园艺植物品种改良教案Word下载.docx

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1.园艺植物育种的概念；

品种的概念。

2.品种的概念；

优良品种的概念及在生产上的作用。

3.常规的育种方法。

课堂教学方法

多媒体教学、讲授法、观察法。

作业与思考题

1.品种的概念，品种和优良品种的联系与区别？

2.我国的园艺植物育种现状与世界上发达国家的差距如何？

3.育种工作中现阶段的主要任务是什么？

注：

1．根据课程教学进度计划表填写章节教案首页；

2．教案或讲义正文附后，手书打印均可。

教学过程

备注

一、引入（组织教学和复习检查）：

上周我们学习了园艺植物的生长和发育，了解了植物在一个生命周期中生长和发育的一般规律，园艺植物是园艺生产的重要生产资料，品种改良和选育是园艺科学的重要组成部分，今天这堂课我们继续来学习第三章的内容，园艺植物的品种改良。

二、新知识传授：

第三章园艺植物品种改良

第一节育种素材

一、品种的形成和进化

（一）、品种的含义

指一个种内具有共同来源和特有一致性状的一群家养动物或栽培植物，其遗传性稳定，且有较高的经济价值，指具有相同品质的东西，如植物品种

（二）、品种的形成和进化

植物经历了从简单到复杂的长期演化过程，才形成当今世界上形态各异、种类繁多的植物世界。

植物界依据进化程度可分为低等植物和高等植物两大类。

低等植物不具备多细胞构成的各种器官，通常生活在水中，它们是地球上最早的居民之一，包括原核植物（菌类）、藻类植物（紫菜）、真菌（蘑菇）、地衣（地卷）；

高等植物具有由多细胞构成的各种器官，有根、茎、叶的分化，基本上生活在陆地上，包括苔藓植物（泥炭藓）、蕨类植物（卷柏）、裸子植物（银杏）和被子植物（杨、柳）。

植物的演化是一个连续发展的过程，即从最简单、最原始的原核生物一直到年轻的被子植物，每一阶段都有化石证据。

在漫长的地质历史时期，出现过千姿百态的植物，这些植物，有的已经绝灭了，成为地史上的过客，有的延续至今，一直为我们的地球披着浓重的绿妆。

海洋是生命的摇篮，大约在距今38亿年前，地球上出现最原始的生命。

从此，漫长的生物进化过程开始了。

原始生命经过不断的发展和演化，大约在距今34亿年前，在原始的海洋里，已经出现了细菌和真正能够进行光合作用的简单藻类植物--蓝藻。

它们在结构上比蛋白质团要完善得多，但是和现在最简单的生物相比却要简单得多，它们没有细胞的结构，连细胞核也没有，它们被称为原核生物，在古老的地层中还可以找到它们的残余化石。

