经济林栽培学 PPT课件 第四章 经济林良种选育new

第四章经济林良种选育内容提要概述经济林良种选育的程序经济林良种选育的方法实现经济林良种化的策略经济林品种退化及防止良种壮苗良种壮苗优良的遗传品质商品品质绿色食品营养品质食用或加工品质外观品质苗木必须健壮苗木一定要脱毒良种壮苗的概念经济林的育种目标育种目标具有多样性(人云亦云还是标新立异？)丰产、稳产(以改变数量性状为主)优质(以改变质量性状为主)反季节(早实、晚实)抗逆性强(抗寒、抗旱、耐盐、耐涝、抗病虫害等)其它特殊目标(矮化、果形异变等)经济林育种的主要目标产量

丰产是经济林育种的基本要求。

产量可概分为生物产量和经济产量。

生物产量指一定时间内,单位面积内全部光合产物的总量。

经济产量指生物产量中可作为商品利用部分的收获量。

生物产量与经济产量的比值叫做经济系数(coefficientofeconomics)。品质

现代经济林育种中，品质已成为一个非常重要的目标性状。

品质即产品客观属性符合人们主观需要的程度。

经济林产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为感官品质、营养品质、加工品质和贮运品质等。

感官品质常包含植株或产品器官的大小、形状、色泽、风味、香气、肉质等。

感官品质的评价受到人们传统习惯的影响,有较多的主观成分。

营养品质常指人体需要的营养保健成分含量的提高和不利有害成分含量的下降和消除。

通过育种改进园艺植物的营养品质,已受到越来越多的重视。种质资源的概念种质（germplasm）是决定生物遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质。即基因。种质资源具有种质，并能繁衍的生物体统称为种质资源(germplasmresources)或遗传资源（geneticresources）。

携带种质的载体可以是群体、个体,也可以是部分器官、组织、细胞。随着生物技术的发展,载体也可以是个别染色体乃至DNA片断。因此种质应该包括群体、个体、配子及分子等不同水平上的种质。种质资源的类别

本地种质资源

外地种质资源

野生植物资源

人工创造的种质资源保护和利用种质资源的重要性种质资源是一切育种工作的基础和前提种质资源的保护包括三方面的内容生态系统多样性保护生物多样性保护基因多样性保护具体措施建立种质基因库发展分子生物学和生物信息学可持续发展利用育种种质资源的保存种质保存(germplasmconservation)指利用天然或人工创造的适宜环境保存种质资源。主要作用在于防止资源流失,便于研究和利用。保存方式主要有就地保存、迁地保存、资源圃保存和种质库保存等。就地保存指在资源植物的产地,通过保护其生态环境达到保存资源的目的。

如中国自1956年到1991年已建成各种类型的自然保护区707处，其中长白山、卧龙山和鼎湖山三处已被列为国际生物圈保护区。

就地保护还包括国内各地的古老果木和花木,如树龄在千年以上的福建青田的宋荔、陕西勉县的汉桂等,都应该采取特殊措施,使其延年益寿,并适当繁殖保存。迁地保存常针对资源植物的原生境变化很大,难以正常生长及繁殖、更新的情况,选择生态环境相近的地段建立迁地保护区,有效地保存种质资源。

如1982年建立的滇南珍稀濒危植物迁地保护区，位于中国科学院西双版纳热带植物园内,占地80hm2,建区目的在于保存由于1957年以来热带森林受到大面积破坏处于濒危状态的500-800种植物,包括国家第一批重点保护的54个种。种群大小低限为每一生态型乔木类10-20株,灌木类40-50株,草本类100-200株。

为建长江三峡大坝，国家对种类植物的种质资源保存也投入了数千万元的经费。育种的一般程序育种目标的确定种质资源的研究引种、选种、育种结合品种试验(区域化栽培)良种繁育品种登录和品种保护产业化生产市场消费经济林良种选育程序经济林良种选育的方法引种选择育种无性系育种杂交育种诱变育种倍性育种抗性育种分子育种倍性育种西瓜现代育种技术发展现状芽变育种短枝苹果航天育种蔬菜现代育种技术发展现状南林银杏航天育种太空育种芹菜经济林引种引种驯化

