牧草的繁殖方式与育种

牧草的繁殖方式与育种第1页，共43页，2023年，2月20日，星期一第三章

牧草的繁殖方式与育种

§-1牧草繁殖方式一、有性繁殖

是由雌配子（卵细胞）和雄配子（精细胞）相互结合（受精）而形成合子产生后代的繁殖类型。根据参与受精的雌，雄配子的来源不同，可分为：自花授粉植物（selfpollinatedplant）：以同一株的花粉进行受精的植物。其异交率一般不超过4%。异花授粉植物（crosspollinatedplant）：主要是以其它植株的花粉进行受精的植物。其异交率高于50%高者甚至可达95%以上。第2页，共43页，2023年，2月20日，星期一常异花授粉植物（oftencrosspollinatedplant）常异花授粉植物为自花授粉植物与异花授粉植物的中间类型，其异交率在4%～5０%之间。二、无性繁殖１.无性系（clone）—同一植株无性繁殖的后代，也称无性繁殖系和营养系。２.无性繁殖器官：块茎、块根、接穗、根茎、葡匐茎、插枝、根蘖、鳞茎、球根等。牧草常见的无性繁殖方式豆科牧草：扦插禾本科牧草：分株繁殖第3页，共43页，2023年，2月20日，星期一三、无融合生殖１.无融合生殖（apomixis）：能形成性器官，但可不通过受精而产生胚和种子，也不是通过营养器官繁殖，而是通过种子繁殖。２.无融合生殖主要有以下几种类型：单倍体配子体的无融合生殖。二倍体配子体的无融合生殖。阻碍受精的不良条件，不阻碍无融合生殖的进行。由珠心细胞和珠被细胞直接形成不定胚。第4页，共43页，2023年，2月20日，星期一四、植物自然异交率的测定１.研究花器构造，开花习性，传粉方式，花粉萌发与雄蕊柱头的关系以及胚囊中卵细胞的受精情况，２.采用隔离单株的方法强迫自交，观察其结实是否正常。３.采用遗传试验测定自然异交率（%）＝

F1代中具有显性状的植株数F1代总植株数×100%第5页，共43页，2023年，2月20日，星期一自花授粉植物(self-pollinatedplant)：其雌雄配子来源于同一植株或同一花朵。如水稻、小麦等。天然异交率在1-4％。自花受粉self-pollination指一株植物的花粉，对同一个体的雌蕊进行受粉的现象。在两性花的植物中，又可分为同一花的雄蕊与雌蕊间进行受粉的同花受粉（菜豆属）和在一个花序（个体）中不同花间进行受粉的邻花受粉（gei-tonogany），以及同株不同花间进行受粉的同株异花受粉。被子植物大多为异花受粉,少数为自花受粉。高粱就是自花受粉为主。第6页，共43页，2023年，2月20日，星期一闭花受粉是同花授粉的一种，花朵在受粉期时与外界隔绝，豌豆是闭花授粉的。孟德尔在杂交试验中主要以豌豆作为试验材料,这是因为豌豆是自花传粉植物,而且是闭花受粉,也就是豌豆花在花未开时已经完成了受粉。

第7页，共43页，2023年，2月20日，星期一一、自花授粉植物群体1.是一个由许多遗传组成纯合的个体所组成的混合群体。2.是在长期的自然选择作用下，产生和保存下来的。有利于种的生存和繁衍，所以自花授粉植物具有自交不退化或退化缓慢的特点。选择方法：系谱法§-2不同繁殖方式牧草群体的遗传育种特点白花授粉植物分离纯系（自交系）自交系（纯系）间杂种（杂种优势）第8页，共43页，2023年，2月20日，星期一小麦，禾本科小麦属的重要栽培谷物。自花授粉，一年生或越年生草本。小麦属温带长日照植物，适应范围较广，从北纬18°到北纬50°，从平原到海拔4000米高原（如中国西藏）均有栽培。贮藏小麦要求籽粒含水量在12.5%以下，常温下可以保存1－2年。小麦的世界产量和种植面积，居于栽培谷物的首位，以普通小麦种植最广，占全世界小麦总面积的90%以上。生产小麦最多的国家有美国、加拿大和阿根廷等。第9页，共43页，2023年，2月20日，星期一小麦的种类1.冬麦与春麦

