育种学-第五章选择育种

1、选择是育种的理想，也是实现理想的每一具体步骤。 布尔班克第五章 选择育种（2学时）第一节 选择的意义和方法 第二节 选择育种的简史和成效第三节 选择育种的原理第四节 有性繁殖植物的选择育种第五节 无性繁殖植物的选择育种第一节 选择的意义和方法一. 选择的概念及意义二. 选择在品种改良中的作用三. 选择的基本方法四. 两种方法的综合运用 一. 选择的概念及意义选择育种：根据育种目标，对现有品种群体中出现的自然变异类型，通过单株选择或混合选择，选出优良的变异个体，经过后代鉴定，选优去劣培育新品种的方法。选择的意义：对育种材料选优去劣，对人工和自然产生的变异群体，根据育种目标要求和表现型，选择优良的

2、基因型，固定优良性状；选择是任何一种育种方法的不可缺少的环节。二. 选择在品种改良中的作用可以把植物已有的变异分离出来，把优良的变异类型挑选出来；对发生了变异的生物体，按照一定方向连续选择，可使变异逐渐积累、巩固和加强，即选择的创造性。（P64 表5-1 玉米油份和蛋白质70代定向选择效应）三. 选择的基本方法1.个体选择（单株选择法）2.混合选择3.两种方法比较 1. 个体选择 根据育种目标从原始群体中选择优良个体，分别收获，分别脱粒、贮藏，来年分别播种，形成一个穗（株、铃）行，根据穗行表现鉴定上年个入选单株的优劣，劣者淘汰。 一次个体选择： 多用于自花、常异花植物 品种改良和良种繁育，异

3、花授粉植物自交系的保纯 多次个体选择 ：用于自花、常异花植物杂 交后代的选择 个体选择一次单株选择多次单株选择2.混合选择从品种群体中，按照育种目标，把成熟期、产量性状和外部形态较一致的优良个体选出来，混合脱粒，下一年混合播种，与原品种和对照品种进行比较。 混合选择一次混合选择：自花植物提纯、选择新品种多次混合选择：异花、常异花植物提纯、选育新品种一次混合选择多次混合选择 3.两种方法比较 （1）混合选择 优点：方法简单，省工，收效快，可以很快获得大量种子供生产利用;对于异花、常异花授粉植物可保持群体一定程度的异质性，不会导致遗传基础贫乏，引起生活力衰退。 缺点：不能鉴定个体的后代表现，选择效

4、果较差;（2）个体选择 方法麻烦，费工，要求技术比较严格; 选择比较准确，可靠，效果好; 后代群体性状趋于一致。 原始品种群体集团1集团2繁殖种子大田大面积推广按类型分别混合选择，分别脱粒经分别混合选择的不同类型的种子各集团与原品种比较试验经比较表现优良的集团种子所繁殖的优质种子（一）集团混合选择育种程序（用于地方品种的改良）集团3原品种四. 两种方法的综合运用原始品种群体分系鉴定改良群体繁殖推广按个体选择，分别脱粒当选个体的种子改良群体与原品种比较试验经鉴定合格的各系混合脱粒表现较优越的群体收获脱粒（二）改良混合选择（系统混合选择法）育种程序原品种系行种植鉴定（一年）（三）母系选择法 此法在

5、异花授粉植物的蔬菜中应用。方法：选择程序和自花授粉植物的多次单株选择法完全相同。特点：所选单株没进行隔离。由于异花授粉植物又不进行隔离，选择只是根据母本的性状进行，未控制授粉，故名为母系选择法。优点：无需隔离，较为简便，生活力不易退化；缺点：选优提纯的速度较慢。 第二节 选择育种的简史和成效一. 选择育种的意义和特点二. 选择育种的简史和成效混合选择育种：采用混合选择法选育新品种的方法。如果这种方法用于自花授粉作物即称为纯系育种系统育种：如果采用个体选择法，所育成 的品种，是由自然变异的一个 个体发展成一个系统。一.选择育种的概念和特点1.选择育种的特点：利用自然变异，进行优中选优，环节少，年

6、限短，过程简单；连续选优，使品种不断得到改良和提高；能保持原品种对当地生态条件适应性。斯字棉2B 系统育种 徐州209 系统育种 生育期变短 霜前花增加徐州1818 系统育种 徐州58 系统育种衣分增加 纤维强度 增加3-5g徐州142丰产性好，增产10%以上 2.缺点不能有目的的创造变异;有利变异少，选择效率不高;应用连续个体选择时，容易导致遗传基础贫乏;改进提高的潜力有限 .二、无性繁殖植物的选择法基本上与自花授粉植物相同：以单株选择法为主；在某些情况下也可用混合选择或集团选择。无性繁殖植物的单株选择一般都为一次单株选择。因为一个无性系内各株的基因型是相同的，性状表现整齐一致，继续在无性系

