园艺植物育种原理(育种目标)

第一章、育种目标与育种途径
• 内容提要 • 确定育种目标是育种工作的前提, 育种目标适当 与否是决定育种工作成败的首要因素。 • 园艺植物育种目标有自身的特点,主要涉及产量、 品质、成熟期、适应性和抗病虫性等一系列目标性 状。制定园艺植物育种目标应满足育成品种之后生 产和市场的需要, 考虑育成品种应用的效益和目标 实现的可能性； 要兼顾近期需要与长远利益；处理 好目标性状和非目标性状的关系。育种目标明确之 后, 才能确定采取什么途径去获得符合目标要求的 新品种。
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广义的品种选育工作主要包括从现有种质资源 及其变异材料中的直接选择利用, 包括种质资源调 查(查)、引种(引)、选择育种（选）三条途径, 以 及在现有资源基础上, 通过人工创造变异, 选择获 得新的品种类型的创造变异育种(育)途径。 • 狭义的园艺植物育种是指利用自然变异或通过人 工创造变异, 形成新的品种类型的一种比较高级而 复杂的方法。 • 创造变异育种途径又包括有性杂交育种、杂种 优势利用、诱变育种、利用生物技术育种等多条 途径。 园艺植物种类繁多, 育种目标涉及产量、 品质、成熟期及对诸多环境胁迫因素及病虫害的 抗耐性等一系列目标性状。任何育种单位或个人 都只能选择其中少数几种育种对象, 从诸多目标性 状中抓住主要矛盾, 策划自己的育种目标。
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作为目标性状的抗逆性，常常不是单纯地追求抗逆程度， 而是和产量、品质等其它因素相结合, 要求在某种逆境条件下 保持相对稳定的产量和产品品质。
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培育对土壤胁迫适应性较强的品种是当务之急。植 物对矿质胁迫的适应性反应存在耐抗的基因型; 品种间 对某种微量元素的需求量有“高需”和“ 低需”的基 因型。在把营养物质转变为干物质方面, 一些品种为 “高效的”, 另一些是“低效的”；在营养元素的吸收 和运输上有些基因型是“高效的”, 另一些是“低效 的”。 鉴于当今世界面临人口不断增长、淡水资源紧缺、 耕地面积减少、土地肥力下降及受到荒漠化的威胁, 联 合国粮农组织强调应加强培育抗逆性强( 干旱、土壤毒 性、病虫草害 ) 的高产品种。 • 观赏植物常需要某些特殊的对环境胁迫的适应性, 如 地被、草坪植物要求耐荫、耐旱、耐灰尘污染、耐践 踏, 行道树还要求耐重剪, 易从不定芽、隐芽发出新枝 等特性。
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用于园林装饰的观赏植物, 以整个植株乃至群体为利用对 象, 经济系数可谓100%, 而以生产水果、蔬菜、切花等产品为 目的的作物，则经济系数较低, 且品种类型间变异较大。
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经济系数 在一定情况下可作为高产育种的 选择指标。 • 用生物产量高的品种和经济系数高的类型杂 交，有可能选育增产潜力更大品种。 产量的高低和产量构成因素有关。 • 如葡萄产量构成因素包括单株( 或单位面积) 总枝数、结果枝% 、结果枝平均果穗数、单穗 平均重等。根据产量构成因素进行选择有时比 直接根据植株产果量进行的选择更能反映株系 间的丰产潜力。
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四、对环境胁迫的适应性
• 环境胁迫大体可分为：温度胁迫、水分胁迫、土壤矿物质协 迫、大气污染胁迫以及农药 ( 含除秀剂 ) 胁迫等。 • 温度胁迫 有高温胁迫和低温胁迫。 低温胁迫又可分为冻害 (<0 ℃） 和冷害 (>0 ℃)。 水分胁迫 有干旱胁迫和湿渍胁迫。干旱又有大气干旱和土壤 干旱之别。 土壤矿物质协迫 有盐碱土和酸性土胁迫, 有由于矿质营养元 素不足造成的饥饿胁迫, 还有由于土壤中某些矿质元素过多构 成的毒害胁迫等。
加工品质和贮运品质 即产品适合加工及贮 藏、运输的特性。
• 如番茄的茄红素、果色的均匀度、水果的硬度等。 这些特性也可以通过育种途径加以改良。
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三、成熟期
成熟期的早晚对许多园艺作物都是重要的目标性 状。由于绝大多数园艺产品不像粮食那样易于贮运, 所 以生产上需要早、中、晚熟品种配套, 加上提前延后的 栽培措施, 才能基本上做到均衡供应。再者早、中熟品 种生育期短有，利于管理，而且早熟品种可以提前上 市，调节淡季, 售价较高,经济效益良好。 • 但早熟品种通常产量不高, 品质较差。所以应把早 熟性和丰产、优质方面的要求结合起来,进行品种选育。
