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1、,抗病抗逆高产高效,种质,第一节 中药植物的优良种质及选育,一、种质资源的概念,种（species ）,种，也就是物种（species）是生物分类的基本单位，是具有一定的自然分布和一定形态特征和生理特征的生物类群，是生物进化和自然选择的产物。生殖隔离现象：同种个体相互之间能够杂交且能产生能育后代，不同种的个体不能杂交或能杂交但不产生能育后代。种与种之间具有的这种现象称为生殖隔离现象。 原因：遗传物质差异大，不能杂交。种的判别：应用形态学、解剖学、细胞学、植物地理学、生理免疫学、化学、分子生物学等方法进行综合研究分析，其中形态学是首选的。,种质（germplasm）,是指控制生物性状、代谢，并能
2、将丰富的遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质的总体。一个种就是一个特定的种质。,种质资源（germplasm resources）,凡可供利用和研究的一切具有一定种质或基因的生物类型统称为种质资源，包括品种、类型、近缘种和野生种的植株、种子、无性繁殖器官、花粉，甚至单个细胞。优良种质：是指具有优良的遗传物质基础，且表达出的种子种苗质量好，有效成分含量高，无公害，无污染，无病虫害，抗逆性强，优质高产等优良性状的种质。,植物细胞,DNA,植株,中国种质资源收集保存情况,中国农科院收集作物种质30万份，建立了蔬菜、果树、花卉、药用植物种质资源保存圃。国家种质库的总建筑面积为3200平方米，由试验区、种
3、子入库前处理操作区、保存区三部分组成。,保存区建有两个长期贮藏冷库，总面积为300平方米，其容量可保存种质40余万份。种质贮藏条件为：温度-181，相对湿度50%。,杭州茶树种质资源圃,镇江桑树种质资源圃,蒙山建成山东第一座名贵药用植物种质资源圃 。珍稀物种金花茶种质资源圃建成 中国无锡梅花研究中心梅花种质资源圃、中国梅花研究中心品种资源圃（武汉）、广东观赏植物种质资源圃。湖北武汉东湖梅园、中山陵园梅花品种及梅盆景专类园、广州萝岗香雪公园梅花观赏园、青岛十梅庵风景区内“青岛梅园”等。,几个概念,对于同种植物由于环境因素和遗传因素发生的变异而产生的区别，通常称为种下等级，如亚种、变种、变型和品种
4、。,种,二、品种退化的原因及防止措施,优良品种经过多代栽培之后，出现产量降低，品质变劣，成熟期改变，生活力减弱，性状极不整齐，甚至完全丧失品种的典型性，给生产造成严重损失。,现象,一些地方将只能用一次的一代杂种植株继续留种供栽培用，结果性状发生分离，优势减退的现象。,由于将性状尚未稳定的杂种过早推广应用，发生性状分离现象。,环境条件或栽培管理不适合某个品种的要求，从而造成该品种的优良性状不能充分表现的现象.,这些是品种退化吗？,？,？,？,何谓品种退化 ？,优良品种投入生产使用后，经过一段时间往往会发生混入同种植物的其他品种的种子，或失掉原有的优良遗传性状，即为品种混杂、退化现象。,品种退化的
5、原因及其防止办法,WHY?,（2）生物学混杂 主要是异花授粉植物，由于隔离不够造成品种（种）间一定程度的天然杂交（串花）而导致非本品种的配子参与受精过程，产生一些杂合的个体。,（1）机械混杂 在种子收获、脱粒、清选、晾晒、贮藏、包装和运输等过程中，人为工作不仔细造成种子混杂和种子纯度、发芽率等降低。,混杂的后果,机械混杂 后代留种会进一步加剧生物学混杂，造成等严重的损失。防止方法主要是要严格种子操作规程，分品种标志名称、等级、数量和纯度等。在不同生育期加强田间检查，播种、移植、采种等环节把握好，并清除杂、劣、病株。,生物学混杂 这些杂合体在继续繁殖过程中就会产生许多重组的类型，使原品种群体的遗
6、传结构发生很大的变化，不能表现固有种性。因此造成品种的混杂和劣变。生物学混杂会进一步加剧后代的生物学混杂。,防止方法,机械隔离 用于繁殖少量的原种种子或原始材料的保存。花期隔离 适宜于大面积留种。空间隔离 常用。,主要采取隔离方式留种，防止易于杂交的变种、品种或类型发生天然杂交，作好田间选择和去杂。,机械隔离方法,在开花期采取花序套袋，网罩隔离和温室隔离采种等。隔离采种时必须解决辅助授粉的问题，纸袋隔离一般采用人工辅助授粉，温室内，除人工授粉外，还可释放蜜蜂，或人工饲养苍蝇等。,花期隔离方法,主要采取分期播种，分期定植，春化处理和光照处理等措施，使不同品种的开花期前后错开，避免天然杂交。还可以
