园林植物遗传育种

PAGEPAGE11绪论一、园林植物遗传育种学的研究内容和任务。概念：园林育种：通过遗传育种理论和手段，创造新种质，选育新品种。内容：①资源收集、筛选、创新、利用②品种选育③杂交种组配选育④繁育苗木、推广应用任务：①创造新种质②筛选、利用新亲本③选育新品种④创造物种多样性二、园林植物遗传育种的目标和途径目标：选育新、奇、特、香、抗、多物种园林花草树木的新种质和品种。途径：改革名花木走新路，改造洋花木为中华，选拔野花木进花园，新的林木花卉王国靠共建。三、我国园林植物遗传育种的简史及成就简史：西方发达：加州的花木70%来自中国。中国落后：广州还可以，花木是朝阳产业，后起之上，发展快，机遇大。中国园林之母，园林植物的特点是名花好而多，野花多而奇，表现为：①早、特，②香，③常开，④特异性，⑤抗逆性强，⑥自播、随遇而安适应性广。成就：①珠三角、长三角园林史悠久，从而复兴大大发起。②形成产业，发展很快，国内、国外联合经营。③产值由48亿元～1.3亿美元。④交流的广而多。⑤科研形成体系。⑥新、名、特的花木，从色、型、抗性等方面有了新的创举。⑦园林培育工厂化。第一章园林植物遗传学第一节花色遗传花色：花瓣色，或花器官花萼、雄芯及苞片发育成花瓣的颜色。遗传：主要是花色素的遗传。花色素①胡萝卜素：素和醇的总称②类黄酮：羟化、甲基化、酰化、糖苷化等③花青素：天竺葵、花青、花翠、甲基花青、3′甲花翠、锦葵及报春花色素等育种中靠分离的比例决定基因的显隐性，靠色素中生化结构环决定其颜色。花色和色素：纯、黄、橙、褐、红、粉、紫、蓝、黑、变色等花色，表3-1/P27花色的基因是以四倍体形式发生作用，是多基因，共同作用的数量遗传性状，花色的深浅、多少、部分还受助色素基因和易变基因的微妙作用。不同花色杂交，多表现为深色花为显性，浅色花为隐性，但也有白色花是显性，变色的花为基因突变而产生。花色除与基因有关，与环境也依依相联，如光、温、水、土、肥等因素，一般温低、花鲜、花质好，温高花变色、素变质，所以鲜花开在适温中，也证明了南方高温花少、色差的原因。所以只有基因、环境、管理三者配合得当，基因表现充分，花色才多变而艳丽。第二节彩斑遗传彩斑：植物的枝干、花、叶、果等部位的异色斑点、条纹统称彩斑。彩斑的大小，出现时间的先后与进化过程直接相关。可认为是体细胞突变和配子突变的返祖现象。遗传上一个控制色素的显性等位基因存在潜伏期，可以在个体发育的某个阶段活化，并表达出来，而表现出彩斑现象。另外易变基因系统也可引起色斑现象。分类：主要分两大类：①规则彩斑；②不规则彩斑日本学者分为：①覆轮斑；②条带斑；③虎皮斑；④扫迹斑；⑤切块斑。规则彩斑：花斑：e.g三色花心：e.g藏报春是可遗传的二对基因或连锁互换作用不规则彩斑：是遗传性和病毒导致而呈花斑。遗传上：可母性遗传，双亲遗传、杂种性、易变基因、体细胞突变、染色体畸变、嵌合体（具有明显遗传差异的组织镶嵌成个体）。其它原因：质体、叶绿体的分离和缺失，环境作用的位置效应，病毒病引起的。花瓣彩斑：多见于一二年生草花及部分宿根花卉和木本观花植物。叶部彩斑：多见于观叶为主的植物。利用：①收集调查资源；②育种利用，彩斑的出现有助于丰富有观赏植物的观赏性状。是构成观赏植物遗传多样性的重要物质基础之一。抗病育种。方向：研究彩斑的遗传规律、揭示本质，及各科属彩斑不同的现象。趋势：①发现、固定、收集；②研究规律及机制；③细胞遗传学研究；④分子遗传学研究。第三节花径与重瓣性遗传花径遗传：是指植物花朵直径大小的遗传变异规律。表现为数量遗传，性状变异表现为连续性的而且易受环境影响，具有超亲现象。多基因假说：①加性作用：等位基因或非等位基因之间无显隐性关系。基因的作用是按一定的常数累加或倍加。②非加性作用：包括等位基因间的显性、部分显性和超显性作用，以及非等位基因之间的作用（上位性作用）。以上二者是同时或交叉控制着性状的表现。③多基因作用，微效基因共同作用性状的表现。遗传力：指亲代传递某一遗传特性给后代群体的能力，是杂种后代选择的指标。花径的遗传力一般较低。广义：是指遗传方差占总方差的比值。狭义：加性方差占表现型总方差的比值。途径：改变花径大小的途径：①改进栽培条件；②人工诱变；③倍性育种；④增加重瓣性；⑤定向选择。重瓣遗传：是观赏植物花瓣数量的遗传变异规律。从进化的角度看：重瓣花的发生基本上是被子植物人工选择下的产物。