甘薯育种学ppt课件.ppt

《甘薯育种学ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《甘薯育种学ppt课件.ppt（179页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、办公室：本部科技楼439电话:18888285235邮箱:个人主页：http:/,甘薯育种学,主讲教师：张 永 中,主要参考书,甘薯育种学 陆漱韵等编，农业出版社，1998（http:/,作物育种学各论 盖钧镒主编，中国农业出版社，2006,植物遗传育种学 蔡旭主编，科学出版社，1988,现代植物育种 山东农业大学遗传学教研室编，农业出版社，1991,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,绪论 甘薯生产概况,甘薯I pomoea batatas(L

2、.)Lam.旋花科一年生或多年生蔓生草本植物，喜温短日照块根作物。别名：地瓜、红薯、白薯、番薯、红苕、山芋、红芋、金薯等,高产作物 适应广、抗逆能力强、比较耐旱，需肥虽较多却耐瘠。甘薯营养丰富淀粉、可溶性糖、维生素、氨基酸、蛋白质、脂肪、膳食纤维、钙、铁等矿物质。,甘薯和其他几种主要食物每100g重的成分含量,绪 论 甘薯生产概况,粮菜兼用的天然滋补食品生食脆甜，可代替水果；熟食甘甜-主食、蔬菜、蒸、煮、煎、炸、熘，吃法众多。加工：甘薯酿酒、制果脯、粉丝等。,甘薯含有丰富的能促进人体新陈代谢、助长发育的赖氨酸，而大米、面粉恰恰缺乏赖氨酸。此外，甘薯与米面混吃，还可提高其营养价值。,绪 论 甘薯

3、生产概况,甘薯还是一种理想的减肥食品它的含热量低，比一般米饭低得多，所以吃了之后不必担心会发胖，反而可起到减肥的作用。甘薯的减肥作用在于，它含有大量的粘液蛋白，这种粘液蛋白能维持人体心血管壁的弹性，阻止动脉硬化的发生，使皮下脂肪减少。,又因甘薯体积大，饱腹感强，不会造成过食。此外，甘薯所含的粗纤维在肠道内不易被吸收，有阻止糖类转变成脂肪的特殊功能。,绪 论 甘薯生产概况,其他方面茎叶尤其是茎尖和叶片含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪、氨基酸、各种维生素（维生素A、维生素B2、维生素C）、矿物质等。甘薯的块根和茎叶是营养价值很高的饲料，可作鲜饲料和青贮饲料。,块根,纤维根,柴根,甘薯茎尖和几种普

4、通叶类蔬菜的营养成分,注：钙、铁和维生素B2、C的单位为mg/100g,维生素A的单位为IU/100g,甘薯茎叶营养成分（%）,绪 论 甘薯生产概况,甘薯加工途径极其广泛，可应用于食品、医药、化工、造纸等10多个工业行业，仅生产的甘薯食品就可达400多种，应用于各行各业进行深度加工，可开发出上千种产品。,甘薯,淀粉,甘薯果脯甘薯片速冻食品,酒精白酒食醋,饲料,原淀粉,变性淀粉,粉丝粉皮,淀粉糖,味精有机酸有机溶剂黄原胶酶制剂抗生素,甘薯加工应用,绪 论 甘薯生产概况,甘薯世界种植情况,甘薯广泛种植于世界100多个国家，主要产区在北纬40度以南。,绪 论 甘薯生产概况,甘薯中国种植情况甘薯于明朝

5、万历年间（16世纪末），由菲律宾传入我国。种植面积居作物第四位，次于玉米、水稻和小麦。最大的甘薯生产国：中国。甘薯种植面积和总产量分别占世界的45.1%和75.3%，同时，可年产甘薯叶720亿公斤，甘薯藤700亿公斤，甘薯藤尖75亿公斤。,绪 论 甘薯生产概况,甘薯中国种植情况甘薯在我国主要分布在江西、湖南、河南、四川、湖北、江苏、山东、浙江、安徽等省，种植面积最大的省是四川省，约为99万hm2，单产最高的是山东省，达33536kg/hm2。,山东省甘薯种植面积约24.5万hm2（2012），主要分布在临沂、济宁、枣庄、泰安、烟台等丘陵山区。,4,5,1,3,2,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产

6、概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第一节 甘薯育种的概况及特点,一、甘薯育种概况二、甘薯育种的主要特点,世界各国的生产实践表明，甘薯生产的发展是结合采用改良品种和改进耕作栽培措施的结果，其中改良品种的作用往往是非常显著的，如在中国目前生产上所推广的改良品种（如徐薯18等）比50-60年代各省种植的地方品种的增产作用达到50以上。,甘薯改良品种对增产的作用，除了提高其增产潜力外，还表现在其具有较强的抗病虫性和抗逆性，使之产量表现比较稳定。,一、甘薯育种概况,1、我国甘薯育种进

