第一章 作物的繁殖方式及品种

2020/2/17第一章作物的繁殖方式及品种类型第一节作物的繁殖方式有性繁殖sexualreproduction自花授粉self-pollination异花授粉cross-pollination常异花授粉oftencrosspollination即自交不亲和性self-incompatibility两种特殊的形式雄性不育性male-sterility无性繁殖asexualreproduction植株营养体繁殖无融合生殖无性繁殖作物的繁殖方式两性花1.花器构造单性花不完全花完全花雌雄同花雌雄同株异花有雌花雄花之分雌雄异株玉米蓖麻、瓜类大麻菠菜、银杏一、有性繁殖（一）花器构造和开花习性对授粉的影响2020/2/17其他花器构造特点有些作物雌雄蕊异长，如棉花雌蕊柱头高于雄蕊；有的有蜜腺或有香气，能引诱昆虫传粉；有的花粉粒轻小，寿命长，容易借风力传播；有的完全花雄蕊瘦小，花粉发育不良而败育，形成所谓雄性不育性；有的自交不亲和。这些花器构造的特点都有利于异花授粉。2020/2/172.开花习性大麦和豌豆以及花生花冠未开放时就已经散粉受精闭花受精cleistogamy棉花等花冠张开后才散粉常异花授粉雌雄蕊异熟dichogamy油菜雌蕊先熟玉米、向日葵等雄蕊先熟异花授粉2020/2/17自然异交率≤4%是典型的自花授粉作物在50%～100%之间的是典型的异花授粉作物常异花授粉作物的天然异交率介于两者之间（二）作物天然异交率的测定作物授粉方式的分类，是根据自然异交率的高低而定的。1.根据作物的花器构造、开花习性、传粉方式以及强制自交的结实性等进行分析判断作物的授粉方式。2.单株隔离用套袋或其他措施，强迫自交，观察其结实是否正常及后代表现。若结实不正常或后代显著退化则为——异花授粉。2020/2/173、遗传试验天然异交率的测定方法①父本——显性标志性状；母本——相应隐性性状；②父母本间行种植或父本种在母本周围③收母本植株种子，播种，统计：F1中显性性状个体数天然异交率＝——————————×100％F1总个体数天然异交率受种植、环境、作物本身品种间的差异影响。2020/2/17（三）有性繁殖植物的主要授粉方式1.自花授粉同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上，称为自花授粉。通过自花授粉方式繁殖后代的作物称为自花授粉作物。常见的自花授粉作物有：水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、花生、芝麻、绿豆、马铃薯、亚麻、烟草等。自花授粉作物的自然异交率一般为0～4%。花器构造特点：①雌雄蕊同花、同熟，二者长度接近或雄蕊较长；②开花时间较短，甚至闭花授粉；③花器保护严密，其他花粉不易飞入。2020/2/17闭花受精作物cleistogamy2020/2/17自花授粉作物self-pollination2020/2/172.异花授粉雌蕊柱头接受异株或异花花粉授粉的称为异花授粉。通过异花授粉方式繁殖后代的作物称为异花授粉作物。异花授粉作物主要由风力或昆虫传播异花花粉而结实，其自然异交率在50%～100%之间。花器构造特点：①雌雄异株（dioecious）；②雌雄同株异花（monoecious）；③雌雄同花但自交不亲和。2020/2/17异花授粉作物2020/2/173.常异花授粉一种作物同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代的称为常异花授粉作物。常异花授粉作物通常仍然以自花授粉为主要繁殖方式，同时存在一定比例的自然异交，是自花授粉作物和异花授粉作物的过渡类型。如棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、粟等的天然异交率在5%～50%之间，且变幅较大。花器构造特点：①雌雄同花；②雌雄异长、异熟；③雌蕊外露，易接受外来花粉，花朵开放时间长，花瓣鲜艳，分泌密汁等。2020/2/17常异花授粉作物2020/2/17自交不亲和性self-incompatibility自交不亲和性指具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。具有自交不亲和性的作物有甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜、甘蓝等。（四）两种特殊的有性繁殖方式2020/2/17雄性不育性malesterility植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性称为雄性不育性。细胞质一一细胞核互作性雄性不育性简称为细胞质雄性不育性cytoplasmicmalesterility，CMS，是由于细胞质不育基因（S）与细胞核中相对应的不育基因（rf）的互作而产生的雄性不育性。受遗传控制的雄性不育性受核基因控制的细胞核雄性不育性geniemalesterility，GMS2020/2/17二、无性繁殖定义：不经过两性细胞受精过程繁殖后代的方式。1.营养繁殖（vegetitivepropagtion）2.