起源：①积累起源②雌雄起源③花序起源④重复起源⑤突变起源⑥台阁起源遗传：①单因子控制：重瓣性是隐性性状，纯合的为重瓣，杂合为单瓣。②双因子控制：两对基因支配，不连锁。③多基因控制：微效多基因系统控制，遗传与环境互作。④母性遗传大，核遗传小，细胞质遗传大；高温呈单瓣，低温呈重瓣。第四节株型遗传植物株型：乔、灌、藤。枝姿：矮化、乔化。分枝：直枝、垂枝、曲枝。乔木：具有明显的顶端优势灌木：几乎没有顶端优势株高的区别主要是节间伸长的问题。枝姿则是生长素和赤霉素在枝条横断面上的不均匀分布及其变化造成的。一般生长素和细胞分裂素与株型发育的关系，主要是从部分激素突变体和转基因植物表型的两方面得出，表现为顶端优势。赤霉素与株型的关系，一类是GA缺陷型变异；二类是GA不敏感型变异。株型遗传规律：①数量性状遗传；②非加性效应；③完全显性C0基因控制；④有些观赏花木由1对或3对基因控制。修饰株型方法：①体细胞无性系的形态变异。②微生物来源的激素基因工程。③植物来源的细胞色素基因工程。第五节抗性遗传概述①胁迫（图21/P59）避逆性：植物整个生育过程不与逆境相遇，或已完成生育期。御逆性：具有一定防御环境胁迫的能力，植物在环境胁迫下各种生理过程仍保持正常状态。②适应性耐逆性：逆境下植物的各种生理过程都随逆境而发生相应的变化。御胁变性：指植物在逆境作用下能降低单位胁迫所引起的胁变，起着分散胁迫的作用。胁变可逆性：逆境作用于植物体后产生一系列生理变化，当环境胁迫解除后，各种生理功能迅速恢复正常。胁变修复：植物在逆境下通过代谢过程迅速修复被破坏的结构和功能。植物的御逆性和耐逆性在生理反应之间有一定关系，所以常把二者称为抗逆性。园林植物研究的较少。1、抗病性植物病害：当植物受到外来因素干扰而超越其适应范围，而不能正常生长发育，导致变色、变态、腐烂、畸形、局部或整株死亡的现象。但从观赏的角度看，花卉由于生物或非生物因素发生的变态，却增加了观赏效果。病原：①非生物因素：e.g营养多或少，水分失调，温度过高或过低，土地PH不适，有毒物质或气体等。②生物因素：e.g真菌、细菌、病毒、线虫、寄生性种子植物、藻类等。③病原物都是异养生物，造成侵染性病害的病原生物称为病原物。④病原作用：一是活体营养即寄生物侵入，二是杀生营养、分泌毒素。抗病性：是植物生长发育中的一个特性，是指寄主植物与病原生物间相互作用所表现出的抗病性。表现为垂直抗性和水平抗性。病原生理小种：指病原物的种中形态相同，但其生理特性有所不同的类型。e.g白粉病、轮枝菌。病原物变异的途径：①有性重组：病原菌种之间杂交、小种间杂交、小种内自交。②突变：基因或染色体畸变。③无性重组：异核现象，体细胞重组和细胞质变异。④环境：异常的环境因素是突变之源。抗病机理：①静止型抵抗性：是指病原物侵染之前植物体所具有的抗性。②诱发型抗性：是指植物组织或细胞受病原微生物侵染时被诱发产生的一系列防卫性反应。抗病遗传：基因对基因假说：无毒基因和抗病基本互补，显性时决定病原菌和含相应抗病基因寄主植物的不亲和性，表现出抗性反应，隐性时病原菌和寄主植物则表现为亲和互作的作用。表7-1/P63垂直抗性遗传：①单基因抗病遗传。②2～3对抗性基因的遗传。③复等位基因。④基因连锁。水平抗性遗传：多基因控制，易受环境影响，常不稳定。多为核遗传、少为胞质遗传、一部分是核质互作。生产上水平抗性和垂直抗性的品种相间种植。抗病基因工程：①病毒基因工程：Tc、玉米大斑病。②抗真、细菌基因工程：处于分离阶段。2、抗虫性：植物为昆虫提供食料及多种多样的生态环境。利用植物形态产生的抗虫性属原生防卫。植物静态化学防御：是植物中已具备的次生代谢物，对昆虫的防御作用。植物诱导化学防御：通过协调代谢路线产生次生代谢物或调整营养成分，是植物有效防御手段。抗虫机制：抗虫是受一个显性基因控制，少数受多基因控制。抗虫工程：①苏云金杆菌（Bt）毒蛋白基因。②蛋白酶抑制基因。3、抗寒性：是植物对零度以下低温长期适应的一种遗传特性。抗寒遗传是一种潜能和基础，是由多基因控制的数量性状。一般抗寒性和丰产性在遗传上负相关。抗寒育种途径：①杂交育种。②理化因子诱变。③细胞遗传工程。④低温驯化选择。抗寒研究进展：①鱼类抗冻蛋白途径。②关键酶基因途径。③SOD基因途径。④糖类基因途径。4、抗盐性盐害：①离子胁迫伤害；②渗透胁迫伤害，二者共同影响膜的透性。抗盐：①避盐：泌盐、稀盐。②耐盐：生理或代谢适应，细胞忍受。③植物耐盐机制复杂，涉及多基因作用。