作物育种学(要点)

1、作物育种学：研究选育和繁育作物优良品种的理论与方法的科学。是研究改良现有品种和创造新品种的学 科，即改良植物的遗传性，使之更符合人类的生产和生活的需要，从而可将之为人工进化的学科。一般配合力：一个被测系与一个遗传基础复杂的群体品种杂交后的产量表现，或被测系与许多其他系杂交 后F1的平均值。特殊配合力：一个被测系与另一个特定的系杂交后的产量表现。测交种：在测定配合力的工作中，用来与被测系杂交的品种、杂交种、自交系、不育系、恢复系等统称为 测验种。这种杂交称侧交，所产生的种子叫测交种。雄性不育系：具有雄性不育特性的品种或自交系。雄性不育保持系：保持雄性不育系的不育特性的品种或自交系。雄性不育恢复性

2、：指某一品系与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品种或自交系。三系配套：用恢复系的种子在田间大面积播种所得的植株既可以通过传粉结实，又可以在各方面表现出较 强的优势。在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复性必须配套使用。称为三系配套。 系谱法：在选择的过程中，个世代都予以编号以便查找株系的历史亲缘关系，故称为系谱法。顶交种：一个品种和自交系杂交产生的杂交后代。单交种：两个自交系间杂交所产生的杂交种。三交种：一个单交种和自交系杂交产生的杂交种。双交种：两个单交种杂交产生的杂交种。综合种：10个以上自交系杂交，或几个单交种、双交种杂交后通过混合选育的杂交种。回交育种的意义和特点

3、：一、意义：1、当一个优良品种由于感染某种病害而失去其利用价值时，用回交 育种能有效改良其性状。2、雄性不育特性的转育。3、给父本品种导入标准性状。4、回交在解决远缘杂 交中存在的杂种不育和分离世代过长方面，已被证明是有效的。5、回交可以打破连锁，创造出综合双亲 优良性状的后代。二、特点：1、育种过程中可以对目标性状进行有目的的选择，使育种工作有更大的准 确性。2、目标明确，可以利用温室、异地或者异季培养以加速育种进程。3、回交育种所得到的新品种丰 产性和优良性状与原有优良品种相似，能够迅速推广应用。4、只能改良少数的性状。5、被改良性状属于 多基因控制，效果差。6、工作量大。不同繁殖方式作物

4、的遗传育种特点一、自花授粉作物遗传特点1）基因型与表现型的相对一致性。2）遗传行为的相对稳定性。3）没有自交 衰退现象。4）通过人工选择可迅速分离出许多纯系。育种特点：纯系内选择是无效的，纯系间选择是有 效的。二、异花授粉作物 遗传特点1）个体的异质性，个体的表现型和基因型的不一致性。2）遗传行 为的不稳定性，为了获得稳定的春和后代强制自交。3）异花授粉作物自交衰退严重。育种特点1）简单 的单株选择效果不好。2）良种繁育必须严格隔离。3）可利用杂种优势。三、常异花授粉作物遗传特 点遗传基础基本是纯合状态，只是异质花程度没有异花授粉的显著。育种特点采用系统育种和杂交育种 是有效的。四、无性繁殖作

5、物 遗传特点1）基因型的杂合性。2）无性繁殖后代，个体间基因型的一致性。 育种特点1）可以采取选择（系统）育种的方法，选择优良的单株。2）杂种优势利用不需保持系。三种选择育种的方法：一、单株选择，适用于自花授粉和常异花授粉作物，是将当选的优良个体分别脱粒保存，翌年分别各种一 区行，根据小区植株的表现鉴定上年当选个体的优劣。有一次和多次的，直至达到选择目的。其缺点是、 异花授粉作物为利用杂种优势而培育自交系要采用单株选择，但不适宜单株选择选育品种。2、同一优良 品种内进行选择，因为单株间或系统间差异小，难以选到优良个体且花费人力物力。二、混合选择，从品种混杂群体中，把成熟期、株高、茎叶性状和颜色

