园艺育种

《园艺植物育种学》教材及参考书1、教材1）陈大成等编著，园艺植物育种学，华南理工大学出版社，20012）曹家树等主编，园艺植物育种学，中国农业大学出版社，20013）景士西主编，园艺植物育种学总论，中国农业出版社，20002、参考书1）王身立著，生物物理遗传学，湖南科学技术出版社，19922）浙江农业大学主编，果树育种学，上海科学技术出版社，19863）浙江农业大学主编，遗传学，农业出版社，19864）沈隽主编，中国农业百科全书――果树卷，农业出版社，19935）梁元冈主编，中国热带南亚热带果树，中国农业出版社，19986）辛树帜，中国果树史研究，农业出版社，19837）曲泽洲，陈四维，果树生态，上海科学技术出版社，19888）吴光林，果树生态，农业出版社，19929）孙云蔚，中国果树史与果树资源，上海科学技术出版社，198310）吕柳新，林顺权，果树生殖学导论，中国农业出版社，199511）吴淑娴主编，中国果树志――荔枝卷，中国林业出版社，199812）邓西民等，果树生物学，高等教育出版社，199913）沈德绪，林伯年，果树童期与提早结果，上海科学技术出版社，198914）韩振海，落叶果树种质资源学，中国农业出版社，199515）辞书编辑委员会，辞海――农业分册，上海辞书出版社，1983园艺植物育种学的定义（狭义p1、广义）园艺植物的范畴（狭义p1、广义）园艺植物育种的途径：仅4个字，但内容极为丰富。遗传变异的本质（2个来源：重组和突变）。园艺植物育种的一般过程（三步曲）：发现或创造变异；对变异的选择、评价、鉴定；利用优良变异体。利用方式：分3种情况，但目标相同（保持优良一致的基因型）。绪论一、园艺植物育种学的任务、意义及其与相关科学的关系（一）任务选育种（改良现有品种、培育新的优良品种）；良种繁育（将选育的优良品种进行推广应用，涉及到另外一些专门知识）。（二）意义优良品种的巨大作用（增加产量，提高品质，延长供应期，减少污染，适应集约化管理，节约劳力和能源，等等）。（三）品种的概念及几个重要的相关问题品种的概念（p2）：强调三个特点良种良法原则品种要多样化品种要不断更新品种的生命力决定于多个方面：生产者、营销者、消费者。（四）园艺植物育种学与其它相关学科的关系研究的核心内容：如何更有效地控制变异、利用变异，为园艺生产服务。研究的理论基础：遗传学，植物生理学，植物分类学，植物生态学，生物化学，栽培学，土壤肥料学，分子生物学，生物物理学等。研究的方法技术：植物解剖学，生物统计学，计算机科学，生物技术等。二、园艺植物育种目标和途径（一）育种目标的确定总目标：高产、优质、高效，即“两高一优”。可进一步进行分解，例如：1、产量据统计资料，1996年我国果园面积853.4万ha，蔬菜播种面积1.43亿ha，1997年花卉种植面积8万ha。以苹果为例，2002年中国的栽培面积250万ha，产量2050万吨，产量占全世界的1/2强，是美国的5倍，比全欧洲还多30％，但单产只有8.2t/ha，而美国和欧洲分别为22.8t/ha，10.8t/ha。2、品质外观品质、营养品质、鲜食品质、加工品质、贮藏品质等。3、成熟期4、抗逆性病、虫、寒、冻、盐、碱、旱、涝、热、瘠等。5、株型矮化型、柱形的株型要优于乔化株型。株型对栽培管理、机械化作业（栽培、采收）和保护地生产都具有重要的意义，这方面的育种目标已日益受到更高的重视，如矮化砧木、柱形苹果、水稻的“理想株型”育种等。6、其它，如砧木育种。需要强调的是，育种目标的确定必须因地制宜、因时制宜，应具有相当强的针对性，以解决当前品种最主要的存在问题（必要性）。要处理好“当前目标”和“长远目标”的关系，不可过于贪多、贪高或求全（如早熟特早熟品种的品质问题），并且要充分考虑现有的人力物力条件（可行性）。在华南地区，果树上应注重早熟、抗病、优质的育种目标（如哈密瓜），蔬菜上应注意耐热、耐（抗）病、优质的育种目标（如青花菜）。实际上，这些目标也是针对当地的气候雨热情况提出的。