5、耐热性：热害：植物所处环境温度过高，而引起的植物生理性伤害。抗热性：植物忍耐高温逆境的适应能力。抗热途径：①隔热作用：是高等植物特有的，从形态解剖上保持有机体的一种功能。②降低热辐射作用：利用叶质、叶光亮、绒毛等。③降低体内含水量：原生质的抗凝聚能力强。④改变蒸腾作用：降低蒸腾，保存植物体内较高的含水量。⑤降低生理代谢作用：热季落叶休眠，体内生理代谢作用相应降低，使自身抗热。6、污气：①毒气、光、臭氧、二次污染。②植物在一定范围内可通过代谢分解、减弱、排除有毒气体危害。第二章种质资源第一节种质资源的概念种质资源：是园林植物材料中能将其特定的遗传信息传递给后代并能表达的遗传物质总称。作用：①种质资源是育种工作的物质基础；②是不断发展新观赏植物的主要来源；③适应生产的不断发展，需要发掘更多的种质资源。分类：①本地品种资源；②外地种质资源；③野生种质资源；④人工创造的种质资源。第二节种质资源的调查、收集、研究、保存、利用。调查：①地点选择；②记录；③说明书；④报告。收集：原则：①根据收集的目的和要求，确定对象、类别、数量。②范围由近到远，从种、变种、类型、个体、及多样性。③遵循种苗调拔的规定、检疫、登记等。方法：①直接收集；②交换或购买。研究：①分类学性状的研究。②生物学特性的研究。③观赏特性的研究。④经济性状方面的研究。⑤抗逆性及适应性的研究。保存：保存的种质资源：①对育种具有特殊价值的种。②生产上重要的品种、品系、突变体及芽变。③新创造的育种中间材料。④可利用的野生种或有潜能的野生材料。保存的方法：①就地保存，利用生态环境保存。②异地种植保存，建立种质保存基地，省、国、小、中、大型等。③组织培养保存法：胚状体、人工种子。④低温保存：短期库、中期库、长期库。⑤趋低温保存：降温、速冷等。利用：①引种栽培。②种质转育（杂交、回交、系选等）。③种子创新（诱变育种、基因工程等）。④直接利用。⑤间接利用。第三章种子驯化第一节引种的概念及重要性引种驯化：将野生或栽培种或营养体从其自然分布区域或栽培区域引入到新的地区种植。重要性：①迅速而经济地丰富城市园林绿化树种一种有效的方法。②使种或品种在新的区域里比原产地表现更突出。③利于杂交创新新品种。第二节引种原理达尔文认为：引种驯化是植物本身适应了新环境条件和改变对生存条件要求的结果，选择则是人类驯化活动的基础。米丘林：杂交是最有希望的驯化方法，杂交时利用地理上和生态上远缘的植物做亲本，可增强杂交后代对新环境的适应力。地理上和生态上远缘杂交的种子引种，由于基因的重新组合，产生后代的多样性，通过自然选择和人工选择，根据优胜劣汰，适者生存的原理，选出对当地适应性强的重组类型，其实质是选择了适应的基因型，再繁殖推广而达到引种驯化成功。影响因子：①生态环境。②主导因子：温度、雨量、光照、土壤、生物因子③生态型：是指同一种（变种）范围内在生物学特性、形态特征与解剖结构上，与当地主要生态条件相适应的植物类型。生态型的确定：①分布区的主要生态条件。②植物本身的生物学特性和形态解剖特征。③引种驯化中重要原则是近区采种。④引种时要选择合适的种源。第三节引种方法程序：①引种试验；②评价试验；③推广应用。方法：①利用遗传性动摇的可塑性大的材料作为引种驯化。②采用逐渐迁移播种方法。③引种驯化栽培技术的研究。④引种要结合选择来进行。标准：新引种的品种与原产地比较，不需特殊保护能正常生长，形态、生理、性状、产量等指标正常或提高，并能正常繁殖。问题：①注意检疫；②防病、虫；③芽率、纯度、净度；④减少人为及机械损伤等。第四章选择育种第一节选择育种的概念选种：对园林植物繁殖的群体所产生的遗传变异通过选择、提纯以及比较鉴定等手段而获得新品种的一种育种方法。意义：①选择是植物进化和育种的基本途径之一。②人工选择可以归纳为无意识选择和有意识选择两类。③选择是培育良种的手段，也是育种的有效措施。原理：遗传机制是改变群体内基因和基因型频率，从而使某些基因型的分离重组给某些有价值基因型的出现提供条件。作用：①选择对隐性基因的作用。②选择对显性基因的作用。③自然选择是生物进化的一个极重要的因素。选种目标：为改变现有园林植物品种和创造新类型、新品种所要求达到的目的和指标。目前园林育种可行的目标：①抗逆性。②抗病性。③新花色。④枝株奇特。⑤名、优、特、稀。第二节有性繁殖和无性繁殖的选择方法实生选种：是在自然授粉产生的种子播种后形成的实生植株群体中，采用混合选择或单株选择得到新品种的方法。