7、展：第一时期：50年代初 收集、评价地方品种和引种胜利百号（日本冲绳100号）南瑞苕（美国）禹北白（地方品种）,第二时期：50-70年代 杂交育种主要育种目标是高产，兼顾抗病性，以解决粮食不足问题。主要利用胜利百号和南瑞苕为杂交亲本，进行杂交育种工作。（盛家廉）主要品种：栗子香、一窝红、徐薯18（年最高推广面积达2300万亩)、丰收白,第三时期：80年代至今 专用、多用型选育 产量、品质并重特别重视甘薯育种新材料和新方法的研究，系统地收集、整理、评价和创新甘薯品种资源。,2、甘薯育种成就六五，高淀粉品种 淮薯3号、烟薯3号、浙薯1号及胜南等 七五，专用型品种25个 工业用品种8个：绵粉1号、苏

8、薯2号、冀薯2号等 食用品种11个：鲁薯2号、南薯88、冀薯3号等 饲用品种6个：鲁薯3号、广薯62等,八五，兼用型和专用型品种 21个 兼用型品种15个：鲁薯6号、豫薯7号、皖薯3号、苏薯5号等 食用及食品加工品种6个：苏薯4号、皖薯5号九五及以后，育种综合化 高产兼抗兼用型、食用食品加工型、淀粉加工型和饲料型品种的选育。,补充：什么是“五年计划”？,“五年计划”是中国国民经济计划的一部分，主要是对全国重大建设项目、生产力分布和国民经济重要比例关系等作出规划，为国民经济发展远景规定目标和方向。中国除了1949年到1952年底为国民经济恢复时期和1963年至1965年为国民经济调整时期外，从1

9、953年第一个五年计划开始，已经编制了十二个“五年计划”，目前正在进行第十三个五年计划的研究、编制工作。,“十三五”：2016-2020年,2008年，山东（非主要农作物品种）济薯21（CHGU1.002/PC94-1系统选育）济薯18（徐薯18与PC99-2等38个品种放任授粉系统选育）烟薯18（鲁薯3号/红肉红系统选育）徐25（徐薯18/徐781系统选育）烟紫薯1号（烟紫薯80放任授粉系统选育）,2010年，山东（非主要农作物品种）烟薯23号（冀薯98为母本放任授粉系统选育）济徐23（苏薯7号与AB94078-1杂交后系统选育）泰中9号（徐薯18为母本放任授粉系统选育）徐薯27（徐薯18为

10、母本放任授粉系统选育）济薯22号（北京553为母本放任授粉系统选育）齐宁12号（西农431与遗306杂交后系统选育）,2010-2014年，全国甘薯品种,不同甘薯品种,2、世界甘薯育种进展 日本非常重视甘薯种质资源的收集、研究、利用与创新，在甘薯遗传育种基础研究方面也具有相当的优势，如近缘野生种的起源和分类、细胞遗传学、近缘野生种利用、育种方法的改良、成分分析技术以及生物工程等基本都处于世界领先或先进水平。,美国甘薯食品加工业发展很快。育种目标一直以高营养成分、整齐美观的薯形为重点。在甘薯资源、甘薯起源与分类、性状遗传及其相关、人工种子、外源基因导入、分子标记等研究领域处于世界领先水平。,甘薯

11、育种展望,1、今后的育种目标2、加强品种资源收集、鉴定和分类研究3、重视核心亲本材料的培育4、注重近缘野生种的利用5、改善甘薯育种方法6、建立简便、快速、标准的特性尤其品质成分的鉴定方法7、加强甘薯育种基础研究,第一节 甘薯育种的概况及特点,一、甘薯育种概况二、甘薯育种的主要特点,二、甘薯育种的主要特点,背景：甘薯是无性繁殖作物，在遗传上具有明显的特点，而这些特点与育种有密切的关系。正确认识这些特点，对于有效地开展育种工作，采取恰当的育种途径和方法，提高育种效率，均具有重要的意义。,5个特点,特点1有性杂交与无性繁殖相结合 无性繁殖、一定条件下的有性繁殖、异花授粉，导致杂交后代的强烈分离，性状

12、表现多样性。通过有性杂交实现基因重组产生杂种优势，利用无性繁殖把F1杂种优势固定下来，得以长期利用其杂种优势。,特点2有性繁殖不易保持品种的典型性 实生苗产量低，性状表现极不整齐，实践上都是利用薯块和茎蔓无性器官进行繁殖，易保持品种的典型性。,特点3容易产生无性变异，利于无性繁殖系的选择甘薯品种实际上是早代杂种，即使在长期无性繁殖的情况下，也常出现芽变，有利于扩大无性繁殖系的选择范围。,特点4甘薯的产品器官及遗传特点有利于引种和直接利用远缘杂种营养器官，不需要开花结实，可以较大范围引种。无性繁殖，只要杂种优势强，就可生产应用，不受远缘杂种不育或杂种后代性状不易稳定等因素的制约。,特点5在进行有

13、性繁殖和杂交育种时限制因素多短日照（需诱导开花）自交不亲和性（不能选自交系）杂交不孕性（不利于充分利用品种资源）其它不利条件影响（冻薯、机械损伤、烂床等）,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第二节 育种学基础,一、甘薯的起源与进化二、甘薯的交配不亲和性三、国内外甘薯种质资源研究创新及主要种质资源,一、甘薯的起源与进化,甘薯属于旋花科甘薯属（500个种）原产地有美洲说、亚洲说和非洲说 考古学证据和语言年代学认为，大约在公元前2500年，在热带美洲