冬麦种植于温带地区，在秋天时播种，而春麦则生长在有长冬的地方，它在无霜的春天播种，它们都可长出软质麦和硬质麦（取决于谷的质地）。

第10页，共43页，2023年，2月20日，星期一2.硬麦和软麦

小麦蛋白质的含量由谷的硬度决定。所以，质硬的小麦含蛋白质高，主要用于制面包和面食。质软的小麦含蛋白质稍低，它主要用于做蛋糕和糕饼的面粉。

3.一般分类

a.硬红冬麦含高蛋白质及筋度，适合制作发酵面包及硬面包的面粉。

b.硬红麦含极高蛋白质及筋度，适合制作发酵面包及硬面包卷的面粉。

c.软红麦含低蛋白质及筋度，适合适合制作蛋糕及饼干粉。

d.硬白麦适合制作面包及面条粉。

e.软白麦含低蛋白质及筋度，适合制作蛋糕、饼干及面条粉。

f.硬粒小麦适合制作通心粉及意大利面条的面粉。

第11页，共43页，2023年，2月20日，星期一

小麦面食品是人们的主要食物之一。面粉及其制品的色泽是一项重要的感官指标和市场指标。市场销售的面粉白度(R457值)一般达80以上才易被认可和接受,但是,大多数小麦品种面粉的自然白度远远达不到这一指标,中国已报道的小麦品种的面粉平均白度只有75～76。赵振东,刘建军,董进英.山东省冬小麦品种品质分析[J].山东农业科学,l994,5:3-5.。第12页，共43页，2023年，2月20日，星期一这种增白剂是一种过氧化苯甲酰类氧化剂,使用这类增白剂虽能提高面粉白度,但破坏了面粉中的胡萝卜素和VA、VE、VB1等营养成分。我国新的小麦粉国家标准(GB1355-2005)也已明确规定,面粉中不再允许使用过氧化苯甲酰。因此,加强对高白度小麦的研究,培育高白度小麦新品种以替代增白剂,满足消费者对面粉白度的要求,是广大小麦育种工作者面临的新课题。（育种目标）第13页，共43页，2023年，2月20日，星期一小麦白度的影响因素

1.1影响小麦白度的非遗传因素小麦白度受生长环境、栽培技术、制粉工艺等非遗传因素的影响。。李林轩(2006)对小麦面粉加工工艺进行研究发现,改进制粉工艺可以使特一粉、特二粉、标准粉的面粉白度提高2个百分点以上。刘建军等(2002)在4种环境条件下对104个小麦品种(系)面粉白度的研究结果表明,气候因素、土壤条件、栽培措施和品种(基因型)对小麦面粉白度均有显著的影响作用,但品种作用最为重要,通过遗传改良可显著提高小麦品种面粉白度。田纪春等(2005)对高白度小麦山农优麦3号的栽培措施研究发现,在小麦挑旗孕穗期结合浇水追施尿素,可有效地改善籽粒蛋白质质量和面粉白度。第14页，共43页，2023年，2月20日，星期一1.2影响小麦白度的遗传因素影响小麦白度的遗传因素较多,也较非遗传因素作用大。种皮颜色、品质性状(籽粒硬度、灰分、出粉率、面粉颗粒细度、淀粉破损程度、蛋白质含量)、多酚氧化酶(PPO)、天然色素(黄色素、棕色素)等都对小麦面粉的白度造成影响。不同种皮颜色的小麦品种其面粉白度有差异。面粉白度与小麦品质性状关系密切。胡瑞波等(2006)选用面粉色泽性状差别较大的16个不同品种(系)在山东省8个不同的生态类型区种植,分析了小麦主要品质性状和面粉色泽的关系,研究发现面粉白度和面粉色泽亮度均与淀粉含量呈极显著正相关。与籽粒硬度、面粉颗粒度、蛋白质含量、灰分含量呈极显著负相关。第15页，共43页，2023年，2月20日，星期一小麦中天然色素的含量影响小麦面粉的白度。面粉中的天然色素主要含有黄色素和棕色素。多酚氧化酶(PPO)也对面粉白度有较大影响。由于籽粒硬度可以显著影响PPO活性,可以通过对小麦籽粒硬度的选择,间接地进行低PPO活性的筛选,加快高白度小麦新品种的选育。第16页，共43页，2023年，2月20日，星期一自第一个高白度小麦“山农优麦3号”育成以来,又育出一批高白度小麦品种。烟农5158就是近期育成的一个优质高白度小麦新品种。该品种以鲁麦14号航天变异后代烟航2号为母本,以烟农15为父本杂交选育而成,具有早熟、高产、稳产、强筋、抗病等优点,2007年和2008年分别通过山东省和安徽省农作物品种审定委员会审定。经山东省多年试验测定显示,烟农5158白度为80.5～81.5,属于高白度优质强筋小麦新品种。第17页，共43页，2023年，2月20日，星期一鲁麦14号航天育种表现变异性烟航2号♀烟农15号♂×烟农5158烟农5158第18页，共43页，2023年，2月20日，星期一二、异花授粉植物群体

