园艺植物育种学教案

河南科技大学教案首页课程名称园艺植物育种学计划学时2授课章节绪论教学目的和要求：明确园艺植物育种及园艺植物育种学的区别和联系。掌握园艺植物育种学的概念和品种的概念。教学基本内容：1、园艺植物育种及园艺植物育种学2、品种3、良种4、园艺植物育种学的任务和内容5、园艺植物育种历史和发展教学重点和难点：重点：园艺植物育种学的概念；品种的概念难点：品种的概念；品种的特点；优良品种的概念及在生产上的作用。授课方式、方法和手段：1、多媒体结合板书。2、介绍品种概念时举例若干果树、蔬菜、花卉品种及野生植物图片，以对比理解品种是人类劳动的产物。3、讲解品种的特点时举例并结合图片。作业与思考题：1、品种概念。品种和优良品种的联系和区别？2、作物品种有何特性？园艺植物良种在生产中有什么作用？3、你对我国园艺植物育种的历史有何了解？4、根据你对进化理论与遗传学的理解，谈谈自然进化、人工进化与遗传改良的关系。5、我国园艺植物育种现状与世界上发达国家的差距如何？6、育种工作者的主要任务是什么？7、现阶段国内外园艺植物育种有何动态？8、园艺植物的品种可分为哪几类？各有什么特点？作业用图示方式表明野生资源、品种、优良品种、育种、栽培的关系。绪论随着人民生活水平的提高，对园艺事业的要求也在不断的提高。园艺植物（果、菜、花）插入图片：黄蜜桃、番茄、花毛茛现代园艺生产要求果树和蔬菜：种类多样、品质优良、营养丰富、丰产稳产、耐贮耐运、适于机械化生产。在园林绿化中人们希望园林绿地中布置的花卉植物，丰富多彩、万紫千红、健康美丽，既能展示物种的多样性，又能展示品种的多样性。同时要求花卉在园林绿地、风景名胜区、森林公园的环境美化中能起到改善环境、保护环境、恢复建立生态平衡的作用。绪论内容介绍。5个方面。1、园艺植物育种及园艺植物育种学园艺植物育种：根据人类需要，利用自然变异以及利用品种间杂交、远缘杂交、人工诱变、离体组织培养和DNA分子改造等途径来创造新的变异，按照一定的目标进行选择，筛选出新品种。新品种选育出后要加速繁育，尽快的推广应用。园艺植物育种学：研究选育与繁殖园艺植物优良品种的原理和方法的科学。是果树、蔬菜及观赏植物人工进化的科学,是以遗传学、进化论为主要基础的综合性应用科学。它涉及植物学、植物生理学、植物生态学、植物生物化学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、土壤学、生物统计和试验设计、生物技术、园产品贮藏加工学等领域的基本理论和实验手段。图示育种的实质。※为什么要进行园艺植物的育种选育园艺植物新品种是发展园艺生产的关键途径之一发展园艺生产的途径：园艺植物栽培；园艺植物育种园艺植物栽培：栽培为品种的生长发育提供良好的生态环境，采用适宜的栽培技术调节园艺植物生长与环境之间的关系，使植物与环境和谐相处，并达到最佳的经济生产状态。园艺植物育种：育种给栽培提供栽培对象，优良品种是保证实现高产优质栽培目标的重要物质基础。育种与栽培的关系：育种为栽培提供栽培对象，栽培为新品种的选育提供技术保障。园艺植物育种学与有关园艺植物的栽培学有密切的联系，是园艺科学中不可偏缺的主要学科。※育种的直接目的是选育出新的优良品种。2品种2.1品种的概念经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费要求，在一定的栽培条件下，依据形态学、细胞学、化学等特异性可以和其他群体相区别，个体间的主要性状相对相似，以适当的繁殖方式（有性或无性）能保持其重要特性的一个栽培植物群体。品种是由人工创造的，已被作为生产资料利用，具有大致相同的生物学特性、经济学特性、形态特征，并能适应一定地区自然条件和栽培条件的栽培植物集团。品种是经济上的类别，野生的植物只有不同的类型而无品种可言！品种只有在一定的生态条件下才能显示出其典型性。生态条件包括自然生态、栽培生态。