园林植物育种学复习资料.docx
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园林植物育种学复习资料
园林植物育种学
绪论
园林植物：
具有一定观赏价值，使用于室内外布置以美化环境丰富人们生活的植物
园林植物育种：
以遗传学理论为指导，通过一定的方法和程序改良园林植物的固有类型，选育出性状基本一致、遗传相对稳定，符合育种目标与要求的新品种，并对其进行良种繁育的技术过程。
园林植物育种学：
在遗传学理论指导下利用各种育种技术培育新品种并保持品种优良特性的科学。
品种：
指在遗传上相对一致，具有相似或一致的外部形态特征，具有一定经济价值的某一种栽培植物个体的总称
基本特征：
特异性、一致性、稳定性
品种在园林花卉业中的作用：
1.丰富的园林植物品种是园林绿化营造多样性景观的基础。
2.优良的花卉品种是园林企业生存发展的重要保证。
3.提高产量、改善品质、调节供应期、节约能源、适应集约化栽培管理、节约劳力、减少污染等
4.品种的不断更新是推动产业发展的原动力
培育园林植物新品种的重要性：
1）丰富的园林植物品种是园林绿化营造多样性和可持续发展景观的要求。
2）具有自主知识产权的品种是发展民族花卉产业的物质基础和保证。
3）品种的不断更新是推动行业发展的原动力。
育种与栽培之间的关系：
1.既相互联系，又相互区别。
2.园林植物育种过程中时时刻刻离不开栽培，没有栽培良好、长势旺盛的园林植物作为育种的基础材料，是很难培育出优良品种的；园林植物一旦培育出来，如果没有良好的栽培技术保障，品种的优良特性很难显现出来。
3.育种是以遗传学为理论基础，致力于改良遗传因素，使园林植物高产，发挥其优质的内在潜力。
4.栽培着重于改进环境因素，为植物提供良好的生长条件，使植物遗传因素的内在潜力得以充分发挥。
植物育种方法：
（传统）引种训化、实生选种、芽变选种、杂交育种
（现代）倍性育种、基因工程、细胞工程、组织培养、诱变育种
无性繁殖：
分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、营养生殖（嫁接、压条、扦插等）、组织培养
第一章园林植物育种的目标
园林植物育种目标：
指对育成的园林植物新品种的要求，也就是在一定的自然、栽培和经济条件下，要求培育的品种应该具有哪些优良的特征特性。
园林植物育种目标的特点：
1.育种目标的多样性，植物类型、种类不同，育种目标不同，如行道树、花灌木、切花、草花、草坪……
2.优质是园林植物更为突出的目标性状，除球根花卉和切花对产量有一定要求外，多数观赏植物在育种目标上基本不包含高产方面的目标性状。
如微型月季、侏儒型仙人掌、碗莲等
3.延长供应和利用时期是园林植物育种目标的重要因素，观赏植物产品多以鲜活状态供应市场，生产的季节性与需求的经常性之间存在较为突出的矛盾。
4.重视兼用型园林植物的育种，赏食兼用：
花果兼用梅；药赏兼用：
银杏新品种‘泰山1号’；观赏与环保兼顾等
园林植物育种的主要目标：
1）品种优良（花形、花色、叶形、叶色、株型、芳香、彩斑）
2）抗性强（抗病虫、耐逆境、抗污染）
3）延长花期（改变开花时间、延长开花时间）
4）适宜切花、耐贮运：
花枝挺拔、花期长、花瓣厚、耐瓶插等
5）低能耗：
耐低温、低光照、高温多湿等环境适于保护地栽培
6）少污染（无球悬铃木、枫香，无果樟树等
无花粉百合）
7）产量高、花量大、观赏经济并用型、易繁殖
制定育种目标的原则：
1.满足生产与人们生活的客观需要
2.当前需要与长远需要相结合
3.主要目标与一般目标相结合,分清主次（突出主要，兼顾次要）
4.需要与可能相结合
实现育种目标的途径:
1）资源调查，我国地跨热带、亚热带、温带、寒带，自然条件优越，植物种类丰富。
