西南林大植物育种学课件-03引种

第三章引种（Introduction）一引种的概念、历史及意义二引种的理论三引种的程序及措施四各类植物引种特点一、引种的概念、历史及意义(一)概念（掌握）乡土树种外来树种引种Introduction驯化Domestication每个树种都有一定的自然分布范围，当它在自然分布区内生长时，称乡土树种。落叶松思茅松当栽种到自然分布区外时，被称为该地区的外来树种。红栎Quercus红枫Acer外来树种造就山川秀美把树种从原有的分布区扩展到分布区以外，或引进外来树种，称引种（简单引种）。银杏(Ginkgobiloba)我国现有的野生银杏保留地，有浙江的西天目山区，河南的大别山区，湖北的神农架自然保护区，以及贵州山区等国外西番莲优良品种的引进和选育葡萄柚优良品种引进番木瓜优良品种引进中林美荷杨的引种元宝枫的引种采取有效措施使外来植物种适应引入地点环境的过程叫驯化（驯化引种）。引进来的种或品种，有的表现很好，可以直接利用，有的表现不好，常常有不服水土的现象，需要采用一些技术措施，使其改变遗传性，慢慢适应新环境的过程，这就叫做驯化。驯化（引种）的另一涵义是野生树种变为栽培树种。从这个意义上讲，今天的造林树种都是已经驯化的树种。野生驯化的刺五加野生驯化的臭菜野生驯化的苦菜根据引种（驯化）的难易程度可分为：简单引种(自然驯化、自然归化)驯化引种(人工驯化)引种与驯化的关系：引种是驯化的开始、驯化是引种的措施。•野生种的家化(驯化)：8000年前，智人。•（二）引种的历史与成就（了解）•西汉张骞：核桃，石榴，葡萄，芝麻，黄瓜等；•唐代，丝绸之路，大量植物物种引入；•我国从国外引进：20属204种；•美国加州70%植物源于我国，德国，荷兰，意大利，英国等西欧国家的园林植物2/3源于我国；•植物引种范例•从国外引种：国外松、桉树、杨树、鹅掌楸、橡胶、木麻黄、墨西哥落羽杉、雪松，黑松，赤松，五针松，池杉等。湿地松自20世纪30年代引入我国，已在我国南方大面积推广。图为1972年在湖北荆门营造的湿地松林，目前平均高和胸径为18.6m,36.7cm；1992年产种子近50Kg/hm2。国内引种南竹北移；水果类；观赏植物；国外引种我国物种引出：银杏，水杉，猕猴桃，观赏植物等。中国的植物为世界植物做出了巨大贡献，最经典的例证是：栗疫病（Endothriaparasitica(Murr.)P.T.etH.W.Anderson）1938年在意大利首次被确认，到1965年就导致意大利的栗实产量缩减了85%。从年产量70万吨下降到10万吨。美国受栗疫病的危害最严重，在十九世纪末从美洲栗（CastaneadentafaBorkh）中选出了几个优良品种，并建立了生产性栗园，但在栗树进入盛果前，整个栗园就毁于栗疫病了。而后波及整个美洲栗的分布区，毁灭了全部大树，并使美国栗几乎不成为一个经济树种。直到中国栗（CastaneamollissimaBL.）的引入，才挽救了美国的栗生产（Janick,1975）。（三）引种驯化的意义（掌握）1、可提高产量和品质，促进产业发展。2、可充实种质资源，为培育新品种提供育种材料3、是保护和拯救种质资源的重要手段4、引种驯化是栽培植物起源与演化的基础；同时为其它生物学研究奠定基础。但是，引种也会引起生物灾害，如生物多样性的减少、生态系统的循环失调。因此，引种的安全性是当今争论较多的问题。二、引种的原理（一）引种的基本理论（了解）1气候相似论(德国林学家H迈克尔)2风土驯化论(苏联务实育种学家米丘林)3栽培植物起源中心学说(苏联植物学家瓦维诺夫)4生态历史分析法(苏联植物学家库列亚索夫)5专属引种法(鲁萨诺夫)分布区：植物的某一个分类单位在地球表面上的分布面积或区域；分布区中心：生境条件对某一植物种生存最适宜的地方；起源中心：种的发源地，又称原生中心或多样性中心；广布种：指地球上普遍分布的植物种；窄域种：仅局限于某种特殖环境的植物种；残余分布和残余种：由于某些地理气候等因素引种广布种范围缩小的分布，相应的植物称为残余种；初生植物：古代基本栽培的或野生状态的植物；次生植物：由混生在初生植物中的杂草引入栽培而成的植物；特有现象和特有种：植物只在一定地区特有分布的现象；相应的植物称为该地区的特有种。