14、秘鲁、墨西哥、厄瓜多尔等地开始出现栽培甘薯，约在公元1世纪首先传入萨摩亚群岛，之后广布于夏威夷、新西兰等地，于明朝万历年间（16世纪末）由菲律宾传入我国。,甘薯属 又细分为若干亚属和组。甘薯及其近缘野生种是甘薯组中的一些种。染色体基数为x=15 具有二倍体、四倍体和六倍体。栽培甘薯是同源六倍体。（BBBBBB，2n=6x=90）,哥伦布初谒西班牙女王时,曾将由新大陆带回的甘薯献给女王。西班牙水手把甘薯携带至菲律宾的马尼拉和摩鹿加岛，再传至亚洲各地。,祖先？白花野牵牛（2n=2x=30)海滨野牵牛（2n=4x=60)最接近祖先三浅裂野牵牛（2n=6x=90),甘薯的进化途径1：二、四、六倍体都是

15、野生型，在六倍体种时代分化成栽培型甘薯。途径2：二倍体种和四倍体种为野生型，由二者演变成六倍体即成为栽培型。途径3：二倍体发生突变导致栽培型化现象，进而发生染色体数加倍，形成栽培型的四倍体、六倍体。由于六倍体的经济价值最高而被保留下来。,第二节 育种学基础,一、甘薯的起源与进化二、甘薯的交配不亲和性三、国内外甘薯种质资源研究创新及主要种质资源,二、甘薯的交配不亲和性,1、定义 交配不亲和性：指雌、雄蕊等性器官正常，但由于不亲和性基因的作用使交配能力受到限制，不能得到种子，而不是由于雌、雄配子败育或其他原因引起的不（半不）孕和低结实性。,2、甘薯组存在的交配不亲和性包括：种间交配不亲和性 种内交

16、配不亲和性,什么是甘薯组？答：甘薯及其近缘野生型种称为甘薯组。根据同甘薯的杂交亲和性，将甘薯组植物分为两个群：同甘薯杂交亲和的为第I群同甘薯杂交不亲和的为第II群,种间交配不亲和性：指第I群种和第II群种之间的杂交不亲和性。种内交配不亲和性：指第I群的甘薯栽培种内品种间存在的交配不亲和以及Ipomoea trifida的无性系间存在的交配不亲和性。,Ipomoea trifida（H.B.K.）Don.（2n=6x），是1955年Nishiyama等首次在墨西哥发现的一个甘薯的新的六倍体类型。,种内交配不亲和性,根据种内交配不亲和性，可将甘薯品种或无性系划分成若干个不孕群，同一不孕群内的品种（

17、或无性系）间交配是不亲和的。因此种内交配不亲和性又包括自交不亲和性和同一不孕群内品种（或无性系）间的杂交不亲和性。,2、杂交不孕群（1）不孕群的划分Shout（1926）提出甘薯可能存在自交不亲和性和其他限制因素，以后进一步确认甘薯种内存在交配不亲和性。寺尾（1934）根据实验，第一次提出将甘薯品种划分为A、B、C3个不孕群，群内品种间交配结实率很低。,Nakanishi和Kobayashi（1979）从707个无性系中测定出AL和NP共15个不孕群（没有M）、1个亲和群。,小卷等（1984）将1955年以来从热带美洲导入的110个野生型无性系与已知甘薯杂交，指出甘薯和Ipomoea trif

18、ida 有共同的杂交不孕群13个。,甘薯杂交不孕群代表性品种A群：华北166、济南红、农林36号B群：华北117、一窝红、农林5号C群：胜利百号、栗子香、九州58D群：红皮早、红红1号、L4-5F群：TinianH群：Yen 158J 群：FV62-64K群：CT3N群：Yen 139-2,杂交不孕群的速测方法我国甘薯大部分品种属A、B、C、D四个不孕群，每群可用12个代表品种，作为未知群别的测定品种。同群品种相互杂交不亲和，异群品种杂交亲和。,（2）不亲和性的生理机制Martin（1966）把花粉能否在柱头上萌发作为划分亲和与否的标准。Linsken等（1957）认为胼胝质起了关键作用。Di

19、cken等（1975）的研究发现花粉壁与柱头互作，柱头产生胼胝质导致花粉萌发失败。,胼胝质（callose）是围绕每个筛孔的边缘积累的碳水化合物。胼胝质，微生物学概念，胼胝质是一种以-1,3键结合的葡聚糖，在植物的筛管代谢、配子体发育等生命活动中发挥着重要的调节作用。,Shivanna（1982）的研究表明，来源于绒毡层的花粉外壁蛋白与柱头乳突细胞表面蛋白质膜识别：若不亲和，则乳突细胞积累胼胝质，阻止花粉萌发；在孢子体系统中，不亲和障碍发生在花粉与雌蕊相互作用的所有水平上。,陆漱韵和李太元（1992）、王克通和陆漱韵（1993）观察到典型的孢子体不亲和反应方式，即花粉与柱头识别，柱头乳突细胞产