由来源不同、遗传性不同的两性细胞结合而产生异质结合子所繁衍的后代，是一个复杂的异质群体。

异花授粉植物强迫自交，会出现自交（近交）衰退

选择方法：群体选择，集团选择，轮回选择等

良种繁育时：注意防杂保纯

第19页，共43页，2023年，2月20日，星期一梨是靠嫁接来繁殖的，一般用杜梨树或豆梨树作嫁接的砧木。梨树是雌雄同花，但不能自体授粉，必须在梨园里种上一些其他品种的梨树，进行异花授粉，梨树才能结出果子。第20页，共43页，2023年，2月20日，星期一报春花属是典型的异花授粉植物，多数种类具有两型花，即在同一种中，部分植株具长花柱花：花柱长达花冠筒口，雄蕊则着生于花冠筒的中部或近基部；另一部分植株具短花柱花：花柱仅长达花冠筒的中部，而雄蕊则近花冠筒口着生。昆虫采花蜜时头部触及花冠筒口部器官，而其口器伸至冠筒下部，这样就将短柱花的花粉授于长柱花的柱头，将长柱花的花粉授于短柱花的柱头。第21页，共43页，2023年，2月20日，星期一根据长期的观察并经实验证明，经上述异花授粉的花受精率较高,通常产生较多饱满的种子,植物学术语称为正规传粉，相反，长柱花的花粉授于长柱花柱头或短柱花的花粉授于短柱花柱头，则称之为不正规传粉，其受精率低，甚至完全不育。第22页，共43页，2023年，2月20日，星期一三、常异花授粉植物群体

常异花授粉植物以自花授粉为主，其主要性状多处于同质结合状态。

参照自花，异花授粉植物的育种方法，需要隔离，以防杂保纯。第23页，共43页，2023年，2月20日，星期一第24页，共43页，2023年，2月20日，星期一四、无性繁殖物群体

1．由母本clone而来，其后代表型基本上与母体一致，没有分离，故可采用与自花授粉作物相类似法进行育种

注意：无性系品种大多采用杂交法选育而成，或其亲代是异花授粉作物，故用种子繁殖时会出现分离。

2．无性系→芽变→选留→无性保存3.A×BF1（杂种优势）无性繁殖保留杂种优势第25页，共43页，2023年，2月20日，星期一第四章引种与野生资源的开发利用

§-1引种

一、引种的概念和意义1.概念

引种（Introduction)：将国内外一些有经济价值的植物种或品种引到本地区试种，作为推广材料或育种材料应用的过程。

驯化：野生植物变成栽培植物的过程。第26页，共43页，2023年，2月20日，星期一2.引种的意义：

①能迅速应用外地优良品种代替当地原有品种，提高牧草产量和品质

②引入一些当地从未栽培过的新牧草和饲料作物

丰富杂交育种的原始亲本材料

③获得高抗性的原始亲本材料（对野生资源的引种）二、国内外牧草及饲料作物引种概况（自学）据《史记》记载，我国早在公元前139～126年就有引种实践。第27页，共43页，2023年，2月20日，星期一一、相同纬度的引种原理：对于北半球，在生长期内，纬度低的地区（南方），气温高、日照时数短，大体都在12小时左右，这些地区长期生存的植物，一般为短日照植物，如玉米、高粱、马铃薯等；纬度高的地区，气温较低，日照时数长，大体在14～16小时左右，这些地区长期生存的植物多属于长日照植物，如大麦、燕麦、黑麦、豌豆等；相同纬度下，日照时数及温度条件相似，因而引种容易成功，故此在一般情况都要从纬度相同或相近的地区引种。§-2引种原理第28页，共43页，2023年，2月20日，星期一

