园艺植物选择育种课件.ppt

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1、第五章 园艺植物选择育种,主要学习内容选择与选择育种有性繁殖植物的选择育种无性繁殖植物的选择育种芽变选择育种实生选择育种,一、选择与选择育种,1、概念：1.1 选择：就是选优去劣，是各种育种途径不可缺少的一个重要环节，包括：自然选择：就是自然环境条件对生物所起的选择作用，是生物进化的动力之一（变异、遗传与选择）。人工选择：是人们有意识或无意识的选择与鉴定，其结果是，符合人类要求的个体或植株被保留下来，不符合则被淘汰。,一、选择与选择育种,1.2 选择育种 根据育种目标，从现有品种群体内出现的自然变异类型中，选出优良的变异个体，通过鉴定、培育而育成新品种的育种方法，称之为选择育种。,一、选择与选

2、择育种,2、选择在育种工作中的作用是一种独立的育种手段所有育种工作的中心环节选择具有创造性作用,3、选择的创造性作用3.1 从育种效果上看增大变异；筛选性状组合；影响进一步的育种成果。,一、选择与选择育种,一、选择与选择育种,3.2 从遗传机制上看改变基因频率和基因型频率；使基因型的分离和重组发生改变；淘汰群体中存在的不利基因；使生物体产生新的基因平衡。,一、选择与选择育种,4 选择实质与作用基础选择的实质就是造成有差别的生殖率，从而定向地改变群体的遗传组成。变异是选择的基础，遗传是选择的保证。,一、选择与选择育种,5、选择标准的制定原则根据目标性状的主次制定相应的选择标准。目标性状及其标准必

3、须具体明确各性状的当选标准要适当,一、选择与选择育种,6、选择育种的基本要素供选择的群体内有可遗传的变异；供选择的群体足够大；选择要在相对一致的条件下进行；选择的单位是个体；选择要根据综合性状有重点地进行,二、有性繁殖植物的选择育种,1、选择育种的原理1.1 纯系学说 丹麦的植物学家约翰生以自花授粉的菜豆为研究材料，就单粒种子重做了选择实验。其结果证明：性状的变异是由遗传变异和环境变异组成的。后代鉴定对于区别这两种变异是有效的。选择(在育种、群体遗传立场上的选择)只有在含有遗传变异时才是有效的。,二、有性繁殖植物的选择育种,前者是各种纯合基因个体的集合，后者是同一纯合基因型个体的集合（纯系学说

4、原理示意图）,二、有性繁殖植物的选择育种,1.2 品种自然变异 纯粹的纯系是不存在的，纯系内选择无效也是相对的。由于自然异交而引起基因重组。基因突变。品种在推广和繁殖过程中会发生基因突变，使品种群体内出现新的类型。品种本身剩余变异的存在造成的。有些品种在开始推广时个体间存在若干微小差异会逐渐积累，发展为明显的变异。,二、有性繁殖植物的选择育种,2、两种基本选择方法2.1 单株选择法2.2 混合选择法,二、有性繁殖植物的选择育种,2.1单株选择法2.1.1 概念把从原始群体中选出的优良单株的种子或种植材料分别收获，分别保存，分别繁殖的方法。一次单株选择法在整个育种过程中如只进行一次以单株为对象的

5、选择而以后就以各家系为取舍单位。多次单株选择法如先进行连续多次的以单株为对象的选择，然后再以各家系为取舍单位。,二、有性繁殖植物的选择育种,二、有性繁殖植物的选择育种,田间单株套袋,二、有性繁殖植物的选择育种,多次单株选择方法,二、有性繁殖植物的选择育种,2.1.2 单株选择法的优点 可以对所选优株的基因型进行鉴定，消除环境饰变引起的误差，提高选择效率。多次单株选择法可以定向积累变异，从而有可能选出超过原始群体内最优良单株的新品种(即优中选优、不断选优)。,二、有性繁殖植物的选择育种,2.1.3单株选择法的缺点费工费时。需专门设立圃地，异花授粉作物需要隔离。异花授粉作物多次隔离授粉易引起生活力

