育种学 第三章 植物的繁殖方式

1、第三章第三章 作物繁殖方式与育种作物繁殖方式与育种（2学时） 基本要求：掌握主要植物的繁殖方式；对植物品种的基本基本要求：掌握主要植物的繁殖方式；对植物品种的基本要求；植物品种类型和特点。要求；植物品种类型和特点。 重点：对植物品种的基本要求；植物品种类型和育种特点重点：对植物品种的基本要求；植物品种类型和育种特点 难点：自交和异交的遗传效应；各类品种的育种特点。难点：自交和异交的遗传效应；各类品种的育种特点。 第一节第一节 植物的繁殖方式植物的繁殖方式 第二节第二节 不同繁殖方式植物的遗传特点及其与育不同繁殖方式植物的遗传特点及其与育 种的关系种的关系第三节第三节 植物的品种类型及其特点植物

2、的品种类型及其特点第一节第一节 植物的繁殖植物的繁殖方式方式植物繁殖方式植物繁殖方式有 性 繁 殖（sexual reproduction）无 性 繁 殖(asexual reproduction）自花授粉自花授粉（self-pollination）异花授粉异花授粉（cross-pollination）常异花授粉常异花授粉Often cross-pollination营养体繁殖营养体繁殖无融合生殖无融合生殖有性繁殖：有性繁殖：凡是由雌雄配子结合，经过受精过程，凡是由雌雄配子结合，经过受精过程， 形成种子繁衍后代的繁殖方式。形成种子繁衍后代的繁殖方式。无性繁殖：无性繁殖：凡是不经过两性细胞受精过

3、程而繁殖凡是不经过两性细胞受精过程而繁殖 后代的繁殖方式。后代的繁殖方式。（一）自花授粉：一朵花的花粉传播到同一朵花（一）自花授粉：一朵花的花粉传播到同一朵花 的雌蕊柱头上，或同株的花粉的雌蕊柱头上，或同株的花粉 传播到同株花的雌蕊柱头上。传播到同株花的雌蕊柱头上。（二）异花授粉：雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。（二）异花授粉：雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。( (三三) ) 常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉 繁殖后代的称为繁殖后代的称为常异花授粉常异花授粉。一、有性繁殖自花授粉植物： 天然异交率0-4%依据授粉方式植物又分为：依据授粉方式植物又分为：常异花

4、授粉植物：天然异交率常异花授粉植物：天然异交率5-49%异花授粉植物 ：天然异交率50-100%自花授粉植物（自花授粉植物（self-pollination crop）主要栽培植物：主要栽培植物：禾谷类：禾谷类：水稻、小麦、大麦、燕麦水稻、小麦、大麦、燕麦豆豆 类：类：大豆、花生、豌豆、菜豆、绿豆、小豆大豆、花生、豌豆、菜豆、绿豆、小豆 等等其其 他：他：芝麻、烟草、马铃薯、茄子、辣椒、番茄、芝麻、烟草、马铃薯、茄子、辣椒、番茄、 胡麻、亚麻胡麻、亚麻 等等ricewheatricesoybeanpeanutsesamesweet potatoeggplantcayenne pepper异花授

5、粉植物（异花授粉植物（cross-pollination crop）雌雄异株(dioecious)：菠菜、石刁柏、大麻、银杏等雌雄同株异花(monoecious)：玉米、黄瓜、甜瓜、 南瓜、西瓜、蓖麻雌雄同花不同熟（dichogamy）或雌雄蕊异长（heterogony） 荞麦、向日葵、葱、洋葱、芹菜、胡萝卜、甜菜、莴苣常异花授粉植物常异花授粉植物often cross-pollination crop 主要栽培植物：主要栽培植物： 高粱、棉花、谷子、蚕豆、甘蓝型油菜、 芥菜型油菜 等fava1. 1. 自花授粉植物的花器构造特点及开花习性自花授粉植物的花器构造特点及开花习性 雌雄同花；雌雄同

6、花； 雌雄蕊同熟；雌雄蕊同熟； 开花时间较短；开花时间较短； 常常闭花授粉。常常闭花授粉。小小 麦麦 花花 器器 结结 构构水水 稻稻 花花 器器 结结 构构2.2.常异花授粉植物的花器常异花授粉植物的花器 构造特点及开花习性构造特点及开花习性 雌雄同花；雌雄同花； 异熟或雌雄蕊不等长；异熟或雌雄蕊不等长； 雌蕊外露，易接受外来花粉；雌蕊外露，易接受外来花粉； 开花时间长。开花时间长。 花器构造特点：花器构造特点：（1）雌雄异株）雌雄异株(dioecious)，雌花和雄花分别生长，雌花和雄花分别生长在不同的植株上，如大麻、菠菜、银杏等；在不同的植株上，如大麻、菠菜、银杏等；3. 3. 异花授粉

