园林植物遗传育种 05 园林植物主要观赏性状的遗传

6园林植物主要观赏性状的遗传本章导读近年来，随着我国城乡园林事业的发展，对园林工作的要求越来越高。人们期待着不断有优良园林植物新品种应用于园林绿化之中，以提高园林绿化的质量。而园林植物品质的优劣主要表现在花型、花色、株型、抗性等方面。本章就园林观赏植物的主要性状从类型、遗传机制、育种方式等方面作了详细的阐述。6.1花色遗传6.1.1花色遗传的基础1）花色的概念所谓花色是指花器官、花萼、雄蕊甚至苞片发育成花瓣的颜色。2）花色素的三大类群（1）类胡萝卜素（2）类黄酮（3）花青素3）花色与花色素的关系（1）奶油色、象牙色、白色大都含有无色或淡黄色的黄酮或黄酮醇。（2）黄色这类花中有的只含类胡萝卜素，有的只含类黄酮，有的是类胡萝卜素与类黄酮两者兼而有之。（3）橙色、褐色在花瓣中有花葵素系的色素显示橙色，以黄色为主的橙色多由类胡萝卜素显示，如百合花；以红色为主的橙色往往是由花青素引起的，如天竺葵；由红、黄两种颜色混在一起而产生的橙色，是由花青素与类黄酮在花瓣中组合产生的，如金鱼草；或者由花青素与类胡萝卜素组合而成的，如郁金香等，两者色调有微妙差异。褐色是由花色素苷和类胡萝卜素共存而形成的，如桂竹、报春花。（4）深红色、粉红色、紫色、蓝色、黑色等这类花色主要由花色素苷产生。（5）变色花还有的花从花蕾开放到凋谢，花色多数变浅或者叫褪色，其原因之一是花色素随着花瓣的生长，单位花瓣面积花色素减少；二是花朵开放后，花色素在强烈阳光暴晒下，往往被破坏分解。6.1.2花色遗传花色的母体是花色素，花色素是在一系列酶的作用下形成的，酶是基因转译的产物。1）控制花色的有关基因（1）花色素基因（2）控制花色素含量基因（3）花色素分布基因（4）助色素基因助色素单独含于细胞中时几乎无色，但它与花青素同时存在于细胞中形成一种复合体时，就呈蓝色，与花青素本来的色调完全不同，这种复合体是产生蓝色花的重要原因。（图6.1）。（图6.2）（5）易变基因（7）不同花色杂交的显隐性2）花色与环境花色的形成除了受基因调控外，还与栽培环境和管理有关，在栽培环境中主要是光线、温度、土壤、肥水等。图6.1花青素、助色素复合体图6.2花青素助色素合成途径生成与分解的可逆反应6.2彩斑遗传6.2.1彩斑的概念和分类1）彩斑的概念植物的花、叶、果实、枝干等部位的异色斑点、条纹统称为彩斑。2）彩斑分类花瓣彩瓣可分为规则彩斑和不规则彩斑两大类，规则彩斑根据其在花瓣上的位置分为花环、花眼、花肋和花边等多种形式。不规则彩斑是指花瓣上具有非固定图案的异色散点或条纹，形成‘洒金’；有些花朵被划分为或大或小的异色部分，形成‘二乔’或‘跳枝’等。根据彩斑在叶上的分布，日本学者将叶部彩斑分为5大类（图6.3）：覆轮斑，彩斑仅分布于叶片的周边；条带斑，带状条斑较均匀地分布于叶片基部与叶尖间的组织；虎皮斑，彩斑以块状随机地分布在叶片上；扫迹斑，彩斑沿叶中脉向外分布，直至叶缘；切块斑，彩斑分布在叶片中脉一侧，另一侧为正常色。果实彩斑是指果实上具有两种或多种色彩斑纹，多数分布于以观果为主的植物上，如代代、观赏南瓜等。图6.3叶部彩斑示意图茎干彩斑是指植物茎表皮上具有与众不同的色彩或彩斑，如白皮松、白桦、红瑞木、棣棠、桉、梧桐、某些竹类等。6.2.2规则彩斑的遗传规则性彩斑都是通过特定基因的稳定遗传而控制的，都能经由有性生殖过程按照遗传的基本规律进行遗传传递。6.2.3不规则彩斑的遗传彩斑可分为遗传性彩斑和病毒导致的花斑。6.3花径与重瓣性遗传6.3.1花径遗传1）花径概念花径遗传是指植物花朵直径大小的遗传变异规律。