（二）引种的遗传学基础（了解）1、反应规范所谓品种的适应范围，就是这个品种基因型在地区适应性反应的反应规范。生物体的表现型是基因型与环境条件相互作用的结果。从引种驯化的遗传学原理来看，“简单引种”与“驯化引种”的本质区别就在于引进植物适应性的宽窄及其对环境条件差异大小的反应。简单引种是植物在其基因型适应范围内迁移，这种迁移不需要改变引种植物的遗传性。即引进植物的适应性较宽,环境条件的变化在植物适应性反应规范之内。这种适应范围的大小受到基因型（遗传性）的严格控制，控制的方式就是对外界环境条件的自体调节能力和缓冲作用。适地适树驯化引种是指引种植物向其遗传适应范围以外的迁移，这种迁移成功的前提条件是必须通过有性杂交、人工诱变等改变引种植物的遗传性（基因型）,或需要通过栽培措施改变环境条件。引种驯化的过程是具有不同遗传基础的个体在特定环境条件下的长期选择过程。改树适地或改地适树关于驯化改变遗传性的问题，曾有2种观点：①孟德尔观点有性杂交或诱变具有不同遗传基础的个体在新的环境条件下适者生存，不适者淘汰驯化成功。②米丘林观点有性杂交播种幼龄阶段的个体具有较大的遗传可塑性，易接受外界培育条件的影响，从而定向改变其遗传性。2、潜在基因生物体的基因只有在适宜的环境条件下才能得以表达。植物的易地栽培是在植物具有潜在的适应基因的条件下获得成功的。3.植物的发育调控适宜的环境条件可以激活一些基因表达，因此原产地没有表达出来的性状有可能在异地条件下表达出来。关于遗传的可塑性,生理上的可协调性和发育的阶段性.promoterOperatorStructuralgeneterminatorpromoter（三）引种的生态学原理生态学(ecology)：研究生态环境与植物相互关系的科学。生态型(ecotype)：是指同一种范围内在生物特征、形态特征与解剖结构上，与当地主要生态条件相适应的植物类型。因此，生态型亦叫生态品种群。从引种驯化这个角度，确定生物的生态型主要应分析两个方面：一是分布区的主要生态条件，或引种地与原产地各自的生态条件；二是植物本身的生物学特性和形态解剖特征，也就是植物自身生长发育的限制因子。1、气候相似理论（theoryofclimaticanalogues)（了解）植物与生态环境的综合分析。引种成效的关键在于正确掌握植物与环境关系的客观规律。德国慕尼黑大学林学家麦依尔(H.M.Mayr)教授在《自然历史基础上的林木培育》1909年论述道：木本植物引种成功的最大可能性在于树种原产地和新栽培地有气候条件相似的地方。对植物引种具有划时代的指导意义，使植物引种逐渐由盲目走向科学。2、主导生态因子的分析（掌握）温度水分（降水和湿度）光照土壤风地形植物生态分类①地中海气候型②大陆东岸气候型冬暖亚型冬凉亚型③大陆西岸气候型④热带高原气候型⑤热带气候型⑥沙漠气候型⑦寒带气候型（1）温度温度因子最显著的作用是支配植物的生长发育，限制着植物的分布。其中主要是年平均温度、极端低温和高温、低温和高温持续时间、季节交替特点等。气候对西番莲引种的影响(2)降水和湿度降水量和湿度是决定自然界植被类型的关键因素，也是决定引进树种成败的因素。湿度及土壤等对中林美荷杨引种的影响雨型:雨量的不同季节分配型(分布和大小)。雨型与引种成败有一定关系。我国东部亚热带区，属夏雨型。引种地中海地区和美国西海岸冬雨型树种，如油橄榄、海岸松、美国黄松和辐射松等往往不易成功，而引进夏雨型的加勒比松、湿地松生长良好。空气湿度对外来树种能否适宜生长关系很大。在华北地区许多南方树种不能越冬，固然与这一地区冬季寒冷有关，但与冬季干旱也是分不开的。