作物育种学总论整理

作物育种学总论整理绪论1.作物品种的概念：是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的一定群体。具有三性（DUS）：特异性（Distinctness)、一致性(Uniformity)、稳定性(Stability)。2.作物品种类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种。3.优良品种：指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。生产上所谓的良种，包括具有优良品种品质和优良播种品质的双重含义。第一章作物的繁殖方式与品种类型1.不同作物的授粉方式：自花授粉作物（4%）:水稻、小麦、大麦、大豆等异花授粉作物（50%）:玉米、黑麦、甘薯、白菜型油菜常异花授粉作物（5-50%）:棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等2.自交不亲和性：具有完全化并可形成正常雌雄配子，但却上自花授粉结实能力的一种自交不育性。3.雄性不育性：植物的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性。4.无性系：由营养体繁殖的后代。5.无融合生殖：植物的雌雄性细胞不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式，包括无孢子生殖、二倍体孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄生殖。6.自交的遗传效应①保持纯合基因型②使杂合后代基因型趋于纯合、并发生性状分离Xmn=(1-1/2n)m③自交引起杂合基因型的后代生活力衰退7.异交的遗传效应①异交形成杂合基因型（杂交）②异交增强后代的生活力8.自交系品种（纯系品种）：突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体。9.杂交种品种：在严格选择亲本（自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。10.群体品种:遗传基础复杂、群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体。11.无性系品种：由一个或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成的一个群体。第二章种质资源1.种质资源：具有特定种质或基因、可供育种或相关研究利用的各种生物类型的总称。2.重要种质资源在育种上的作用①种质资源是现代育种的物质基础②种质资源是人类开发新作物的物质基础③种质资源可以保护遗传多样性、避免遗传脆弱性④种质资源是基础理论研究的重要材料⑤种质资源保护与知识产权3.作物起源中心：遗传类型有很大的多样性、比较集中、具有地区特有的变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。两个特点：基因多样性、显性基因高频率。野生植物最先被人类栽培利用（原生起源中心）或产生大量栽培变异类型（次生起源中心）的独立农业地理中心。4.重要作物的起源地：中国-东亚（大豆、高粱）、印度（水稻、甘蔗）、中亚（普通小麦）、西亚（一粒小麦、二粒小麦）、南美-中美（玉米、陆地棉、甘薯、番茄）、南美（马铃薯、花生）5.主栽品种：经现代育种技术改良过的品种。6.地方品种：局部地区栽培的未经现代育种技术改良的品种。7.核心种质：采用一定方法，选择部分种质，以最小的资源数量和遗传重复，最大程度的代表种质多样性。8.种子资源的方针：广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、充分利用。9.原生作物：是人类有目的驯化的植物。次生作物：与原生作物伴生的杂草。第三章育种目标1.育种目标：指在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育某种作物的新品种提出应具备的优良特征特性。2.目标性状：产量、品质、抗病虫性、抗倒伏。3.