自然生态条件品种的区域性、适应性每一个品种都有其最适宜的栽培地区，在这个地区内气候条件、土壤条件、共生环境都能满足品种的需要，所以它能表现出品种的典型性。豫白：生食加工兼用种，它的育成填补我国没有桃白果肉加工品种的空白。适于河南栽培，不适于四川。栽培生态条件品种只有在适宜的栽培条件下才能表现出品种的典型性。凤仙花：指甲花、小桃红。为中国民间最受欢迎的草花之一，适应性强，栽培容易，花色丰富。花型多样，而且株型多变，适于花坛、花径、花篱、自然丛植和盆栽观赏。重瓣凤仙花品种要求肥水条件好，在非栽培条件下重瓣性状消失。园艺植物目前有四种栽培形式：露地栽培、设施栽培、无土栽培、立体栽培。在不同的栽培条件下，生态条件变化较大。不同的栽培方式，需要不同的专用品种！图示：一串红的品种：骑兵手系列、展望系列骑兵手系列：高30cm，深红色花穗，深绿色叶，长势好，整齐，栽培13周开花展望系列：株型紧凑的“展望”是市场上最鲜艳耀眼的一串红品种。浓密有序的花穗和深绿色叶片在整个季节都生长良好并保持艳丽的颜色，即使是在最强的太阳光照下也不会褪色。温室生产表现优异，壮苗率达90%以上。各个花色品种的抗热性，植株习性和早花性皆很一致，花期最多相差5~7d。由于比其它的商业用一串红品种能晚开花2~5d，因此有更佳的室外地栽表现。分枝极佳，株型丰满，整个系列可在花园内向人们展示其极佳的色彩延和动人的斑澜画卷。展望红色、展望紫色、展望白色莎莎系列：新型色的系列新品种，早生，高约30-35cm火焰系列：是标准的花坛造景用品种。大量的亮红色穗状花序和墨绿色叶片形成鲜明反差。株高35cm，最适于4寸(10皇后系列：极早花，株高25cm，鲜红色花穗，整齐，栽培12周开花萝卜的不同品种：苹果的不同品种：2.2品种的特性特异性：指一个品种至少有一个以上明显不同于其他品种的可辨认的标志性状。华蜜掌中宝：极早熟、抗病、抗逆性强、耐弱光、极易坐果、单瓜重2kg左右。早抗蜜宝：抗病、耐湿、易坐果，大瓜可达10kg左右。一致性：指同一品种个体间在一些主要经济性状方面是相对整齐一致的。甜玉米。稳定性：指品种经过反复繁殖后其相关的特征或者特性保持相对不变。地区性：指每一个品种的生物学特性适应于一定地区生态环境和农业技术要求。大白菜不同品种的生态适应性：天津青麻叶：抗病、耐寒、耐旱性较强，从北部齐齐哈尔、牡丹江到南部广州、海南岛几乎全国各地都能较好生长。福州包头莲：不耐热，不抗寒、不抗旱，抗病性较弱，适合在山东半岛栽培，在南方表现差。时间性：品种在一定时间内其产量、品质和适应性等主要经济性状上符合生产和消费市场的需要。随着时间推移，消费者的消费兴趣转移，原有的一些品种便会被淘汰而更换新品种以满足消费者的需要。2.3园艺植物品种的类别园艺植物的繁殖方法：无性繁殖、有性繁殖。园艺植物的品种依此也可分为四种：无性繁殖植物的品种称为无性系品种或营养系品种；有性繁殖植物的品种可分为：群体品种、自交系品种、杂交种品种无性系品种：是由无性繁殖而来的无性系，同一品种内单株间的遗传物质相同，但品种的基因型高度杂合，只有无性繁殖才能保持品种特性。大部分果树种类的品种：苹果、梨、桃、李、樱桃、杏、石榴、草莓花卉：碧桃、菊花、莲花、郁金香、一品红蔬菜：马玲薯都必须无性繁殖才能保持品种的特性。这些植物的品种都是无性系品种。群体品种：由有性繁殖得到的，基本性状大致相同、个别性状有差异的实生群体，同一品种内单株间的遗传物质有差异，可以留种子繁殖。百日草：原产墨西哥是有性繁殖的花卉，有‘纽扣型百日菊’、‘皱瓣型百日菊’。蒲包花：‘巨花型混色’、‘矮生型混色’插入图片5张。自交系品种（常规种）：自花授粉植物的品种，是由多代自交纯合得到的群体，同一品种内不同单株间的基因型相同，品种的基因型趋于纯合的，可以留种子繁殖。豆类、茄类、洋葱；凤仙花的品种插入凤仙花图片2张。杂交种品种：利用杂种优势得到的F1，同一品种内不同单株间的基因型相同，但品种的基因型高度杂合，不能留种繁殖，需要年年制种。