20、生胼胝质反应拒绝花粉萌发，花粉黏附量与柱头相对亲和性程度相一致，也发现有的组合授粉后花粉在柱头上萌发，但结实率极低，因此也存在萌发后的不亲和障碍。,栽培种甘薯种内交配不亲和性不只是花粉和柱头间的一步性反应，而是发生在花粉与雌蕊作用的各个阶段，既有花粉与柱头的识别、也有花粉萌发后的花粉管与花柱以及雄配子从花柱基部到胚囊进行受精结实的障碍，但以识别柱头为主。,（3）不亲和性的遗传机制伊斯特（1929）和布莱格（1930）提出是遗传控制花粉的一种抑制作用。Hernandez等（1962）和Wang（1963）提出每个不孕群受到一对等位基因的控制，把这类基因记为S，形成一个复等位基因系列：S1、S2、

21、S3、S4、S5，各代表其相应的不孕群，群内品种间杂交及所有自交都会遇到不亲和现象。,亲和群（X）是由群内杂交能育的亲本组成的，具有一个Sf等位基因，这个Sf基因对自交不亲和是显性的。所以具有Sf等位基因的品种和任何品种杂交均能育。Van Schreven（1953）和Fujise（1964）提出了不亲和性的2个和3个基因位点的遗传模式。Fujise认为不亲和性是由3个位点的Tt、Ss、Zz基因所决定的。,Kowyama等（1980）认为不亲和性主要是六倍体使遗传分析复杂化、还有配子败育等其他因素。Kowyama等（1990）进一步从分子水平研究证明甘薯中确有不亲和基因的存在。,西山、盐谷、A

22、ustin、Jones、Nishiyama等研究研究甘薯起源、进化、分类等内容积累的资料，表明甘薯组存在种间交配不亲和性，并将其划分为第I群和第II群，但是对种间交配不亲和性的作用机理没有进行分析。,种间交配不亲和性,陆漱韵等（1989）、陆漱韵和李太元（1992）的研究表明：种间交配不亲和性是一个复杂的体系，杂交组合不同，不亲和表现方式也不同。（1）有的花粉萌发在柱头被抑制，而且乳突细胞产生胼胝质；（2）有的花粉萌发延迟，花粉管停滞在花柱中；（3）有的花粉虽然萌发正常，但花粉管在花柱中生长受阻；（4）有的花粉不仅在柱头上萌发，而且花粉管通过花柱达到子房，并且有一定比例的卵和极核的受精，但是表

23、现受精卵和胚乳核发育上的不协调，导致合子早期夭亡。,二、甘薯的交配不亲和性,3、甘薯交配特点 一般来说，异群品种间杂交亲和性强，杂交结实率较高；而同群品种间杂交亲和性差，杂交结实率很低，甚至不能结实。甘薯存在的种间、种内交配不亲和性，是甘薯育种中的主要障碍，严重地限制了甘薯育种中的种质资源利用和亲本自由组配。,4、杂交不孕群的测定-繁村亲法,第一步：在甲品种和A、B、C、D群的一些品种中，分别选择一部分次日将要开放的花朵，进行套袋隔离，第二天早晨从花梗下部剪下隔离的花朵，迅速编号插入盛水的小玻璃管中，随即按照下列组合授粉杂交：A甲B甲 C甲D甲,测定甲品种的群别：,第二步：授粉后在2022保温

24、23h，摘取雌蕊，浸在卡诺氏溶液中固定，乳酸酚棉蓝染色，在显微镜下观察花粉萌发和花粉管进入子房情况。当甲品种的花粉在某群品种的柱头上不发芽或发芽很慢时，则甲品种属于该群。卡诺氏溶液：95%酒精：冰醋酸=3：1。,5、杂交不孕群的测定意义（1）提高杂交结实率。甘薯杂交育种工作，首先要获得大量的杂交种子，才能得到众多的杂种实生苗。提高杂交结实率的关键之一是分群组配，一般应考虑采用异群品种组配，同群品种避免组配。,（2）探索甘薯起源与传播途径。通过对世界各地甘薯品种杂交不孕群的测定分析结果，了解各杂交不孕群在地理上的分布状况，进而推断甘薯起源中心与传播途径。南美洲10个群（起源中心），中日种类较少。

25、,（3）整理甘薯种质资源的辅助手段 甘薯杂交不亲和性是遗传上比较稳定的特性，通过鉴别品种的杂交不孕群，有助于识别品种中存在的同种异名或同名异种现象。,6、甘薯杂交不亲和性克服方法：（1）植物生长调节物质处理 萘乙酸（NAA）、6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）、2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D），克服品种间杂交花粉萌发后的障碍、延长花期寿命、提高结实率。（2）胚、胚珠培养 将授粉10-15天的杂种胚取出培养，获得杂种植株（3）体细胞杂交 原生质体融合获得体细胞杂种植株。,第二节 育种学基础,一、甘薯的起源与进化二、甘薯的交配不亲和性三、国内外甘薯种质资源研究创新及主要种质资源,三、国内外甘薯种质资源