7、植物的花器构造及开花习性异花授粉植物的花器构造及开花习性（2）雌雄同株异花（）雌雄同株异花（monoecious），雌花和雄花），雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位，分别着生在同一植株的不同部位， 如如玉米、蓖麻、西玉米、蓖麻、西瓜、甜瓜、南瓜；瓜、甜瓜、南瓜；如甘薯、白菜、如甘薯、白菜、黑麦、荞麦、黑麦、荞麦、向日葵、甜菜、洋白菜、莴苣向日葵、甜菜、洋白菜、莴苣（3）雌雄同花，但自交不亲和或雌雄不同熟、异长。）雌雄同花，但自交不亲和或雌雄不同熟、异长。二、无性繁殖营养体繁殖营养体繁殖 vegetative:vegetative: 利用植物营养器官的再生能力繁殖后代的方式利用植物营养器官的

8、再生能力繁殖后代的方式无融合生殖无融合生殖 apomixesapomixes： 植物的雌雄配子未发生核融合而形成种子繁衍后代的方式植物的雌雄配子未发生核融合而形成种子繁衍后代的方式（一）营养体繁殖（一）营养体繁殖 vegetativevegetative营养繁殖的器官有：营养繁殖的器官有： 根、茎、叶、芽、块根、块茎、根、茎、叶、芽、块根、块茎、 匍匐茎、球茎、鳞茎等。匍匐茎、球茎、鳞茎等。营养繁殖的作物有：甘薯、马铃薯、甘蔗、营养繁殖的作物有：甘薯、马铃薯、甘蔗、 草莓、洋葱、大蒜等草莓、洋葱、大蒜等营养繁殖的方法有：分根、扦插、压条、营养繁殖的方法有：分根、扦插、压条、 嫁接、组织培养等嫁

9、接、组织培养等石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）1. 1.单倍配子体无融合生殖（单性生殖）单倍配子体无融合生殖（单性生殖）雌雄配子不经过正常受精而产生单倍体胚的一种生殖方式雌雄配子不经过正常受精而产生单倍体胚的一种生殖方式孤雌生殖孤雌生殖：胚囊中的卵细胞未与精核结合直接形成单倍体胚胚囊中的卵细胞未与精核结合直接形成单倍体胚孤雄生殖孤雄生殖：进入胚囊中的精核未与卵细胞结合直接形成单倍体胚进入胚囊中的精核未与卵细胞结合直接形成单倍体胚花药、花粉的离体培养产生单倍体植株，是人工创造孤雄生殖的一花药、花粉的离体培养产生单倍体植株，是人工创造孤雄生殖的一

10、种方式种方式（二）无融合生殖（二）无融合生殖 apomixesapomixes： 包括：单倍配子体无融合生殖、二倍配子体无融合生殖、不定胚包括：单倍配子体无融合生殖、二倍配子体无融合生殖、不定胚2.二倍配子体无融合生殖二倍配子体无融合生殖指从二倍体配子体发育而成孢子体的无融合生殖类型。指从二倍体配子体发育而成孢子体的无融合生殖类型。大孢子母细胞不经减数分裂而进行有丝分裂（或由胚珠体细胞大孢子母细胞不经减数分裂而进行有丝分裂（或由胚珠体细胞进行有丝分裂）而直接产生二倍体的胚囊，进而形成种子进行有丝分裂）而直接产生二倍体的胚囊，进而形成种子-不不减数的单性生殖。减数的单性生殖。这个过程没有经过减数

11、分裂，故胚囊里所有核都是二倍体。这个过程没有经过减数分裂，故胚囊里所有核都是二倍体。3.不定胚生殖不定胚生殖由由珠心或珠被珠心或珠被的二倍体细胞经过有丝分裂而形成的二倍体细胞经过有丝分裂而形成胚，与极核发育成的胚乳形成种子，胚，与极核发育成的胚乳形成种子，不经过配子不经过配子阶段阶段。柑桔类中常柑桔类中常 出现多胚现象，其中一个胚就是正常出现多胚现象，其中一个胚就是正常受精发育而成的。其余的胚则是受精发育而成的。其余的胚则是 珠心组织的二倍珠心组织的二倍体的体细胞进入胚囊发育的不定胚。体的体细胞进入胚囊发育的不定胚。三、植物授粉方式研究、天然异交率的测定三、植物授粉方式研究、天然异交率的测定1

