园林植物育种学-一、二年生花卉育种

第十一章一、二年生花卉育种本章教学目的和要求掌握一、二生花卉育种的特点、主要目标和育种方法。理解植物花色等性状遗传的主要规律。本章教学重点和难点重点：1．矮牵牛等一、二年生花卉育种的主要方法。2难点：草花杂交优势育种的基本程序及相关技术措施。教学内容：第一节概述（5分钟）一、二年生花卉的特点：幼年期与生活周期较短：播种－开花结实－死亡（1～2年内完成）多数种类采用种子繁殖：主要利用杂交一代（F1）种子育种水平相对较高：新品种不断推出，更新速度快杂种优势利用普遍：新品种培育以杂交优势育种为主第二节矮牵牛（Petuniahybrid）遗传育种（75分钟一、遗传资源（Geneticresources）1．野生资源矮牵牛属约有30余种，原产南美。）撞羽矮牵牛（Pviolacea）：花小，堇紫色。）腋花矮牵牛（Paxillaris）：花大，白色。1）膨大矮牵牛（Pintegrifolia=inflata）：株高20-30cm，花小，紫红色。）Pexserta：植株高大（150cm），灌木状。2．品种资源矮牵牛品种丰富、类型多样；当前品种400个以上。可分为：）大花型（Grandiflora）：径8-12cm，花较少如Aladdin、Dream、Flash、Frost、Ultra、Cascade（重瓣）等系列。（Multiflora4-6cmCarpetCelebrityPrimetimeetal．（Floribunda5-8cmMadnessDoubleMadnessetal．）小花型（Milliflora）：2．5-4cm，花较多，如Fantasy）垂吊型（Spreading）：SurfWaveAvalancheetal．二、育种目标及其遗传规律1．花色植物的花色主要由三类色素决定：类胡萝卜素、类黄酮和花色素1）类胡萝卜素（Carotenoid）：体上，不溶于水，溶于脂肪和类脂。胡萝卜素的种类较多，主要有α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、番茄红素等；胡萝卜醇是胡萝卜素的氧化物，一般是在胡萝卜素的3位及3′位上结合1-2个羟基，如隐黄质（3-羟基-β-胡萝卜素）、叶黄素（3,3′-二羟基-α-胡萝卜素）。2）类黄酮（Flavonoid）：植物次生代谢产物，是以2-苯基色酮核为基础的一类物质，由A、B两个苯环和一个C环构成。依C环的氧化程度分为：黄酮（flavone）、黄酮醇（flavonol）、黄烷酮（flavanone）、查尔酮（chalcone）等。3）花色素（Anthocyanidin）：2-苯基苯并吡喃盐的多羟基衍生物，3,5,7-三羟基-2-苯基苯并吡喃为基本骨架。三种主要的天然花色素：花葵素（pelargonidin）－砖红色、花青素（cyanidin）—色、、翠雀素（delphinidin）－蓝色。植物花色遗传的分子机理2PAGEPAGE6）花色素的生物合成途径参考文献：HoltonTA,CornishEC．Geneticsandbiochemistryofanthocyaninbiosynthesis．PlantCell,1995,7:1071-1083）类胡萝卜素的生物合成途径参考文献：NatureBiotechnology,2000,18:750-753（Molecularbreedingcarotenoidbiosyntheticpathways））影响植物花色的内在因素①花色素生物合成的关键酶基因（结构基因）：CHSCHIF3HF3'H、F3'5'H、FLS、DFR、ANS、3GT、3RT、MT、AR-AT等。②控制结构基因表达的调节基因：决定花色素分布的基因、影响花色素浓度的基因等。pHPh1-6④助色素基因：助色素单独存在于细胞内时无色，与花青素结合形成复合体时呈蓝色。矮牵牛缺少作用于DHK的DFR品种中缺乏橘红色、砖红色以及纯黄色品种。花径花径大小属于数量性状，受多基因控制：大花F1代自交后代花径大小发生分离，且变异是连续的，F2、F3及F4代大花植株自交后代分离情况基本类似。大花基因对小花基因有显性遗传趋势。小花性状与丰花性往往联系一起。重瓣性重瓣基因相对单瓣基因是显性的。重瓣性的强弱受环境条件的影响。株型株型与内源激素（如细胞分裂素、生长素等）关系密切。实际育种中应依据用途培育出矮化多分枝、匍匐生长型等不同株形的品种。抗性抗病、抗虫、抗寒、抗旱、抗热、耐雨水等。三、育种技术引种选育基本程序：品种咨询调查"根据当地气候条件及用途选择合适的品种系列"进行品种比较试验"品种特性的综合评价"确定引种并加以应用杂交育种优势杂交育种的基本程序：）确定育种目标）收集育种材料）选育优良自交系）测定配合力，确定优势组合）配制一代杂种：人工去雄杂交制种）品种比较试验）区域试验与生产试验）注意事项：）生产自交系时应严格套袋隔离；）选育自交系时应达到足够的自交代数；）加强自交系的栽培管理；）杂交制种时严格去雄套袋。倍性育种结合杂交育种生物技术育种）花药培养：快速获得纯系）体细胞杂交（细胞工程））基因工程育种：农杆菌介导的遗传转化程序：目的基因的克隆"构建植物表达载体"将重组质粒导入农杆菌"农杆菌介导目的基因转化植物"转基因植株的筛选与鉴定基因工程应用：修饰花色（Flowercolor）改变株型（Plantform）改善花型（Flowerarchitecture）延缓衰老（Delaysenescence）提高抗性（Resistance&Tolerance）雄性不育（Malesterility）四、良种繁育采用F1和F2、F3代交叉使用的方法，即用无性繁殖或少量原种种子保存母株。选择优良单株作为母株。在同系列同花色的个体间或个体内杂交或自交生产F2方法生产F3代种子供用。第三节一串红（Salviasplendes遗传育种（10分钟，自学为主）一、种质资源一串红为唇形科鼠尾草属植物，该属共有植物500多种以上，包括一、二年生草本、宿根草本、亚灌木及灌木等多种类型，起源复杂，为其遗传育种提供了丰富的基因资源。常见栽培观赏种及变种：一串红（Salviasplendens）、一串白（var．alba）、（varatropurpurea（varbicolor（Sfarinacea、（Scoccinea（Sflava（Spatens蝶花鼠尾草（Shorminum）等二、育种目标与性状遗传规律1．育种目标）株型：选育适合盆栽的矮生类型及微型品种（高型对矮型显性））抗热及耐寒性）抗病虫害：红蜘蛛、蚜虫、地老虎；花叶病、疫病等）多花色品种：蓝色、白色、黄色、复色等品种少）多倍体品种）光周期反应：应选育光周期反应敏感、定期开花的矮性品种）切花育种2．主要性状的遗传规律花色：红对白、白对紫、紫对红、红对粉、紫对粉显性叶色：深绿对浅绿显性或不完全显性株高：多基因控制开花节数：少对多显性三、育种