无融合生殖（apomixes）无融合生殖的类型无孢子生殖（apospory）二倍体孢子生（diplospory）不定胚生殖（Adventitiousembryony）孤雌生殖（parthenogenesis）孤雄生殖（androgenesis）2020/2/17第二节自交和异交的遗传效应一、自交的遗传效应二、异交的遗传效应2020/2/17一、自交的遗传效应（一）自交的遗传效应1.自交使纯合基因型保持不变2.使杂合的基因型趋向纯合3.后代生活力衰退（二）自花授粉作物和常异花授粉作物的基因型1.自花授粉作物（1）一致性（2）稳定性（3）耐自交2020/2/172.常异花授粉作物（1）这类作物以自花授粉为主，天然异交率较高，故遗传上由三部分组成：①主要性状为同质结合，品种基本群体的纯合同质基因型；②杂合基因型；③非基本群体的纯合基因型。（2）较耐自交：棉花等连续自交试验表现生活力衰退，但不明显，且主要性状的分离也不显著。2020/2/17二、异交的遗传效应（一）异交的遗传效应异交形成杂合基因型杂合基因型是产生基因交换、重组和产生新基因型的基础。所以，有选择的异交（人工杂交）是创造遗传变异的一种主要方法。异交增强后代的生活力异交使后代的生活力增强，称为杂种优势。因此，利用异交增强后代生活力的效应，即利用杂种优势，也是一种主要的育种方法。（二）异花授粉作物的基因型在长期开放授粉的条件下，异花授粉作物品种群体的基因型是高度杂合的，且群体内个体间的基因型是异质的，没有基因型完全相同的个体。由于长期异交，自交纯合后，隐性的劣性性状显现，表现为退化。2020/2/17第三节作物的品种类型及其特点一、作物品种的类型二、各类品种的育种特点2020/2/17农作物品种的三个基本特性，简称DUS特异性distinctness一致性uniformity稳定性stability根据作物的繁殖方式、商品种子的生产方法、遗传基础、育种特点和利用形式等，可将作物品种区分为下列4种类型。2020/2/17（一）自交系品种（纯系品种，purelinecultivar）概念从突变中及杂交组合中经过多代自交加选择得到的同质纯合群体。包括自花授粉作物和常异花授粉作物的纯系品种和异花授粉作物的自交系品种。理论亲本系数：即具有亲本纯合基因型的后代植株数达到或超过87%，就是自交系品种。（二）杂交种品种（hybridcultivar）概念是在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。它们的基因型是高度杂合的，群体又具有不同程度的同质性，表现出很高的生产力。2020/2/17（三）群体品种（Populationcultivar）包括以下四类：1．异花授粉作物的自由授粉品种，或称开放授粉品种。2．异花授粉作物的综合品种3．自花授粉作物的杂交合成群体4．自花授粉作物的多系品种（四）无性系品种（clonalcultivar）概念是由一个无性系或几个遗传上近似的无性系经过营养器官繁殖而成的。它们的基因型由母体决定，表现型与母体相同。2020/2/17二、各类品种的育种特点（一）自交系品种的育种特点育种特点：自交系品种是由同一群同质的和纯合的基因型植株组成，严格讲是来自一株优良纯合基因型植株的后代，故育种上采用：1.自交＋单株选择，连续自交下选择纯合优良的基因型。对于异花授粉和常异花授粉作物，可以通过强迫自交加单株选择达到同样目的。2.从变异丰富的大群体中进行单株选择，多中选优，优中选优。2020/2/17（二）杂种品种的育种特点包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，贯穿于两个程序之间的关键问题是自交系间的配合力测定。自交系间杂交种的杂种优势最强，F1的增产潜力最大。①连续自交选择获得自交系。②自交系间杂交配得强优势组合。③利用雄性不育等特性制种。配合力测定是杂交品种选育杂种优势利用的主要特点。×2020/2/17（三）群体品种的育种特点群体品种育种的基本目的是创建和保持广泛的遗传基础和基因型多样性，故在育种上具有以下特点：①选择原始亲本，根据育种目标，选择若干个有遗传差异的自交系为原始亲本，提供广泛的遗传基础；②对后代群体一般不进行选择，用尽可能大的随机样本保存群体，在多代自由授粉下逐步打破连续，积累有利的基因改良群体。2020/2/17（四）无性系品种的育种特点1.利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势2.选择优良芽变（budmutation）培育新的优良无性系品种选择优良芽变是无性系品种育种的有效方法，而淘汰不良芽变则是无性系品种繁殖、保纯的必要措施。2020/2/17左普通意大利右红意大利左小国光右大国光2020/2/17左条红右片红左普通富士右红富士2020/2/17巴梨，出现不同色泽变异2020/2/17思考题1．有哪些花器的构造和开花的习性有利于异花授粉？有哪些花器的构造和开花的习性有利于自花授粉？2．从作物育种的角度，简述自交和异交的遗传效应。3．根据品种群体内个体同源染色体等位基因以及个体间基因型的情况，可将不同的品种归纳为哪几种群体类型？4．农作物品种有哪些基本特性？5．不同类型的品种群体的育种特点是什么？