植物都可在生育阶段处理等优点。
用作内照射的放射性同位素主要有32P、35S、45Ca(β射线)、65Zn、60Co(γ射线)等。
内照射的方法有以下几种：(1)浸种法：对种子或枝芽浸泡，溶液用量以全部吸干(事先吸水试验)，所用剂量范围一般是3.7×103-3.7×105Bq/每粒种子。
(2)施入法：作为“超微量元素”施入土壤(如用32P的磷肥、35S的硫肥)，植物在吸收肥料时，便可将其吸入体内。
(3)涂沫法：将放射性同位素溶液与湿润剂配合，涂在植物体上或浸泡植物叶嫩梢，通过根外吸收引入植物体内。
(4)注射法：用注射器将溶液注入植物组织内(如嫩枝、幼芽、花蕾、块茎、鳞茎等)。
3、间接照射或称植培养基(液)照射，先照射纯水、培养液或培养基（产生强活性基团如HO、O 、H2O2、H等），然后将萌发种子或其它材料放入其中处理；亦可先照射种子或其它组织，在低温下提取出浸出液，再以此液浸渍未经照射过的种子或其它植株材料。
这在微生物诱变中应用较多。
4、快照射和慢照射(以剂量强度划分)快照射是短时期、高剂量的照射，在较短的时间内(几分钟，几小时)，采用较高的剂量率照射完毕全部剂量。
慢照射是长时间、低剂量的缓慢照射。
在较长的时间内(几天、几个月)照射完毕全部剂量。
现在应用的是钴(或铯)圃，每天将钴(或铯)源升至地面进行一定时间的低剂量率照射。
一般代谢活性强用快照射，代谢活性弱(休眠)的用快、慢法均可。
这是因为存在恢复能力问题。
此外，照射剂量相同，照射方法不同，其诱变效果有不同。
5、适宜剂量和剂量率的确定适宜剂量是指能够最有效诱发育种者所希望获得的那种变异类型的照射量。
选择适宜剂量的方法是以发芽率(或幼苗生长势)为指标，找出发芽率为对照一半的剂量，即“半致死剂量”(LD50)，以此为中心确定实验剂量。
照射种子或某一器官成活率占40%的剂量称为“临界剂量”。
剂量单位：伦(伦琴, R)为照射剂量，是X和γ射线的剂量单位。
新单位为库仑(Coulomb)/㎏，相当于3.876 ×103R。
拉特(Rad)为吸收剂量，又称组织伦琴。
新的吸收剂量单位为戈瑞(Gray)，相当于1焦耳(Joule,J)/㎏或100 Rad。
居里(Ci)为放射性强度，育种上通常用毫居里(mci)或微居里(uci)表示。
(二)化学诱变的方法1、药剂配制具有诱变能力的药剂称为化学诱变剂。
将其配成水溶液或先用70%酒精溶解再加水配成使用浓度。
烷基磺酸酯或硫酸酯在水中不稳定，产生酸性或碱性物质，所以一般都是把它们加入到一定pH值的磷酸盐缓冲液中使用。
乙基磺酸甲烷(EMS)和硫酸二乙酯(DES)为7，NTG为9。
亚硝酸不稳定，它是在使用前将亚硝酸钠加入pH4.5的醋酸缓冲液中生成亚硝酸的方法应用的。
氮芥使用时，先分别配制一定浓度的氮芥盐水溶液和磺酸氢钠水溶液，然后将两者混合置于密闭瓶中，即发生反应而放出芥子气。
2、处理方法化学诱变剂处理种子较为普遍，也可处理其它器官和组织，常用的方法有：(1)浸渍法：种子、接穗、插条、块根等浸渍其中；种子应预选清水浸泡。
对完整植株也可用劈茎法，将其中一半插入含诱变剂溶液的管子中，通过吸水把药剂带入体内；也可用诱变剂直接浸根。
(2)注入法：注射器吸药注入或用蘸有药液的棉团、棉芯包缚人工刻伤的切口，或滴于芽、侧芽上。
(3)涂抹和滴液法：用棉或纱布蘸适量药剂涂抹在植株、枝条或块茎等材料的生长点或芽眼上，也可用吸管吸药滴于芽、侧芽上。
(4)熏蒸法：将花粉、花序或幼苗置于一密闭小箱内，使药剂产生蒸汽进行熏蒸。
以产生蒸气植为诱变剂的药剂如乙烯亚胺(EI)。
(5)用秋水仙诱变多倍体的方法，大多也可用于其它化学诱变剂处理(例如施入、滴芽、毛细管植用、琼脂涂抹、羊毛脂软膏涂芽等方法)。
其中，施入法属于慢性处理。
3、诱变中注意的问题(1)防污染烷化剂大多属致癌物质，氮芥类易造成皮肤溃烂；乙烯亚胺有腐蚀、易燃作用；亚硝基甲基脲(NMU)易于爆炸等。
因此应注意人身安全、避免接触皮肤或误入口中。
万一身体某部位被污染，可用大量流水冲洗或适当的化学清除剂洗涤。
(2)后处理进入植物(或器官)内的药剂，待达到预定处理时间后，如不适当地采取排除措施，则还含继续起植用产生“后效应”(原因在于残留药物的继续作用，也可能是再烷化作用，即烷基从DNA的磷酸上改变到其它分子受体上)。
此外，过渡的处理还会造成更大的生理损伤，使实际变更率降低。
所谓“后处理”主要是使药剂中止处理的措施，最常用的方法是：用流水冲洗残留药物以防继续起作用而产生不利影响。
如大麦种子以甲基磺酸丙酯(PMS)处理后，必须冲洗24h才能消除残留诱变剂引起的损伤。
但不同诱变剂对冲洗的要求也不相同。
一般10-30min在±2℃下较好。
如果水洗后的种子贮藏于0-4℃下，使代谢处于休止状态，即使长期贮藏也不会严重地改变诱变效应。
但有些诱变剂分子中的一部分能溶于细胞内的脂肪体中，要完全除去是十分困难的。
经过处理后的种子，可以直接播种，也可进行干燥，贮藏一段时间后再进行播种。
重新干燥和贮藏引起的后效应，可能会增加损伤程度，如幼苗生长缓慢，存活率和突变率降低。
(3)处理的浓度和时间不同化学诱变剂诱发的突变类型和频率存在差异。
如EI诱发小麦直立型穗的频率较高，DES诱发纺锤形穗的频率较高。
高浓度往往影响植株的存活率和育性。
用低温低浓度长时间处理，可以减轻药物对细胞的伤害，提高存活率和突变率，而且低温较易使药物保持稳定性。