育种学 2作物种质资源

第二章种质资源（2学时）基本要求：种质资源的概念、类别和特点，种质资源的保存、鉴定研究和利用重点：种质资源的概念、类别和特点，种质资源的保存。难点：植物起源中心学说。种质资源工作的重要性作物起源（遗传多样性）中心学说种质资源的类别、特点种质资源的搜集种质资源的保存种质资源的鉴定、研究和利用本章主要内容：第一节种质资源的重要性一、种质资源的概念种质（Germplasm

）

指亲代传递给子代的遗传物质种质资源（GermplasmResources

）

通俗讲，指用于培育新品种的原材料；

在植物遗传育种领域，把一切具有一定种质或基因，可用于育种、栽培或生物学研究的各种植物类型及品种总称种质资源。

种质资源又称品种资源、遗传资源(GeneticResources)、基因资源(GeneResources)、基因库(GeneBank)。包括地方品种、改良品种、新选育的品种、引进品种、突变体、野生种、近缘植物、人工创造的各种生物类型、无性繁殖器官、单个细胞、单个染色体、单个基因、甚至DNA片段，只要具有种质并能繁殖的生物体。第一节种质资源的重要性二、种质资源工作的重要性（一）种质资源是育种工作的物质基础（二）育种工作突破性的成就，取决于关键性基因资源的发掘与利用（三）实现新的育种目标，必须拥有更多的基因资源（四）种质资源是不断发展新作物的主要来源（五）是生物学理论研究的重要基础材料。第一节种质资源的重要性第二节作物起源中心学说一、瓦维洛夫(Vavilov)的作物起源中心学说学说的内容：1.作物起源中心有两个主要特征：（基因中心或变异多样性中心）（Centerofdiversity）基因多样性显性基因频率高第二节作物起源中心学说2.最初始的起源地称为原生起源中心（primaryorigincenter）；原生起源中心扩散的边缘地点形成新的隐性基因控制的次生起源中心起源中心的标志原生起源中心次生起源中心①有野生祖先②有原始特有类型③有明显的遗传多样性④有大量的显性基因①无野生祖先②有新的特有类型③有大量的变异④有大量的隐性基因第二节作物起源中心学说3.在一定的生态环境中，一年生草本植物间在性状的遗传变异上存在一种相似的平行现象。4.根据驯化的来源，将作物分为原生作物和次生作物原生作物：人类有目的驯化的植物（小麦、玉米、棉花）次生作物：与原生作物伴生的杂草，当有一定利用价值时，就被人类分离而成为栽培的主体（燕麦、黑麦）12345678第二节作物起源中心学说二、瓦维洛夫的作物起源中心8A8B1.中国--东部亚洲中心（中国中、西部山区及相邻的低地）主要起源作物有:黍、稷、粟、高粱、祼粒无芒大麦、荞麦、大豆、茶、大麻、苎麻等。主要起源作物有：水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻印度起源中心(缅甸、印度东部)中亚起源中心(印度西北部、阿富汗、塔吉克、

乌兹别克、天山西部)主要起源作物有：普通小麦、密穗小麦、印度圆粒小麦、豌豆、蚕豆、非洲棉等4.西亚中心(土耳其、伊朗的西北部、外高加索、土库曼等)主要起源作物有：一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄、石榴、胡桃、无花果、苜蓿等。5.地中海起源中心(地中海沿岸的南欧和北非地区)许多蔬菜作物，包括甜菜和许多古老的牧草都起源于这一中心。为小麦、粒用豆类的次生起源地。6.埃塞俄比亚起源中心（埃塞俄比亚和厄立特里亚）小麦、大麦的变种类型极其多样。7.南美和中美洲起源中心（包括安的列斯群岛）主要起源作物有：陆地棉、甘薯、番茄等。存在大量玉米变异类型。南美中心（厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、智利、

巴西、巴拉圭等）烟草、马铃薯、花生、海岛棉8A.智利中心木薯、花生、凤梨8B.巴西—巴拉圭中心主要有花生、可可、橡胶树等特有种三、作物起源中心学说的发展遗传多样性中心不一定就是起源中心起源中心不一定是多样性的基因中心1.

J.R.Harlan(哈伦1951)对作物起源中心学说的发展

根据作物扩散面积的远近和大小分为5种类型：①土生型：植物在一个地区驯化后从未扩散。②半土生型：被驯化栽培的植物只在临近地区扩散。③单一型：在原产地驯化后迅速在别的地区大量栽培，不产生此生中心。④有次生中心：从原生起源中心迅速扩散，在一个或几个地点形成次生中心。⑤无中心：无明确原生起源中心。2.齐文（Zeven）和茹考夫斯基对起源中心学说的发展将作物起源中心扩大为12个中心：1、中国—日本中心；2、东南亚洲中心；3、澳大利亚中心；4、印度中心；5、中亚细亚中心；6、西亚细亚中心7、地中海中心；8、非洲中心；9、欧洲—西伯利亚中心；10、南美中心；11、中美和墨西哥中心；12、北美中心一.Harlan等根据种质资源亲缘关系、育种利用的难易将种质资源分为三个级别基因库：初级基因库（genepool-1）