12、.1.通过研究植物花器构造、开花习性、传粉方式和雌、雄蕊通过研究植物花器构造、开花习性、传粉方式和雌、雄蕊 的生长发育特点；的生长发育特点； 雌雄异株、同株异花等有利于异交；闭花授粉等利于自交雌雄异株、同株异花等有利于异交；闭花授粉等利于自交2.单株隔离自交，观察结实性和后代表现。单株隔离自交，观察结实性和后代表现。套袋隔离条件下不能正常结实初步判定为异花授粉套袋隔离条件下不能正常结实初步判定为异花授粉 ；再进一步根据自交后代表现最终判断其授粉方式。再进一步根据自交后代表现最终判断其授粉方式。3.采用遗传试验确定自然异交率采用遗传试验确定自然异交率方法步骤：方法步骤：父本 显性标志性状; 母本

13、 相应隐性性状;如棉花绿苗对芽黄苗，小麦红芽鞘对绿芽鞘，大豆紫花瓣对白花瓣等父、母本间行种植或父本种在母本周围;收母本植株种子，播种，统计显性个体出现的比例 即自然异交率：自然异交率自然异交率()(F1中具显性性状的植株数中具显性性状的植株数/F1 代代 总植株数总植株数)100 第二节第二节 不同繁殖方式植物的遗传特点不同繁殖方式植物的遗传特点及其与育种的关系及其与育种的关系一一. . 自花授粉植物自花授粉植物二二. . 异花授粉植物异花授粉植物三三. . 常异花授粉植物常异花授粉植物四四. . 无性繁殖植物无性繁殖植物一一. 自花授粉植物群体遗传特点自花授粉植物群体遗传特点 1.基因型纯合

14、，群体中的个体基因型、表现型基本一致基因型纯合，群体中的个体基因型、表现型基本一致 AbcDEf AbcDEf2.遗传性相对稳定遗传性相对稳定3.自交不退化自交不退化AAbbccDDEEff二二. 异花授粉植物群体遗传特点异花授粉植物群体遗传特点1. 1. 个体基因型杂合，群体表型多样，群体中个体基因型杂合，群体表型多样，群体中个体基因型、表型不一致个体基因型、表型不一致 AbcD aBcD AaBbccDD AbcD ABCd AABBCcDd2. 要获稳定的纯合后代和保证选择效果必须控制授粉并进行多要获稳定的纯合后代和保证选择效果必须控制授粉并进行多次选择次选择3.自交生活力衰退，杂交产生

15、杂种优势自交生活力衰退，杂交产生杂种优势三三. 常异花授粉植物群体遗传特点常异花授粉植物群体遗传特点1.主要性状是同质纯合的，群体多为异质群体。表 现型大体一致，但又包含不同比例的变异个体2.自交后代性状分离不严重。3.自交后代生活力衰退不严重。四四. . 无性繁殖植物群体遗传特无性繁殖植物群体遗传特点点1.1.后代表型与母体相同；后代表型与母体相同；2.2.同一无性繁殖系内的植株遗传基础相同；同一无性繁殖系内的植株遗传基础相同；3.3.如果来自杂交后代，个体的基因型是杂合的，若用如果来自杂交后代，个体的基因型是杂合的，若用种子繁殖，后代出现分离。种子繁殖，后代出现分离。第三节第三节 植物的品

16、种类型及育种特植物的品种类型及育种特点点一一. 植物品种的类型植物品种的类型二二. 各类品种的育种特点各类品种的育种特点一一. 植物品种类型植物品种类型1.纯系品种2.杂交种品种3.群体品种4.无性系品种植物品种植物品种纯系品种（pure line cultivar）杂交种品种(hybrid cultiva）异花授粉作物的异花授粉作物的自由授粉品种自由授粉品种自花授粉作物的自花授粉作物的杂交合成群体杂交合成群体多系品种多系品种群体品种(population cultiva）无性系品种(clonal cultiva）1.纯系品种纯系品种纯系品种：由一个变异单株或杂交组合经过纯系品种：由一个变异单