6、一致的相似优良个体（单株）选出， 混合脱粒脱铃，第二年与原品种比较，优异的就可作为新品种推广。这种方法工作简易，收效迅速，不需 要较多劳动力。其缺点是不能了解各个个体后代性状的表现，有的个体具有不良的地产效能，会影响整个 品种群体的优良程度，降低选择效果。三、集团选择，当品种的群体复杂而表现若干类型，每一类型又有一定数量植株时，可把每一类型相同的 个体选出，集中混合脱粒播种，翌年各类型进行产量比较，选出新品种。系谱法杂交后代的处理：F1：淘汰有严重缺陷的杂交组合，淘汰假杂种；F2：在优良组合中选择优良单株， 并继续淘汰不良杂交组合。遗传力大的早代F2选择，遗传力小的F4-F5选择；F3：适当种

7、植对照品种， 在优良的株系内（3-5株）选优。每个F3称为一个株系，而F4就是一个株系群。F4：选择优良株系群中 的优良株系。F5：从产生的优良品系群中选择优良品系。品种资源收集要求：首先着重在作物的起源中心进行，起源中心可能找到地方品种，甚至野生种的大量变 异类型。其次也要注意在栽培中心进行，不管在起源中心还是在栽培中心，不仅在古老种植区还是在某些 新的地区都可能存在所需的变异类型。另外要力图收集类型丰富的群体，采收的种子要有生物、环境、种 质技术等多方面的多样性。收集一切品种和类型，不能只收集农业性状好的。单倍体发育特点：1）单倍体植株生长非常慢，短小，不能自然结实；2）雄性不育性除育性外

8、，其全是正 常的，用正常花粉授粉可得到种子；3）单倍体用正常花粉授也不能结实。单倍体鉴定（1）气孔、叶片、花和穗子都较小，株矮小，可作鉴定的标志；（2）单倍体的不育性高，95-99% 的花粉是败育的；（3）利用遗传标记；（4）检查染色体。单倍体育种的优点：1、克服杂种分离，缩短育种年限。2、提高获得纯合材料的效率。多倍体育种要点：1、对于营养体为目的的作物，培养同源多倍体较易成功。2、异源四倍体对克服远缘杂 种不育性有一定效果。3、选用倍性较低的材料进行多倍体育种。多倍体鉴定：1、直接鉴定方法：看根尖或花粉母细胞减数分裂中期I，计数染色体数目，如单纯计数， 观察根尖较容易。2、间接方法：一般同

9、源多倍体叶大、肥厚、气孔大，单位面积上的气孔少一些，未加 倍的多些；还可观察气孔中叶绿体数，加倍的多些，反之少数。叶绿体数目一般增加20-30%，已加倍的比 未加倍的大些。加倍的花粉粒大些，反之小些。另外，还可看其育性，绝大多数同源多倍体育性下降，甚 至不育。不同作物利用杂种优势的特点：1、异花授粉作物，优良自交系间杂交，利用杂种优势，如玉米的顶交种、 单交种、三交种、双交种、综合种；2、自花授粉作物和常异花授粉作物，不需选自交系，可直接进行品 种间杂交，杂交种。3、无性繁殖作物，有亲本产生自交系杂交，杂种优势固定。杂交育种程序：1、原始材料圃和亲本圃：防混杂和天然杂交，保证纯和度和典型性；2

10、选种圃：种植杂 交后代的地段称为选种圃，对杂交后代进行选育；3、鉴定圃：产量比较，鉴定材料的一致性和进一步对 个性状进行观察比较，2-3次重复，顺序排列，每隔4和9区种一区对照，试验条件接近大田；4、品种 （系）比较试验：产量试验，并对品种生育期、抗性、丰产性进行全面的、详细的研究，小区面积20-40平 方米，3-5次重复，随机区组排列，一般材料参加2年后的品比试验。回交育种程序：第一年次：AxB，杂交，B为抗性亲本，显性；第二年次：FlxA，回交；第三年次: BClFlxA，从回交一代中选择抗病株回交；第四年次：BC2F1xA,从二次回交一代中选择抗病株回交； 第五年次：BC3FlxA，从三