6、衰退。选择一次留种量有限，选出优系后难以迅速应用于生产。,二、有性繁殖植物的选择育种,2.1.4 单株选择法的应用单株选择法多应用于自花授粉园艺植物。用于无性繁殖作物，将选到的优良单株，通过无性繁殖的方式保留和巩固。对异花授粉作物来说，单株选择法主要用于培育自交系。有时此法也可用于改良某一特定性状和用于原种生产。,二、有性繁殖植物的选择育种,2.2 混合选择法2.2.1 概念 从一个原始混杂群体中选取符合育种目标的优良单株，混合留种，次年播种与同一块圃地，与标准品种及原始群体小区相邻种植，进行比较鉴定的选择法。一次混合选择法 对原始群体的混合选择只进行一次，当选择有效时就繁殖推广的，称为一次混

7、合选择法。,二、有性繁殖植物的选择育种,二、有性繁殖植物的选择育种,多次混合选择法 在第一次混合选择的群体中继续进行第二次混合选择，或在以后几代连续进行混合选择，直至产量比较稳定、性状表现比较一致并胜过对照品种为止。称为多次混合选择法。,二、有性繁殖植物的选择育种,二、有性繁殖植物的选择育种,2.2.2 混合选择法的优点 简便易行，省时省力。不需要很多土地、劳力及专设的实验圃地就能迅速地从混杂群体中分离出优良类型，在较短时间内能获得较多的繁殖材料，便于及早推广。对混杂严重的农家品种也可提纯良种。混合选择时不同单株间可以自由授粉，可以保持丰富的遗传特性，故不会造成生活力衰退。,二、有性繁殖植物的

8、选择育种,2.2.3 混合选择法的缺点混繁不能鉴别每一个体基因型的优劣，这就使由于环境条件优越而性状表现突出的单株选留下来，但其基因型并非优良，从而降低了选择效果。,二、有性繁殖植物的选择育种,2.3 单株选择与混合选择的比较,二、有性繁殖植物的选择育种,3、选择育种中的株选方法3.1、单一性状选择 在株选时往往根据性状的重要性或出现的先后逐次选择，由于每次选择时只根据一种性状，所以称为单一性状选择。分项累进淘汰法 根据性状相对重要性进行排序，先按第一重要性状进行选择，然后在人选株内按第二性状进行选择，顺次累进。,二、有性繁殖植物的选择育种,分次分期淘汰法 这是按株选目标性状出现的先后，分次分

9、期选择的方法。这种方法对那些重要经济性状陆续出现的植物较为适用。3.2、综合性状选择 构成优良品种的条件是综合性的，涉及株型、产量因素、品质、熟期、抗性等多方面的特性多次综合评比法 一般分为初选、复选和决选三次鉴定选择。,二、有性繁殖植物的选择育种,加权评分比较法 根据各性状的相对重要性分别给予一加权系数，测定各植株的各性状数值乘以加权系数后积加，即得该植株的总分数，根据总分数择优录取。限值淘汰法 将需要鉴定的性状分别规定一个最低的人选标准。任何一个个体只要有一种性状低于规定标准，不论其他性状表现如何均予以淘汰。,二、有性繁殖植物的选择育种,4、加速选种进程的主要技术措施4.1正确运用选择方法

10、和选种程序灵活运用选择方法(达到多出品种的目的)圃地设置的增减（如抗性鉴定圃、栽培试验圃）适当缩减圃地设置年限,二、有性繁殖植物的选择育种,4.2、加速选种的主要方法提前进行生产试验与多点试验利用保护地进行一年多代繁殖选择异地栽培加速繁殖加速繁殖和提高种子繁殖系数,三、芽变选择育种,1、相关的概念：1.1 芽变：发生在芽内分生组织细胞中的突变，属于体细胞突变的一种。1.2 枝变：变异的芽内分生组织萌动长成枝条时，该枝条表现出与原品种类型不同的现象。1.3 株变：当包含突变细胞的芽发育成一个植株，或采用该芽进行无性繁殖形成新个体的现象。1.4 饰变：由于环境条件（土壤、气候、栽培措施等）的变化引

11、起的不可遗传的变异。,三、芽变选择育种,1.5 芽变选种：利用发生变异的枝、芽进行无性繁殖，使之性选出优系，称为芽变选种。芽变普遍存在于自然界芽变是无性繁殖园艺植物产生丰富变异的源泉。,三、芽变选择育种,元帅系列苹果的芽变选择过程,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,2、芽变选种的意义芽变选种操作简便，无需要复杂的仪器设备，便于开展群众性的芽变选种工作。适合对目前优良品种的个别不良性状进行修缮改良，优中选优。一经选出，即可进行无性繁殖提供生产长期利用，具有投入少、见效快的特点。,三、芽变选择育种,3、芽变选种的特点芽变的多