西瓜、番茄、辣椒、黄瓜、矮牵牛、金鱼草3良种3.1良种的概念具有优良经济性状（符合生产要求和消费习惯）和栽培性状（适应性强、抗病、抗虫）的品种。在适应的地区，采用优良的栽培技术，能够生产出高产、优质、并能适时供应产品的品种。园艺植物的良种应具有观赏性好、产量高、丰产、稳产、易管理，抗主要病虫害，耐贮运，货价期长，商品价值高。良种有地区性和时间性。优良品种的优良是相对的，是与同类植物品种相比而言的，它受制于一定的时间、地点和条件（贮藏，加工）。此时、此地、此种条件下的优良品种，到了彼时、彼地和另一种条件下，则往往会失去良种的称号。地区不同，同一地区不同的时间，生产要求不同，消费习惯不同。对同一种植物良种的要求也不一样。花卉的优良品种应把观赏特性放在首位。观赏特性常因民族、地区、历史文化、审美情趣上的差异而有着不同的衡量标准，因此良种的标准也有很大差异。我国受传统文化影响，有“金秋赏菊”的习惯，开封菊展，以盆栽独本菊为主，常选细瓣、飞舞型为良种。如绿翠、紫霞四射、粉松针。日本、欧美一些国家，主要是用作切花，则以梗长而硬的莲座型、圆球型品种、小菊型品种为佳品。目前，我国注意了菊花的造型和大面积绿化，把呈现集体美的小菊视为良种。河南省不同时期的苹果栽培良种：抗日战争以前：花红、槟子抗战以后：倭巾、国光、大旭、祝光、伏化皮、红魁1958年以后：金帅、元帅、青香蕉1975年后：红星、新红星、金帅80年后：新红星，金帅果实不好贮藏（枯缩皮）1982年：富士、秦冠1991年以后：元帅系、富士系近年来：豫西发展晚熟的富士系、华冠，豫东发展早熟的美国8号、意大利早红。图示介绍：目前生产上的部分优良品种。9张。3.2良种的作用3.2.1良种一般都有较大的增产潜力和适应环境胁迫的能力。园艺植物推广高产品种增产效果一般在20%~30%以上，有的甚至成倍增长。高产品种在大面积推广过程中保持连续而均衡增产的潜力，就是说在推广范围内对不同年份、不同地块的土壤和气候等因素的变化造成的环境胁迫具有较强的适应能力。对多年生果树和花木类植物来说更重要的是品种本身有较高的自我调节能力。3.2对于园艺植物来说提高品质的重要性常远远超过产量。在市场上大田作物产品的品种间质量差价大体上不超过一倍,而果品、蔬菜、花卉由于外观品质、食用品质、加工品质和贮运品质方面的差异,市场价格相差几倍到几十倍的情况并不少见。反映出园艺植物良种在改进品质,促进生产的重要作用。3.2病虫害是发展园艺生产的重要威胁。生产者每年不仅在防治病虫的农药方面的耗费很大,而且在产品、土壤、大气、水源方面造成严重污染,危害人们的健康。抗病虫品种的育成可起到减少污染,降低成本的作用。蔬菜、花卉和果树一般品种在保护地生产中常因光照、温度不足难以正常开花结果,为满足这方面要求,需要较多的能源。育成适应于保护地生产的品种可显著降低设施园艺的能源消耗,如象牙红一般品种开花要求白天28℃,夜间25℃的条件。新近育成的温室品种在白天14℃,夜间12℃就能正常开花。3.2选育不同成熟期的品种可以调节播种时期,利于安排适当的茬口，延长供应、利用时期,解决市场均衡供应。如早熟而不易抽薹的春甘蓝和中熟而耐高温的秋甘蓝对解决春淡季和秋淡季的蔬菜供应有重要意义。菊花在原有盆栽秋菊的基础上育成了夏菊、夏秋菊和寒菊新品种,大幅度地延长了它的观赏期及利用方式(切花和露地园林)。提高品种耐贮运性,也是延长、扩大园艺产品供应时期和范围的重要途径。如苹果晚熟耐贮品种供应期可以和第二年早熟品种成熟期衔接。3.2园艺生产劳力高度集约。以插花和盆花生产为例,花坛用和盆栽用小花菊、万寿菊、一串红、熊耳草等要求分枝多、株型紧凑。过去用多次摘心的办法促进分枝用工较多,通过选育分枝性强的矮生品种可免除摘心用劳力。在菊花、蔷薇、石竹等插花生产中因为栽植密度大,疏蕾和摘芽需要大量劳力。自美国伊利诺斯大学育成了“分枝菊”品种系列后,很快传入荷兰、英国、日本等国,除了节减疏蕾、摘芽用工外,随着生育期的缩短可提高设施利用率,节减管理和包装用工,从而大幅度挺高劳动生产率。