11、次回交一代中选择抗病株回交；第六年次：BC4F1，四次回交一代 抗病株自交；第七年次：BC4F2自交选抗病株；第八年次：种成株系，选似A的抗病株系。系统育种程序：第一年大田选株（选择优株，分别脱粒）；第二年株行试验（每一株/穗/铃一行，与对照进行鉴定， 选择优良株系，淘汰不良株系）；第3-4年 品系比较试验（分系播种，比较鉴定，选择最优品系，淘汰 其他品系）；第5-6年 区域试验或生产试验（选出有推广前途的品系）；第7年 大田推广。克服种间杂交不可交配性（远缘杂交不亲和）方法：1、预先嫁接法。2、利用单倍体，染色体预先加倍。 3、选好亲本并注意正交、反交。4、提前授粉或延迟授粉；5、混合授粉（

12、加少数母本花粉）和多次授粉， 可产生少量自交种子，但产生激素，为杂种提供好的营养条件；6、授粉后在花柄或花铃上涂激素。7、摘 除下部少量花蕾，以使营养集中；8、胚的离体培养：授粉5-6天取胚。9、促使花期相遇。品种：是在一定生态条件、经济条件和栽培条件下，按照人类的需要，经人工选育而产生的某一作物的某 种群体（类型）；具有相对稳定的遗传基础，相对一致的形态特征、生物学特性和经济性状，并具备一定 条件下的生产力和经济价值，能用普通的繁殖方法保持其恒久性。引种：从外国或外地引进各种优良品种、品系、类型或种质资源在当地进行推广或作为育种材料加以应用。生态因素：在作物的生长发育环境中，对作物生长发育有

13、明显影响并直接为作物所同化的因素称生态因素。生态环境：生态因素有气候的、土壤的、生物的，这种起综合作用的一些生态因素的复合体称生态环境。 生态地区：对于一种作物具有大致相似的生态环境的地区称生态地区。生态适应：对于一定的生态环境表现剩余正常的反映。气候相似论：不同的地区，其某些主要天特征方面非常相似，同而，一个地区的技术和培育的品种，在引 种到它的气候相似区时，能够成功的应用。生态类型：作物对于一定地区的生态环境具有相应的遗传适应性的某一品种类群称为作物的生态类型。分 为：气候生态型、土壤生态型、共栖生态型。系统育种：根据育种目标，从现有的品种群体中选出一定数量的优良个体，分别脱粒播种，每一个

14、个体的 后代形成一个系统，通过试验鉴定选优去劣育出新品种。这样的品种是由自然变异的一个个体发展成为一 个系统而来的，故称系统育种。又叫一株传、一粒传。杂交育种：推广品种间杂交创造变异而选育新品种的方法。混合法：在杂交后代的性状分离世代，把一个组合都成一个群体来处理，只淘汰劣株，不分系统，不选单 株，到了性状稳定的世代，再按标准选择单株，形成系统。这种方法叫混合法。回交系谱法：当亲本之一在大多数性状优于另一亲本时，用较好的亲本进行一两次回交，然后用系谱法进 行选育，使杂种具有较大异质性，可能选育出更好的品种。杂种优势：两个遗传性状不同的亲本杂交产生的后代的性状比双亲优良的现象。诱变育种：利用物理

15、和化学因素诱导农作物发生变异，并从中进行新品种的选育。远缘杂交：种以上的分类单位之间杂交叫远缘杂交。异代换系：一种生物中的某些染色体被不同种的染色体替代。避病：并非作物本身的抗病性，也可能是感病性，但在时间或空间上隔离了病原上发生高峰，以减少病害。 耐病：作物的某品种受侵害以后，虽有相当的感病，但减产并不多，耐病品种在生产上有一定利用价值。 抗病：狭义的抗性性。指作物对病原具有抗侵入、抗扩展的能力，是能动的抗性反应。致病性一一病菌对作物品种引起病害的能力。包括：毒性、侵袭力。毒性：是指一个病原菌的小种对寄主作物品种选择性的致病能力，用引起病害的数量作为衡量毒性的强弱。 用不同小种对相同作物品种