方法：①逐代混合选，按一定目标改进花卉群体的遗传组成，形成实生繁殖为主的群体品种。②从实生树群体中选择优株，通过嫁接繁殖以形成营养系品种。混合选择法：多个基因材料混在一起，群种群收。优点：简便、易行、遗传性丰富。缺点：不易鉴别、稳定的慢。单株选择法：选育的材料原始群体中选择优良单株，分选、分收、分存、分繁的方法。优点：优良单株成为一个家系，系谱清晰，优势性状明显。缺点：时间长、稳定快。一般自花授粉植物，营养繁殖的植物，常采用一次混合选择法，异花授粉植物采用多次混合选或多次单株选择法。相关选择法：根据观赏植物种子实生小苗与开花后某些性状的相关性进行早期选择的一种方法。原理：①基因的连锁关系。②基因的系统效应。③基因的多效性。④从发育生理角度预测。⑤形态特征早期鉴定。第三节作物的繁殖方式及其相应的选择方法芽变选种芽变：发生在芽的分生组织细胞中，当芽萌发长成枝条，并在性状上表现与原来类型不同。芽变包括由突变的芽发育成的枝条和繁育而成的单株变异。特点：①芽变表现的多样性：株型、色变、花期、育性、抗性。②芽变的重演性。③芽变的稳定性。④芽变性状的局限性。芽变的细胞学和遗传学基础。①嵌合体与芽变的发生图10-4/P115组织发生层：被子植物梢端分生组织都有几个相互区分的细胞层。垂周分裂：LI层细胞的分裂方向与生长锥呈直角。只有梢端组织发生层的细胞发生突变时，将来才有可能成为一个芽变。缘嵌合体：如果层间不同部分含有不同的遗传物质基础。周缘嵌合体分为：内周、中周、外周和外中周、外中内周、中内周6种类型。扇形嵌合体分为：外扇、中扇、内扇、外中扇、中内扇和外中内扇6种类型。②芽变的转化：一个扇形嵌合体在发生侧枝时，由于芽的部位不同有些侧枝将成为比较稳定的周缘嵌合体，有些仍为扇形嵌合体，但是扇形的宽窄与原扇形成不一定相同，也还有一些侧枝是非突变体。图10-5/P116③芽变的遗传：a.芽变的遗传类别：染色体数目、多倍性、多倍性、非整倍性、多倍性突变、染色体结构重组、易位、倒位、重复、缺失、基因突变及核外突变。b.正突变和逆突变：由显性突变成隐性为正突变，反之为逆突变。c.各组织发生层的遗传效应。LI比较单纯，主要涉及与表皮相关的性状，如茸毛、针刺有无等。LII产生孢原组织，是决定育种有性过程的重要关键。LIII是中柱的组织发生层，从中柱可长出不定芽和根。所以通过诱导不定芽和根插繁殖也可获得稳定的突变体。芽变选种法：①目标。②时期。③变异分析：直接鉴定，间接鉴定（遗传物质）（移植鉴定）三、选择育种的程序1、初选：经验选择2、复选：评选、鉴定、繁殖。3、决选：抗性鉴定、品质、观赏分析、区域试验、异地试验。4、选择原则：群体大、环境条件一致、特异及综合性状重选。第五章杂交育种第一节杂交亲本的选择杂交育种：是基因型不同的园林植物种或品种进行交配或结合形成杂交种，通过培育选择，获得新品种的方法。分为有性杂交育种，无性杂交育种，远缘杂交育种。意义：①是创造新品种新类型的重要手段。②是生物进化的重要方式。③是研究遗传理论的重要方法之一。④杂交选育新品种具有重大经济效益。⑤杂交育种是改良植物遗传性，从而创造新品种或新类型的重要手段。在有性杂交中：接受花粉的植株是母本“♀”，供给花粉的植株是父本“♂”父母本称亲本，杂交用“X”表现是♀X♂，后代用：F1、F2、F3……表示。计划：①育种目标的确定：目标要规定的具体、有针对性、重点突出，使育种工作有的放矢。如：特色、抗性。②选择亲本的原则：根据目标收集有关的原始材料，所需要的优良性状和特性、双亲互补；双亲地理远缘、生态类型不同；考虑两个亲本遗传传递能力的强弱；双亲配合力要高。第二节有性杂交的方式和技术方式：①成对杂交、即单交。②复合杂交：三交（A×B）×C，双交（A×B）×（C×D），四交［（A×B）×C］×D。③回交。（即（A×B）×B，两亲本杂交后代F1所选单株与原亲本之一再杂交。④多父本混合授粉、自由授粉，以一个以上的父本品种花粉混合授给一个母本品种的方式。技术：两性花：在一朵花里，雄蕊和雌蕊都有。单性花：在一朵花里，只有雄蕊或只有雌蕊。花的传粉方式：虫媒、风媒。花期调整：南北、海拔不同，气候的变化，靠物候性状调节为同期。花粉收集：抽穗时套代，保持花粉纯正。花粉贮藏：低温保存、干燥、黑暗。花粉生活力的测定：①直接授粉统计结实数。②镜检。③人工萌发。母株和花朵的选择：生长健壮、发育良好的母株，花选中上部和向阳的花为好。