26、研究创新 及主要种质资源,（一）国内外甘薯种质资源研究创新 1、甘薯种质资源搜集、保存与鉴定我国目前保存甘薯品种资源2000份以上，从国外引进300余份，这些甘薯品种资源主要保存于国家甘薯改良中心（徐州）和广东省农科院，大部分资源已实现离体保存，并建立了甘薯品种资源数据库。,2、甘薯种质资源的创新：甘薯与近缘种的杂交外源优异基因的导入人工诱变遗传差异大的品种间杂交克服交配不亲和性从而促进优异基因的重组用随机交配集团等打破基因连锁通过近交等手段积累淀粉基因,（二）国内外主要甘薯种质资源高淀粉工业用：金千贯、南丰、栗子香食用：北京553、百年薯、南瑞苕高产：徐薯18、宁薯1号、鲁薯1号高胡萝卜素：

27、百年薯、台农66号、徐98-22-5高蛋白质含量：百年薯、W-14、Rose,高抗根腐病：徐薯18、苏薯2号、徐289高抗黑斑病：夹沟大紫、小白藤、满村香高抗茎线虫病：青农2号、鲁薯1号、苏薯4号高抗薯瘟病：荆选4号、湛薯221、岩薯24抗蚁象：湛73-165、湘薯12号,甘薯病虫害,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第三节 甘薯育种目标,我国甘薯分布范围广，各薯区气候条件、土壤类型、耕作制度、病虫害等都有很大的差别，对甘薯品种的要求也不尽相同

28、，而每个品种也不可能面面俱到。在新品种选育中，必须因地制宜地制定明确的育种目标。甘薯育种目标的重点要求是：高产、高干、优质、抗病、适应性强、耐贮性好、萌芽性好。,1、发展方向：提高单产和改进品质,2、品质目标：针对性,三个主要育种目标,3、抗逆性和适应性,1、发展方向：提高单产和改进品质。高产品种选育应注意：单株生产力：薯块大、多、整齐，结薯集中，便于机械收获。萌芽性好：适时早插和节约种薯。耐霜冻性强：早播和晚收促高产。,2、品质目标：针对性。食用及食品加工用品种：要求具有优良的营养品质和加工品质，薯块光滑整齐、美观。肉色黄至橘红，粗纤维含量少，食物纤维含量多，食味好切干率高，肉质粉质，晒干快

29、，易贮存。淀粉酒精原料用：切干率高（35），淀粉含量高（22左右），淀粉品质好，糖化慢，肉色要白。,饲用品种：茎蔓、薯块优质高产，蛋白质、胡萝卜素和维生素C含量要高，茎蔓再生能力强，干茎叶的粗蛋白含量15。特用品种：胡萝卜素专用品种要求胡萝卜素含量每100g鲜薯中为1015mg；色素用品种要求花青素含量每100g鲜薯中为80mg以上；蔬菜用品种要求敬业柔嫩、维生素类及矿物质含量高、适口性好、短蔓多枝、耐肥水、耐采收。,3、抗逆性和适应性。适应性强、产量较高的品种抗逆性：抗旱、耐瘠、抗病和耐贮性等。,5个甘薯栽培区：1、北方春薯区：选育早熟、萌芽性好、抗病、耐储的春薯品种。2、黄淮流域春、夏薯区

30、：选育高产、稳产和抗病、耐旱、耐涝的品种。3、长江流域夏薯区：选育高产、抗病耐旱或耐湿、早熟和适于套作的品种。,长江流域夏薯区甘薯大多分布在丘陵山地，夏薯在麦类、豆类收获后栽插，以一年二熟最为普遍。,4、南方夏、秋薯区：选育早熟、高产、抗病虫、耐瘠、耐旱的品种。5、南方秋、冬薯区：选育高产、耐旱、耐瘠、抗病虫、耐寒、耐迟收及适于秋、冬栽种的生态型品种。也可选育适于一年四季均可种植的品种。,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第四节 甘薯主要性状遗

31、传,一、鲜薯产量二、切干率三、品质性状四、抗病虫性,数量性状，表现加性效应和非加性效应。鲜薯产量易受环境影响，遗传力较低；杂交后代薯块产量都出现高中低三种类型；但高产/高产组合后代平均单株薯重最高；F1代鲜薯重取决于双亲之间的特殊配合力；自交后代鲜重随世代的增加而显著下降。,一、鲜薯产量,切干率是指鲜薯中所含干物质重量，是衡量甘薯产量和品质的重要指标之一。数量性状，主要受加性效应制约。F1切干率与双亲的平均值接近（R=0.97）自交后代切干率下降较小，有的反而提高（加性效应）遗传力较高。,二、切干率,淀粉、胡萝卜素、蛋白质和纤维素含量 淀粉率表现加性效应，自交可有效地累积淀粉含量基因。（1）F