常绿的圣诞树（欧洲赤松变种）能耐-5一-10℃，在北京不易越冬，但适于在5℃以上生长的合欢却可以在北京越冬。(3)日照主要受光周期、光强和光质的影响。植物的生长和发育，需要一定比例的昼夜交替，即所谓光周期现象。南树北移时，生长季节内日照延长，使生长期延长，影响封顶，妨碍组织的木质化和入冬前保护物质的转化，降低抗寒性。北树南移时，则恰恰相反，由于日照长度变短，促使提早封顶。过早封顶，严重缩短了生长期，影响植物正常的生命活动。(4)土壤条件土壤的化学特性、物理结构和肥力状况会影响植物的生长。A土壤酸碱度和含盐量对引种的成败影响最大。我国华北、西北地区有较多的盐碱土地，而华南的红壤山地则主要是酸性土。沿海低洼地带多是含盐量高的盐碱土或盐渍土。胡杨等树种较为耐盐，可以在土层含盐量0.2％～0.3％、PH为9.0的地方栽培。欧美杨只能在土层含盐量0.1％～0.15％、PH为6.5～7.5的地方栽培。庐山植物园建园初期引种了大批喜中性或偏碱性土壤的树种，如白松、日本黑松，经过10多年试验，因不适应庐山地区的酸性土壤而逐步死亡。B土壤含水量、通气状况也影响引种成败日本落叶松在粘重土壤上因排水不良，生长受抑制。1962年吉林双阳县发生水灾，林地积水20多天，小青杨全部死亡，而其他杨树生长正常。C土壤微生物有些植物的根部组织与菌类共生，成为植物正常生长的必要生物条件。菌根菌、根瘤菌的选择，能显著促进植物生长。（5）风选择引进树种时还需考虑风的因素。风影响蒸腾作用及空气的相对湿度。（6）地形地形对植物生长是一个间接的，但又是具有综合影响的因子，综合影响气候、土壤等。在引种中应充分利用地形条件。选择适当的引种地点是相当重要的。上述的各种生态因子总是综合地作用于植物，各生态因子并不是对植物起同等重要的作用，在一定条件下，总是某一生态因子起主导的决定作用。因此，植物的引种更要注意原产地和引种地综合生态因子和主导生态因子的比较。气候对西番莲引种的影响湿度及土壤等对中林美荷杨引种的影响3、历史生态条件的分析植物适应性的大小，不仅与目前分布区的生态条件有关，而且与其系统发育历史上经历的生态条件有关。凡植物在系统发育中经历的生态条件较为复杂时，其潜在的适应能力也会大些，引种工作一般较易成功。三、引种驯化的原则、程序及方法（一）引种驯化的原则（了解）1.适地适树；2.改树适地；3.改地适树。（二）引种的程序（了解）1、根据引种目标，正确选择引种材料。本地没有的新材料，引进生产急需品种，品种的主要经济性状优良，特别注意综合经济性状。引进育种急需的种质性状要突出；与引入地植物有系统发育关系；以往有相关引种的技术记载；对改良本地植物提供新的基因资源。2、可行性分析根据引种材料和两地生态条件，科学分析引种适应的可能性植物的生活型；植物的分布区；气候相似性；主导生态因子；引种地栽培技术条件；借鉴前人的引种经验教训；参考适应性相近的品种在本地区的表现；分析引种方向与中心产区之间的关系（向心或离心）。3、引种材料的收集和编号登记收集途径：交换，购买、赠送、考察收集登记：材料名称编号来源地引种时间引种人材料状况4、引种材料的检疫危险病虫害；疫区植物的消毒处理；隔离种植。5、引种试验试种观察（研究应用价值）种源试验品种比较试验（确定适应范围）区域试验引种试验的观测指标经济特性物候期抗逆性指标适生环境6、栽培性试验和推广品种繁殖栽培技术推广品种评价和品种管理西番莲的多点栽培试验种质资源的调查环境资料分析材料收集繁殖推广引种试验（种源试验）（品种比较试验）（区域试验）交换、购买、赠送、考察收集自然生境、栽培地条件、主导生态因子种的分布范围种内变异栽培分布状况•加强检疫引种驯化的基本程序（三）引种方法（掌握）1、种子引种2、逐渐迁移，阶段驯化与多世代连续培育3、适当的繁殖方式和栽培技术措施低温春季旱风光照强度变化季节变化空气湿度水分、水质变化土壤性质南树北移的技术措施防寒防风（临冬修剪）遮阳网加强管理人工喷雾补充酸性成分土壤改良思考题：