生物产量：中有机物质占干物质的90%～95%，因此作物有机物质的生产和积累是形成产量的主要物质基础。经济产量：是生物产量的一部分，是作物有价值器官部分的产量。经济系数（收获指数）：经济产量与生物产量的比值。4.理想株型育种：集中形态特征和生理特性的优良性状，使其获得最高的光能利用率，并能将光合产物最大限度地输送到籽粒中去，通过提高收获指数而提高籽粒产量。5.高光效育种：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。6.稳产性是指优良品种在推广的不同地区和不同年份间产量变化幅度较小，在环境多变的条件下能够保持均衡的增产作用。包括抗病虫性、抗旱耐瘠、抗倒伏性、适应性。7.制定作物育种目标的原则：立足当前，展望未来，富有预见性；突出重点，分清主次，抓主要矛盾；明确具体性状，指标落实；必须面向特定的生态地区和栽培条件。8.作物育种的主要目标：高产；优质；稳产；生育期适宜；适应机械化需要。★第四章引种和选择育种1.引种：引进外地或外国的种质资源。2.引种栽培：经过试验证明适合本地区栽培后，直接在生产上推广种植。3.引种驯化：外地种质引入种植，由于生态条件改变而表现出新的性状，经过选择育成适合本地区推广种植的新品种。4.引种改良：外来品种的某个（些）优良性状用于改良本地品种。5.引种原理：气候相似性原理、生态相似性原理。6.影响引种的因素外因：温度、光照、纬度、海拔、栽培和土壤内因：作物发育特性低温长日照作物：起源于高纬度地区，它们的生活周期主要在秋冬到春夏，先经过一个低温阶段，然后是长日照阶段高温短日照作物：起源于低纬度地区，它们的生活周期主要在春夏到秋冬，先经过一个高温阶段，然后是短日照阶段中间性作物：如番茄对光温要求不严格7.作物的引种规律①低温长日照作物（冬作物）：高纬度到低纬度：表现生育期延迟、营养器官加大、不能开花结实。低纬度到高纬度：表现生育期缩短、植株矮小、产量低、春季可能冻害。冬播区春性品种引到春播区春播：早熟、高产。春播区春性品种引到冬播区冬播：迟熟、冻害（视品种和引种地情况）。②高温短日照作物（夏作物）原产低纬度的品种：春播（次生生态型）、夏播（原始生态型）和秋播春播品种（感温）：引到高纬度地区春播种植，由于温度低，表现生育期延长、营养器官增大。但只要积温满足，可以获得高产。而长光照对发育影响小。夏播品种（感光）：引到高纬度地区种植，由于光照长，不能满足对短光照的要求，表现植株高大、迟熟、后期可能冻害。原产于高纬度地区的品种（感温）：引种到低纬度地区种植，由于高温高，容易满足温度要求，表现生育期缩短、营养器官变小、产量低。原产于高海拔地区的品种（感温）：引到同纬度平原，早熟低产。8.选择育种（系统育种）：对现有品种中出现的自然变异，通过个体选择和后代鉴定试验而选育新品种的方法。对于自花授粉作物可称纯系育种。9.选择育种程序纯系育种程序：通过单株（个体）选择、株行（系）试验和品系比较试验到新品种育成。混合选择育种程序：从群体中选择目标性状基本上相似的优良个体（单株）经室内鉴定并加以混合繁殖，使群体得到改良的一种育种方法。集团混合选择育种程序改良混合选择程序★第五章杂交育种1.杂交育种：通过两个或更多个亲本品种（系）杂交获得杂种，进一步从杂种后代的自交分离群体内选择培育新品种的育种方法。2.组合育种：将分属于不同品种的、控制不同性状的优良基因在分离世代随机重组结合，形成各种不同的基因组合，再通过定向选择，育成集合双亲优点于一体的新品种。3.超亲育种：将分属于不同品种的、控制同一性状的不同微效基因积累于同一杂种个体，通过对分离世代的随机重组和选择，育成该性状上超过亲本的新品种。4.杂交亲本选配的原则：双亲必须具有较多的优点、较少的缺点，其优缺点能互补，不能有严重的缺点；亲本之一最好为当地推广的优良品种；考虑亲本间的遗传差异；杂交亲本应具有较好的配合力。5.配合力：亲本和其他亲本杂交，在杂种后代中产生优良个体的能力。一般配合力：某一亲本与其他若干亲本杂交，杂种后代在某数量性状上的平均表现；特殊配合力：两个特定材料杂交组配后代在某个数量性状的表现。6.杂交技术：花期调节（分期播种、光温处理、再生植株、肥控）；控制授粉（母本防止自花授粉和天然杂交）；授粉后管理。7.杂交方式：单交或成对杂交（亲本在杂种和后代群体遗传成分各占50%）；复交（包含三个或三个以上亲本，进行两次或两次以上的杂交）（最后杂交的亲本遗传组份最大50%）8.