32、1淀粉率均值与中亲值呈正相关。（2）双亲差异愈大，后代淀粉率的变异幅度愈大。胡萝卜素含量受若干加性基因所控制。薯块纤维素含量愈低，品质愈好。,三、品质性状,甘薯主要病虫害：黑斑病、根腐病、线虫病、甘薯瘟病。抗性主要受主效基因控制，遗传力较强，可通过杂交方法选育抗病品种。,四、抗病虫性,杂交育种是国内外甘薯育种的主要途径（我国甘薯杂交育成品种约350个，占90%以上）引种是解决生产用种问题的有效方法。在甘薯育种中，通过芽变体的选择得到了一些有价值的材料。甘薯人工诱变育种是一种有效的育种途径。,有性杂交与无性繁殖方式相结合进行的。F1广泛分离，经无性繁殖育成新品种。,甘 薯 育 种 的 途 径,甘

33、薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第五节 甘薯杂交育种,甘薯杂交育种包括品种间杂交育种和种间杂交育种。品种间杂交育种是指甘薯栽培种内不同基因型之间的杂交。种间杂交育种是指在甘薯属中栽培种甘薯和野生种植物之间的杂交，通常是指甘薯及其近缘野生种之间的杂交。甘薯品种间杂交育种最早由日本开始于1914年，中国广泛开展这一工作是在20世纪50年代。是国内外甘薯育种工作者一直普遍采用的方法。,一、杂交亲本的选配二、杂交方式三、诱导甘薯开花和结实四、杂种实生苗

34、的培育与选择,品种间杂交育种,一、杂交亲本的选配,1亲本的表现型及性状的遗传特点2亲本间的亲缘关系和生态差异3甘薯的群别4.亲本配合力,1.亲本的表现型及性状的遗传特点 亲本的表现型：根据育种目标，选择的双亲要优点多、缺点少，主要性状能够互补。由于杂种选择只局限于F1代，符合育种目标的优良性状是显性的。,性状的遗传特点：以加性效应为主的性状，如抗病性、淀粉含量、株型、早熟性、萌芽性、薯形等，可选具有这些优良特性的材料作为亲本。以非加性效应为主的性状，如鲜薯重等，需测定亲本和组合的配合力，选出具有优良配合力的亲本及特定组合。,2亲本间的亲缘关系和生态差异亲本间亲缘关系较远、生态类型差异较大、地理

35、距离较远为宜，利于实现性状互补，有利于杂种优势和适应性的增强，后代变异幅度大，易于选出优良品种。,近交系数：两亲本的近亲交配程度。是亲本间亲缘关系的一种度量。,3甘薯的群别一般选择符合育种目标的不同群别的品种作杂交亲本。在具有相似选择效果的组合中，不用同群的品种杂交，考虑双亲属于不同的不孕群以便获得较多的杂交种子，如需要同一不孕群内的品种间杂交，可试用植物生长调节物质处理。,4亲本配合力好品种不一定是好亲本，好的亲本具有高的一般配合力，能在一系列组配中产生较多较好的后代。在一般配合力高的亲本中，又以特殊配合力方差大的为好。所以一般配合力和特殊配合力方差，是评价杂交亲本利用价值的指标。甘薯品种间

36、杂交的F1代是基因型分离的世代，没有自花授粉作物那样多代分离、杂种优势减退等现象，对F1样本的分析结果能直接反映有关组合的亲本及F1总体的优势。,二、甘薯的杂交方式,归纳起来有以下几种：单交：AB 需了解亲本的有关性状，预见性较强。多父本杂交：同时用多品种的花粉给同一母本授粉-结实率较高。复合杂交:(1)A(AB)(2)(AB)(AC),归纳起来有以下几种：自由授粉：甘薯是天然异花授粉作物、虫媒花，凭昆虫传粉，省工。（1）天然自由授粉：授粉前后不套袋隔离，任其自由授粉。知母本、不知父本。不能用来分析父母本性状的遗传行为。（2）计划自由授粉：按育种目标有计划地选配48个亲本经嫁接、短日照处理等环

37、节组成一个集团，使集团内亲本自由授粉。这一方式也不能用来分析父母本一些性状的遗传行为和配合力。,（3）自由授粉群体：按照育种目标要求的性状搜集能自然开花且结实率高的亲本1020个，包括较远的血缘关系和多种杂交不孕群，组成一基本群体，放在隔离条件下使之相互自由授粉，收取一部分种子，长成植株后，并不选择，又自由授粉，如此反复经过34个不选择的世代，形成一个群体，在群体内按育种目标进行选择。通过自由授粉群体的合成可以进行遗传研究。,三、诱导甘薯开花和结实,（一）影响甘薯开花的原因（二）诱导甘薯开花的方法（三）甘薯杂交授粉技术（四）提高甘薯杂交结实率,三、诱导甘薯开花和结实,甘薯的花序：从叶腋抽出，每

38、个花序大都由多个花集生在花轴上成为聚伞花序。花冠：5个花瓣联合成漏斗形，一般为淡红色，也有紫色或白色。花萼：5枚。雌雄同花：1个雌蕊、5个雄蕊,（一）影响甘薯开花的原因 多数甘薯品种在自然条件下不易形成花芽，通常需要人工诱导甘薯开花。甘薯的开花机理，存在三种不同的假说及其相应的诱导开花机制。开花素假说 光周期假说 营养物质假说,1、开花素假说原因：甘薯不开花是由于缺乏开花素，诱导开花 的途径是人工导入开花素或人工诱导甘薯产生开花素。证据：（1）人工导入：嫁接法。以自然开花量大的甘薯品种为砧木，嫁接其他甘薯亲本，从而诱导后者开花。（2）人工诱导：化学诱导。从甘薯植株外部喷洒或滴注植物生长调节剂（