另一方面,选育成切花用无分枝的紫罗兰和菊花品种可免除摘心和摘芽作业达到省工的目的。果树如苹果矮化砧和短枝型品种的育成,蔬菜如番茄矮生直立机械化作业品种的育成也能大幅度地节约整形、修剪、采收等作业的用工量。3.3良种产生的条件3.3.1自然进化决定进化的三个基本因素—自然选择是使有利于其本身生存和繁殖后代的变异，逐代得到积累加强，不利的变异逐代淘汰，从而形成新物种、变种、类型以及对其所处环境条件的适应性。自然进化是自然变异和自然选择的结果。选择的主体是人以外的生物和非生物的自然条件。选择保存和积累对生物种群的生存和繁衍有利的变异。自然进化完全依赖自然发生的突变和基因重组。自然进化无目的、计划可循。自然进化往往只能产生有限的适应类型。3.3.2人工进化人工进化选择的主体是人，选择保存和积累对人类有利的变异,促使野生类型向栽培类型转化。——形成若干起源中心。原始农业向现代农业发展。和野生的原始类型比较,栽培类型在一系列性状的遗传特性上已经和正在发生深刻的变化,如利用器官的大型化,色泽、形状的多样化,食味、香气及外观品质的改进,刺毛等防御结构的退化或消失;人工繁殖取代自然传种后，天然传种机制退化,改变了果实、种子随熟随落及发芽不整齐的习性;由异花授粉向自由授粉和自花授粉习性的转变;幼年期缩短,由多年生向一二年生的方向转变;株型由高大向矮型方向的转变等等。这些在人工选择下发生的变异在野生状态下对生物本身常常是不利的。但某些性状自然选择和人工选择有一致性方面。如对各种环境胁迫的适应性,以种子、果实为主要产品的植物繁殖能力的提高等。人工进化除了利用上述变异外，还人为地通过各种诱变手段,提高突变频率和按人类需要促成各种在自然界很难、甚至不可能发生的基因重组,乃至通过生物技术导入一些外源基因,丰富进化基础。人工进化可以超越时空的限制,并创造各种人为的隔离环境,以促进新类型的形成。人工进化是有目的、有计划的选择。随着科学技术的进步,选择方法不断改进,人工进化可以在短短几年,十几年中创造若干个新的生物类型、新品种,而自然进化中创造一个新的变种、种平均需要经历几万年或几十万年的历史过程。人工进化可创造极其丰富的类型，野生植物演变为栽培植物就是自然选择和人工选择的结果。图示野生植物与栽培植物的不同。3张。4、园艺植物育种学的任务和内容4.1园艺植物育种学的任务根据不同地区原有品种基础和主、客观情况,科学地制订先进而切实可行的育种目标（根据生产和消费者对品种的要求,正确制定育种目标）;

在征集、评价和利用种质资源,研究和掌握性状遗传变异规律及变异多样性的基础上,采用适当的育种途径和方法,选育适合于市场需要的优良品种乃至新的园艺作物（采用种质资源的调查收集、引种、选种、人工创造新品种的育种途径，育成新品种）;在繁殖、推广的过程中保持及提高其种性,提供数量足够、质量可靠、成本较低的繁殖材料,促进高产、优质、高效园艺业的发展（对育成的新品种繁殖扩大数量并推广种植，并在繁育推广过程中防止品种混杂退化，不断保持和不断提高良种的种性。）。4.2园艺植物育种学的主要内容可以概括为8个方面：①育种目标的制定及实现目标的相应策略；②种质资源的搜集、保存、评价、利用和创新；③目标性状的遗传、鉴定、标记及选育的方法；④选择的理论和方法；⑤人工创造变异的途径、方法和技术；⑥杂种优势的利用途径和方法；⑦育种不同阶段的试验（田间和实验室）技术；⑧新品种审定、推广和繁育等。4.3园艺植物育种学的性质园艺植物育种学是园艺作物人工进化的科学，是以现代生物科学及其他自然科学的成就为基础的、一门综合性、理论性较强的应用科学。插图说明：园艺植物育种学的知识结构园艺植物育种流程图5园艺植物育种的历史与发展5.1园艺植物育种的历史无意识选择阶段→有意识选择阶段→有意识育种阶段5.2我国园艺植物育种的成就查、引、选、育——新品种育种