植物育种学复习资料

绪论

1.人类面临的三大威胁:⑴粮食安全问题⑵能源危机⑶环境恶化

2.粮食产量降低的原因:①耕地面积减少；东中部，西北部②农民种粮意向减弱；③气候因素；④水资源短缺

3. 生物进化的三要素：遗传、变异和选择。遗传、变异是生物进化的内因和动力，选择是生物进化的外因，决定生物进化的方向，因此植物育种就是适当利用自然进化的人工进化

4.遗传改良：指植物品种改良

5.品种：植物品种是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要经过人工选育或发现并经过改良，形态特征和生物学特性一致，遗传性状相对稳定的某种植物的某种群体

6.品种的特性：品种的三性（DUS）：特异性、一致性、稳定性

7. 植物育种学：⑴性质：植物育种学是研究选育及繁殖植物优良品种理论与方法的科学。⑵特点：综合性；实践应用性⑶任务：①选育优良品种；②繁育优良品种的优质种子

8.现代植物育种学的特点：①育种目标提高；②育种基础理论研究加强；③种质资源工作得到重视与加强；

④性状鉴定手段现代化，选育效率高；⑤开拓许多育种的新方法与新技术。

第1章育种目标

1.作物的育种目标（breeding objective）:在一定自然、栽培和经济条件下，对选育新品种提出应具备的优良特征特性,也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。

2.植物育种的主要目标:高产、稳产、优质、适应机械化。

3.高产:（一）产量的形成:⑴生物产量(biomass):作物整个生育期间,通过光合作用和生产积累有机物的总量(有机物质90％~95％,矿物质占5％~10％。经济产量(economic yield)栽培目的所需要的经济价值的那部分产量(子粒、块根、块茎等)。经济系数(coefficient of economics)或收获指数(harvest index)：生物产量转化为经济产量的效率,即经济产量与生物产量的比值。⑵高产品种的重要特征特性: “源、流、库”学说：同化产物多，运转能力强，且要有相应的贮藏产品的器官。源要足，库要大，流(运转)要畅，三者协调。⑶作物产量的构成因素:禾谷类作物：理论产量= 每亩穗数×穗粒数×粒重棉花：理论产量= 每亩株数×单株铃数×铃重×衣分大豆油菜：理论产量= 每亩株数×株夹数×夹粒数×粒重稻麦品种实现高产目标的三种途径：多穗型品种：增加穗数为基础大穗型品种：增加穗重为基础中间型品种：穗数、粒数和粒重并增（二）高产育种策略:⑴矮秆育种(dwarf breeding) 作用：①降低植株高度，增加密度，降低茎秆比重，提高收获指数；②株高降低减少倒伏。⑵理想株型育种优良的形态特征和生理特性集中在一个植株上, 获最高光能利用率, 并将光合产物输送到籽粒中, 提高产量。⑶.高光效育种是指通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高作物产量的育种方法。⑷作物产量分解：经济产量=生物产量×收获指数=净光合产物×收获指数=(光合能力×光合面积×光合时间﹣光呼吸消耗)×收获指数⑸高产品种: 具有较高的光合能力（强度），较低的呼吸消耗，光合机能保持时间长，叶面积指数(leaf area index, LAI)大，收获指数(HI)高等特点。

4．优质：品质：产品能满足一定需要的特征特性的总和。

5.稳产：（一）抗病虫性抗病育种：从抗单一病害渐向抗多种病害发展。抗虫育种：以非选择性和抗生作用为目标，其中由抗生作用产生的作用在育种上最有希望。（二）抗旱耐瘠：丘陵山区：土层薄、肥力低，产量低而不稳；无灌溉条件的耕地：占全国耕地面积的半数以上，其中有些地区常年缺雨干旱；季节性干旱：即使在雨量较多的地区，季节性干旱时有发生造成作物严重减产。（三）抗倒伏性（四）适应性：作物品种对生态环境的适应范围及程度。

6.生育期适宜

7.适应机械化需要

课后习题：一.解释下列名词和术语

育种目标，生物产量，经济产量，收获指数，株型育种，高光效育种，高产育种

二.问答题

1.现代农业对作物品种有哪些基本要求？

2.制定育种目标的原则是什么？

3.制定育种目标的原则是什么？

4.植物育种的主要目标性状有哪些？

5..怎样才能正确地制订出切实可行的育种目标？

6.为什么通过矮秆育种能提高作物的单产？

7. 稻麦品种实现高产的途径是什么？

8.依据你所熟悉的某一地区，拟定一个作物的育种目标，并说明其理由。

第2章种质资源

1.种质资源(germplasm resources):具有特定种质或基因, 可供育种及相关研究利用的各种生物类型。品种资源, 遗传资源(genetic resources), 基因资源( gene resources)

2.种质资源的范畴：地方品种、改良品种、新选育的品种、引进品种、突变体、野生种、近缘植物、人工创制的各种生物类型、无性繁殖器官、单个细胞、单个染色体、单个基因、甚至DNA片段等。狭义上：指用于选育新品种的材料，也称育种的原始材料。