去雄：凡是两性花，杂交之前都需将花中的雄蕊去掉，注意消毒。套袋：避免计划外植物花粉的干扰，去雄后立即套袋。授粉：待柱头分泌粘液而发亮时，即可授粉，为确保授粉成功，最好连续授2～3次。管理：细心管理，摘心、去蘖、防虫、防坏。室内切枝杂交：切枝：选用粗壮枝条水培：水中适当培养去雄：隔离、授粉果实发育及种子采收第三节杂交后代的遗传特点及杂交后代的选育杂交原理：①自交是：杂合体通过自交导致后代群体遗传组成迅速趋于纯合化。②杂合体通过近亲交配或自交导致杂合体条件下被隐蔽起来的隐性基因暴露出来。回交的遗传效应与自交相似，连续多代回交，将使后代群体的基因逐代趋于纯合，连续用轮回体回交，终将使回交后代的纯合基因型与轮回亲本相同，这与自交后代群体分离多种基因型的情况不同。杂交育种中，选择适当的亲本杂交，杂种后代可分离多种纯合基因型个体，经过一定的选择程序，选出综合双亲优良性状的纯合体繁殖下去，育出新的优良品种。后代选育：F1不分离，主选组合。F2分离大，主选优良个体。F3有分有稳，选稳、观分。F4基本稳定，重选。F5—F7：重选稳定晚的性状第四节远缘杂交育种远缘杂交：不同种、属或亲缘关系更远的物种之间的杂交。远缘杂交分为精卵结合和非精卵结合，还包括有性和无性的两种方式。远缘杂交的作用：①提高园林植物的抗病性和抗逆性。②创造花卉新类型。③利用杂种优势。远缘杂交的意义：①是研究系统发育的重要手段。②可以阐明一些种、属之间的亲缘关系和自然界物种形成的途径。③解决引种驯化问题。远缘杂交的特点：①远缘杂交的不亲和性表11-1/P133②远缘杂种的不育性。③远缘杂交后代分离的广泛性。④远缘杂种的杂种优势。远缘杂交不亲和性及其克服原因：①花粉和柱头识别不亲和。②花粉管不进入柱头。③花粉管生长慢且太短。④不受精。⑤幼胚发育或中途停止。⑥杂交种子的胚、胚乳、子房组织不协调。⑦两亲遗传本质差异大，导致胚细胞分裂异常，发育中途停止。克服：①选择适当亲本并注意正反杂交。表11-5/P135②混合花粉和多次重复授粉。③选择第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本，利于克服不亲和性。④柱头移植、剪短法。⑤预先无性接近法。⑥媒介法。⑦化学药剂的应用。⑧组织培养技术的应用。⑨应用温室和保护地杂交。⑩花粉预先用低剂量辐射处理再进行杂交。表11-8/P138远缘杂交不育性及其克服。原因：①成活性：种子不发芽；发芽而不长，苗衰弱或早期夭亡。②结实性：植株成活而结实性差或完全不结实。③原因是遗传差异大、生理上不协调、胚胎发育缺陷，不成苗。克服：①杂种胚的离体培养。②杂种染色体的加倍。③回交法。④改善营养条件。⑤人工辅助授粉。⑥延长培育世代、加强选择。远缘杂种的分享和选择。分离：①综合性状类型。②亲本性状类型。③新物种类型。选择：①扩大杂种的群体数量。②增加杂种的繁殖世代。③继续进行杂交选择。④培育与选择相结合。杂交育种程序：①选育阶段。②试验阶段。③育种资源育种圃选种圃品种试验新品种繁殖推广第六章杂种优势利用第一节杂种优势及利用价值杂种优势：利用植物的杂交优势，选用适合的杂交亲本，通过特定的育种程序和制种技术培育超亲的品种育种方法。其生活力比亲本自交前还要旺盛的现象称为杂种优势。利用这种杂种优势的育种法称为优势育种或一代杂种育种法，利用杂种优势主要是F1，在生产上大面积应用。优势的表现形式：平均优势（％）＝（F1－双亲平均值）/双亲平均值×100%超亲优势（%）＝（F1－较好亲本值）/较好亲本值×100%超标优势（％）＝（F1－对照品种值）/超标品种值×100%观赏植物中，也存在负向杂种优势的利用。优势育种与重组育种的异同相同点：都需要选配亲本，进行有性杂交。不同点：重组育种，先进行亲本的杂交，之后后代纯化定型。优势育种先使亲本自交纯化，然后纯化的自交系杂交获得杂种F1用于生产。前者是先杂后纯，后者是先纯后杂。影响F1杂种利用的因素①实际经济效果和生产种子的成本。②利用雄性不育，自交不亲和。③三系配套。杂种优势遗传机理：遗传基础主要是基因的显性和超显性作用；来源于等位基因间的显性效益，杂种一代非等位基因间的显性效益累积起来，使杂种获得多于任何一个亲本的有利显性基因，表现出杂种优势。