12、样性 包括形态特征（叶、果、枝条和植株形态）、生物学特性（生长与结果习性；品质；抗性等）芽变的重演性 同一品种相同类型的芽变可以在不同时间、地点、单株上发生。芽变的稳定性 芽变性状具有可逆性芽变性状的局限性和多效性 芽变多局限于少数性状的变异。但也有几个性状的变异。,三、芽变选择育种,芽变在园艺植物中的表现,三、芽变选择育种,葡萄大果芽变,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,4、芽变的细胞学和遗传学基础4.1嵌合体与芽变的发生被子植物顶端分生组织存在相互区分的细胞层，分为L、L、L，植物组织均由这三层组织发生层所衍生。正常情况下，层间、层内含有相同的遗传物质。否则，即出现嵌合体。多为层间不同嵌

13、合体和层内不同的嵌合体。,三、芽变选择育种,植物分生组织原层结构,三、芽变选择育种,芽变发生示意图,三、芽变选择育种,植物生长点分生组织原层及其衍生组织,三、芽变选择育种,4.2 芽变的转化除同型突变体外，上述任何一种嵌合体均不很稳定，随生长发育或营养繁殖而发生变化。如扇形嵌合体在发生侧枝时，若处于扇形区域内，新枝成为周缘嵌合体。若处于扇形区域边缘，则仍为扇形嵌合体。若处于扇形区域外，则成为非突变体。,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,4.3 芽变的遗传效应4.3.1 由LI表皮原细胞产生的突变，可以引起与表皮组织有关性状的变异。如茸毛和针刺的有无，以及表皮细胞中彩色的变化。4.3.2 L皮

14、层原细胞产生突变，可以引起皮层外层的变异。象果实皮层细胞中的色素变异以及与叶绿素多少有关的叶片色彩突变，L突变影响到孢原组织，由它产生的胚珠和花粉也具有变异的遗传物质，因此可以通过受精而遗传于有性后代。,三、芽变选择育种,4.3.3 L中柱原细胞产生突变，可以引起皮层的内层、中柱和 输导组织的变异。因此由中柱所长出的不定芽和由深层组织长出的不定根，都可以表现出变异的特征。,三、芽变选择育种,黑莓无刺芽变繁殖后的表现,A、无刺芽变枝条扦插繁殖植株 B、无刺芽变枝条嫁接繁殖植株 C、无刺芽变枝条扦插繁殖植株后修剪刺激不定芽萌发情况 D、无刺芽变枝条上的种子繁殖植株 E、无刺芽变植株根系繁殖植株,A

15、,B,C,E,D,三、芽变选择育种,三、芽变选择育种,5、芽变的选种方法5.1芽变选种的目标 芽变选种总的目标是“优中选优”，在保持原品种优良性状的基础上，通过选择而修缮其个别缺点。例如，对元帅系苹果，要着重选浓红耐储型及短枝丰产型；对金帅苹果着重选抗果锈、耐储不皱皮的高桩普通型。,元帅,金帅,三、芽变选择育种,5.2 芽变选种的时期 为提高芽变选种的效率，其中两个时期在芽变选种过程中要特别注意：果实采收期 此时最易发现果实经济性状的变异，如果实的色泽、成熟期、果形、品质及结果习性、丰产性等。灾害期 在剧烈的自然灾害之后，包括霜冻、严寒、大风、旱涝和病虫害，要抓住时机选择抗自然灾害能力强的变异

16、类型。,三、芽变选择育种,5.3 芽变选种的程序芽变选种分三个阶段进行。即初选阶段、复选阶段和决选阶段。,三、芽变选择育种,5.3.1初选阶段 本阶段的工作包括发掘优良变异，对变异个体进行分析并筛除饰变，变异体分离同型化。发掘优良变异 可采用实地调查、群众选报等形式，发掘优良变异。分析变异 可根据下列情况进行分析：变异的性质，如属于质量性状，一般是芽变；变异的范围，如枝变且是扇形嵌合体，一定是芽变；变异的方向，凡是与环境的变化不一致的变异，很可能是芽变。,三、芽变选择育种,变异体的分离同型化 由于芽变往往以嵌合体的形式存在，为使变异体达到同型化和稳定，可采用分离繁殖、短截或多次短截修剪、组织培

