作物育种学总论

作物育种学总论绪论1、作物育种学：是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。2物的一定群体；这种群体具有相对稳定性的遗传特性，在生物学、形态学及经济学性状上的相对一致性，与同一作物的其他群体在特征，特性上有所区别；这种群体在相应的地区和耕作条件下种植，在产量、抗性、品质等方面都有符合生产发展的需要。3、作物育种学的：A、研究作物遗传性状的基本规律；B、搜集创造和研究育种资源，培育优良新品种；C、繁育良种，生产优良品种的种子。3、自然进化：由自然变异和自然选择突变发展的进化过程。4、人工进化：是指由于人类发展生产的需要，人工创造变异并能进行人工选择的进化，其中包括有意的利用自然变异及自然选择的作用。5决定进化的发展方向。6第一章 作物的繁育方式及品种类型1、作物繁殖方式：作物繁殖的方式有：有性生殖和无性生殖。有性繁殖植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物：A、自花授粉：水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆亚麻等，自然异交率一般低于1%，不超过4%。B、异花授粉：玉米、黑麦、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、大麻、三叶草等，自然异交率至少在50%以上。C、常异花授粉：棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆等，自然异交率在5%——50%之间。无性繁殖的营养繁殖：甘薯、马铃薯、木薯、甘蔗等。2、作物品种的类型和各类作物的育种特点：类型：A、自交系品种；B、杂交系品种；C、群体品种；D、无性系品种。育种特点：A、自交系品种：a、自花授粉加单株选择的育种方法；b、拓展遗传变异范围，在大群体中进行单株选择。C、群体品种：ab品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性D、无性系品种：a、利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势；b、选择优良芽变，培育新的优良品种。第二章 种质资源1、种质资源：广义：种质资源是指一切具有一定种质或基因，可供育种及相关研究利用的各种生物类型，也称为遗传资源、基因资源。狭义：种质资源是指用于选育新品种的原材料，也称育种的原始材料。（1）（2）（3）是不断发展新4）利用更多的基因资源，维持和提高作物品种的生产力，避免品种的遗传基础贫乏5）是有关键生物学基础理论研究的重要材料（6有待保护。2、按不同来源可将种质资源分为：自然种质资源：本地种质资源、外地种质资源、野生种质资源；人工创造的种质资源，是通过诱发而产生的突变体。3、各种种质资源的特点和育种利用价值：本地种质资源：是原产本地的地方品种和推广的改良品种。特点：品种类型多，变异大，对当地自然灾害、病虫害有较强的抗性和耐性，适应性强。利用价值：a、通过筛选或简便的选育直接应用于生产；b、做杂交亲本，以增强新品种的适应性。外地种质资源：指有国外其他地区引入的类型和品种。特点：具有不同的生物学和经济上的遗传基础，具有遗传的多样性，具有某些本地资源没有的优良性状，如抗病性。利用价值：a、作为杂交亲本，将有利基因导入改良品种或创造遗传丰富的类型；b、用杂交种优势。野生种质资源：包括各种作物的野生种和有利用价值的近缘野生植物。特点：由于其在长期和自然选择条件下形成，所以其具有很强的抗逆性，有些具有优良的品种利用价值：a、作物杂交亲本，将有益基因转育到作物品种中；b、利用野生种或近缘种。4第三章 育种目标1、育种目标：是指根据一定地区，在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育的新品种提出应具备的优良特征特性，也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。2、现代农业育种要求：高产、稳产、优质、生育期适宜、适应机械化。3突出重点，分（3）（4）栽培条件。4、各类作物的产量构成要素：谷类作物一般是单位面积穗数、穗粒数和粒重；棉花是单位面积株数、株铃数、玲重和衣分；大豆，油菜是单位面积株数、株荚数、荚粒和粒重；烟草是单位面积株数、每株叶面积、每片叶重。