园林植物遗传育种 06 选择育种

9选择育种本章导读选择育种是花卉育种的基本方法，简单易行，便于掌握。本章主要介绍的是选择育种的概念、意义、主要方法及影响选择效果的因素。目的在于通过学习，掌握各种选择方法及提高选择效果的途径。在各种花卉的栽培过程中，在原品种的基础上，不断培育出新品种，来满足生产需要和人们不断变化的物质需要和精神需求。9.1选择育种的概念和意义9.1.1选择育种的概念从现有种类、品种的自然变异群体中，选出符合人类需要的优良变异类型，经过比较、鉴定，培育出新品种的方法，称为选择育种（selectionbreeding）。9.1.2选择育种的意义（1）选择育种可直接培育和创造新品种（2）选择育种方法简单，见效快，新品种能很快在生产上繁殖推广9.2选择育种的主要方法9.2.1混合选择法又称表现型选择法。是按照某些观赏特性和经济性状，从混杂的原始群体中，选取符合选择标准的优良单株，将其种子或无性繁殖材料混合留种，混合保存，下一代混合播种在混选区内，相邻种植标准品种（当地同类优良品种）及原始群体进行比较、鉴定，从而培育出新品种的方法，为混合选择法。对原始群体只进行一次混合选择，当选群体就表现优于原始群体或对照品种，即进行繁殖推广的，称为一次混合选择法（图9.1）。对原始群体进行多次混合选择后，性状表现一致，并优于对照品种，然后进行繁殖推广的，称为多次混合选择法（图9.2）。图9.1一次混合选择法图9.2多次混合选择法9.2.2单株选择法是个体选择和后代鉴定相结合的方法，所以又称为系谱选择法或基因型选择法。即按照某些观赏特性和经济性状，从混杂的原始群体中选出若干优良单株，分别编号、分别采种、下一代分别种植成一单独小区，根据各株系的表现，鉴定各入选单株基因型的优劣，从而选育出新品种的方法，称为单株选择法。在整个育种过程中，若只进行一次以单株为对象的选择，以后就以各株系为取舍单位的，称为一次单株选择法（图9.3）。如果先进行连续多次的以单株为对象的选择，然后再以各株系为取舍单位，就称为多次单株选择法（图9.4）。图9.3一次单株选择图9.4多次单株选择9.2.3无性系选择法植物的无性繁殖，又称为植物营养繁殖，由同一植株经无性繁殖得到的后代群体，为无性系。无性系选择法是指从普通的种群中，或从人工杂交及天然杂交的原始群体中，挑选优良的单株，用无性繁殖的方式繁殖，然后对其后代进行比较、选择，从而获得新品种的方法。9.2.4芽变选种1）芽变的概念芽变，即突变发生在植物体芽的分生组织细胞中，当变异的芽萌生成枝条及由此枝条长成的植株在性状表现上与原品种类型不同的现象。植物的芽、叶、枝、花、果都可能发生芽变，芽变是体细胞突变的一种。2）芽变选择的意义（1）可直接选育新品种（2）和杂交育种方法相比较，方法简单，见效快，便于开展群众评选（3）改良品种3）芽变的特点（1）芽变的嵌合性体（2）芽变表现的多样性①形态特征的变异②生物学特性的变异（3）芽变的重演性（4）芽变的稳定性（5）芽变的可逆性（6）芽变的局限性和多效性4）芽变的原理（1）嵌合体及芽变的发生（图9.5）。图9.5嵌合体的主要类型（2）芽变的转化（3）芽变的遗传学基础芽变是细胞内遗传物质改变的结果，其改变形式有以下几种：①染色体数目变异②染色体结构变异③基因突变5）芽变选种的方法（1）芽变选种的目标（2）芽变选种的时期（3）分析变异，筛出饰变①变异的性质②变异体发生的范围③变异的方向④变异的稳定性⑤变异的程度⑥变异性状间的相关性（4）芽变的鉴定①直接鉴定法②间接鉴定法（5）芽变选种的程序芽变选种分两级进行：第一级从生产园或花圃中选出优良的变异类型，包括单株变异和枝变，为初选阶段；第二级是对初选的变异类型进行无性繁殖，然后进行比较、鉴定、选择，包括复选阶段和决选阶段（图9.6）。