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1、果树资源与利用,山西农业大学园艺学院基础系宋宇琴2012.2,课程设置专业选修课（限选课）27学时，1.5学分12次课堂学习，24学时；1次实验课（9月），3学时,课程目录,绪 论第一部分 果树种质资源概述果树的起源、演化与传播 果树种质资源的考察、搜集与保存 果树种质资源的评价、研究与利用 第二部分 果树种质资源与利用仁果类果树 核果类果树 浆果类果树 坚果类果树 柿枣类果树 野生果树种质资源,主要参考书目：园艺植物种质资源学网络课程落叶果树种质资源学韩振海中国果树志各卷,绪 论,一、基本概念二、果树种质资源学三、果树种质资源研究利用概况,绪 论,种质种质资源种质库核心种质,一、基本概念,种
2、质学说,德国生物学家A.魏斯曼1892年提出的有关遗传物质的学说，认为多细胞的生物体可截然地区分为种质和体质两部分。,1.1 定义：种质是能从亲代传递给子代的遗传物质。（育种：p.45）C 种质是决定生物种性，并将丰富的遗传信息从亲代传给子代的遗传物质的载体。,1.种质（germplasm）,1.2 内涵：携带种质的载体群体、个体、部分器官、组织、细胞、个别染色体乃至DNA片段。【因此，种质包括：群体、个体、组织、细胞及分子等不同水平上的种质。】携带植物种质的主要材料种子或各种无性繁殖器官。,群体,例：苹果的种质,许多棵树不同的品种野生资源（苹果属）育种中间材料,个体,部分器官,花果叶枝根,组
3、织,植物组织（plant tissue）是由形态结构相似，功能相同的一种或数种类型的细胞组成的结构和功能单位，也是组成植物器官的基本结构单位。,叶片栅栏组织海绵组织,细胞,细胞是植物体结构和功能的基本单位。植物细胞的全能性植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。,染色体,遗传信息的载体由DNA、RNA和蛋白质构成,DNA片段,基因遗传信息的基本单位。一般指位于染色体上编码一个特定功能产物(如蛋白质或RNA分子等)的一段核苷酸序列。,1.1 定义：种质是能从亲代传递给子代的遗传物质。（育种：p.45）C 种质是决定生物种性，并将丰富的遗传信息从亲代传给子代的
4、遗传物质的载体。,1.种质（germplasm）,1.2 内涵：携带种质的载体群体、个体、器官、组织、细胞、染色体乃至DNA片段。【因此，种质包括：群体、个体、组织、细胞及分子等不同水平上的种质。】携带植物种质的主要材料种子或各种无性繁殖器官。,2.种质资源,定义：种质资源是所有用于品种改良或具有某种有价值特性的任何原始材料。资源有价值的种质资源的丰度通过其遗传多样性来衡量果树种质资源包括：主栽品种、地方品种、原生种和原始栽培类型、近缘种、育种材料,主栽品种：经现代育种手段育成，在各地大面积栽培的优良品种苹果：富士、津轻、北斗、王林、陆奥、元帅、红星、金冠、乔纳金地方品种：未经现代育种手段改进
5、的，在局部地区栽培的品种，还包括那些过时的或零星分布的品种。枣：运城相枣、稷山板枣、交城骏枣、太谷壶瓶枣原生种和原始栽培类型：包括介于栽培品种和野生类型之间不同程度的过度类型。桃：光核桃；枣：酸枣近缘种：苹果属：花红（沙果）、楸子（海棠果）、新疆野苹果、山定子；育种材料：,定义：又称“基因库”，是指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它是由许多个体的不同基因所组成。,3.种质库,4.核心种质,定义以最少数量的遗传资源最大限度地保存整个资源群体的遗传多样性，同时代表了整个群体的地理分布。目的 资源的高效管理 遗传多样性的准确利用。,河北农大：彭建营枣种质资源遗传多样性的分子评价及其核心种质的构建