39、2，4-D、GA3、GA7）,2、光周期假说原因：甘薯是短日照作物，在温带由于生殖生长期间日照长，所以不易通过光照阶段而形成花芽。根据对光周期的反应，甘薯品种分为短日照型、中间型和不敏感型。例如：不敏感型有农大红、向阳黄，均能在北方长日照条件下自然开花。证据：大多数甘薯开花必须通过短日照处理，以每日8小时光 照为宜。,3、营养物质假说原因：甘薯不开花是由于地下根系膨大，茎叶不能积累足够的营养物质以形成花芽。证据：通过嫁接、环剥、断根或除薯，限制营养物质向根部转运可以诱导甘薯开花。例如：开花甘薯植株茎叶中的氮磷含量显著高于不开花的植株。,（二）诱导甘薯开花的方法 诱导甘薯开花通常有如下两种方法：

40、重复法 嫁接蒙导法,三、诱导甘薯开花和结实,重复法,概念：重复法实质就是嫁接和短日照相结合。做法：先将欲促进开花的甘薯亲本品种为接穗，嫁接在旋花科近缘植物上，然后给以短日照处理促使花芽形成。意义：此法具有控制营养并满足短日照条件、也会得到开花素的多重作用。,短日照处理 处理场所：暗室 处理时期：嫁接植株长到30cm左右 处理时间：光照8小时/天，至现蕾。注意事项：高温通风，低温防寒。加强管理，防止徒长。,嫁接蒙导法,采用自然开花材料，通过两次嫁接对难开花材料（接穗）进行开花物质的蒙导，从而促进甘薯开花。第一次嫁接：以自然开花性能优良的甘薯材料为接穗嫁接在砧木上。第二次嫁接：当接穗（中间砧木）主

41、茎长到50cm时，在其上嫁接欲促进开花的甘薯材料。,蒙导法（mentor method）：由米丘林（VMichurin）提出来的无性杂交方法。把嫁接的砧木作为接穗的蒙导者，由于蒙导者影响，使得接穗一方的性质发生变化。米丘林认为用蒙导法可以成功地缩短果树的结实期，提高耐寒性，改良果实的品质等。,重复法优点：诱导效果显著。缺点：方法繁琐，需要控光，费时费工。嫁接蒙导法优点：简单易行。缺点：嫁接效果有局限性。重复嫁接蒙导法。,重复法与嫁接蒙导法的比较,甘薯对砧木的亲和性,广谱亲和性 徐薯18所有砧木 专一亲和性 徐薯34月光花 专一不亲和性 南丰本地牵牛花,（三）甘薯杂交授粉技术1、去雄2、授粉3、

42、隔离,三、诱导甘薯开花和结实,1、去雄：自交很难结实，通常不去雄，但自交结实率高的品种作母本或作遗传分析时需去雄。做法：开花前一天下午4时以前进行，用镊子划破母本花冠，夹出5枚花药。,2、授粉：正常温度下（20-30），在开花当天上午6-11时进行。做法：用镊子夹住父本一枚开裂的花药，裂面朝母本柱头涂抹，一般每个花药用于3-4个柱头。,3、隔离：授粉前一天，隔离父、母本，以免次日清晨开花时昆虫带入非预定父本的花粉。做法：最常用的隔离方法是单花隔离，也可采用防虫网室。,（四）提高甘薯杂交结实率 1、有关数据 杂交结实率：3040%。甘薯现蕾最适宜温度：2530 现蕾开花：2030天，开花最适宜温

43、度：2226。,2、采用措施 合适的现蕾开花期 6月中7月初；8月中9月初。授粉时间和方式 时间：上午 方式：重复或混合授粉。,2、采用措施 合理肥水管理 前期适量速效氮肥，中后期增施磷钾肥 其他措施 整枝、疏蕾、搭架、适时摘心等。,四、杂种实生苗的培育与选择,甘薯品种在遗传上是高度异质结合的杂合体。同一组合甚至同一蒴果内不同种子间的F1就产生形态、经济性状极为多样的分离现象。这种分离为后代选择提供了条件。因此，甘薯育种一般在F1就进行选择。,实生苗（系）：由甘薯种子播种长成的苗秧栽苗：由薯秧扦插长成的苗 两者差别：实生苗具有主根和两片子叶由实生系剪下的株系则为无性系,1、种子处理2、播种与管

44、理3、F1实生系的选拔4品系鉴定比较试验,四、杂种实生苗的培育与选择,1、种子处理（1）割破种皮法：适于量少和比较珍贵的种子。注意：切口要小、不伤种胚，然后放在置有滤纸和水的培养皿中，在25下浸种1012h，种子膨胀或露白后迅速播种。,（2）浓硫酸浸种：适于种子量大的材料 注意：浓硫酸不宜过多，以盖住种子和种子粘上硫酸为度。均匀搅拌1h左右后，倒掉硫酸，反复用清水冲洗种子上粘附的硫酸，然后放在在25下浸种1012h，种子膨胀或露白后迅速播种。,2、播种与管理 保温育苗，单粒点播。苗期：前促后炼，肥水管理，防病虫，拔除杂劣苗。幼苗5-6叶：摘顶促进分枝，利于多剪苗和适时早栽。,3、F1实生系的选