7、采用跨年度隔离，既把容易发生生物学混杂的品种在不同年度播种繁殖。,不需要设备，也不需要调节花期，主要是把易于杂交的变种、品种或类型相互隔开一定距离进行留种。视品种类别及其天然杂交率、昆虫活动、自然气候条件（风媒花留种时的风向、风速等）、留种群体的大小、杂交对后代经济性状的影响程度等来考虑隔离距离。,空间隔离方法,一些园艺作物的最小隔离距离,3、基因突变,适应环境或环境突变，使植物基因突变，往往有利突变少而不利突变多。杂交后代基因重组率高，易变异。,4、长期的无性繁殖和近亲繁殖,长期营养繁殖而得不到有性复壮的机会使内部矛盾（异质性）逐步削弱，导致生活力降低。生长势、抗病性、衰老期、病毒积累。必须
8、改变生活条件，增加内部矛盾性，提高生活力，如改变播期、换种、种子处理、利用有性过程增加内部矛盾。异花授粉植株的连续近亲繁殖，都会造成品种的生活力下降，适应性减弱。连续近亲繁殖还会导致一些有害的隐性基因达到纯合，表现不利的影响。,5、不科学的留种,良种繁育时，任意留种必然导致品种退化，特别是对于自然选择与人工选择不一致的性状。不同级别的种子（通常分原原种也称育种家种子、原种、生产种）选择或淘汰的力度有别，级别越高，要求越高。在选择制度上必须注意： 连续定向地每代进行选择；在品种特征特性容易鉴别时，分阶段对留种植株进行多次的选择和淘汰；对于原原种和原种的生产要进行严格株选，生产种可片选，都必须去杂
9、、去劣和病株；小株留种的播材料必须是高纯的原种。,6、病毒感染,无性繁殖的植株受到病毒感染后再进行分株栽培，破坏了植物的生理生化特性，甚至可以稳定的遗传，造成品种的退化。 可通过组织培养等技术脱毒。,7、外界条件和栽培技术的影响,农业技术方面，如果留种地的选择和栽培环境及技术措施不与品种特征特性相符、连作等也有不利影响。故在留种栽培上应注意：选择适当的留种地；注意轮作；选择适当的播种期；肥水管理合理；防治病虫；避免砧木不良遗传性的影响；加强田间选择淘汰等。,已退化品种的提纯复优问题,基本原则是：1.根据退化程度采取不同的措施 十分严重，难于找到典型单株，淘汰或重新引进；尚可找到典型单株，单株或
10、小集团留种（按选种程序）；退化不严重，选优汰劣，恢复品种典型性2.根据退化原因采取相应的措施 如机械混杂、生物学混杂、病毒积累等，前述。3.根据授粉习性采取相应的措施 前述。,三、中药植物的种质创新及优良品种的选育,中药植物为了适应环境而产生的稳定的可以遗传的变异，从而产生新的品种，这也是种质创新和良种选育的重要来源，但是种质创新和良种选育应以保证临床疗效和有效成分含量为前提。,种质创新的途径,1、杂交育种杂交育种是根据育种目标选择合适的亲本，通过杂交和选育过程来获得新种质的育种方法。杂交方式：有性杂交和无性杂交（营养体结合）有性杂交：,杂种一代,杂种优势： 抗病、抗逆、 适应性、产量、 品质
11、,杂种不稳定性防止： 营养繁殖 多代培育选择,2、多倍体育种和单倍体育种,一个配子的染色体数，称为染色体组（n）。生殖细胞：单倍体体细胞：二倍体，自然界的生物多为二倍体。细胞核中具有两套染色体组以上的生物体称为多倍体。多倍体培育：秋水仙碱诱导单倍体培育：花药培养技术。,3、选择育种 抗病抗逆性高、产量高、有效成分含量高、品质好的变异品种4、辐射育种 物理或化学方法引起基因重组，产生新的性状。5、体细胞杂交育种 双二倍体植株，具有可育性和稳定性，可以打破种间隔离，克服远缘杂交的不亲和性6、基因育种 外源基因导入宿主植物细胞，获得新的性状。 具有广阔的发展前景。,亚种（subspecies）,形态
12、上有稳定的变异，并在地理分布上、生态上或生长季节上有隔离的种内变异类群。 特点：属于同种内的两个亚种，不分布在同一地理分布区内。亚种间没有生殖隔离。水稻分为籼稻、粳稻、爪洼稻。两者除形态、生理等性状有区别外，籼稻多分布在纬度较低的高温、强光、多湿的热带及亚热带地区；而粳稻多分布于纬度较高、气候温和的温带及亚热带北缘地区。亚种是渐变型物种形成过程中的必经之路。,变种（varietas）,是指种内有一定的变异，变异较稳定，但分布范围比亚种小得多的类群，是自然选择，自然进化的产物。 特点：与种内其他变种有共同的分布区，变种间无生殖隔离。,山里红,山楂,变型（forma）,无一定分布区，具有细小变异的种类类群。 通常只有1个性状的差异。变型常见于栽培植物之中，如碧桃为桃的一个变型，花重瓣；羽衣甘蓝为甘蓝的一个变型，其叶不结球，常带彩色，叶面皱缩，观赏用。,
