第二章 种子生产的基本原理

第二节 栽培品种的特性与防杂保纯
一、栽培品种的特性 （一）经济性
品种是根据生产和生活需要而产生的植物群体，具有应 用价值，能产生经济效益，是具有经济价值的群体。
（二）时效性 植物品种在生产上的经济价值是有时间性的。育成更好
的品种。或是1个优良品种没有做好提纯复壮工作，推广过 程中发生了混杂退化，或不能适应变化了的栽培条件、耕作 制度及病虫分布，或不能适应人类对产量、品质需求的不断 提高，都可使其失去在农业生产上的应用价值而被新品种所 替代。新品种不断替代老品种，是自然规律，因此，品种使 用是有期限的。
2．自花授粉植物的杂交合成群体
杂交合成群体（composite-cross population）：是由自花 授粉植物两个或两个以上纯系品种杂交以后，在特定的环境条 件下，进行繁殖、分离并主要靠自然选择，逐渐形成的一个较 稳定的群体。实际上经过若干代以后，最后形成的杂交合成群 体是一个多种纯合基因型的混合群体。例如哈兰德（Harland） 大麦和麦芒拉（Mezcla）利马豆都是杂交合成群体。
（五）商品性 在市场经济中，植物品种的种子是一种具有再生产性能的
特殊商品，优良品种的优质种子能带来良好的经济效益，使种子 生产和经营成为农业经济发展的最活跃生长点。
二、栽培品种的DUS三性
（一）品种DUS三性的概念 植物品种，一般都具有三个基本需求或属性，即特异性
（distinctness）、一致性（uniformity）和稳定性（stability）， 简称DUS三性。特异性是指本品种具有1个或多个不同于其他品 种的形态、生理等特征；一致性是指同品种内个体间植株性状和 产品主要经济性状的整齐一致程度；稳定性是指繁殖或再组成本 品种时，品种的特异性和一致性能保持不变。
植物品种的DUS三性在品种审定、新品种保护中具有重要 地位，是报审品种必须具备的条件。
（二）品种DUS三性的测定及其意义
保证审定品种的优良性，保护育种者的合法权益。同时又 不致使雷同品种出现，杜绝投机行为，在申报植物新品种保护 前，或在申报过程中要对申报品种的DUS三性进行测定。
植物品种的DUS三性测定，应依据植物品种保护的技术标 准进行。目前我国尚未有正式的技术标准，因此，通常可依据 UPOV（International Union For the Protection of New Varieties of Plants. 1996-10.18）公约的标准并结合实际进行。
（四）无性系品种
无性系品种（clonal cultivar）：是由一个无性系经过营养 器官的繁殖而成。它们的基因型由母体决定，表现型也和母体 相同。许多薯类和果树品种都是这类无性系品种。如目前生产 上应用的甘薯品种。由专性无融合生殖（obligate apomixis）产 生的种子繁殖的后代也属无性系品种。
（三）可生产性 1个植物品种，一般至少应符合优良性、稳定性、纯合性和
适应性的需求。在适宜的自然或栽培条件下，表现高产、稳产、 优质、高效和抗性。
（四）地域性 植物品种是在一定自然、栽培条件下被选育的，其优良性
表现具有地域性，若自然、条件或栽培条件改变，品种的优良性 就可能丧失，这是品种区域试验和引种试验的理论基础。
中，某个等位基因占该位点等位基因总数的比率， 也称等位基因频率（allele frequency）。基因型频 率（genotype frequency）是指在某一群体中，某 个特定基因型占该群体所有基因型总数的比率。
(二) 遗传平衡定律 遗传平衡定律（law of genetic equilibrium）是指
程中品种内植株间自由随机传粉，也经常和相邻种植的其他品种相 互传粉，所以群体中包含杂交、自交和姊妹交产生的后代，个体基 因型是杂合的，群体是异质的，但保持着一些本品种的主要特征特 性，可以区别于其他品种。例如许多黑麦、玉米、白菜、甜瓜、翠 菊等异花授粉植物的地方品种都是自由授粉品种。少数果树采用实 生繁殖的群体品种也属此类。
在一个大的随机交配的群体内，如果没有突变，选择和 迁移因素的干扰，则基因频率和基因型频率在世代间保 持不变。由于该定律是英国数学家G. H. Hardy和德国 医生Wihelm Weinberg于1908年分别提出的，故又称为 Hardy-Weinberg定律。
异花授粉作物群体内个体间随机交配繁殖后代， 如果没有选择、突变和遗传漂移等影响，其群体内 的基因频率和基因型频率在各世代间将保持不变， 即保持遗传平衡。但实际上由于对群体施加人工选 择，再加上自然突变\品种的杂交和小样本的引种等 因素，这些都不可避免地对异花授粉作物品种的纯 度产生影响，从而影响种子生产。
过去主要在异花授粉植物中利用杂交种品种，包括品种 间杂交种和自交系间杂交种。单交种、顶交种、三交种、双 交种均属于自交系间杂交种的范畴，它们之间的区别在于组 配时所利用的自交系数目和杂交方式的差异。综合品种 （synthetic cultivar）又叫综交种，它是用多个自交系或自交 系间杂交种，经充分自由授粉，混合选择而成。这几类杂交 种的整齐一致性、增产效果，不同类型存在差异，适用情况 也不相同。