（二）育种途径1、查（资源调查）对园艺植物的种、品种、类型（包括野生资源）进行调查、搜集、保存、研究（评价）、利用。该途径的优点：具有良好的适应性和较强的抗逆性，只要其它的经济性状符合要求，就可以直接应用于生产，风险小。2、引（引种）从国内外其它地区引入本地区没有的植物种、品种、类型（包括野生资源），在本地区自然条件下进行试种，鉴定其在当地的适应性及经济栽培价值。该途径的优点：比较省钱，可以迅速利用（直接或间接）。引种的类别：简单引种，驯化引种。3、选（选种）选种包括实生选种和芽变选种两个类别，前者是从自然授粉种子繁殖后代中选择优良的变异单株或群体，后者是在营养繁殖植物群体中，选择优良的变异枝条、单株或株系。该途径的优点：方法简单，容易见效，也比较省钱。4、育（育种）通过各种方法，人为地创造变异，然后对变异进行选择、鉴定、利用。该途径是4个途径中分量最重的。大量的理论研究和应用成果都来自于这一途径。该途径的优点：能够大幅度提高变异率、扩大变异谱（不再仅仅依靠上天的“恩赐”）；变异的方向大体上可以控制（组合优良的性状或产生杂种优势），能够定向或比较定向地实现育种目标；可以创造新的物种；运用基因工程、分子标记技术等生物技术，可望大幅度提高育种效率。“育”的方法包括杂交、诱变、新技术育种三大类，并可进一步细分：常规杂交（种内杂交）：组合，优势；远缘杂交；物理诱变；化学诱变；细胞工程（体细胞杂交，细胞诱发突变）；基因工程；分子标记辅助育种。三、园艺植物育种事业的发展概况（全世界）（一）发展简史大约7000年前，人类从游牧发展到定居阶段，开始了原始的、无意识的实生选种。这种选择方法因缺乏明确的选种目标，其效率很低，进展十分缓慢。尽管如此，在漫长的历史过程中，人类还是将很多野生的园艺植物逐渐进化为栽培类型，并逐渐积累了一些选种经验和良种繁育技术，这在距今2000年前的古代文献中有明确的记载。相关文献：《淮南子》，《尔雅》，《西京杂记》，《汜胜之书》，《齐民要术》。相关树种：桃、李、枣，苹果（希腊）等。主要成就：野生植物→栽培植物（如核桃）；自然繁殖→人工实生繁殖→人工无性繁殖→嫁接繁殖（2000年前）。采用的育种途径：利用自然变异。在长期的选择过程中，人类逐渐发现变异可以遗传，甚至能够逐代积累的现象，并发现植物的性别和父本对后代性状有明显的影响。这两方面的发现，促成了选种工作从无意识状态过渡到有意识、从仅利用自然变异的情况转变为人工创造变异，此期间（18世纪下半叶－19世纪上半叶）主要代表性工作如：比利时的VanMons(1765-1842)：梨的实生选种。英国的T.A.Knight(1750-1838)：开展了多种果树的杂交育种工作。特别是在19世纪达尔文（1909－1882）进化论的影响之下，创造性育种（人工有性杂交）得到了广泛的开展并取得了丰硕的理论和应用成果，其中以美国园艺学家布尔班克（1849－1926）和前苏联果树育种学家米丘林（1855－1935）最为著名，他们不仅培育了数以百计的优异品种，而且对育种的原理和方法作了大量的研究和总结，在杂交亲本选择选配、杂种的预选和培育方面，留下了宝贵的经验。（经验科学水平上）20世纪上半叶，随着孟德尔遗传定律的重新发现，遗传学这一门新的学科才得以诞生。其后，摩尔根遗传连锁定律的发现，不但补充完善了遗传学的理论体系，而且实现了“遗传因子”的物化，明确提出控制生物性状的“基因”就是染色体上的一个片段，是一种化学物质。（突破了经验科学的限制，进入细胞和分子水平）从此，植物育种学有了坚实可靠的理论基础，由遗传学和遗传学派生的新学科如细胞遗传学、分子遗传学、数量遗传学等，从多方面促进了育种学的发展。现今，园艺植物育种已经深入到细胞水平和分子水平上，育种效率得到了极大的提高，并被应用于农业以外的领域（医药、生物、工业、食品等等）。（二）我国园艺植物育种工作的主要成就“悠久的历史，辉煌的过去”。公元前有《汜胜之书》。