杂种后代的处理的方法有：系谱法、混合法、衍生系谱法和单籽传法。9.系谱法：从第一次分离世代开始选择单株，分别种植成株行，以后在优良系统中选择优株，直至选出优良稳定一致的系统。各世代各系统均编号，可查各株系历史与亲缘。优点：遗传力较高性状，早代选择可靠；尽早集中掌握少数优良系统；便于比较，控制规模；及时升级试验、审定、推广；缺点：中选率低；多基因控制的性状的选择效果差；早代工作量大；10.混合法：自花授粉作物的杂种分离世代开始，组合内混种混收，不加选择，直到杂种后代基因型纯合达到80%以上时（F5--F8），才开始选择一次单株，形成株系，从中选择优系升级进入产量试验。优点：遗传力低数量性状高代选择可靠；保留更多的优良基因型和重组类型；早代工作量相对较少；缺点：混合世代群体规模大；选择世代的工作量较大；可能丢失群体弱势性状；育种周期相对较长；无从考查系统间关系。11.衍生系统法：兼具系谱法和混合法的优点，克服了两种方法的缺点：在早代，主要遗传力高的性状进行一次选择，中选数量上可以比系谱法多，保留较多的基因型；按株行种植，在株行内可以及早获得优良株系。12.单籽传法：从分离世代开始，每株收获一粒种子；之后按组合每年混合种植，每株收获一粒种子；F5或F6世代群体中选择单株，种成株行；选择优良株行升级成品系进入产量试验。稳定的单粒传群体也被称为重组自交系群体。13.杂交育种程序：原始材料圃、亲本圃、选种圃、鉴定圃、品种比较试验、生产试验和多点试验。第六章回交育种1．轮回亲本：有许多优良性状，而个别性状有欠缺需要改造的品种。非轮回亲本：具有甲品种欠缺的优良性状的品种。轮回亲本基因恢复的频率为1-1/2r+1纯合个体频率(1-1/2r)n2.回交育种法：非轮回亲本与轮回亲本杂交，F1及后代用轮回亲本品种进行多次回交和选择，轮回亲本品种原有的优良性状通过回交而恢复，同时导入了原欠缺的性状，获得性状改进的新品种。3.近等基因系：不同基因型在相同遗传背景下的各个品系4.回交育种特点优点：控制育种发展方向（保持轮回亲本基本性状）；增添非轮回亲本的目标性状；小群体，便于加代；有利于打破基因连锁；便于生产上推广应用。缺点：多个性状改良育种年限长（尤其是逐步回交）；一般仅用于个别主基因性状改良，数量性状改良困难；回交工作量大；目标基因的一因多效问题。5.质量性状的回交转育：显性单基因或隐性单基因数6.量性状的回交转育控制目标性状的基因数目：控制转育性状的基因越多，回交后代中出现的理想基因型频率越低。环境对基因表现的作用：环境条件对数量性状影响大，鉴定选择可靠性差。第七章诱变育种1.诱变育种：利用理化因素诱发植株发生变异，再通过后代的鉴定和选择育成新品种的方法。2.物理诱变电磁辐射：引起生物DNA损伤或断裂，修复时发生错误拼接与复制，辐射后代表现型产生变异，对于可遗传的变异可以加以选择。包括：紫外线、X射线、r射线。粒子辐射：ß射线、航天育种3.化学诱变：烷化剂、叠氮化钠、碱基类似物4.诱变育种的特点：提高突变率，扩大突变谱、改良单一性状比较有效，同时改良多个性状较困难、性状稳定快，育种年限短、诱发突变的方向和性质难于掌握。第八章远缘杂交育种1.远缘杂交：不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交。包括：种间杂交、属间杂交、亚种间的杂交。2.异附加系：在某物种染色体组的基础上，增加数量不等的异源染色体。为非整倍体。3.异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代4.易位系：某物种的一段染色体与其它物种的染色体段发生交换。5.远缘杂交不亲和性的原因：双亲受精因素的差异（生理差异、花器结构差异）和双亲基因的差异（控制可交配性基因、基因互补的致死基因）6.克服远缘杂交不亲和性的方法：亲本选择与组配、染色体预先加倍法、桥梁（媒介）法、特殊的授粉方法、外源激素处理、柱头手术和子房受精、植物组织培养。7.杂种夭亡、不育的原因：核质互作不平衡；染色体不平衡；基因不平衡；组织不协调。8.杂种夭亡、不育的克服方法：幼胚的离体培养；杂种染色体加倍法；回交法；延长杂种的生育期；嫁接法。9.杂种后代的分离特点：分离规律不强；分离类型、生殖丰富、并有向两亲分化的倾向；分离世代长、稳定慢。第九章倍