：同一种内的材料，杂种可育、染色体配对良好。基因转移。次级基因库（genepool-2）

：种间材料或近缘野生种、近缘属植物。克服生殖隔离可实现基因转移。三级基因库（genepool-3）

：远缘种属。杂交不实、杂种不育现象更明显的材料，基因转移困难第三节种质资源的类别二、按照来源分类，种质资源分为四类：

本地种质资源外地种质资源野生种质资源人工创造种质资源1.本地种质资源（地方品种、过时品种、当前推广品种）农家品种花壳麦小佛手小麦特点①对当地自然条件和生态特点具有高度适应性。②反映了当地人民生产和生活的需要。③类型丰富，并具有独特的优良性状。由其他国家或地区引入的作物品种和植物类型特点：①能反映各自原产地区的自然条件和生产特点②多数外地种质资源对本地条件适应性差2.外地种质资源：3.野生种质资源

是指各种作物的近缘野生种和有价值的野生植物

特点：具有作物所缺少的某些抗逆性（抗病虫、旱、寒、盐碱等）、独特的品质，可通过远缘杂交及现代生物技术转移入作物。可用于创造雄性不育系等。农家品种花壳麦野生稻的地上茎(匍匐茎)西藏半野生小麦由于它是在特定的条件下，经过长期自然选择形成的4.人工创造的种质资源通过各种途径（杂交、理化诱变等）产生的各种突变体和中间材料。特点：人工创造的种质资源是多种多样的，多具有某些缺点而不能成为品种，不能直接利用，但可以用于培育新品种或进行理论研究。一、搜集种质资源的必要性和迫切性实现新的育种目标要有更丰富的种质资源为满足人类需求，必须不断地发展新作物物种保存，以免丧失的需要丰富遗传变异，克服遗传脆弱性的需要第四节

种质资源的搜集二、收集种质资源的方法野外实地考察收集（P31）征集交换转引三、收集材料的整理1.及时进行归类，将同种异名者合并，同名异种者区分开。并进行统一的编号。2.确定材料的植物学地位、生态类型、亲缘关系和生育特性。一、种质资源保存应掌握的原则：

利用天然、人工创造的适宜环境保存①种质资源经过保存后，必须保持各样本的生活力②保持原有的遗传变异度。③维持样本的一定数量。第五节种质资源的保存二、保存的方式（1）种植保存（2）贮藏保存（3）试管保存(离体保存）（4）基因文库技术（5）利用保存1.种植保存l-5年播种一次,繁殖种子,保存活力。就地种植:在植物的原产地，通过保护其生态环境达到保存资源的目的迁地种植:植物迁离原生境，种植保存在生态环境相似的地段，如植物园；2.贮藏保存

用控制贮藏条件（温度、湿度、气体成分等）的方法保持种质资源的生活力。

温度30-0℃，每降低5℃，种子的寿命延长1倍。种子含水量14-4%，每减少1%，种子的寿命延长1倍A.中国农科院1号种质库；B.国际水稻所；C.日本长期种质库；D.美国国家长期种质库ABCD资源库温度湿度种子贮藏在短期库

20℃45%纸袋中可保存2-5年。中期库０-5℃45%密闭容器内保存20-25年。长期库

-10℃30%真空包装中保存70-75年。正常型种子：通过适当降低种子含水量和贮藏温度可以显著延长其贮藏时间的种子。顽拗种子：在干燥、低温条件下会迅速丧失活力的种子。3.试管保存(离体保存）

用试管保存植物的组织和细胞的培养物。常用的培养物有：

愈伤组织、悬浮细胞、幼芽生长点、花粉、花药、体细胞、原生质体、幼胚等。

缓慢生长系统；超低温保存系统（P34）

利用试管保存的优点：①所需空间小②可以解决常规方法不易保存的种质资源。③繁殖时不受季节限制，繁殖速度快。④培养物不带病虫害，便于种质交流。4.基因文库技术植物中提取DNA用限制性内切酶切成片段连接到载体转移到大肠杆菌细胞无性繁殖，产生大量单拷贝基因需要某个基因时，“钩取”。5.利用保存

当发现被保存的资源有利于价值后，及时用于育种或中间育种材料是一种有效的保存方法。第六节种质资源的鉴定与研究一、种质资源鉴定和研究的主要内容有：①特征、特性的观察与鉴定；②性状遗传特点研究。二、种质资源的利用和创新1.直接从中选择优良个体培育新品种2.通过杂交、诱变等，从后代中选择优良变异个体，培育成新品种3.通过杂交、诱变及其它手段创造新种质作物起源中心学说的内容,种质资源的类别与特点，种质资源的工作内容。1.名词解释：种质资源

,起源中心,初生中心,次生中