16、引起的病害，比较其数量。对作物引起病害重的毒性强，反之则为毒性弱。 侵袭力：指病毒的小种在寄主作物中侵入和繁殖的能力。以一定时间内引起病害的程度作为衡量标准。生理小种：性和侵袭力，不同小种不同，是由于生理上的变异而引起的生理分化。这种致病力和毒性的生 理分化称为生理小种。鉴别寄主：理小种很难从形态上加以区分，只有致病性上的区别。据此，可导致寄主作物中的不同品种来 鉴别不同的生理小种。这种品种称为鉴别寄主（或称鉴别品种）。哺育品种：感染某一小种但对其他生理小种具有抗性，当该品种在生产上大面积种植时，就会对现有小种 群体产生选择压力，能使感染该品种的小种比重上升，随之丧失抗病性的品种。轮回选择：从

17、玉米基础群体中选出自交以取得相当数量的F1自交系，经过自交组合鉴定选出优系再组合 成综合种的过程。综合品种：8个以上优良自交系或自交之间的杂交种。一环系：在玉米育种中从品种选到的自交系。二环系：从杂交后代选择的自交系。作物育种学的基本任务是：研究育种规律，创造优良品种，当良种育成后，繁殖和推广应防止混杂、退化。 品种的特点：1、品种是经济上的类别，而野生植物只有类型之分。2、品种是重要的农业生产质料。3、 品种的推广有地区性，并要求一定的栽培方法。4、品种利用有时间性，自然、经济和栽培条件的变化要 求不断培育新品种。5、品种性状具有一致性：指群体具有不妨碍使用的一致性。6、品种可以使用普通的

18、方法保持其原有性状和使用价值。优质品种在农业生产中的作用：1、提高产量2、提高品质3、新植物引种4、对提供复种指数具有重要意 义5、抗逆稳产。现代化农业对品种的要求：高产、稳产、早熟、优质、适应机械化操作的要求。理想株型：1）半矮秆或中矮秆。2）叶片要求分布均匀，紧凑，长相上冲（挺），叶色深，叶片较厚，上 下叶片遮光少。3）根系生活力强，后期不早衷。4）其主性状配合好，如穗形等。禾本科植物理想株型： 1矮杆或者半矮杆，株型紧凑，叶片挺直、窄短，叶色较浅，可以避免或减少荫蔽、倒伏、病害，提高光 和效能。矮杆品种抗倒伏力强，可加大种植密度，提高经济指数和有效利用水肥条件，丰产潜力大。高光效品种主要

19、表现为合成碳水化合物和其他营养物质的能力较强，低呼吸消耗，光合机能保存时间较 长，叶面积适当，光补偿点低，光呼吸少，光合产物转运率高。水稻高产类型：1、以增多穗数位基础，选育多穗型品种。2、通过增加穗种途径，选育大穗型品种。3、 亩穗数、穗粒数、粒重并重，选育中间型品种。抗旱特征：根系发达，吸收能力强，叶面积小，分蘖成穗高，结实性好。早熟品种的意义：1）提高育种指数；2）为了避开不良的气候条件和各种灾害的影响，或减轻受害程度； 3）克服连种的季节矛盾，在连作和套种的地区，要求缩短套种作物的共生期。制订育种目标原则：1、适应农业现代化的要求粮食作物：高产、稳产、优质；棉花、糖料、热带作物及 薯类

20、作物：改善品质，适宜工业加工和综合利用；蔬菜育种：抗病虫害，减少农药污染；根据耕作制度和 生态条件选育不同生育期具有较高经济价值的品种。2、符合当地当前大面积生产水平的需要。高产、优 质要求高标准水肥条件。3、分清主次，明确具体。上世纪五六十年代主要语种目标是选育丰产产品，现 在是选育优质、抗虫产品。4、考虑当地耕作制度、作物结构和品种搭配。不同品种根据要求轮作、间作、 套作。5、考虑生产发展的要求。优良品种从选育到大田推广最少需要5-6年时间，因此选育要有预见性。 品种资源：选育作物新品种的种质资源或者作物遗传资源，不仅包括古今中外的栽培品种，还包括野生种 和各种特殊的遗传材料。作物起源中心