地球上出现的蓝藻，数量极多，繁殖快，在新陈代谢中能把氧气放出来。

它的出现在改造大气成份上做出了惊人的成绩。

在生物进化过程中，逐渐产生能自己能利用太阳光和无机物制造有机物质的生物，并且出现了细胞核，如红藻，绿藻等新类型。

藻类在地球上曾有过几万世纪的全盛时代，它们植物体的组织逐渐复杂起来，达到了更完善的程度。

由于气候变迁，在距今4亿年前后的志留纪末至泥盆纪初，植物开始登陆，它们就是裸蕨植物，这是生物进化史上的伟大事件。

被迫接触陆地，逐渐演化为蕨类植物，这一时代以后便出现了裸子植物。

大约一亿年以前，在地形上爆发了一个植物界最大的家族——被子植物。

它们快速发展起来，整个植物面貌与现代植物已非常接近，直到现在，还是被子植物的天下。

就这样，植物在漫长的岁月中，几经巨大而又极其复杂的过程，几经兴衰，由无生命力到有生命力，由低级到高级，由简单到复杂，由水生到陆生，才出现了今日形形色色的植物界。

二、种质资源及其管理

（一）种质资源的概念

种质资源又称遗传资源。

种质系指农作物亲代传递给子代的遗传物质，它往往存在于特定品种之中。

如古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料以及野生近缘植物，都属于种质资源的范围。

（二）种质资源管理

种质资源是作物育种的物质基础。

然而在现代育种取得显著成就的同时，生产上使用的品种有遗传基础日益贫乏的趋势。

其原因是：

①在育种中，人们总是按照一定目标，沿着一定方向进行选择，选择的时间越长，强度越大，品种的遗传基础也就越窄。

②杂交育种中使用的亲本，越来越集中到对当地条件最能适应、综合性状最好、配合力最佳的少数几个品种上。

如美国自20世纪初以来大面积堆广的大麦品种所涉及的亲本，总共只有11个品种，中国自50年代起的30多年中，全国各地育成的小麦品种的主要亲本也只有十几个品种。

这样就导致众多品种之间的亲缘相近。

③新品种的不断育成和推广，使原有老品种特别是地方品种逐渐被淘汰，常未作为种质保存下来，致使许多有益的基因随之丢失。

④随着农田基本建设规模的扩大和耕作栽培制度的改革，农田生态环境条件的差异日益缩小，致使许多作物的多样性变异失去了生存条件。

水库、工厂、道路等设施对农业生态环境的破坏，还使一些野生种失去了适宜的生存环境而濒临绝灭。

由于以上原因而产生的作物遗传基础的狭窄性，以及育种工作的进展，使作物种质资源搜集和保存的重要性愈益突出。

预期在未来的农业中，作物种质资源的丰富程度和有关研究工作的深入程度将决定作物育种的优势。

种质资源工作的又一重要环节。

它要求在贮存若干年后重新种植时仍具有较高的发芽率，并保持原来的遗传特性。

保存的时间长，种类和份数多。

种子贮存的理想条件是：

①相对湿度为15%，温度为-20℃以下；

②空气中氧气少，二氧化碳多；

③室内黑暗，没有光照；

④放贮存器的贮存室尽量避免辐射的损害；

⑤种子含水量在4～6%。

其中最关键和最经常起作用的是种子含水量和贮存温度。

但是过去由于缺乏设备，致使搜集到的材料在贮藏期间失去生活力，造成种质资源的损失。

为此，从20世纪50年代起，一些国家和国际农业研究机构相继建成了一批现代化种子库。

如美国于1958年在西部干旱区的科罗拉多州柯林斯堡建成了世界上第一个现代化低温干燥种子库。

位于菲律宾的国际水稻研究所在1977年建成的种子库，分短期、中期、长期3级贮存条件保存稻种。

当库存种子的生活力降低到一定限度时，即进行繁殖更新。

为了保存作物群体原有的遗传结构，繁殖更新宜在原产地或与原产地条件相近的地方进行。

野生近缘植物宜在原产地划出保护区，在自然条件下加以保存。

每份材料种植的株数不能太少，以免因基因漂移而使某些基因型丧失。

异花授粉作物须隔离种植，或进行套袋和人工授粉，以防止天然杂交。

对于无性繁殖作物的种质材料，已试验成功用顶端分生组织培养的方法保存，并已应用于葡萄、甘薯、甘蔗、草莓、蒜等作物。

对桑、茶、果树等多年生作物，一般采用品种资源圃的方式保存种质材料。

中国作物种质材料有计划有组织的保存工作，始于50年代后期。

80年代中期，中国农业科学院在北京建成国家种质库（见彩图），负责长期保存全国作物种质资源，作为基础材料。

各省农业科学院保存一套原产本省的材料、中国农业科学院有关研究所保存一套某一种或某一类作物的种质资源，均作为中期贮存的活动材料（见种质资源库）

第二节引种和选择育种

一、引种

（一）、概念与意义

广义的引种，是指把外地或国外的新作物、新品种或品系，以及研究用的遗传材料引入当地。