7、内选择无效。二. 选择育种的简史和成效1、选择育种在我国植物育种中一直起着相当大的作用。新中国成立以来，虽然在不同年代采用的育种方法各有侧重，但不论哪个时期，选择育种育成的品种均占一定的比例。稻麦棉三大作物： 水稻 小麦 棉花 50年代 61.2% 19.6% 74.4% 60年代 43.4% 20.5% 62.9% 70年代 27.6% 9.8% 56.6%60年代以后，随着其他育种途径的开拓，系统育种所占比重相对减小。2、选择育种在棉花育种中一直占有重要的地位。因棉花是常异交植物，天然异交率高，选择育种一直占有较大的比重。70年代占50%以上，80年代占20%。从美国引进的岱字棉15号，选

8、育的品系多达100多个；棉花品种鲁棉6号，是系统育种育成的，成为山东省80年代中后期的主要推广品种。3、选择育种在园艺植物的育种和生产中也发挥了重要作用。果树芽变选种中最突出的例子是元帅系苹果的芽变选种。我国自1973年开展了苹果芽变选种，已在元帅系中选出一批优良品系。目前主栽苹果品种为红富士，从中选出许多芽变，如烟辐3、2001等。选择育种法培育的果树品种在目前仍占相当大的比例。第三节 选择育种的原理 1901-1906年,丹麦植物学家约翰逊从市场买来菜豆品种,按籽粒大小、轻重进行6个世代种植选择,分出19个纯系。1903年提出了纯系学说。Wilhelm, L. Johannsen 1901

9、 In self-pollinated crops 1.在自花授粉作物品种群体中，通过单株选择，可以分离出许多纯系，表明原始品种是各个纯系的混合体，通过个体选择把不同基因型从群体中分离出来,这是基于种群的分化，选择是有效的。一、纯系学说（The theory of pure-line selection）2. 同一个纯系内，不同个体基因型是相同的，继续选择是无效的。同一纯系内，受环境因素影响所出现的变异，只影响当代个体体细胞，并不影响生殖细胞，所以，这种变异是不能遗传的。 评价：被认为纯系育种的理论基础；把变异分为可遗传变异和不可遗传的变异；通过后代鉴定可判断是否属于遗传的变异；对自花、常异花

10、植物的纯系育种和异花植物自交系选育具有指导意义。局限性：纯系的绝对化是错误的，实践证明纯系是相对的，没有绝对的纯系。二.品种自然变异现象和产生的原因 天然杂交 基因突变剩余变异自然变异人工变异变异1、品种自然变异现象 具有一定稳定性的品种，随着自然杂交，突变等原因，不断出现新的类型，即自然变异。原来的品种则形成一个混杂的群体。2、品种自然变异的原因（1）自然异交而引起基因重组，出现新的性状。即使是自花授粉植物也不可避免地发生天然杂交；常异花授粉和异花授粉植物的自然异变率则更高。品种间杂交后必然引起基因重组，导致出现性状的变异。（2）基因突变。品种在推广过程中，由于自然条件和栽培条件的影响，会发

11、生基因突变，使品种群体内出现新的类型。（3）品种本身剩余变异的存在造成的。有些品种育成时，有些性状（尤其数量性状）并未真正纯合，在长期的生产过程中，仍然会出现分离现象。性状还未完全稳定就混收为品系（要求整齐一致才能升级）。有时某些性状稳定所需时间长，虽混合时间不早，但仍有分离。如远缘杂交。多基因控制的数量性状，遗传复杂，选择时很难确定其纯合的程度。由于上述原因，品种在推广过程中常出现变异株。第四节 有性繁殖植物的选择育种方法与程序一、主要技术环节 二、选择育种的一般程序 一、主要技术环节1.选择对象大田推广品种即将推广品种外地引进品种在保持原品种综合性状优良的基础上，克服原品种存在的主要缺点。

12、区分选择育种的选株与良种繁育的选株选择育种的选株：主要选择新类型。良种繁育的选株：符合原品种典型性状。 2.选择的标准选择标准应尽可能明确具体，如丰产性可用单株产量为标准，但番茄、黄瓜等则不同。3.选择条件和时间均匀一致、生产条件，保证原有品种特点的表现，并能鉴定个体间遗传差异，避免环境因素的干扰。选择时，要区分遗传变异和环境变异环境因素引起的变异是连续的，遗传因素引起的变异是不连续的。选择时间：在性状表现最突出的时期，重点观察、选择 群体越大，数量越多，成功可能性越大。 选株数量的多少主要取决于两方面：4.选择群体的大小和选株的数量选择对象的变异程度选择者对品种特征特性的熟悉程度和观察鉴别能