3.作物育种的核心:⑴将现存的各种有利基因进行新的重组。⑵不断发展新作物的主要来源⑶利用更多的基因资源避免品种遗传基础贫乏⑷生物学理论研究的重要基础材料⑸是有生命的财富，亟待保护

4.作物起源中心：凡遗传类型有很大的多样性且比较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生(栽培)类型的地区。㈠主要特征基因的多样性和显性基因的频率较高。现在的作物起源中心概念：野生植物最先被人类栽培利用或产生大量栽培变异类型的较独立的农业地理中心。㈡原生起源中心（primary origin center）是指最初始的起源地称为原生起源中心；4个标志：①有野生祖先；②有原始特有类型；③有明显的遗传多样性；④有大量的显性基因。㈢次生起源中心(secondary origin center)：作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时，在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔离而形成新的隐性基因控制的多样化地区。4个特点：①无野生祖先；②有新的特有类型；③有大量的变异；④有大量的隐性基因。㈣遗传性状上存在相似平行现象：瓦维洛夫:遗传变异性的同源系列规律。㈤根据驯化的来源，作物分为两类：①原生作物：人类有目的驯化的植物(小麦、大麦、玉米、棉花等)。②次生作物：与原生作物伴生的杂草，当其被传播到不适宜于原生

作物而对杂草生长有利的环境时,被人类分离而成为栽培的主体作物(燕麦和黑麦)。㈥瓦维洛夫提出的8个作物起源中心

5.Vavilov学说在作物育种上的意义：（1）指导特异种质资源的收集；（2）起源中心与抗源中心一致，不育基因与恢复基因并存于起源中心，可得到抗性材料和恢复基因；（3）指导引种，避免毁灭性灾害。

6.种质资源的类别及特点：（一）按育种实用价值分类：⑴地方品种（农家品种）在局部地区内栽培的品种，多未经过现代育种技术的遗传修饰。特点：有明显的缺点但具有独特的可利用的特性。⑵主栽品种经现代育种技术改良过的品种，包括自育或引进的品种。特点：具有较好的丰产性和较广的适应性。⑶原始栽培类型具有原始农业性状的类型，大多为现代栽培作物的原始种或参与种。特点：多与杂草共生，有一技之长。但不良性状遗传率高（小麦二粒系原始栽培种等）。⑷野生近缘种作物的近缘野生种和有价值的野生植物。特点：在某一地区的自然条件下经过长期自然选择形成的具有一般栽培作物欠缺的一些重要性状。尤其是顽强的抗逆性，独特的品质及雄性不育特性等。⑸人工创造的种质资源杂交后代、突变体、远缘杂种及其后代、合成种等。特点：多具有某些缺点，但具有一些明显的优良性状。（二）按亲缘关系分类：三级基因库：①初级基因库( gene pool 1 ) 资源材料间能相互杂交，正常结实，无生殖隔离，杂种可育，染色体配对良好，基因转移容易。②次级基因库( gene pool 2 ) 资源间的基因能转移。但存在生殖隔离，杂交不实或杂种不育，须借助特殊育种手段实现基因转移。③三级基因库(gene pool 3) 亲缘关系更远，彼此间杂交不实，杂种不育现象明显，基因转移困难。

7.种质资源的收集与保存：（一）收集种质资源的方法⑴考察收集：指到野外实地考察收集；多用于收集野生近缘种、原始栽培类型与地方品种。⑵. 征集:指通过通讯方式向外地或外国有偿或无偿索求所需要的种质资源；⑶交换: 育种工作者彼此互通各自所需的种质资源；⑷转引: 一般指通过第三者获取所需要的种质资源（如小麦T型不育系）。（二）收集材料的整理：ϖ将样本对照现场记录，进行初步整理、归类；ϖ确定材料所属的植物分类学地位和生态类型。（三）种质资源的保存：⑴保存要求：维持样本数量;保持样本的生活力(发芽率> 50%); 保持原有的遗传变异性。⑵保存方法：①种植保存l-5年播种一次,繁殖种子,保存活力。

②贮藏保存：控制贮藏的温、湿条件,保持种质资源种子的生活力。原理：迫使种子处于代谢作用的最低限度。③资源库保存④干燥器保存：⑤离体保存种质：试管保存组织或细胞培养物。原理：植物细胞的遗传全能性。⑥基因文库(gene library technology)技术：保存种质程序：提取DNA→目的DNA片段→克隆化→大肠杆菌→大量繁殖→产生大量的生物体中的单拷贝基因。

8.种质资源的研究与利用：㈠研究内容: 性状、特性鉴定与评价及细胞学鉴定等。

㈡鉴定: 农艺性状,生理生化特性, 品质(营养价值、食用价值及其他实用价值)。鉴定方法：直接鉴定(direct evaluation)和间接鉴定(indirect evaluation),自然鉴定和控制条件鉴定(诱发鉴定)，当地鉴定和异地鉴定。根据目