遗传上：超显性假说，认为处于杂合状态的等位基因：如A1和A2发生互作，有刺激性的功能，因此杂合体比两种全部纯合体A1A1和A2A生理生化上：线立体、叶绿体和核基因组均参与了植物杂种优势的形成过程，杂种优势是由于杂种一代在DNA复制、RNA转录和蛋白质转译量的增加，是由于遗传信息和核糖体DNA重复数的增加，是由于杂种组织中各种酶和调控元件工作效率的提高所致。第二节杂种一代的选育程序1、选育优良自交系：①优良品种；②优良单株；③选株自交。2、配合力测验：①简单配组法；②轮配法。3、自交亲间配组方式的确定：①单交种；②双交种；③三交种。4、品种比较及区试、生试：除观察观赏性状外，还要看综合经济性状的优劣，更要看负向作用的利用价值。第三节杂种代（F1）种子生产1、天然杂交制种法：①混播法。②间行种植。③间株种植。2、人工去雄制种法。3、化学去雄制种法。4、利用标志性状制种法：苗色、鞘色。5、利用雌性系的制种法。6、三系配套法（利用雄性不育系制种法）7、利用自交不亲和系制种法（利用远缘杂交、高不育材料）制种注意事项：①上等好地，平坦制种。②父、母本分行适当种植。③栽培管理先进。④严格去杂、伪株。⑤准确去雄授粉。⑥促种饱满、去掉不好的叉子。⑦成熟种子及时采收。⑧分收、分放、严格防止机械及人工混杂。第七章诱变育种第一节辐射诱变辐射育种：利用电离辐射，使观赏植物遗传物质发生突变，从中选择培育新品种的方法。特点：①提高突变频率，扩大突变谱。②改变品种单一不良性状。③增强抗逆性，改进品质。④后代分离少、稳定快、年限短。⑤能克服远缘杂交的不结实性。射线种类：①射线②射线③射线④中子⑤电子束⑥紫外光⑦激光辐射量：※P158下部全扫上剂量单位：※P159上部全扫上辐射量及单位1.辐射量1）放射性活度A表示辐射源的强度，其单位居里（Ci）。国际制（SI）单位是“贝克勒尔”，简称“贝克”（Bq），1Bq=2.073×10-11Ci。2）粒子的注量表示辐照场中通过与辐射进行方向垂直的单位面积的粒子数。粒子的注量率或通量密度表示单位时间内粒子注量的增量。如中子辐照时，用制注量可写做1011中子／cm2，注量率105中子／cm2S。3）照射量表示X或g射线辐照时，在空气中产生电离大小的物理量。其单位伦琴（R），SI制单位为库伦／千克（C／kg），1R=2.58×10-4C4）照射量率：表示单位时间内的照射量的增量。其单位论琴／分（R／min），用制为库伦／千克·秒（C／kg．S）。5）吸收剂量在辐射生物学中，生物学效应是与生物体吸收的辐射量相关。吸收剂量即单位质量物质吸收任何致电离辐射的平均能量。其SI制单位是‘戈瑞”（Gy）。1Gy=100rad。吸收剂量的专用单应是“拉德”（rad）。lrad＝100erg／g。吸收剂量率即单位时间吸收剂量的增量。其SI制单位为Gy/s，专用单位为rad／s、rad／min、rad／h等。2.剂量单位辐射剂量的单位常因不同射线的不同计量方法而不同，现分述如下：1）伦琴简称伦或用R符号表示，它是最早应用于测量X射线与g射线的计量单位。一个伦琴的能量就是1g空气所吸收相当于83erg（lerg=10-7J）的能量，它量度的是射入的辐射量。2）拉特也称组织论琴，用rad表示。它是对于任何电离辐射的吸收剂量单位。3）戈瑞Gy为吸收剂量的国际单位。1Gy＝100rad4）积分流量中子射线的剂量计算，一向以每平方厘米上通过多少个中子数来确定的，其单位以中子数／cm2表示。5）居里是放射性强度的单位，用Ci或C表示，内照射一般以体内（例如以每粒种子来计算）含有多少放射性强度单位来确定的。其单位为居里，1Ci即放射性同位素每秒钟有3.7×1010个核发生衰变。居里的单位相当大，通常用毫居里（mCi=10-3Ci）和微居里（μCi=10-6Ci）等较等较小的单位。SI制单位是“贝克勒尔”。3.照射剂量与吸收剂量的转换吸收剂量这一辐照量适用于任何类型的电离辐射。吸收剂量不仅与射线类型有关，而且与被照射植物体含的元素成分有关。照射单位往往只给出照射量，因此须将照射剂量换算成吸收剂量。其换算公式为D=fX，D为吸收剂量，f为转换系数，X为照射量。4.剂量率剂量率在辐射育种中很重要，往往用同一剂量处理同一个品种的种子。剂量率不同，辐射效果也不相同。剂量率即单位时间内射线能量的大小。单位以R／min或R/h来表示。其公式：P—D／tP—剂量强度D—放射剂量t—照射时间辐射育种机理：作用：直接作用：以靶学说为代表。间接作用：自由基直接地作用在生物分子上所引起的结果。阶段：①物理阶段。②物理化学阶段。③化学阶段。