DUS三性的测定，要进行田间试验，或由主管当 局指定的单位实施，或由申请人做。
测定所需的样品材料，应该是随即取30个植株或 30个植株的部分，有另外规定的除外。
关于样品要求、数据处理、观测特性等，UPOV （1996）所颁布的检测准则（TG/153/3，Guidelines for the conduct of tests for distingctness, uniformity and stability）中有详细的规定，可参阅。
(二)杂交种品种 杂交种品种（hybrid cultivar）亦称杂交组合，是基因
型杂合的同质群体。在育种上属于杂种优势利用，是指在严
格筛选强优势组合和控制授粉条件下生产的各类杂交组合的
F1植株群体。其基因型是高度杂合，杂种优势显著，有较高 的生产力。杂交种品种不能稳定遗传，F2代发生基因型分离， 性状整齐度降低，导致产量下降，故生产上通常只种F1代， 一般不利用F2代。
3．多系品种
多系品种（multiline cultivar）是由若干个纯系品种的种 子混合后繁殖的后代群体。可以用自花授粉植物的几个近等基 因系（near-isogenic line）的种子混合繁殖成为多系品种，由 于近等基因系具有相似的遗传背景，只在个别性状上有差异， 因此多系品种在大部分性状上是整齐一致的，而在个别性状上 存在基因型多样性。一般多应用于抗病育种中，可以合成一个 大部分农艺性状相似而又可兼抗多个病原物生理小种的多系品 种，具有良好的效果。
他进一步总结提出了基因型和表现型两个概念，区分了 遗传的变异和不遗传的变异，指出了选择遗传变异的重要性， 为选择育种和种子生产奠定了理论基础。
（二）纯系学说与种子生产的关系
纯系学说对育种和种子生产的最大影响，是从 理论和实践上提出自花授粉植物单株选单株脱粒，进行株系 比较，一步步进行提纯复壮，即三圃制。
第一节 栽培品种的分类与类型
一、栽培品种分类的依据
作物品种类型的划分是一个颇为复杂的问题，目前有 关教科书或专著对品种类型的划分不尽一致。究其原因， 主要是划分的依据和标准不同。（主要依据遗传学）
二、栽培品种的类型及其特点
依据潘家驹的分类法，将栽培品种分为纯系品种、杂 交种品种、群体品种和无性系品种。
事实上，绝对的纯系是没有的，因为大多数 植物的经济性状都是受微效多基因控制的数量性 状。（特别是杂交选育而成的品种，）所谓“纯” 只能是局部的、暂时的和相对的，它随着繁殖的 扩大必然会降低后代的相对纯度。因此，在现代 种子生产中，应尽可能减少生产代数。
四、遗传平衡定律及其与种子生产的关系
(一) 基因频率与基因型频率 基因频率（gene frequency）是指在某一群体
三、纯系学说及其与种子生产的关系
（一）纯系学说的概念 纯系学说（pure line theory）：是由约翰生于1903年提
出的。所谓纯系，是指从一个基因型纯合个体自交产生的后 代，其群体的基因型也是纯一的。约翰生依据大量试验结果 认为，在自花授粉植物的天然混杂群体中，可分离出许多基 因型纯合的纯系，因而在一混合群体中选择是有效的。但是 在纯系内再继续选择是无效的，因为纯系内个体所表现的差 异，只是环境的影响，是不能遗传的。
五、品种的防杂保纯
（一）品种混杂退化的原因 品种混杂和退化是两个既相互联系又相互区别的概念。
品种混杂（varietal complexity）是指在一个品种群体中混 有各种异型株（其他植物或品种的种子或植株），造成品 种纯度降低的现象。品种退化（varietal deterioration）表 现为原有种性变劣，优良性状部分或全部丧失，生活力和 产量下降，品质变劣，以致降低或丧失原品种在生产上的 利用价值。混杂了的品种，势必导致其种性的退化；而退 化了的品种，植株高矮不齐，性状不一致，也会加剧品种 的混杂。
纯系学说对种子生产的另一个指导意义是保 纯防杂。在种子生产中，保证所生产品种的高纯 度是生产技术中的关键措施。种子生产中，即使 是自花授粉作物，但绝对的完全自花授粉是几乎 没有的，总会由于种种因素的影响而发生一定程 度的天然杂合，从而导致基因重组，还有可能发 生各种自然突变。这也是我们在制定种子质量标 准时，纯度不能要求100%的原因。
（三）群体品种
群体品种（population cultivar）的基本特点是遗传基础比较 复杂，群体内的植株基因型是不一致的，即是异质群体。因植物种 类和组成方式不同，群体品种又可分为不同类型，主要有：
1．异花授粉植物的自由授粉品种 自由授粉品种（open pollinated cultivar）：在生产、繁殖过
第二章 种子生产的基本原理
遗传与变异，遗传变异与环境变异，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 与群体遗传是现代育种与种子生产的的理论基础。现 代育种技术选育众多的栽培品种。种子生产技术就是 要保证各类优良品种在不同的气候、土壤、栽培等条 件下，能够保持其遗传特性基本不变，农艺特征基本 一致。