21、应具有下列特征：1、在一定地区内具有某物种的遗传类型的多样性且比较集中；2、有较多 的变种性状或类型；3、有该物种较多的栽培类型或近亲的野生类型；4、遗传显性性状出现在起源中心， 而隐性性状出现在基地周围。种质资源的类别：本地品种资源、外地品种资源、野生植物资源、人工创造的种质资源。选择育种的特点一、优点：1）利用自然变异，育种方法简便有效。2）优中选优。选择育种，作为育种 的品种对象，往往是优良的大面积推广的品种，在其中选择有利变异的个体，所以是优中选优。二、缺点： 1）遗传基础上有局限性，对品种的改良或改良的效果上不可能有本质上的突破，而往往是某些数量性状 加强一些，削弱一些，因为它脱离不

22、了原来的遗传基础；2）只能等待，发现，利用自然变异，而不可能 有目地创造遗传变异，因此不能完全满足现代育种上更高、更多的育种要求。连续定向选择的作用：在选择过程中，有些性状特别是自花授粉作物的质量性状，用过一次选择就能够收 到明显效果。异花授粉作物的数量性状需要通过多次选择，通过有力基因的积累和基因的累加效应，才能 收到选择的预期效果。在作物育种史上，对一些作物的重要性状如棉花纤维长度、甜菜含糖量、油料作物 含油量等都需要进行擦很难过期的连续的定向选择，对改进作物的经济价值有很大作用。鉴定的方法：直接鉴定和间接鉴定、田间鉴定和实验鉴定、自然鉴定和诱发鉴定、当地鉴定和异地鉴定。 水稻引种：南种北

23、引，遇到长日低温环境，出现生育期延长，抽穗期推迟现象。晚稻品种北移，因其对短 日照的反应敏感，遇长日照不能抽穗。南种北引，选早熟或中熟的早稻或短日高温生育期长的品种作为中 稻。北种引到长江流域作早稻生育期有所缩短，表现为生殖生长期缩短。北种引到长江流域做双季稻，营 养生长期缩短。高海拔到第海拔，植株高大，繁茂性增强；反之植株变小，生育期延长。玉米引种：北种南引，生育期缩短，高海拔到低海拔，生育期缩短。玉米春化温度因品种而异，变异范围 10-25度，早熟品种春化温度小雨10天，晚熟的达一个月。玉米的短日照条件可以需素通过光照阶段，要 求每日8-12小时日照。早熟品种对短日照无反应，晚熟品种通过光

24、照阶段约30天。玉米是高温短日照植 物，光照阶段需求短日，其他时期短日照不能缩短其生育期。系统育种特点：一、优中选优，简便有效；二、连续选优，品种不断改进；三、只能从自然变异中选出优 良个体，由于自然变异频率较低，有利的变异减少，不能有目的的创造新的基因型，改良品种频率有限。 纯系学说要点：1、凡是由一同质的秦代自交产生的子代称为纯系；2、一般每个农家品种内常存有若干纯 系，但须待个体分离后才能识别；3、选种的最大能效在于分离纯系，但分离最优基因对品种的改良是有 限度的；4、已成为纯系的品种再进行选择是无效的。杂交育种特点：1）重组综合双亲的优良性状。2）通过基因的互作而产生新的性状。3）通过

25、微效基因的 累加产生超亲性状。亲本选配原则：1、亲本优点多，性状的互补。2、主要（目标）性状突出，并且遗传传递力要强。3、选 用生态类型差异大，亲缘关系较远的材料作亲本。4、亲本一般配合要高。5、亲缘关系和地理差异能获得 较大优势。6、选用当地最好的推广品种作为亲本。另外，亲本自身产量高，双亲花期相近。如株高、生 育期有异，应做到父本高于母本，父本迟于母本。测验种的选用：1、用遗传基础复杂的综合杂交种或品种作为测验种测定的是一般配合力，测定特殊配合 力是用基因型纯和的系做测验种；2、测验种配合力低或与被测系血缘亲近，测出的配合力较低，反之则 高；3、测验种必须与被测系没有亲缘关系，类型有差别。