6、东北林大：王军山葡萄种质遗传多样性的SSR分析及核心种质初步构建 吉林农大：刘洪章，张冰冰寒地苹果种质资源RAPD分子标记及其核心种质初步构建抗寒梨种质资源RAPD的分子标记及其核心种质初步构建,4.核心种质,二、果树种质资源学,研究内容 研究方法研究意义研究目的,果树种质资源学是研究果树植物分类、起源与演化、种质考察与搜集、种质保存、种质评价与鉴定以及种质利用的科学。,1.研究内容,1.1 起源与分布1.2 演化与传播1.3 资源的分类1.4 收集与保存1.5 资源的评价与利用,2.研究方法,2.1 历史考古法、资源调查法、观察记载法、试验法2.2 植物学研究（形态学、解剖学、孢粉学）2.3
7、 生态学研究（物候、气象、土壤、人类活动）2.4 遗传学研究（杂交、测交、自交、远缘杂交）2.5 细胞学研究（染色体组、核型、带型分析）2.6 生物数学方法（模糊聚类分析、分支分析）2.7 生物化学研究（植物化学、同工酶分析）2.8 分子生物学研究（分子标记）,观察记载法,度量法。又称客观指标法。例如，果重用克数，梢长用厘米。比重法。记载两个性状度量值的比值，如果形指数（果实纵径/横径）、叶形指数（叶长/叶宽）等。归类法。根据记载性状属性不同，又可分为如下方法：质差归类法、级差归类法、状态归类法、典型归类法、选择归类法。,3.研究意义,植物种质资源是人类食物、药物和工业原料的重要源泉。为现代植
8、物育种的兴起和发展提供关键的原材料。是植物进化的基础，丰富的植物种质资源可以使栽培植物适应不同的环境和用途。作为生物多样性极其重要的构成因素，对农业生态系统起着稳定性的作用。,植物种质资源的生态价值远高于它为人类提供生产、生活资料的价值,4.研究目的,可持续发展Sustainable development的内涵A.需要发展的目的是满足人类的需要；B.限制人类的行为要受到自然界的制约；C.公平可持续发展强调人类代与代之间，当代人之间，不同地区之间、不同国家之间以及人类与其它生物种群之间的公平。,农业现代化的发展，新品种的培育，在取得巨大成就的同时也带来了严重的后果，那就是使成千上万种珍贵的植物
9、种质资源遭到灭绝。,果树种质资源的描述记载方法与标准,1）基本情况：种质编号：国家统一编号、引种号、采集号等。名称：学名、品种（或品系）名、原名和别名等。原产地：包括原生地和引种地等。起源：实生、芽变、杂交的亲本，人工引变方式等。,引种情况：是指引种地点、引种单位、引种时间、引入材料类型（种子、接穗、苗木等）、引种人等。采集情况：采集地理位置（地名、经度、纬度、海拔）、采集时间、采集材料类型（种子、接穗、植株等）、采集人等植物检疫：检疫单位、检疫情况（时间、检疫对象）。繁殖：繁殖方式（实生、嫁接、高接、扦插、压条、分株、组织培养等）、砧木类型。,保存情况：保存单位、保存的地点、保存的地理位置（
10、经度、纬度、海拔高度）、保存数量、定植时间、栽培植株行距等。植株状况：株行号、树龄、树体状态（未结果幼树、初结果树、成年结果健树、成年病弱树、衰老树、垂死树）。,2）具体情况植物学性状：它是识别品种的重要依据，主要包括叶、花、果实、种子、树体等形态大小情况。农业性状：它包括农业生产中与人类利用密切相关的果树经济性状，如结果习性、果实外观、果实品质特性、果实贮藏特性、繁殖性及抗逆性等。,三、果树种质资源研究利用概况,我国是世界栽培植物的重要起源之一。北宋蔡襄的荔枝谱（1059年）南宋韩彦直的橘录（1178）元代柳贯的打枣谱（1300）清代褚华的水蜜桃谱（1813）,1）收集、保存和研究工作,全国
11、性的果树种质的调查、收集和利用，始于20世纪50年代。发掘出了大量过去未受注意但却具有某些优良特性的品种发现了许多新种,新疆库尔勒香梨喀什的黄肉蟠桃新疆阿克苏及陕西扶风的隔年核桃太白的串子核桃陕西紫阳的三季栗眉县的怀胎柿陕西秦岭山区及河南冬桃,山东昌邑的冻桃和泰安大红石榴河北的雪桃福建莆田的解放钟枇杷广东惠东的四季荔广州的红荔广西的无核黄皮,中国西南的山岳地带是世界上一个重要的柑橘种质中心。在云南红河发现了大翼橙的一个新种，红河大翼橙(Citrus honghoensis)；在云南宾川发现了柑桔属枸橼的一个新变种，云南香橼(C.medica var.yunnanensis)；在四川木里发现了枸