(introductionanddomestiction)就是将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；一种是由于植物本身的适应性广,以致不改变遗传性也能适应新的环境条件,或者是原分布区与引入地的自然条件差异较小,或引入地的生态条件更适合植物的生长,植物生长正常甚至更好,这就是所谓的“简单引种”(introduction)。另一种类型是植物本身的适应性很窄,或引人地的生态条件与原产地的差异太大,植物生长不正常直至死亡,但经过精细的栽培管理,或结合杂交、诱变、选择等改良植物的措施,逐步改变遗传性以适应新的环境,使引进的植物正常生长,这就是“驯化引种”(domestication)。

引种的意义增加外来树种，丰富栽培树种的种类引种驯化是保护稀有珍贵濒危树种和开发利用种质资源的重要手段引种是提高经济林产量、品质和抗性的重要手段引进和输出种质资源，为培育新品种提供育种材料可使作物从其乡土生境的最大灾害中迁移出来影响引种成功的因素价值优先理论(有着良好的生态效益、经济效益和社会效益)生态因子相似(包括历史生态型研究)经济树木的生态型一般可分为气候生态型、土壤生态型和共栖生态型三类。主导生态因子：温度、水分、光照、土壤、生物考虑经济因素和社会因素不破坏当地的生态系统(避免生物入侵灾难)良好的栽培条件或设施技术和人力条件的满足应坚持“少量试引、多点试验、全面鉴定、逐步推广”的步骤,切忌盲目引种经济林的选择育种（一）选择育种的概念指从自然界现有树种、类型中，按照一定的标准目标，挑选符合人们愿望的、具有优良经济性状的群体或个体，通过比较、鉴定和繁殖，创造出优良类型或品种的育种方法。（二）选择育种的意义选择育种可以在较短的时间内，得到人们需要的基因型选择育种的潜力巨大树木遗传改良的主要手段和基本方法1、造成树木自然变异的原因环境饰变基因重组基因突变2、树木自然变异类型形态变异类型-形态型生态变异类型-生态型地理变异类型-地理型经济树木的自然变异经济林选择育种的方法1、混合选择：按一定的标准和育种目标，从群体中挑选一群优良类型或单株，并从这些类型或单株上混合采种、采条，进行混合繁殖推广。2、单株选择：个体选择与群体选择的结合3、家系选择、家系内选择及配合选择

★家系选择：指对入选优树的自由授粉子代或控制授粉子代分别子代测定，根据子代性状平均值高低，挑选优良家系，淘汰低劣家系的过程★家系内选择：根据每个个体偏离家系均值的远近来挑选优良单株，凡超过家系均值的最大者，即入选优良个体。★配合选择：在选择优良家系后，再从中选择优良单株的双重选择。4、种源选择：生态区相似原则，或优于原生态区5、实生选择：实生选种是为了建立无性系品种(预选、初选和复选)6、芽变选择：芽变选择（1）、芽变选择的概念与意义即在树木生长点的分生组织细胞发生变异，由变异了的芽萌发成枝，或由此长成的个体，在组织和器官性状上与原类表现不同，这种现象称为芽变。芽变属体细胞突变的一种表现形式。芽变是植物产生变异的主要原因之一。芽变不仅可以为杂交育种提供新的种质资源，还可以直接从中选育出优良的新品种。全世界苹果总产量中大约有一半左右是芽变品种。芽变选种方法简便，周期短，见较快，容易掌握。芽变选种芽变的遗传学和细胞学基础★芽变的遗传学基础基因突变染色体数目变异染色体结构重排核外突变★芽变的细胞学基础植物生长点的分生组织分为芽变往往是发生在某一原层的个别细胞，以后随细胞的分裂而扩大变异的部分，使层间层内不同的部分具有不同遗传基础的细胞形成嵌合结构组织，统称为嵌合体。表皮原细胞层皮层原细胞层中柱原细胞层芽变的特点芽变的多样性

形态特征生物学特性果实品质抗性变异育性变异芽变的重演性芽变的稳定性芽变性状的局限性和多效性芽变选种的方法芽变的产生与发现芽变选择的目标(优变与劣变辩证看待)