辐射对遗传物质的作用：①对染色体的作用：保持原状、不愈合；同一断裂的两个断裂；某一断裂；染色体缺失一段；重复增加片段；倒位；易位。②电离发生对DNA的作用：单链断裂的修复；超快修复；快修复；慢修复；双链断裂修复；碱基的修复。辐射材料的选择：①杂合材料的选择。②不定芽的材料选择。辐射剂量的选择：是辐射育种成功的关键之一。试验时一般设低剂量到高剂量，中间级差呈倍数性关系，如：500,1000,2000,4000等。常用的损伤指标有：①幼苗高度或根长；②种子活力指数；③田间成活率；④育性。植物对辐射的敏感性。①科、属、种的敏感性差异：不同科、属、种是不同的。②品种间敏感性差异比种间小。③不同发育阶段的辐射敏感性有很大差异。④不同器官组织以及不同分裂时期细胞的敏感性不同。⑤其它因子：氧、含水量、温度、培养基成分。累积照射：对照射过一次的植物材料，在下一代或以后连续几代进行照射。辐射处理的主要方法：①外照射：种子、无性繁殖器官、花粉、子房、单细胞。②内照射：是指辐射源被引进到受照射的植物体的内部。辐射后代的选育：①种子辐射后代的选育：M1突变一般呈隐性，只有经过1～2代自交后突变遗传物质植株中呈同质结合，大多从M2代开始呈现性状分离。所以M1增加成活力，M2重点选变异株，M3代以后选微突变。②无性繁殖器官辐射处理后的选育。幼芽的体细胞里发生突变，异质的园林植物辐射后当代就表现出来，选择可在M1代进行。第二节秋水仙碱引变多倍体表15-1/P175-176多倍体育种：选育细胞核中具有3套以上染色体优良新品种的方法。多倍体的特点：①巨大性。②可孕性低。③适应性强。④有机合成速率增加。⑤可克服远缘杂交不育性。多倍体的种类：①同源多倍体：细胞中包含的染色体组其来源相同，AAA。②异源多倍体：细胞中包含的染色体组来源不同，AAB。③非整倍体：细胞中染色体数目有零头的多倍体。诱导多倍体材料的选择：①染色体倍数较低的植物。②染色体数目较少的植物。③异花授粉植物。④通常能利用根、茎或叶进行无性繁殖的观赏植物。⑤从远缘杂交所得的不孕杂种。⑥从不同品种间杂交所得的杂种或杂种后代。秋水仙素的浓度：处理时所用的秋水仙素浓度是诱导多倍体成败的关键之一，如果所用浓度太大，就会引起植物的死亡，如果浓度太低，往往又不发生作用。一般有效浓度为0.0006%～1.6%，浓度大小随不同植物和同一植物不同组织而异，所以处理时要预先进行试验，找出某种植物或某种组织的最适浓度，但一般以0.2%～0.4%的水溶液浓度效果较好。处理方法：①浸渍法。②滴液法。③毛细管法。④涂抹法。⑤套罩法。⑥注射法。⑦复合处理法。注意事项：①幼苗生长点的处理愈早愈好，表现为表皮多倍体，内部多倍体，全部多倍性。②环境因素。③处理期间温度。④处理数量宜适当多一些。⑤处理后用清水冲洗。⑥注意安全，尤其残留的粉末。表15-4/P182多倍体的鉴定：①直接鉴定：镜检。②间接鉴定：形态及生理特征。多倍体后代的选育：诱导→多倍体→无性繁殖→迁插→嫁接→利用。多倍体育种成就：①多倍体花卉。②花大。③重瓣性强。④花色浓艳。⑤奇特形状。第八章良种繁育第一节良种繁育的意义、任务良种繁育：是对通过审定的园林植物品种，按照一定的繁育规程扩大繁殖良种群体，使生产的种苗保持一定的纯度和原有种性的整套生产技术。任务：①在保证质量的情况下迅速扩大良种数量。②保持并不断提高良种种性，恢复已退化的优良品种。③保持并不断提高良种的生活力。第二节品种的混杂、退化及对策品种退化：狭义的品种退化是指原优良品种的基因和基因型的频率发生改变。广义的是指优良性状（形态学、细胞学、化学）的变劣。表现：形态畸变、生长衰退、花色混乱，花径变小，重瓣性降低、花期不一、抗逆性差等。品种退化的原因：①生物学混杂。②基因劣变。③病毒侵染。④繁殖方法不当。⑤栽培环境不合适。⑥气候的异常变化。防止品种退化的对策：①防止机械混杂。②生物学混杂：时间、空间、屏障隔离。③提纯复壮。④选择合适的栽培环境。⑤加强田间管理。⑥选择稳定性高的品种繁殖。第三节良种繁育的基本原理和方法原理：严格的根据品种原有的种性，提纯复壮、去杂，分清基因变异还是人为混杂，采用适当的方法，保持原有种性的纯正。方法：①提高种子的繁殖系数。②提高自然营养繁殖器官——球茎、鳞茎类的繁殖系数。③提高一般营养繁殖器官的繁殖系数：再生力强、延长繁殖时间、节约繁殖材料。第四节良种繁育的程序：①组织与制度：扩大宣传，拳头产品、适应区域、种子研究机构、加强协作。