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第二节 园艺植物育种的主要目标性状
• • 生物产量 指一定时间内, 单位面积内全部光合产物的总 量。 经济产量 指生物产量中可作为商品利用部分的收获量。 经济系数 生物产量与经济产量的比值叫做 (coefficient of economics)。 一、产量 丰产是园艺植物育种的基本要求。 产量可概分为生物产量和经济产量。
中尤为突出。如赏菊中有人喜爱色泽艳丽, 有人则喜爱 色泽淡雅; 有人喜爱莲座、圆球花型, 还有人以细瓣飞 舞花型为上品。 而且随着利用方式和消费习惯的改变, 人们对感官品质的评价也会发生某种变化。如月季育 种开始时多以花大、色艳为贵, 现时则多以花型中等大 小、花瓣紧凑、色泽柔和为上品。
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人们对观赏植物感官品质的多样化要求远胜 于其它植物。选育观赏植物新品种时，应不拘一格,
选拔精品, 追求奇特。黑花品种如墨兰、墨 菊、黑玫瑰、 黑牡丹等都是稀世珍品。荷兰园艺家赫兹曼 (1987) 经 过 20 多 年的努力, 终于在 1986 年培育出近于纯黑的郁 金香品种。
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营养品质 常指人体需要的营养、保健成分含 量的提高和不利、有害成分含量的下降和消除。
蔬菜的营养品质育种主要包括维生素、矿质元素、 有机酸、纤维素、蛋白质和氨基酸含量。果树的营养 品质育种重在水果的糖分、干果的淀粉和特殊化学成 分含量等。观赏植物除兼用型品种外，一般不考虑营 养品质。
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• ( 二 ) 优质是更为突出的目标性状 园艺植物育种中，品质往往是更为突出的 目标性状。在市场上经常都可以看到优质品种 的苹果、葡萄、甜瓜、菊花、月季等比一般品 种产品的价格高出几倍到几十倍。在国际市场 上, 我国很多园艺产品因为品质达不到要求, 没 有竞争能力, 难以出口。
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• ( 三 ) 延长供应和利用时期也是重要目标 选育极早熟品种和晚熟耐贮运的品种，是 延长供应和利用时期的主要办法。 • 另外，随着设施园艺的迅速发展, 选育适 应于保护地设施栽培的园艺植物品种也育种的 重要目标。菊花因切花和露地观赏的需要, 国 际园艺界要求培育对日照长短不敏感, 在自然 日照下四季均能开花的菊花品种。
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第三节 制订育种目标的主要根据和原则
• 一、园艺植物育种目标的特点 • ( 一 ) 育种目标的多样性 园艺植物利用方式及人们嗜好要求的多样性以及多以活 鲜方式供应市场等特点决定了它们育种目标的多样性。 如葡萄不同成熟期的鲜食、制干、制罐、制汁、酿造用 品种、耐贮运品种的选育, 抗寒、抗旱、抗石灰质土壤、抗根 瘤蚜、抗线虫砧木品种的选育, 大果无籽品种的选育, 适应于 设施园艺生产的品种选育等等。 • 菊花, 按用途有盆栽、切花和地被等各种不同育种目标。 仅盆栽的大菊系花型育种就可列出宽瓣型、球型、卷散型、 松针型、丝发型、飞舞型等近 20 种不同花型, 花期从 6-7 月 到 12 月至翌年 1 月不同时期开花以及一年多次开花的四季菊 等。花色育种目标除常见的白、黄、橙、 红、紫等鲜艳花色 外, 还要求育成绿、灰、黑色等罕见色调是目标多样性的典型 事例。切花育种目标主要要求是花期长、花瓣厚、耐久养和 便于包装运输等。
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有些种类虽非中国原产, 但引人时间较长, 国内有一定的资源基础, 在生产和消费上都占 有较大比重。如苹果、草莓、甘蓝、番茄、唐 菖蒲、凤仙花等，经过努力, 可以解决国内市 场需要, 并在国际市场上占有一席之地。 不同地区 应本着发挥资源、地域及其它 方面的优势来考虑。育种基地应接近主产区或 者发展潜力较大的地区。
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三、育种对象选择范围 全国范围 首先应该考虑起源于中国，而且市 场对新品种需求比较迫切的重要园艺植物。 如梨、 桃、荔枝、猕猴桃、枣、白菜、萝卜、菊花、牡丹 等。在中国它们不仅栽培面积和市场所占比重较大, 而且在种质资源的蕴藏方面, 远非其它国家所能比 拟（即育种资源上占有很大优势）。 • 例如桃, 不仅普通桃及其种内的所有变种, 而且在 真桃亚属内被叫做桃的几个近缘种, 如新疆桃、甘 肃桃、光核桃、山桃也都原产于中国。尽管在美国 加利福尼亚州桃资源圃中征集的资源份数远远超过 中国, 但是从遗传多样性方面来说都无法抵上中国 的种质资源。 因此选择这类植物作为育种对象, 只要理顺育种体制, 增加扶持力度, 充分发挥资源方 面的优势, 可争取在一定时期内处于国际领先地位。