17、株或杂交组合经过 多代自交、选择育成的品种。多代自交、选择育成的品种。 纯系品种群体的遗传特点：纯系品种群体的遗传特点： 个体基因型纯合；个体基因型纯合； 群体同质；群体同质； 自交不退化。自交不退化。 2.杂交种品杂交种品种种 在严格选择亲本和控制授粉的条件下，产生的杂在严格选择亲本和控制授粉的条件下，产生的杂交组合的交组合的F F1 1群体。群体。 杂交种品种群体的遗传特点：杂交种品种群体的遗传特点： 个体基因型高度杂合，表现出很高的生产力；个体基因型高度杂合，表现出很高的生产力； 群体同质，表现型整齐一致；群体同质，表现型整齐一致； 近交分离，只利用近交分离，只利用F F1 1的杂种优势

18、。的杂种优势。异花授粉作物的异花授粉作物的综合品种综合品种是由多个自交系或是由多个自交系或自交系间杂交种，经过充分自由授粉，混合自交系间杂交种，经过充分自由授粉，混合选择而成的遗传平衡群体选择而成的遗传平衡群体 遗传特点：遗传特点： 个体基因型是杂合的。个体基因型是杂合的。 群体是异质的，但具有一个或多个代表本品种群体是异质的，但具有一个或多个代表本品种特征的性状，以区别与其它品种。特征的性状，以区别与其它品种。 3.群体品种群体品种 主要包括以下几种：主要包括以下几种：（1 1）异花授粉植物的自由授粉品种）异花授粉植物的自由授粉品种（2) 2) 自花授粉植物的杂交合成群体自花授粉植物的杂交合

19、成群体（3 3）多系品种）多系品种（1 1）异花授粉植物的自由授粉品）异花授粉植物的自由授粉品种种 个体基因型是杂合的。个体基因型是杂合的。 群体是异质的，但保持着一些本品种的主要特群体是异质的，但保持着一些本品种的主要特 征特性，以区别于其他品种。征特性，以区别于其他品种。 （2 2）自花授粉植物的杂交合成群体）自花授粉植物的杂交合成群体是由两个或两个以上的纯系品种杂交后进行繁殖、分离，并主要靠自然选择，逐渐形成的一个较稳定的群体。遗传特点：遗传特点：个体基因型纯合。个体基因型纯合。群体是异质的。群体是异质的。（3 3）多系品种）多系品种 由若干个纯系品种（可以用近等基因系）的种子按一由若干

20、个纯系品种（可以用近等基因系）的种子按一定比例混合后繁殖而成的后代群体。定比例混合后繁殖而成的后代群体。 遗传特点：遗传特点： 相似的遗传背景；相似的遗传背景； 个别性状存在差异。个别性状存在差异。 4.4.无性系品种无性系品种 由一个无性系经过营养器官繁殖而成的群体。由一个无性系经过营养器官繁殖而成的群体。 由孤雌生殖、孤雄生殖产生的种子，最初繁殖的后代，也由孤雌生殖、孤雄生殖产生的种子，最初繁殖的后代，也属于无性系品种。属于无性系品种。 遗传特点：基因型由母体决定，表现型与母体相同遗传特点：基因型由母体决定，表现型与母体相同二二. .各类品种的育种特点各类品种的育种特点1.1.纯系品种的育

21、种特点纯系品种的育种特点2.2.杂交种品种的育种特点杂交种品种的育种特点3.3.群体品种的育种特点群体品种的育种特点4.4.无性系品种的育种特点无性系品种的育种特点1. 1.纯系品种的育种特点纯系品种的育种特点（1 1）对纯系品种的基本要求：）对纯系品种的基本要求： 基因型高度纯合；基因型高度纯合； 性状优良而且整齐一致。性状优良而且整齐一致。 （2）育种特点：）育种特点： 利用自然变异，采取自花授粉和单株选利用自然变异，采取自花授粉和单株选 择相结合的育种方法；择相结合的育种方法； 采用杂交或诱变等方法创造遗传变异，在性采用杂交或诱变等方法创造遗传变异，在性状分离的大群体中进行单株选择，多中选优，状分离的大群体中进行单株选择，多中选优，优中选优，连续选优。优中选优，连续选优。2.2.杂交种品种的育种特点杂交种品种的育种特点 （1）对杂交种品种的基本要求：）对杂交种品种的基本要求： 基因型高度杂合；基因型高度杂合； 性状相对一致；性状相对一致； 具有较强的杂种优