芽变选种主要是从原有优良品种中进一步选择优良的变异，要求在保持原品种优良性状的基础上，针对其存在的主要缺点，通过选择而得到改善。芽变选择的时期花期

果实采收期

灾害期芽变变异分析（判断是否为遗传变异）

直接检查法移植鉴定法芽变选种程序芽变选种程序示意图芽变选种分二级进行。第一级是从生产园内选择初选优系，包括枝变、单株变异；第二级是对初选优系的无性繁殖后代的比较筛选，包括复选和决选两个阶段。人工经济林新品种入选品种选种圃（多点试验）鉴定圃初选优系初选复选决选2、经济林无性系育种（一）、无性系育种的概念无性系育种是指选育出无性系良种的过程。指对有性起源的入选个体无性系化后，再用田间试验的方法进行无性系间的选择，评选出最优无性系，最后推广应用于生产。（二）、无性系选育的理论基础

R=SH2(h2)

遗传增益（R）是选择差（S）与遗传力H2(h2)两者的函数（三）、无性系选育的一般程序林木无性系选育一般可以通过以下4条途径

以实生种子园子代为基础；以无性系种子园子代为基础；以自然界优良表现型或优良种源的子代为基础；以自然杂种或人工杂种为基础。2、经济林无性系育种无性繁殖的特点★保持亲本的优良遗传性状；★繁殖系数大；★可以提早开花结实和促进持续开花；★可以克服某些树种种子较少的繁殖困难，有利于珍稀频危树木的保护；★成本较低。优点缺点★易传播植物病害；★容易出现早衰；★取材不当，可能导致优良遗传基因损失（生活力降低和材质下降）；★现代无性繁殖投入较多，对技术条件要求较高。无性繁殖利用中的若干基本问题及研究进展年龄效应（老化效应）及其克服年龄效应是指随着树龄增高，扦插生根能力下降，而且不同树种下降的速度可以大不相同。繁殖材料的选择与繁殖系数品种退化现象适应性与抗逆性差年代学：个体发育学：生物学：树木常用的几种复幼方法干茎或根系萌生条扦插繁殖复幼法：重复修剪复幼法：连续扦插复幼法：幼砧连续嫁接复幼法：组织培养复幼法：激素处理与组培结合复幼法：经济林杂交育种基因型不同的类型间配子结合产生杂种,谓之杂交。它是生物遗传变异的重要来源。杂交的遗传学基础是基因重组,通过杂交途径获得新品种叫杂交育种

(crossbreeding)。双亲杂交、多亲杂交(另：正交、反交、回交)亲本选择原则(先纯后杂、先杂后纯)

（1）从大量种质资源中精选亲本

（2）尽可能选用优良性状多的种质材料作亲本

（3）明确目标性状,突出重点

（4）重视选用地方品种

（5）用一般配合力高的材料作亲本冀蜜1号（多亲杂交实例）杂交育种的重要性杂交育种的意义优点综合双亲优良性状杂种优势(超亲)增加生物多样性有着更强的适应性缺点和困难育种周期子代性状分离亲本多是杂合体)亲缘关系不清杂交育种