17、养等方法对变异体进行分离同型化。5.3.2 复选阶段 对变异的精确鉴定 对于经初选阶段分析筛选后仍无法确定的变异，要分别按下列程序进行复选鉴定：有充分的证据说明变异是十分优良的芽变，并且没有相关的劣变，可直接参加品试和区试。,三、芽变选择育种,变异性状明显，表现优良，但不能证明是否为芽变，可先进行高接鉴定。有充分的证据说明变异是十分优良的芽变，但是还有些性状尚不了解，可不经高接鉴定圃直接进入选种圃进行精确鉴定。品种比较试验和区域栽培试验 这是芽变选种程序不可缺少的重要环节，也是确定入选品系有无推广价值和适宜推广地区的过程。一般以试验树结果后三年的数据为基础，写出有关试验报告。,三、芽变选择育种

18、,5.3.3 决选阶段 选种单位对复选合格品系提出复选报告（包括选育报告、品种比较试验报告及区域栽培试验报告）后，由主管部门组织有关人员组成植物新品种审查鉴定委员会，对新品系进行决选评审。通过评审后，选种单位命名，主管单位公布。这时，新品种才获得合法推广的资格。,四、实生选种,1、实生选种的概念 对于无性繁殖的园艺植物来讲，利用种子进行繁殖叫实生繁殖。对实生繁殖产生的遗传变异进行选择、培育新品种的工作叫实生选种。许多果树的古老品种都是来自实生选种：元帅、金帅、国光、青香蕉、旭苹果鸭梨、雪花梨、砀山酥梨、莱阳梨兰州大接杏、北京骆驼黄杏、泰安巴旦水杏等仓方早生、大久保、爱保太等桃品种,四、实生选种

19、,从大紫樱桃实生后代中选育出的岱红樱桃，具有早熟、果大、较抗裂果、色艳、品质优和丰产等优点，2002年通过了山东省品种审定委员会的品种审定,是、实生选种,冬桃是通过实生选种培育出的生育期200天以上的极晚熟桃珍贵新品种。北京地区成熟于11月上、中旬，是目前国内外最晚熟桃品种。,四、实生选种,2、实生选种的特点2.1与芽变选种比较变异普遍 在基因型杂合程度很高的实生后代中，很难找到两个遗传性完全相同的个体；而无性系后代中，除个别枝芽和植株发生遗传型变异外，多数个体间具有相同的基因型。变异性状多 实生后代几乎所有性状都发生程度不同的变异，而无性系后代的变异常局限于个别或少数几个性状。变异幅度大,四

20、、实生选种,2.2 与杂交育种相比 适应性强 实生变异类型是在当地条件下形成，对当地土壤气候条件具有较好的适应能力。投资少，见效快 实生选种是利用现存变异，省去了人工创造变异的过程。选出的新类型可以较快地在本地区繁殖推广。,四、实生选种,3、实生选种的程序和方法 3.1供选群体我国北方核桃、板栗产区，实生繁殖的群体。结合推广嫁接繁殖技术，尽快实现良种化。在主栽品种和授粉品种均优良的果园内，收集自然授粉的种子，播种建立实生选种群体。,四、实生选种,3.2 实生选种程序,四、实生选种,4.新建群体的实生选种 有性后代通过单株选择法而获得优株，再采用无性繁殖而建成营养系品种。方法；将获得的供选材料的

21、种子(自交或天然杂交)，播种种植于选种圃，经单株鉴定选择其中若干优良植株分别编号，然后采用无性繁殖法将每一人选单株繁殖成一个营养系小区，进行比较鉴定，其中优异者入选为营养系品种。,四、实生选种,园艺植物实生育种典范-梅花育种 陈俊愉 从1953年开始，到1957年育成了“珞珈台阁”。1955年播种大批天然授粉梅子，后来从开花梅花中分批选中“华农朱砂”、“华农晚粉”、“华农玉蝶”、“华农宫粉”、“小白宫粉”、“华农跳枝”、“玉台照水”、“朱砂宫粉”、“细枝小晕粉”等9个新品种。在他的倡导或参与下，武汉中国梅花研究中心近年通过实生选种，共已选出“粉台垂枝”等优良新品种达50个以上。,四、实生选种,