相同纬度下引种是可行的，但不能说不同的纬度下引种就不能成功。从育种实践来看，不同纬度条件下引种也有许多成功的例子。例如：1.苏丹草原产非洲（属低纬度），内蒙、新疆都可种植；原产南美（巴西等地）的玉米，我国北方也大量种植。2.沙打旺原产我国黄河故道（苏北、冀、豫一带）。从70年代中期（74—75）把沙打旺引入我国北方种植、表现很好：抗寒、耐旱、适应性强、耐风沙。A、沙打旺×野生直立黄芪（结籽好），时间长（有效）B、辐射处理：有效、但时间长，辽宁土肥所苏盛发用此法培育出一早熟品种C、无性繁殖：扦插、分枝繁殖，生产上太费工（有效）D、直立黄芪（野生）的栽培驯化，时间长（有效）E、风土驯化—省时、迅速第29页，共43页，2023年，2月20日，星期一二、植物阶段发育与引种的关系植物发育与五个阶段：春化、光照阶段为营养阶段；三、四、五阶段为生殖阶段。1、春化阶段：一年生饲料作物，种子开始萌动就进入春化阶段；多年生牧草（小粒种子）在3、4片叶子时期通过。该阶段是一感温阶段，主要要求温度条件。

根据作物通过春化阶段的时间及温度条件可把植物分为：①冬性作物：0～5℃，30～70天，如：黄花苜蓿、晚熟三叶草②半冬性作物：3～15℃，20～30天，如：无芒雀麦、鸡脚草、无根茎冰草等第30页，共43页，2023年，2月20日，星期一③春性作物：5～

20℃，7～15天，

如：紫花苜蓿、弯穗鹅观草，苏丹草、高加索红豆草

④温性作物：23～30℃，5～7天，

如：玉米、高粱、南瓜、西瓜2、光照阶段：根据日照天数将作物划分为：①长日照作物：一天内连续光照12小时以上（凉爽、长日照）高纬度地区的植物一般为长日照。如：麦类、甜菜、三叶草、苜蓿、鹰咀豆、山黧豆、黑麦草、燕麦、冰草等，②短日照作物：一天内光照时间在12小时以下（温暖）如：玉米、高粱、南瓜、西瓜、苏丹草等第31页，共43页，2023年，2月20日，星期一3、引种规律：①不同纬度之间引种的一般规律是：短日照植物从纬度低的南方向纬度高的北方引种，或长日照植物从纬度高的北方向纬度低的地区引种，生育期一般会延长，超过一定限度，种子就不能成熟；短日照植物从高纬度向低纬度地区引种或长日照植物从低纬度向高纬地区引种，生育期一般会缩短。例如：山东、河北从广东引入玉米（短日照），生育期延长，青贮用可以，如从东北引入，则生育期缩短。第32页，共43页，2023年，2月20日，星期一②在相同纬度的情况下，不同海拔高度的地区引种，也有类似规律：从山区向平原引，生育期缩短，从平原向山区引入，生育期延长，甚至不能成熟。③也有一些对自然条件要求不严格的植物：在纬度相差很大的情况下，引种也较易成功。例如：聚合草、马铃薯、苏丹草虽为短日照，但它们适应性强也可成功地引入高纬地区第33页，共43页，2023年，2月20日，星期一思考题：1、河南早熟燕麦(长日照)引到呼市，生育期会发生什么变化？2、小麦(长日照)由乌盟引到河南，生育期会发生什么变化？3、紫花苜蓿(短日照，春性)由河南引入呼市，生育期发生什么变化？4、瓜类作物由河南引入呼市，生育期发生什么变化？第34页，共43页，2023年，2月20日，星期一三、植物生态型与引种的关系：生态型：最适于某一环境条件范围内的植物群体。它在阶段发育、生长期、光温特性与抗性方面有相似的特性。①气候生态型：热带牧草、温带牧草、寒带牧草②土壤生态型：耐盐牧草、耐旱牧草、喜湿牧草③共栖生态型：病虫发生频繁的地区，就有抗性类型存在。规律：同一生态型的牧草、引种容易成功，例如：从典型草原到另一典型草原第35页，共43页，2023年，2月20日，星期一