图9.6芽变选种的一般程序9.3影响选择效果的因素1）选择群体的大小2）供选群体的遗传组成3）质量性状和数量性状4）直接选择和间接选择5）所需选择性状的数目10有性杂交育种本章导读花卉的生产过程也是不断培育新品种的过程，尽管现在育种方法很多，杂交育种依然是花卉育种中最常用、最有效的育种方法。本章主要介绍了杂交育种概念和意义，明确了杂交育种的原理，远缘杂交困难的原因和克服的方法，详细阐述了杂交育种的方法步骤和利用杂种优势进行F1代制种技术及注意事项。10.1杂交育种概述10.1.1杂交育种的概念及分类基因型不同的类型或个体间配子的结合叫做杂交。杂交育种（Crossbreeding）是通过两个遗传性不同的个体之间进行有性杂交获得杂种，继而选择培育以创造新品种的育种方法。根据杂交亲本亲缘关系的远近，可分为近缘杂交和远缘杂交。近缘杂交是品种内、品种间或类型间的杂交；远缘杂交是种间、属间、或地理上相隔很远不同生态类

型间的杂交。根据杂交效应的利用方式可分为组合育种和优势育种。组合育种是“先杂后纯”，培育的新品种在遗传上是纯合体，其种子可连续种植；优势育种是“先纯后杂”，培育的新品种在遗传上是杂合体（F1代），需要年年制种。10.1.2杂交育种的意义1）杂交育种是创造新品种新类型的重要手段2）杂交育种可加速生物进化3）杂交育种可使植物向着人类需要的方向发展10.2杂交育种的准备工作10.2.1杂交方式1）单杂交一个母本与一个父本的成对杂交称为单杂交,以A×B表示。2）复合杂交用两个以上亲本杂交通称为多交或复合杂交。（1）三交单交的F1再与第三个亲本杂交，即（A×B）×C。（2）双交两个不同单交的杂种再进行一次杂交，即(A×B)×(C×D)或（A×B）×（A×C）。（3）四交将三交的杂种后代再与另一个亲本杂交，即[(A×B)×C]×D。依此类推还有五交、六交等复交方式。3）回交回交是指两亲本杂交后代F1再与亲本之一进行杂交。一般在第一次杂交时选具有优良特性的亲本作母本，这一亲本在以后各次回交时作父本，这个亲本叫轮回亲本（图10.1）。图10.1回交示意图4）多父本混合授粉杂交选择一个以上的父本，把它们的花粉混合后，授给一个母本的杂交方式，即A×（B+C+D…）。5）聚合杂交聚合杂交是一种比较复杂的复合杂交，目的在于把多个亲本的优良基因集中到杂种组合中去。一般根据要求不同采用以下几种方案：方案1各个亲本在杂种中的遗传比例相同（图10.2）。图10.2聚合杂交方案1方案2以某亲本（A）为基础亲本，杂种中基础亲本的遗传比例占1/2（图10.3）。图10.3聚合杂交方案2方案3采用不完全回交的聚合杂交，杂种中基础亲本（A）占3/4（图10.4）。图10.4聚合杂交方案310.2.2杂交亲本选择与选配1）亲本选择的原则（1）明确亲本选择的目标性状，分清主次（2）亲本具有尽可能多的优良性状（3）亲本优良性状的遗传力要强（4）重视选用本地的种质资源2）亲本选配的原则（1）父母本性状互补（2）选择地理上起源较远、生态型差别较大的亲本组合（3）选择具有较多优良性状的亲本为母本（4）以一般配合力高的亲本配组（5）亲本的育性及亲本杂交亲和力（6）分析亲本的遗传规律10.2.3园林植物开花生物学特性典型的花由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊所组成。