2）增加花径的途径（1）改进栽培条件（2）人工诱变（3）倍性育种（4）增加花朵重瓣性（5）定向选择6.3.2重瓣性遗传花朵重瓣性指观赏植物花瓣数量的遗传变异规律。1）重瓣花的起源（1）积累起源（2）雌雄蕊起源（3）花序起源（4）重复起源（套筒起源）（5）突变起源（6）台阁起源2）重瓣花的遗传（1）单因子控制（2）双因子控制（3）多基因控制（4）其他可能是细胞质遗传。6.4株型和抗性遗传6.4.1株型的遗传株型是园林植物的一个非常重要的观赏性状，与花器官的观赏性状同等重要。1）株型的分类植物的株型，从分枝、株高、枝姿方面来分类：2）植物激素与株型发育（1）生长素与细胞分裂素（2）赤霉素3）株型遗传的一般规律园林树木的株型有些由显隐性基因控制的。有些株型变异为数量性状，其遗传符合数量性状的遗传规律。4）生物技术修饰株型株型基因工程就是通过插入编码与激素调节有关蛋白的基因来修饰激素变化而改变株型。（1）植物体细胞无性系的形态变异（2）微生物来源的激素基因工程（3）植物来源的细胞色素基因工程6.4.2植物抗性的遗传1）植物抗病性植物的抗病性是指寄主植物与病原生物间相互作用所表现出的抗病现象。一般把植物抗病性分为两类，一是垂直抗性，二是水平抗性2）植物的抗虫性植物对昆虫的防卫分为原生防卫和诱发防卫。原生防卫指在昆虫危害前，植物在进化过程中形成的组织结构或产生毒它性化学物质，包括机械阻止、威吓、忌避、使

昆虫中毒或干扰昆虫生长发育及生殖等；诱发防卫是在昆虫侵害后，植物在非固有的理化因子刺激下所做出的组织和化学反应，包括分泌毒它性化合物、坏死反应和减少对入侵者所必需的营养物质的供给等。3）植物的抗寒性抗寒性是园林植物在对低温寒冷环境的长期适应中，通过本身的遗传变异和自然选择获得的一种抗寒能力。第2篇园林植物一般育种技术

7园林植物种质资源本章导读本章介绍了我国种质资源的特点和国外园林植物种质资源的概况，讲解了园林植物种质资源的概念和分类，详细阐述了园林植物种质资源的收集、保存、研究和利用的方法，尤其是种质资源的保护。有人说“谁掌握资源，谁就掌握未来”，可见种质资源的重要意义。7.1种质资源的概念和意义7.1.1种质资源的概念亲代传给子代的遗传物质叫作种质（germplasm），具有种质并能繁殖的生物体叫作种质资源(germplasmresource)。种质资源也叫品种资源、遗传资源或基因资源。种质资源是指选育新品种的基础材料，包括各种植物的栽培种、野生种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物的遗传材料。7.1.2种质资源的意义和作用①种质资源是育种工作的物质基础。②种质资源是不断发展新花卉植物的主要来源。③适应生产的不断发展，需要发掘更多的种质资源。7.1.3我国园林植物种质资源的特点我国地跨热带、亚热带、温带等气候带，幅员辽阔，是世界上植物种类最丰富的国家，其中很多具有观赏价值。所以，我国

园林植物资源极多，品种纷繁，被称为“世界园林之母”。各国园林界、植物学界对中国评价极高，视为世界园林植物重要发祥地之一。1）种类繁多、丰富多彩2）分布集中根据我国园林植物占世界植物的比例（表7.1），足以说明中国确实是若干树种的世界分布中心。3）特点突出、遗传性好7.2种质资源的分类根据其来源分为：1）本地种质资源2）外地种质资源3）野生种质资源4）人工创造的种质资源7.3种质资源的收集、保存、研究和利用7.3.1种质资源收集的原则和方法1）原则①必须根据收集的目的和要求、单位的具体条件和任务，确定收集的对象，包括类别、数量和实施步骤。收集时必须在普查的基础上，有计划、有步骤、分期分批地进行，收集材料应根据需要，有针对性进行。