狭义的引种是指生产性引种，即引入能供生产上推广栽培的优良品种。

引种具有简便易行、见效快的优点。

引种能否成功，决定于引种地区与原产地区的生态条件差异程度，差异越小引种越容易成功。

引种时需要考虑的生态条件包括：

气温、日照、纬度、海拔、土壤、植被、降水分布及栽培技术水平等，其中气温和日照长度是决定性的因素，而纬度和海拔则与气温和日照长度密切相关。

（二）、原理

植物引种驯化的原理包括生态学原理和遗传学原理。

我们先说说遗传学原理吧，因为我认为遗传学原理是根本，因为基因决定植物的性状，其他的都是在基因的层次上进行深一步的了解，探究！

变异与适应是植物引种于驯化的重要基础，一切的活动都是以它们为基点发展起来的！

引种是植物在其基因型适应范围内迁移。

这种适应范围受到基因型的严格制约。

所谓品种的适应范围，就是这个品种基因型在地区适应性反应的反应规范。

生物体的基因只有在适宜的环境条件下才能得以表达。

植物的异地栽培是在植物具有潜在的适应基因的条件下获得成功的。

适宜的环境条件可以激活一些基因表达，因此原产地没有表达出来的性状有可能在异地条件下表达出来。

引种是品种在其遗传性适应范围内的迁移。

这种适应范围受到基因型的严格制约；

不同植物种类，其适应范围相差很大，同一植物种类的不同品种间在适应性上也存在差异；

品种自体调节能力与品种基因型的杂合性程度有关；

P=G+E（P：

引种效果；

G：

植物适应性的反应规范；

E：

原产地与引种地生态环境的差异）

引种驯化的遗传学原理就在于植物对环境条件的适应性的大小及其遗传。

如果引种植物的适应性较宽，环境条件的变化在植物适应性反应规范之内，就是“简单引种”。

反之，就是“驯化引种”。

遗传学原理说完了，我们可以说说生态学原理，生态学原理呢？

也是影响引种驯化的一个重要的因素。

生态学原理就是人们利用植物的变异性和适应性，通过选择使之适应新的环境条件和改变对生存条件的要求。

植物引种驯化应从整个植物生态环境出发来分析，在生态条件相似时所选择的植物材料引种就容易成功，生态条件相差悬殊的植物材料引种不易成功。

原产地与引种地之间，影响作物生产的主要因素应尽可能相似，以保证作物品种互相引用成功的可能性。

首先，要尽量保证气候相似，要强调气候中温度条件，忽略光、湿、气、土忽略作物对环境适应。

由20世纪初期德国慕尼黑大学迈依尔所提出的“气候相似论”，对这个因素做了清晰的阐述!

他认为“木本植物引种成功的最大可能性是在于树种原产地和新栽培区气候条件有相似性的地方”。

气候条件是指光温、水湿等外界条件了，这就需要植物个体生态的适应了。

气候相似理论认为树木引进时，引进地和原产地的气候必须相似，引进的树木才能正常生长发育。

这一理论明确了气候对树木引种驯化的制约作用，对树木引种驯化的实践有一定的指导意义，不失为现代树木引种驯化理论的一个重要组成部分，有很多成功的引种例证。

例如广州首次成功引种7种彩叶植物，贵州省植物园引种苏铁蕨成功等等，都是近期比较热门的引种驯化。

其实，能反映气候相似还有很多方法。

用美国生态学家克里门茨（F.E.Clements）制订的“平行指示植物法”去指导植物的引种就是建立在植物个体生态研究的基础上，原苏联尼基塔植物提出的“区系发生法”也是与植物的个体生态有关，只是以区系成分及其形成历史和自然生态的形成去表述（谢孝福，1994年）。

（三）、程序与方法

引进品种

根据本地的生态条件和栽培特点，有的放矢地引进一定数量的材料，为防止本地区没有的病、虫、杂草丛外地或国外传入，须严格遵守植物检疫制度。

品种观测

在有代表性的地块上，使用有代表性的栽培方法，小量种植引种材料，并每隔一定的间距种植对照品种（当地优良品种），用于比较对照。

生产推广

经1-2年品种观测后，选出少数优于对照的材料进行产量等比较试验，最后选出最好的材料在生产上推广。

（四）、生物入侵

生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。

或定义为：

生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。

对于特定的生态系统与栖境来说，任何非本地的物种都叫作外来物种。

外来物种是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。

外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点；

被入侵生态系统具有足够的可利用资源，缺乏自然控制机制，人类进入的频率高等特点。

外来物种的“外