公元后有《齐民要术》，《洛阳牡丹记》，《荔枝谱》，《菊谱》等园艺学论著。19世纪后，园艺植物我国的育种工作长期处于停滞状态。新中国成立以来，选育种工作才得到了迅速发展，取得了较大的成就，主要有以下几个方面：1、基本上摸清了家底普遍开展了园艺植物的资源调查和地方品种的整理工作，编写了若干“品种志”，推广了一大批优良的地方品种（详见教材），主要大事记为：1956（全国性资源调查课题的立项）→1965（蔬菜上初见成效，后因文革严重损失）→1978（迅速恢复和发展）→1997（大见成效，国家种质库拥有35万份植物种质资源，仅次于美俄两国）→现在（经济开发导致资源丧失？）2、广泛开展了引种工作（太多，不一一列举）苹果（砧木品种，接穗品种）柑橘杨桃番石榴香蕉芒果毛叶枣红毛丹观赏果树（凤梨科）优质蔬菜观赏蔬菜抗病蔬菜3、新品种选育成效显著大规模地进行了群众性选种工作，如：柑橘的实生选种和芽变选种；苹果的芽变选种；板栗的实生选种。“选种依靠群众，研究依靠专家”。杂交育种工作成效显著：苹果葡萄桃梨杂种优势利用越来越普遍：蔬菜为主，20多种蔬菜400多个杂种一代品种，每年还不断有增加。果树上，如番木瓜。4、育种理论和育种方法的研究取得了一定成效50多年来，对园艺植物主要性状的遗传规律、多倍体诱变、辐射诱变、克服远缘杂交障碍等方面进行了许多研究，提高了育种工作的效率和预见性，并在育种方法上也取得了较好进展。例如：花药培养胚乳培养胚胎挽救辐射育种激光育种太空育种细胞育种分子育种脱毒苗培育离体快繁5、主要的存在问题与一些发达国家相比较，我国的园艺育种工作还存在不小的差距，主要有：种质资源方面（流失大于搜集；缺乏必要的研究和评价；难以利用）；育种的计划性方面（急功近利）；良种繁育方面（各自为政，缺乏监管）；品种区域化、良种化方面（一哄而上，一哄而散）；资金投入方面（总量不足，地区间差距大）；体制方面（单一的公立育种，力量分散，低水平重复普遍）。四、园艺植物育种的发展趋向（一）园艺育种工作要更加注重市场经济发展的需要（高质量，高信誉）在总目标（高产、优质、高效）不变的基础上，以下一些新目标：抗（耐）病虫机械化耕作和收获营养成分和医疗保健作用形、色、香方面的品质育种（二）重视种质资源的搜集、评价和开发利用建立先进的资源工作体系。这方面以美国农业部（41万份）和俄罗斯（37万份）最为齐全。我国近年来也加强了这方面的工作，入库的作物种质有30万份，蔬菜种质1.7万份，果树种质0.89万份，总数为35万份，居世界第三。但仅有搜集是远远不够的，还需要进行系统的研究、评价和利用。（三）重视育种理论基础及育种技术的研究对目标性状进行深入研究（遗传、生理、生态、进化各方面），以提高育种工作的效率（减少盲目性）。目标性状：产量、品质、抗病性、株型、雄性不育等。育种技术：深入到细胞水平、分子水平。（四）加强多学科协作和鼓励企业投资育种抗病虫育种，抗胁迫育种（低磷、低铁），抗（耐）除草剂育种。园艺植物育种虽然周期长、投入多、风险大，但回报率也很高，除科研院所外，许多公司和企业也乐于投资（上市公司，校开发公司）。例如，湖南某蔬菜所，仅辣椒种子一项的年销售额超过亿元。（五）育种方法和手段的更新利用先进的仪器设备，获得更为科学的实验结果。微观化自动化精确化电脑化第一章园艺植物种质资源第一节种质资源的概念和意义一、“种质”和“体质”的含义为什么会“种瓜得瓜，种豆得豆”？历史上的两个遗传假说：达尔文的泛生假说（hypothesisofpangenesis）和魏斯曼（新达尔文主义）的种质连续论（theoryofcontinuityofgermplasm）。泛生假说：动物的每个器官里都普遍存在微小的泛生粒，它们能够分裂繁殖，并能在体内流动，聚集到生殖器官里，形成生殖细胞。当受精卵发育为成体时，各种泛生粒即进入各器官发生作用，因而表现遗传。如果亲代的泛生粒发生改变，则子代表现变异。种质连续论：明确提出“种质”和“体质”的关系，认为多细胞的生物体是由体质和种质