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• 二、育种对象选择中存在的问题 • 过去，国内承担园艺植物育种的单位主要是 国家及省、地级研究所和高等农林院校。民间育 种没有得到应有的发展。 研究所在育种对象方 面多有相对明确的分工, 但存在分工不够合理, 育 种对象过于集中, 形成低水平的重复, 造成资源、 经费、人力等方面的浪费; 而多数园艺植物的育 种工作则无人过问。如从事苹果优质耐贮育种的 单位很多，而对杏、柿、枣、枇杷、荔枝等多数 果树的育种工作基本上无人问津。从事果树、蔬 菜育种的单位相对较多, 而承担观赏植物育种的却 寥寥无几。 因此，国家应对园艺植物育种做出 合理的调整和布局。高等农林院校技术力量较强, 但育种指令性较少,经费缺乏, 未能充分发挥潜力。
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二、品质
现代园艺植物育种中，品质已成为一 个非常重要的目标性状。 品质 即产品客观属性符合人们主观 需要的程度。 园艺产品的品质按产品用途和利用方 式大致可分为： • 感官品质 • 营养品质 • 加工品质 • 贮运品质 等。
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• 感官品质 常包含植株或产品器官的大小、形状、 色泽、风味、香气、肉质等。 感官品质的评价受到人们传统习惯的影响, 有较多的主观成分。这在观赏植物的外观品质评价
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• 六、对保护地栽培的适应性
近年来，保护地栽培的蔬菜、花卉和果树生产发 展很快，原来露地生产的品种常难以适应, 这就给育种 提出了新的要求, 主要是对保护地生态条件（如弱光照 和高温多湿环境）的适应性。 •
节约能源, 降低成本已成为北方保护地花卉育种的重 要目标。据报荷兰新育成菊花品种对昼/夜温度要求已 从过去的 18 ℃ /15 ℃降低为 10 ℃ /10 ℃ , 一品红从过 去 28 ℃ /25 ℃ 下降到 14 ℃ /12 ℃。
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• 五、对病虫害的抗耐性
病虫害对园艺植物的产量和品质都有严重 的影响。生产中，大量化学药剂的使用,不仅提 高了生产成本, 而且存在残毒和环境污染等问 题。因此, 通过遗传改良来增强品种对多种病 虫害的耐抗性已成为园艺植物育种中的重要目 标。 病虫害种类很多, 抗性育种只能抓住主要矛 盾, 在为害普遍、严重、而在种内、种间抗耐 性差异显著的种类中进行。 。 多数病原都存在生理小种分化, 所以抗病育 种还应针对本地区的主要生理小种或病毒株系, 选育多抗型品种。
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• ( 四 ) 重视兼用型植物的育种 长期以来, 人们对观赏园艺植物的育种目 标多仅着眼于株型、花色等观赏性状, 而对其 食用、药用以及其它功能注意不够, 更少考虑 把这些功能纳入育种目标。 同样, 对食用园艺 植物也很少注意它们的观赏、环境保护方面的 功能。近年来选育赏食兼用型品种, 以及开发 观赏植物其它功能的育种工作已经逐渐引起各 方面的重视。 • 当前在大气、土壤等环境污染日益严重的 情况下, 应该特别重视在观赏植物育种中提高 环境保护方面的功能。植物对污染的吸收功能 和抗性并不完全一致。
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• 育种对象
育种对象选择的意义 育种对象选择中存在的问题 育种对象选择范围
• 园艺植物育种的主要目标性状 • 制定育种目标的主要根据和原则
园艺植物育种目标的特点 制定育种目标的主要根据 制订育种目标应妥善处理的几个关系问题
• 园艺植物育种途径
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第一节 育 种 对 象
• 一、育种对象选择的意义 • 育种单位或个人, 在选择育种对象时应 相对集中和稳定。这样有利于种质资源、 中间试材和经验的积累; 有利于提高效率, 提高质量, 多出成果和提高育成品种的竞 争能力。
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育种单位或个人在选择育种对象时， 必须及时掌握国内外有关园艺植物的市 场信息及育种动向，充分考虑比较和其 它单位在种质资源、中间试材、科技人 才、 场地设施、经费来源等方面有利和 不利因素, 知己知彼, 以便在激烈的市场 竞争中处于优势的地位。可能情况下, 也 应发展横向协作, 取长补短, 共同发展。