②品种审定：遗传基因纯合，性状稳定，经省级以上审定鉴定。③繁育程序：原原种（苗）、原种（苗）、生产种、生产用种保证生产用种芽高质纯、量足、成本低。种子推广调拔、交易使用的凭据第五节种子检验种子（苗）检疫：在推广和引入良种时，必须经过检疫，防止有害生物随种子推广调拔、交易使用的凭据净度芽率含水率种子（苗）质量检验：①取样②检验：田间→室内→签证净度芽率含水率整齐度、整齐度、性状表现抗性等第九章一、二年生园林植物遗传育种第一节一串红育种原产于南美洲热带区，现在温带及亚热带广泛种植。适应性强，对土地要求不严，花期长，观赏价值高。资源：一串红属于唇形花科鼠尾草属植物，表现为一、二年生草本、宿根草本、亚灌木与灌木。如：①一串红。②朱唇。③一串蓝。④蝶花鼠尾草。⑤黄花鼠尾草。⑥药鼠尾草。⑦蓝花鼠尾草。生物学特性：一串红属于多年生双子叶草本植物，花芽分化始于第三片真叶展开，结束于六叶期。7月中下旬主花枝开始开花，8月上旬一级侧枝开花，8月下旬二级侧枝开花。每天每株开花的多少与抽出的花枝数和开花前两天的气温有关。受精胚和胚乳发育有7个时期。种子达到生理成熟才有发芽力，有短时种子休眠期，常温下解除休眠约40天。表20-2/P228，种子属油脂性种子。遗传基础：一串红一般品种有染色体数。2n＝32表20-3/P229主要性状的遗传规律：花色：白对紫、紫对红、紫对粉、红对粉、红对白显性。株高：数量性状花序长度：长对短显性小花密度：大对小是不完全显性开花节数：少对多是显性育种目标：①盆栽矮生型。②耐高温和低温品种。③抗病虫品种。④多花色品种。⑤多倍体品种研究和选育。育种方法：①矮化育种：矮型为进化类型。②耐热育种：解决珠三角盛夏花开少的问题。③抗病育种：主攻方向。④切花育种：耐贮、鲜期长的近缘野生种。⑤倍性育种：创造新多倍体变种⑥杂优育种：创造大、鲜、特变种。⑦光周期育种：创造对光不敏感，常开不败的新变种。种子生产：一串红天然杂交率高。种子繁殖，用种最大。加工：一串红花心甜蜜可食用或提取色素和香精。第二节矮牵牛育种资源：矮牵牛属原产南美，生产上分重瓣和大花单瓣矮牵牛花分类：①大花单瓣类。②丰花单瓣类。③多花单瓣类。④大花重瓣类。⑤重瓣丰花类。⑥重瓣多花类。⑦其它类型育种目标及其遗传：①花色：缺少橘红、砖红、纯黄等。表21-3/P236基因：表21-2/P236②花径与重瓣性：花径大小属于数量性状，重瓣性花属于雌雄蕊起源。③抗性：矮牵牛较抗病虫害，但光化学物质对其危害较大。育种技术：①引种选育：品种调查，引系列品种，引抗性品种，品种特性综合评价。②杂交育种：确定目标，收集资源。选择2-5个品种系列。选单株、稳定、比较、确定组合、繁种。③生物技术：基因克隆、三亲交配、转化体筛选等。④良种繁育：生产上用种多为F1,在花色上一般稳定，其它性状随世代的延续有所变异。第十章园林球根花卉及宿根花卉育种第一节荷花育种育种目标：①选育耐深水，开花繁茂的大株型荷花新品种。②选育开花繁密的品种，延长群体花期，单花花期长，提高观赏价值。③选育荷花花型甚丰。④选育花色繁多的新品种。⑤培育生长期对光照和低温要求较低的荷花品种。⑥培育观赏、食用兼用的品种，发展荷花的功能作用。⑦培育适合冷凉型气候的荷花品种。⑧培育耐寒荷花，延长年生育期。育种技术：①芽变选种：荷花均为二倍体，2n＝16，很多新品种由芽变而来，平时留意观察，会有奇迹发现。②杂交育种：a杂交方式：品种间杂交。种间远缘杂交：莲属仅二个种，中国莲和美国莲。b正确选择亲本：自然变异中选亲，人工杂交选亲，总之性状互补，符合育种目标要求。c自然杂交选育：荷花品种的遗传基础是杂合体，受多基因控制。d人工杂交方法：分析荷花的开花习性，采取相应的技术措施，才能取得育种实效。授粉、杂交、莲子采收等。e自交纯系育种：荷花是异花授粉植物，本身为杂合体，后代分离，保持纯系较难。生产上通过姊妹交，生产大量商品化的纯系种子。③倍性育种：改变荷花二倍体的倍性，无论单倍体或是多倍体均能获得新品种。④诱变育种：辐射育种：物理、化学及物理和化学综合辐射。太空育种：为培育珍稀荷花、莲花新品种提供新途径。新品种筛选：①观察：物候性状。②记录：记载形态性状、株型、花期、花数、花型、花态、花径、花蕾、雌雄蕊、结实等。③筛选：预选、初选、复选、决选，按打分确定评分标准，选出新品种。第二节菊花育种种质资源：菊花原产于中国。①野生资源：毛华菊、野菊、小红菊等十余种。②品种资源：