在一朵花里，雄蕊和雌蕊都有的，称两性花。在一朵花里，只有雄蕊或只有雌蕊的称单性花。花的传粉方式有虫媒花和风媒花两种。10.2.4花粉处理技术1）花期调整（1）调节温度（2）调节光照时间（3）栽培措施（4）调整播种期（5）应用化学药剂2）花粉的收集花粉采集一般在杂交授粉前一天进行。3）花粉的贮藏花粉贮藏可以解决花期不遇和远地亲本的杂交问题，可以打破杂交亲本的时间隔离和空间隔离，扩大杂交育种的范围。表10.1列举了几种园林植物花粉贮藏的结果。4）花粉生活力的测定（1）直接测定法（2）培养基萌发法（3）化学染色法10.3杂交技术10.3.1植株上授粉1）去雄凡是两性花，为防止母本发生自交，必须在杂交前除去母本花中的雄蕊，称为去雄。去雄一般在花朵开放前1～2d进行，闭花授粉的植物应提前3～5d。2）隔离去雄后立即套袋以防止天然杂交。3）授粉去雄后要及时观察雌蕊发育情况，待柱头分泌粘液而发亮时即可授粉。10.3.2室内切枝杂交适于种子小而成熟期短的某些园林植物，如杨树、柳树、小菊等。10.3.3杂交后的管理杂交后要细心管理，创造良好的有利于杂种种子发育的条件，并注意观察记载，及时防治病虫害和防止人为的破坏。杂交种子成熟随品种而异，有的分批成熟，要分批采收。10.3.4杂交后代的培育与选择1）杂交后代的培育（1）提高杂种苗的成活率（2）培育条件均匀一致（3）根据杂种性状的发育规律进行培育（4）做好系统的观察记载2）杂交后代的选择园林植物大多进行异花授粉，亲本本身往往存在着高度的杂合性，所以杂种一代就发生分离，这样在杂种一代就可以进行单株选择。对木本植物来说，杂种的优良性状往往要经过一段生长才能逐步表现出来，一般要经过3—5年观察比较。特别是初期生长缓慢的树种，时间更要放长一些，不可过早淘汰。杂种后代的选择，要在实生苗的各种性状表现明显的物候期进行观察比较。10.4远缘杂交育种远缘杂交（widecross）是指远缘杂交是种间、属间、或地理上相隔很远不同生态类型间的杂交。10.4.1克服远缘杂交不亲和方法远缘杂交时，通常将不能结实或结实不正常的现象称为杂交不亲和。克服的方法有：1）选择正确的亲本并注意正反交2）改变授粉方式（1）混合授粉（2）重复授粉（3）柱头液处理（4）射线处理法3）预先无性接近法预先将亲本互相嫁接在一起，使他们的生理活性得到协调或改变原来的生理状态，而后进行有性杂交，较易获得成功。4）柱头切割移植或子房内授粉5）应用化学药剂应用赤霉素、萘乙酸、生长素、硼酸等促进花粉萌发、生长、受精的药剂处理雌蕊，有助于获得种子。6）离体授粉、试管受精7）创造适宜的授粉条件10.4.2克服远缘杂种不育的方法远缘杂交成功后，通常将远缘杂种的不育或结实率很低的现象称为杂种不育性。1）延长杂种生育期2）回交法3）染色体加倍法4）幼胚离体培养5）加强培育和选择10.5杂种优势10.5.1杂种优势的概念与表现基因型不同的亲本杂交产生的杂种（F1），在生长势、生活力、抗逆性、产量、品质等各方面都优于双亲的现象称为杂种优势（heterosis）。杂种优势的表现有三种类型：一是营养型。二是生殖型。三是适应型。10.5.2杂种优势的遗传机理1）显性假说2）超显性假说10.5.3杂种优势的利用1）利用杂种优势的基本条件（1）有纯度高的优良亲本品种或自交系（2）选配强优势组合（3）亲本繁育和制种工序简便，种子生产成本低2）利用杂种优势的途径（杂交种子的生产）（1）人工去雄（2）化学杀雄（3）利用自交不亲和性（4）标志性状的利用（5）利用单性株制种（6）利用