②收集范围应该由近及远，根据需要先后进行，首先应考虑珍稀濒危种的收集，其次收集有关的种、变种、类型和遗传变异的个体，尽可能保存生物的多样性。③种苗收集应遵照种苗调拨制度的规定，注意检疫，并做好登记、核对，尽量避免材料的重复和遗漏。2）方法（1）直接考察收集（2）交换或购买（3）征集7.3.2种质资源的保存（1）就地保存法（2）异地保存法（3）组织培养保存法（4）贮藏保存7.3.3种质资源的研究和利用1）种质资源的研究（1）分类学性状的研究（2）生物学特性的研究（3）经济性状的研究（4）观赏特性的研究（5）抗性特点的研究（6）适应能力的研究（7）分子生物学研究2）种质资源的利用鉴定出具有优良性状的种质材料，可作为亲本，通过杂交、人工诱变及其他手段创造新的种质资源，为育种提供半成品，并从其后代中选育出优良变异个体培育成新品种；也可利用种质资源，直接从中选育出优良个体培育成品种。目前，许多育种家通过远缘杂交，将野生近缘植物的基因导入植物品种，使其获得新的优良性状，虽然有的不能直接利用与生产，但可能成为有价值的育种材料。8园林植物引种本章导读引种在生产实践中具有特殊的意义，它简便易行，容易掌握，可以迅速为生产提供优良品种。本章主要介绍的是植物引种的概念、意义，引种驯化的原理以及引种的程序和方法，引种中采取的农业技术措施和注意事项等。需要注意的是，在引种中，要防止外来物种的入侵问题。8.1植物引种概述8.1.1引种驯化的概念引种驯化（introductionanddomestication）就是把一种植物从现有的分布区域（野生植物）或栽培区域（栽培植物）人为地迁移到其他地区种植的过程。8.1.2引种驯化的意义（1）引种可以迅速丰富和改善本地品种的结构。（2）引种省时、省力，可以迅速提高经济效益（3）引种可以充实育种的基因资源，为其他育种途径提供育种材料8.1.3我国引种驯化的概况我国园林植物的引种历史悠久，早在汉代张骞出使西域时，就引进了核桃、石榴、葡萄、红花等经济作物。目前各大城市种植较多的世界著名的行道树——悬铃木，相传是晋代由鸠摩罗什引入陕西户县的。我国幅员辽阔，土壤和气候条件十分复杂，为引种工作提供了极为有利的条件，植物引种有着广阔的前景。8.2植物引种驯化的原理8.2.1引种驯化的原理1）气候相似论2）驯化理论3）栽培植物起源中心理论8.2.2影响引种驯化的因素引种驯化的核心问题，就是研究和解决引种植物遗传特性的要求与引入地区环境条件之间的矛盾问题，所以必须全面分析和比较原产地和引种地的生态条件，初步估计引种成功的可能性，找出影响引种成败的因子，制订出切实可行的措施，保证引种成功。1）主导生态因子（1）温度（2）光照（3）降水和湿度（4）土壤2）历史生态条件植物适应性的大小，不仅与目前分布区的生态条件有关，而且与其系统发育历史上经历的生态条件有关。生态历史越复杂，其适应性就越广泛。8.3引种的程序和方法8.3.1引种的程序（1）确定引种目标（2）搜集引种材料并编号登记（3）引种材料的检疫（4）引种试验（5）引种材料的评价（6）扩大繁殖和推广8.3.2引种的方法一个品种引到新地区后，由于气候条件、耕作制度与原产地不同，引入后可能有不同的表现，所以必须进行引种试验。在试验时，要求用当地有代表性的优良品种作对照，同时试验地的土壤条件必须均匀，管理措施力求一致，使引种材料能得到客观的评价。步骤如下：（1）种源试验（2）品种比较试验（3）区域试验（4）栽培试验8.3.3引种驯化成功的标准①和在原产地栽培时相比较，引种植物在新地区不加保护或稍加保护，就能安全越冬或越夏，生长良好。②没有降低原来的产品质量、经济价值和观赏特性。③能够用原来的繁殖方式（有性或无性繁殖方式）进行正常的繁殖。8