12、橼的另一个新变种，木里香阳果(C.medica var.muliensis)：在四川秀山发现了柚的一个自然杂交种，柚香橼(C.grandis-junos)。在四川的小金、马尔康、理县，发现了苹果属的一个新种，小金海棠(Malus xiaojinensis)。,新疆天山山区的塞威氏苹果林(Malus sieversii)；湖南道县的野桔，海南的野生荔枝和香蕉。在西藏果树考察中，发现了珍贵的野生果树之一西藏桃(又称光核桃，Prunus mira)等。,国家种质资源圃的建立为保存和研究种质提供了保证。1979年 全国果树科研规划会议上，提出了在全国建立15处国家果树种质资源圃的计划。八十年代初，农业
13、部科技司通过世界银行贷款建立和完善了第一批15个国家果树种质资源圃1988年 通过国家科技攻关又兴建了左家山葡萄圃1994年 农业部正式批准沈阳农大山楂资源圃为国家种质圃。至1994年，中国在全国建立了17处国家果树种质圃,中国国家果树种质资源圃简况（1989）,在中国国家作物资源圃中保存的12000份种质材料中，已经进行较为全面的农艺性状鉴定的占78.62%，筛选出的优异资源占33.3%；已正式编目的种质为70.97%，建立数据库的种质为53.33%。抗病性、抗虫性、抗逆性及其他优异特异种质资源的评价已经成为种质资源的重要研究内容。细胞学和分子生物学的研究手段已经在果树资源研究中得到广泛利用
14、。,2）种质资源的利用,中国对世界各国的果树生产具有巨大的贡献，许多具有重要经济价值的果树均原产于中国。利用中国的果树改良原有品种，以增加对病虫害、寒、旱和其它不良环境因子的抵抗力。野生果树资源是一个巨大的种质基因库，具有许多栽培品种缺乏的抗病虫、抗逆性等独特的遗传基因，将这些独特基因转移到栽培品种上具有十分重要的意义。,梨火疫病,栗胴枯病,抗旱、耐瘠薄且营养丰富的酸枣,耐寒、丰产、矮化的笃斯越桔,抗风固沙的沙枣,抗寒、适于酿酒的山葡萄,富含VC的猕猴桃和刺梨,富含油脂的核桃楸,富含VE的悬钩子,3)存在的问题与展望,中国果树栽培的主流品种依靠引进，原生资源流失严重改变中国果树资源利用与产业发
15、展现状，关键在于发挥中国丰富果树资源的优势，利用悠久栽培历史积累的经验。,果树种质的流失是一个世界性的问题。只是各国的严重程度不同而已。发掘、保存、利用这些种质资源的工作的优劣，是一国文化水平高低的一个标志。,野生的和栽培的、半栽培的果树种质构成了自然界和我们祖先赋予我们的遗传变异的源泉，它们有些可能对目前的生产不起作用，但是，从长远的发展来看，它们是宝贵的财富。,有关我国种质资源的保护现状：在中国科学院的论坛里有篇文章,伊犁河谷野果林分布面积达30多万亩，包括野苹果等野果种类达43个。,第三届全国果树种质资源研究与开发利用学术研讨会会议纪要2007,经与会专家和代表学术交流，提出了我国果树资
16、源研究及开发利用存在的主要问题与建议。,主要问题：,已保存资源中野生近缘种占的比例很少。资源的收集管理工作不完善。果树种质资源研究相对滞后。野生果树资源保存工作十分落后。特色野生果树资源产业化及综合利用技术较为落后。,主要建议：,（1）提高我国果树种质资源保护与开发利用工作（2）建议国家及地方政府加强果树资源研究与利用专项研究工作（3）建议建立若干个国家级及省部级综合性果树资源研究与利用开放重点实验室和果树资源野外观测试验站（4）加强果树种质资源科研协作（5）加强我国特色果树种质资源的产业化及综合技术研究,课堂小结,掌握：概念：种质、种质资源、种质库、核心种质携带种质的载体有哪些？果树种质资源主要包括哪几类？果树种质资源学的研究内容、研究方法理解：果树种质资源的研究意义和研究目的了解：果树种质资源的描述记载方法与标准果树种质资源研究利用概况,