45、拔 F1实生系：甘薯杂交实生株及其剪苗繁殖形成的无性一代群体。选择分三期：春薯栽植前 春薯初选区夏薯栽植前 收获期。收获期选择是关键。田间入选率一般在5%以下。,4品系鉴定比较试验 将上年选留的优良品系放入鉴定试验区，继续进行春、夏作鉴定。生育期间主要是对品系的特征特性进行全面的观察记载，此外还要对品系的抗逆性、抗病性、耐贮藏性等进行鉴定（根据育种目标）。通过鉴定试验区选拔出的品系进一步参加品比试验和区域试验。,一、杂交亲本的选配：4个原则？二、杂交方式：4种方式？三、诱导甘薯开花和结实：开花假说？诱导开花方法？杂交技术？四、杂种实生苗的培育与选择：过程？,品种间杂交育种,品种间杂交育种,一、

46、直接利用二、利用近缘野生种人工合成六倍体三、四倍体甘薯,种间杂交育种,一、直接利用近缘野生种作为病虫害及逆境的抗源，有很高的利用价值。到目前为止，直接应用于甘薯育种的近缘野生种仅限于第I群的Ipomoea trifida复合种。属于第II群的近缘野生种由于同甘薯有性杂交不亲和，不能用常规杂交方法将其优良基因导入甘薯中。近年来，刘庆昌等采用体细胞杂交法克服这种杂交不亲和性，获得杂交不亲和组合的大量种间体细胞杂种，有的具有膨大块根，有望应用于甘薯育种。,种间杂交育种,二、利用近缘野生种人工合成六倍体,Shiotani和Kawase（1987）人工合成了两种六倍体：第一种：用Ipomoea lacu

47、nosa（多洼野牵牛，K61，2x=AA）与Ipomoea tiliacea（椴树野牵牛，K134，4x=A1A1TT）合成的六倍体（AAA1A1TT）。,合成该六倍体具有很高的育性，但与甘薯杂交未得到杂种。,Shiotani和Kawase（1987）人工合成了两种六倍体：第二种：用Ipomoea trifida（白花野牵牛，K221，2x=B1B1）与Ipomoea trifida（海滨野牵牛，K233，4x=B2B2B2B2）合成的六倍体（B1B1B2B2B2B2）。,合成该六倍体能与甘薯杂交，F1杂种可育。,三、四倍体甘薯,日本学者宫崎利用三倍体的Ipomoea trifida（海滨野牵

48、牛，K222，3x=45=B1B2B2）为桥梁，不同K222株系杂交合成六倍体的Ipomoea trifida，再与甘薯杂交得到杂种，将该杂种与二倍体的Ipomoea trifida（白花野牵牛，K221）杂交获得四倍体杂种（F1）。然后，选择农艺性状较好的四倍体杂种，让其相互杂交，获得F2、F3等，以改良农艺性状，最后选育出四倍体商用甘薯品种。,四倍体甘薯,农林2号,金千贯,种间杂交育种,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第六节 甘薯引种,一

49、、引种的作用 直接解决生产用种 充实甘薯育种的种质资源,二、引种与甘薯生态型 形成甘薯生态型的主要生态因子：温度和水分甘薯按生态型分为：“不论春”型：一年四季均可种植。“论春”型：只能在一定季节栽植。在春季、秋季或冬季种植的分别叫甘薯“春型”、“秋型”或“冬型”。,南薯北引 应引进“不论春”或“春型”，不应引“秋型”和“冬型”。北薯南引 北方品种宜作南方的春薯，不宜作秋冬薯。,三、引种与检疫 甘薯的很多病害是由薯块传播，引种则成为传播病虫害的主要途径。为了避免引种材料传入病虫害，在引种时必须坚持严格的检疫制度。外引材料必须经过严格的消毒，并建立隔离圃。,甘薯育种内容,绪 论 甘薯生产概况第一节

50、 甘薯育种的概况及特点第二节 甘薯育种学基础第三节 甘薯育种目标第四节 甘薯主要性状遗传第五节 甘薯杂交育种第六节 甘薯引种第七节 甘薯种薯生产,第七节 甘薯种薯生产,一、种薯生产的任务二、甘薯良种的防杂保纯三、加速良种繁育的方法四、脱毒种薯的生产,一、种薯生产的任务,有计划、系统地进行品种的防杂保纯，保持品种的遗传特性，延长良种在生产上的利用年限。加速繁育新良种的薯种薯苗，并且宣传普及推广良种，以发挥良种的作用。,二、甘薯良种的防杂保纯,甘薯品种退化：指在生产上产量降低，品质变劣，适应性减退。（一）引起甘薯品种退化的原因（二）防止甘薯品种退化的措施,（一）引起甘薯品种退化的原因 生物学混杂