26、4、选择配合力好、性状优良的测验种，测配结 合，达到选育新品种的目的。测定配合力的方法（1）共同测验法：用一个品种群体作为测验种分别和待测定的自交系进行测交。（2） 双列杂交法：以被测定的自交系互为测验种，可同时测一般配合力和特殊配合力。（3）测用结合法。混合法与系谱法：1、对于质量性状和简单的数量性状如生育期、株高、抗病性等，用系谱法在早世代进 行选择可减少盲目性，以便将经历集与少数优良株系；2、混合法不能确定各株系的亲缘关系，评定取舍 比较困难，育种年限也较长；3、系谱法从F2开始严格选择，丧失了许多优良类型；4、系谱法工作量大。 加速育种程序的方法：1、加速世代进程。南种北移，北种南移，

27、早稻翻秋，晚稻翻春。2、加速试验进程。 在F3提早测产，对各株系边选株，边测产；对突出优异的系越级提升；进行多点试验，提早生产试验。 杂种优势的表现：1、生长势和营养体：多数杂种一代长势旺盛、分蘖力强、根系发达、茎杆粗壮、块茎 增大增重，玉米的矮杆与矮杆杂交后代几乎全部超亲，且超亲量大；2、抗逆性和适应性：杂种抗逆性和 适应性往往较其亲本强；3、生育期：双亲生育期相差较大时子代生育期介于之间且偏向早熟亲本，双亲 生育期相近，子代则往往早于双亲，双亲都早熟，其子代也可能会晚于双亲。4、产量因素和产量：杂种 一代产量多数较高，一般比普通良种增产20%-40%； 5、品质：杂种一代皮质也有一定优势。

28、利用杂种优势的基本原则：1、提高双亲的纯合性；2、选配优良杂交组合；3、繁殖制种简单易行成本低。 诱变育种的特点：1、提高突变率，扩大突变谱，创造新类型。2、可有效地改良品种的早熟、矮秆、抗病 和优质等单一性状。3、诱发的变异易于稳定，可缩短育种年限。4、打破性状连锁，促进基因重组。5、 促进远缘杂交。缺点：1、诱变的方向和性质难以掌握；2、难以通过一次过程出现多种理想的变异。诱变后代的处理Ml （诱变一代）的种植与选择1、禾谷类作物主穗突变率较分穗的高，第一次分蘖穗较第二次的高。因此，Ml往往用密植的方式来控制分蘖。2、禾谷类作物要保证M2有一万株的群体，因此可以根据主 穗产生的种子数量来判

29、断Ml群体大小。3、提高播种质量。通过诱变处理的种子，按材料、处理剂量顺 序播种，用来处理的相同材料作对照。4、受处理的影响，Ml表现出苗率低、植株变矮、生育期延迟、 生长受抑制、长势差、育性不正常、结实率低等5、Ml植株往往是嵌合体，钱和现象在M2一般不能 重组，Ml出现的形态结构变化大多不能遗传到后代。在Ml代一般不做选择。M2的种植与选择突变显现最多的世代，但大多是不利突变，同时可能出现早熟、矮杆、抗逆优质等变异，选择优良单株。 M2的种植要扩大群体，用来处理材料和当地通过品种做对照，种植方法常用穗行法和混合法。M3和以后世代将M2当选单株种成株系，每个一定行数设一对照，M3如株系稳定，

30、表现一致可按株系收获，选入后代 选择鉴定，如出现有价值优良突变体，可进行单株选择，直至获得稳定的优良品系。异花授粉作物M3代 是突变性状分离显现的世代，是选择突变体的重要世代。诱导多倍体育种原则：1、饲料作物是最多适合多倍体育种的作物。2、谷类作物最不宜多倍体育种，育性 降低。3、倍体一般不高于6倍，否则易丢失一些染色体或染色体组。人工多倍体的应用1、六倍体小黑麦和八倍体小黑麦。2、甜菜三倍体。3、三倍体西瓜。4、四倍体红三 叶草。5、黑麦同源多倍体、自然同源多倍体等。单倍体在育种上的意义和特点：1、克服杂种分离，缩短育种年限。2、提高获得纯合材料的效率。3、与 其他育种方法和结合，可提高育种效果，如诱变育种。产生单倍体的途径1、孤雌生殖：1）遗传标记性状的应用；2）远缘杂交；3）化学诱导。2、染色