第四章 引种和选择育种1种种质资源；狭义上是指作物育种途径之一，指从外地或外国引进的品种（品系本地试种鉴定试验，从中选出适宜本地栽培的品种，直接应用于生产或利用它们的某些优良性状作为育种的原始材料，间接地加以利用。2证品种互相引种成功的可能性。3、生态因素：对作物的生长发育有明显影响和直接为作物所同化的因素。4、生态环境：生态因素有气候、土壤、生物等，起综合性作用的生态因素的复合体。5应性的一个品种类群。6单株，进行性状鉴定，选择并通过一系列试验，培育作物新品种的育种途径。7、生态区：对一种作物具有大体相似的生态环境的地区。8（1）（2）（3）（4）海拔（照长度和温度5）栽培水平、耕作制度、土壤情况。9、高温短日照作物和低温长日照作物南种北引：官变大，在适宜条件下，穗粒多，和可能增产；若是引夏、秋播品种，则生育期变晚，甚至抽穗结实，所以应引进早熟品种好。结实；若引冬性、强冬性品种，则会因温度降低，日照变长，因此变现为早熟，所以应引进晚熟品种好。10、高温短日照作物和低温长日照作物北种南引：低，经济性状不好，应引晚熟品种好。会延迟拔节，甚至不能抽穗，应引进春性、弱冬性品种较好。1（1）（2）（3）（）引种必须经过试验。12、选择育种的基本原理：☆选择育种的基本原理是利用作物品种群体的自然变异和纯系学说。☆纯系是自花授粉作物一个纯合体自交生产的后代，即同一基因型组成的群体。☆纯系学说是自花授粉作物纯系育种的理论基础之一，它把变异分为可遗传变异和不可遗传变异，在育种工作中，通过后代坚定选择可遗传的变异。（1）（2）（3）成品种群体中的变异。13、选择的基本方法及特点（行，根据各小区植株的变现来鉴定上年当选的个体优劣，并根据此淘汰不良个体的后代。特点：选择效果好，得到纯和的系统，但工作量大，适合于自花授粉作物。混合选择：即从品种群体种选择目标性状基本相似的个体，混合加以繁殖，与特点：选择特点不如单株选择，但可保持群体异质性和遗传多样性，避免繁殖引起生活力衰退，因此，混合育种选择更适合于常异花授粉作物和异花授粉作物品种群体的改良，增加群体内优良基因或基因型的频率。14、系统（纯系）育种和混合选择育种的程序：（1）（2）（3）品系比较试验；（4）（5）品种审定与推广。混合选择育种的程序：（1）从原始品种群体中进行混合选择、混合脱粒、混合选择；3）繁殖和推广。第五章 杂交育种1、杂交育种：利用不同基因型的品种或类型杂交，创造变异，并从中进行鉴定选择，培育成符合生产的新品种。2同的基因组合，通过定向选择育成集双亲优点于一体的新品种，其遗传机理主要是基因重组和互作。3该性状上超过亲本的类型，其遗传机理主要在于基因累加和互作。4、常用的杂交方式：单交：两亲本进行一次杂交，A×BA/B；复交：三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交；（×）×Bb、双交：两个单交杂种再杂交（三个品种（×C）×（×C，四个品种（×）×（C×D）。c、四交：四个亲本先后杂交，{（A×B×C）}×D。F1（×）×A；多父本混合授粉：用几个父本品种的混合花粉，对一个母本品种的去雄花授粉，××C×，常用在棉花育种上。5、杂交育种的理论基础：利用基因重组，可综合双亲的优良性状，育成双亲有点于一体的新品种；因相互结合而产生新性状；利用基因累加，产生超亲性状，尤其是数量性状。6、亲本选配的原则及其原理：其原理是：基因的分离和自由组合。亲本之一最好是能适应当地条件，综合性状较好的推广品种。其原理是：品种对外界条件的适应性事影响丰产、稳产的重要因素，杂种后代能否适应当地条件和亲本的适应性关系很大。杂交亲本应具有较好的配合力。7杂种后代处理的方法有：（一）系谱法：从杂种的第一次分离时代（单交F2，复交F1）开始，进而进行连续性的单株选择，直到选得优良而又整齐一致的系统，进入产量比较试验。程序：亲本选配，配置组合→点播，组合编号，淘汰不好组合，去除假杂种、杂株、单株点播种或株行；选出优良系统再从中选择优良单株，分株收获和脱粒→按系统把中选单株播成系统，选优良单株，分株收获脱粒，少量稳定品系，进行产量试验→边实验边选择→稳定品系、进行生产试验、繁殖种子、示范推广。（1）（2）的亲缘关系十分清楚，便于查源，便于研究。（1）（2）工作繁重。（二）混合法：程序：亲本选配、配置组合→混合播种、混收、混脱粒→F1→F2→F3→混合播种、开始选株单收、脱粒→F5入选单株、种成株行→产量试验、繁种。（1）（2）状不易丢失。（1）（2）单株难选，因对单株的上下代历史关系不清楚，不能进行比较，优良类型不易确定，评定取舍较难（3）选育年限较长。