13、力二、选择育种的一般程序（一）系统育种（二）混合选择育种原始品种群体株行比较试验品系比较试验区域试验生产试验种子田大田大面积推广选择优良单株。当选各单株的种子分别脱粒各株种子分别种植成行（系），以原品种为对照行，选择优良株行（系）。当选的各株行（系）的种子分别脱粒。各系种子分别种于小区，设对照小区，进行有重复的试验，选择优系当选品系同时进行区试和繁殖经审定合格的品系成为品种（一）纯系育种程序原始品种群体经混选群体原始品种群体繁殖种子大田大面积推广选择优良而一致的个体，混合脱粒经混选的改良群体与原品种比较试验经比较确比原品种优越的混选群体的种子所繁殖的优质种子（二）混合选择育种程序第五节 无性繁

14、殖植物的选择育种一、芽变育种（一）概念、意义、特点1.概念芽变：植物芽的分生组织体细胞自然发生的遗传物质变异。芽变总是以枝变或株变的形式表现芽变选种：对发生变异的芽、枝进行无性繁殖并选择，从而 育成新品种的选择育种法。彷徨变异：植物的营养系品种由于环境因素造成的不能 遗传的变异称为彷徨变异（饰变）。枝变：变异的芽内分生组织萌动长成枝条时，该枝 条表现出与原品种类型不同的现象。株变：当包含突变细胞的芽发育成一个植株，或采 用该芽进行无性繁殖形成新个体的现象。2.意义利用芽变产生的新变异可直接选育出新品种；丰富种质资源，为杂交育种提供亲本；对优良品种的个别缺点进行修缮改良，优中选优；保持原有品种的

15、综合优良性状。3.芽变的特点芽变的多样性：植物各器官的所有性状都有发生突变的可能；质量性状和数量性状；染色体数目和结构变异；胞质基因和核基因突变等。芽变的重演性：同一品种相同类型的芽变可以在不同时期、不同地点、不同个体重复发生。芽变的稳定性: 有些稳定，有些不稳定（采用有性繁殖时发生分离或后代恢复原有类型），有的不经繁殖就失去变异，恢复原有性状。芽变的嵌合体：由芽变形成的组织、器官、个体是由突变和未突变细胞组成的嵌合体。芽变性状的局限性和多效性：芽变一般是少数性状发生变异，而有性后代则是多数性状的变异。苹果原产于欧洲、中亚和中国新疆西部一带,栽培历史已有5000年以上 芽变选择(二)芽变的细胞

16、组织学基础1、梢端分生组织发生层学说（Satina,1940）L：一层细胞，平周分裂，分化为表皮；L： 一般1层细胞，垂周分裂，分化为皮层的外层及孢原组织L： 多层细胞，平周或垂周分裂，衍生皮层的中内层及中柱梢端组织发生层由突变形成的嵌合体3.芽变嵌合体的转化芽变的遗传类别染色体数目变异：包括多倍性、单倍性及非整倍性染色体结构变异：包括易位、倒位、重复及缺失基因突变：包括点突变和组码移动突变核外突变（雄性不育、性分化、叶绿素形成、植株 高度等）（三）芽变选种的目标与时期 目标：优中选优，在保留原品种优点基础上选 择缺点得到修缮的突变 时期：在经常观察基础上，抓住易发生芽变的 有利时机经济产品采

17、收期自然灾害期（四）芽变选种的程序3、决选阶段选种单位对复选合格品系提出复选报告（包括选育报告、品种比较试验报告及区域栽培试验报告）后，由主管部门组织有关人员组成植物新品种审查鉴定委员会，对新品系进行决选评审。通过评审后，选种单位命名，主管单位公布。这时，新品种才获得合法推广的资格。二、实生选种（一）实生选种的意义及特点1、实生繁殖：对于无性繁殖的园艺植物来讲，利用种子进行繁殖。 实生选种（selection by seedling）：对实生繁殖产生的遗传变异进 行选择、培育新品种的工作. 实生选种是应用最悠久、最广泛、同时也是最有效的育种途径之一。 果树的古老品种都是来自实生选种： 元帅、金帅、国光、印度、青香蕉、旭苹果 鸭梨、雪花梨、莱阳梨 兰州大接杏、北京骆驼黄杏、泰安巴旦水杏等 仓方早生、大久保、爱保太等桃