常规杂交育种

常规杂交育种的杂交方式

杂交亲本的选择与选配

杂交技术杂交后代的管理

优势杂交育种优势育种的一般程序杂交种子的生产雄性不育系的选择与利用自交不亲和系的选育和利用

营养系品种杂交育种遗传特点

营养系品种的遗传变异研究方法

亲本选配及杂交技术的特点

童期童性和杂交育种的选择特点

远缘杂交育种意义与特点

远缘杂交的障碍与克服途径

远缘杂交的分离和选择

远缘杂交在育种中的应用杂种优势与自交衰退杂种优势：是指两个遗传组成不同（即基因型不同）的亲本杂交产生的F1代个体在生活力、生长势、适应性和丰产性等方面都超过双亲的现象。杂种优势有正向优势和负向优势。正向优势指杂种优势方向与人工选择方向一致。负向优势指杂种优势方向与人工选择方向不一致。广义的杂种优势包括正、负两个方面，而狭义的杂种优势仅指正向优势。杂种优势从外观方面表现为生长势增强，产量增加，品质变好，抗病性增大等。从内部生理代谢方面表现为杂种合成某种物质的能力增强（如抗逆能力、光合作用等）。自交衰退：异花授粉植物在进行连续多代自交后，会出现生理机能的衰退，表现为植株的生长势、抗病性和抗逆性减弱，生活力下降，经济性状退化的现象。异花授粉植物经自交后，一般都会发生不同程度的衰退。而衰退程度在不同的作物种类、品种和个体间有差异。衰退速度在自交早代较快，中晚代较慢。那么在中晚代进行选择，可能选择出较为稳定的自交系。自交衰退和杂种优势是同一遗传现象的不同表现形式。显性是自交衰退和杂种优势现象的基础。如果不存在显性，就不会有自交衰退，也不会有杂种优势。原因是自交使群体内纯合体比率增加，显性度降低。而杂交使群体内杂合体比率增加，显性度增大。回交育种银杏杂交育种楸树杂交育种楸树人工授粉母树楸树杂交结实情况人工授粉诱变育种的意义和特点诱变育种（mutationbreeding）：是人为地采用物理、化学的因素,诱发有机体产生遗传物质的突变,经选育成为新品种的途径。诱变育种起始于20世纪20年代末。最早发现x射线和化学药剂可提高基因突变频率。据FAO/IAEA统计资料，通过诱变育种获得的果树新品种数量在近二十年内急剧增长。到1993年时，总计育成各种果树品种41个（不包括我国的），其中苹果9个，欧洲甜樱桃8个，欧洲酸樱桃4个，桃、石榴、葡萄、柚、橙、枣各2个，枇杷、无花果、香蕉、杏、黑穗醋栗、醋栗、油橄榄、扁桃及木瓜各1个，涉及19个果树品种。

我国自60年代开始果树诱变育种，至90年代共育成10个品种。

中国农科院柑桔研究所--418红桔、中育7号、中育8号

广西新广农场--新光雪橙

青海农科院园艺所--东垣红苹果

内蒙古园艺所--梨品种"朝辐1号、2号、10号、11号"和"辐射向阳红"。诱变育种的特点1.提高突变频率，扩大变异谱2.适于进行个别性状的改良3.育种程序简单、速度快4.变异的方向和性质难以掌握5.与其它育种方法结合，效果更好

多倍体育种多倍体（polyploid）：指植物体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体。多倍体分为同源多倍体和异源多倍体。同源多倍体（autopolyploid）：指多倍体的几个染色体组来源于同一物种。异源多倍体（allopolyploid）：指来自不同种属的染色体组成的多倍体。芽变、杂交、人工诱变物理的方法包括各种射线、异常温度、高速离心力、高温处理等；化学法是用秋水仙素、水合三氯乙醛、笑气、富民隆等化学药剂处理。秋水仙素:浸泡法、滴下法、羊毛脂涂抹法(幼嫩的顶芽和侧芽)

多倍体的特点巨大性育性低抗逆性强营养成分高目前，世界上已经在1000多个植物种上获得了人工多倍体。其中包含大量的园艺植物。如：苹果、梨、李、葡萄、树莓、草莓、醋栗、柑橘、菠萝、黄瓜、西瓜、甜瓜、番茄、豌豆、甘蓝、白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、莴苣、金鱼草、石竹、福禄考、凤仙花、飞燕草、一串红、彩叶草、霞草、美女樱、樱草、百日草、桂香竹、罂粟、矮牵牛、紫罗兰、雏菊、麦杆菊、万寿菊、波斯菊、菊花、百合等。多倍体桔梗气孔鉴定:多倍体气孔大，单位面积气孔减小。多倍体的鉴定与后代选育茎叶鉴定：多倍体植株一般茎杆粗壮，叶片宽厚，并可用蓝色光进行叶色鉴定，当叶肉细胞为多倍体时，其绿色比二倍体的浓。多倍体的鉴定与后代选育DNA分子标记技术及育种上的应用DNA分子标记(另：形态标记、细胞学标记、生化标记)直接以DNA形式出现，在植物的各个组织、各个发育时期均可检测到，不