第六章 回交育种1、回交育种：两种亲本杂交后，以F1回交亲本之一，根据育种目标从回交后代中选择特定植株回交于该亲本，如此连续进行若干次，再经自交选择育成新品种的方法，就称标性状提供者，又称共体亲本。2、轮回亲本：用于多次回交的亲本，是目标性状的接受者，有称受体亲本。3、非轮回亲本：在导入杂交或级进杂交中作为基因供体，仅进行一次杂交，以后就不再用来回交的亲本。4、回交育种的作用和要求：用于改良品种的个别缺点，而保持其优良性状，是抗病育种的有效手段；在杂种优势作用中，用来改良自交系，选育不育系和恢复系；用于远缘杂交，克服杂种不育和分离世代过长等问题；打破基因连锁；用于选育近等基因系和多系品种。5、选育轮回亲本和非轮回亲本:☆轮回亲本必须是各方面农艺性状都很好，只有个别缺点，需要改造的品种。☆非轮回亲本必须具有改良轮回亲本缺点所必需的基因，要求有输出的性状，必须经过回交数次后，仍能保持足够的强度，同时其他性状也不能有严重的缺钱。☆非轮回亲本被转移的性状最好是简单的显性基因控制的，这样便于选择识别。☆如果希望通过回交而转育的是一个质量性状，应该选择一个其他性状和轮回亲本尽第七章 诱变育种1培育成动植物和微生物地新品种2畸变达到自然水平以上的物质。3部的射线照射称为外照射。4、内照射：放射性核素进入生物体，使生物受到来自内部的射线照射称为内照射。5、半致死剂量：LD50，即照射处理后，植株能开花结实存活一半的剂量。6、临界剂量：照射处理后植株成活率约40%的剂量。7、诱变育种的程序及后代的处理方法：程序：处理材料的选择→诱变剂量的选择→处理群体的大小→后代种植和选择方法。后代的处理方法：（1）系统法；（2）混合法。8、诱变剂的种类：物理诱变剂：紫外线、γ化学诱变剂：烷化剂、重氮化钠、碱基类似物、抗菌素、亚硝酸等。9、诱变育种程序及后代的处理方法（1）（2）（3）（4）种植和选择方法。（1）M1（2）M2及其后代的处理方法：系谱法、混合法第八章 远缘杂交和倍性育种1、远缘杂交：不同种、属或亲缘关系更远的物种间杂交，就称为远缘杂交。2生交换的机会，有利于打破有利与不利变异的连锁，使控制性状的基因发生充分重组，这样按育种目标经过多代歧化杂交选择，有可能把双亲的有利性状结合在一起。3、远缘杂交育种的作用：（1）（2）培育新品种，创造新品质，提高品质的品质3）利用远缘杂交产生的雄性不育系，扩大杂种优势的利用范围（5）（6）研究生物进化。4、远缘杂交：（一）1）（2）（4）杂种后代强烈分离，分离范围广，时间长，中间类型不易稳定。（二）克服远缘杂交不亲和的方法有：本；c、花粉渗透区小的做母本。媒介法（桥梁法的第三种作物作媒介，使杂交获得成功；采用特殊的授粉法，如混合花粉授粉、重复授粉、提前授粉或延时授粉；染色体预先加倍法；理化因素处理，如温度、紫外线、电离辐射等，提高杂交和性；利用柱头手术，子房受精与试管受精等。（三）克服杂种夭亡及不育的方法有（1）幼胚的分离培养（2）杂种染色体加倍法；4）（5）其他方法，如嫁接。（四）克服杂种后代分离的方法有（1F1（2）（3）（）诱导染色体异位。5、远缘杂交后代分离的特点及其方法：（1）（2）（3）4）有向两亲分化的现象。（1）F1（2）（3）（4）诱导染色体异位。第九章 倍性育种1、染色体组：各种植物为了维持其生活机能的最低限度数目的一组染色体。2、单倍体：含有配子体染色体的个体。3、多倍体：含有三个或三个以上染色体组的个体。4、同缘多倍体：指体细胞中染色体组相同的多倍体。5、异缘多倍体：是指有不同种、属间个体杂交得到的F1经染色体加倍而成的多倍体。6种技术。7、多倍体育种的意义：人工创造多倍体也可以将野生种与栽培种的遗传物质重组育成新型作物。8诱导方法：物理因素诱导，包括利用温度激变、机械创伤、电离辐射、离心力等方法；化学因素诱导，包括利用秋水仙素、吲哚乙酸、氧化亚氮等；鉴定方法：间接鉴定：根据植物的形态特征和生物学特性来鉴定；直接鉴定：进行细胞检查，观察染色体数目，一般将花粉母细胞或根尖细胞以9（正常的二倍体西瓜用秋水仙碱诱导处理）西瓜杂交。10诱导方法（1（2远缘杂交；4）（5）（6）（）（8）学药物诱导。鉴定方法：特征；鉴定花粉的育性（败育。1（1）（2）（3）4）合成新的育种材料。第十章 杂种优势利用2指从基础群体（原始材料）强制性自交和选择，所形成的基因纯和的、性状整齐一致的自交后代株系。2指从基础群体（原始材料）强制性自交和选择，所形成的基因纯和的、性状整齐一致的自交后代株系。3、一环系：从地方品种、推广品种、品种间杂交种中选择出的自交系，称为一环系。4、二环系：从自交系间杂交种中选出的自交系，称为二环系。5择所得到的遗传基础绝大部分相同，只有微小差异的同胞自交系。6、一般配合力：是指某一亲本品种和其他若干品种杂交后，杂交后代在某个数量性状上表现的平均值。7表现的平均值。7、特殊配合力：指被测系与一特定的系（自交系或基因型组合的品种）杂交F1的平均产量或其他经济性状的表现。通常在测定一般配合力的基础上，选用一般配合力高的自交系，再进一步测定它的特殊配合力。8、作物杂种优势表现的特点：杂种优势的普通性：a、生长势和营养体；b、抗逆性和适应性；c面；d、产量和产量因素方面；e、品质方面；f、生化表现方面。杂种优势变现的复杂多样性：因为杂种F2F2代会发生性状分离，造成产量降低。9病、抗逆；农艺性状良好。10、选育和改良自交系：☆自交系的选育是一个连续多带套袋自交结合农艺性状选择及配合力测定的过程，即采用系谱法和配合力侧交试验相结合的方法，在选育过程中形成系谱，最终育成符合要求的自交系，常用的方法有：（1）人工套袋自交技术；（2）自交系农艺性状的选择。☆回交改良法是自交系改良的基础方法（1）供体系（非轮回亲本）性状突出；b（2）回交次数：视双亲性状的比例而定。1（1）（2）（3）品种或人工合成群体。12（1）要有强优势的杂交组合（品种（2）（）繁殖和制种技术简单易行。14、测定配合力的方法：法。15、自交系间杂交种品种因亲本数目和组配方式分为：单交种，用两个自交系组配而成，A×B。（×）C。4（×）×（C×D）综合杂交种，用多个自交系组配而成。16、利用作物杂种优势的途径：（1）人工去雄生产杂种种子（2）利用标志性状生产杂种种子（3）4）利用自交不亲和性生产杂种种子（5F2（6）雄性不育性利用。第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育1、雄性不育性：是指雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，失去生殖功能，而雌蕊发育正常，可接受正常的花粉受精结实的特性。2、三系：（rrN(RR)S(RR)。3、雄性不育的分类：质核互作不育、核不育4、利用核质互作型雄性不育系配制杂交种的原理和方法：原理：不育系、保持系、恢复系三系的遗传特点及相互联系。方法：三系法。包括两个阶段：第一阶段是三系选育，也就是选育不育系、保持系和恢复系用来作为配制杂交种的亲本。第二阶段是杂交种的的选配，也就是选用不育系和恢复系作亲本配制成杂交种进行观察比较，根据生产需要确定最佳杂种品种及其亲本组合。5、优良“三系”的要求（技术指标不育系：100%；露等，有利于接受父本花粉，提高制种产量。综合性状良好，配合力高，品质好，抗性强，易配置出强优势组合。保持系是不育系的同核异质体，在相当大的程度上可以说有什么样的保持系就有什么样的不育系，所以对优良不育系的要求也是对保持系的要求，在选育工作中应该先按要求选育保持系然后再通过保持系传递给不育系。恢复系：恢复系是一个群体整齐性状一致结实正常的纯系；它能使不育系的不育性完全恢复正常；它的恢复性不因世代的增加或环境的改变而变化；恢复力强，配合力好，具有高产潜力，优良性状多遗传基础丰富，能与不育系保持较大的遗传距离；株高稍高于不育系，花期较长，花粉量大，有利于异交结实品质好，抗性强。6、光温敏核不育系的选育标准：遗传性稳定，在大群体下，性状整齐一致；育性转换特性明显，不育期间群体不育株率100%。花粉不育率或小花不育率99.5%以上，连续数天能满足制种要求，可育期间群体可育株率100%，自交结实率以上；露率高，生活力强；（5）（6）抗性好。第十二章 作物育种的试验技术1、（1）（2）（3）制。2、不同育种阶段的田间试验技术F1、F2F2的分离世代。鉴定圃，种植由选种圃中入选的株系。A、初级鉴定试验。进入初级鉴定试验的株系数目一般比较多，而每一株系的种子量又较少，所以一般不设置重复，采用间比法，即每隔几个小区设一对照小区。B、鉴定试验。对初级鉴定试验或选种圃中入选的稳定株系进行进一步的田间鉴定。在鉴定试验中，要设置重复，采用顺序排列的间比法试验设计，每一重复中仍设置对照小区。生产试验、多点试验与品系繁殖。3评价，确定新品种的使用价值和适宜地区。4、区域试验的方法和程序组织管理。由国家和省两级品种审定机构制定作物品种的区域试验办法。3202~32在参加第二年区试时，同时参加生产试验。10%第十三章 抗逆性育种1、抗逆性：作物对环境胁迫的抗耐性2、环境胁迫：在作物生长、发育过程中，除了受到病虫等生物因素侵袭外，也常常受到不良气候和土壤因素的影响，而使其产量和品质受到影响，这种不良影响