通过资源调查与收集即可获得观赏价值较高的植物新种类、新类型。
金花茶、水杉、鸽子树、望天树、树厥等都是在种质资源调查时发现的。
2）引种驯化：
引进国内外或其它地区的园林植物种或品种，在本地区试栽，鉴定其适应性、栽培价值，其中有的可直接利用，有的需要驯化，通过遗传特性的改变来适应新环境，有的可作为杂交亲本。
如悬铃木（美国梧桐×法国梧桐）、欧美杨（欧洲黑杨×美洲黑杨）
3）选种：
实生选种：
在自然授粉产生的种子繁殖的后代中选出优良的变异类型。
如梅花、茶花等。
4）芽变选种：
在植株上发现并选出优良的变异芽条或单系，经过培育成为新品种。
如菊花、牡丹、月季等。
5）人工创造变异类型，通过选择形成新品种
第二章园林植物种质资源
种质资源（germpalsmresources）：
或称基因资源（generesources）、遗传资源（geneticresources）。
包含一定的遗传物质，表现一定的优良性状，并能将其遗传性状传递给后代的园林植物资源的总和。
亦即对园林植物品种改良和栽培拥有一定利用价值的遗传物质总和。
种质资源的意义及作用：
1.开展育种和栽培工作的物质基础；
2.发展新观赏植物的主要来源；
3.生物技术的基因资源；
4.科学研究的基础。
核心种质：
指采用一定的方法选择整个种质资源的一部分，以最小的资源数量和遗传重复最大限度地代表整个种质资源的多样性，从而方便种质的保存、评价与利用，核心种质以外的资源材料并不遗弃，而作为保留种质保留。
中国特有植物：
银杏、水杉、银杉、珙桐
中华传统十大名花
梅花、牡丹、菊花、月季、杜鹃花、
兰花、山茶、荷花、桂花、水仙花。
中国八大植被区域
1）大兴安岭北部寒温带落叶针叶林区域
2）东北、华北温带落叶阔叶林区域
3）华中、西南常绿阔叶林区域
4）华南、西南热带雨林、季雨林区域
5）内蒙、东北温带草原区域
6）西北温带荒漠区域
7）青藏高原高寒草甸、草原区域
8）高寒荒漠区域
种质资源保存的方法及各自的特点：
就地保存：
在受保护的地区建立保护区、农庄保护、家庭园圃保护
迁地保存：
1、种子保存：
保存植物遗传资源最简单最经济的方法，种子容易收集、数量大而体积小，便于贮存、包装、运输、分发，但有童期长、表型不一的缺点。
2、种植保存：
一般多用于多年生无性繁殖植物、水生植物和无性繁殖植物的种质资源
3、离体试管保存：
最适于頑拗型植物、水生植物和无性繁殖植物的种质资源。
4、利用保存：
种质资源在发现其价值后，及时用于育成品种或中间育成材料是一种对种质资源切实有效的保存方式。
5、基因文库保存：
抢救种质的有效途径。
IPGRI国际植物遗传资源研究所（Theinternationalplantgeneticresourcesinstitute）
如何建立园林植物的核心种质：
收集整个种质资源中现有的数据，包括基本数据、特征数据和评价鉴定数据。
第三章选择育种
选择育种（selectionbreeding）：
利用现有种类、品种的自然变异群体，通过选择、提纯以及比较鉴定等手段育成新品种的途径。
选择育种的意义：
1.选择育种是人类应用最早且卓有成效的一种培育新品种的方法
2.选择是植物进化和育种的基本途径之一。
3.人工选择应充分利用自然选择创造的条件。
4.选择虽不能创造变异，但其作用并不是单纯消极的过筛，而是具有积极的创造性作用。
5.选择不仅是独立培育良种的手段，而且也是其他育种措施如杂交育种、引种以及其他非常规育种中不可缺少的重要环节之一。
选择的实质：
造成有差别的生殖率和成活率，使某些基因型的个体在群体内逐渐占优势，并造成群体内基因频率和基因型频率的定向改变。
选择的实质就是差别繁殖。
选择育种的基本要素：
1）供选择的群体内有可遗传的变异；
2）供选择的群体足够大；
3）选择要在相对一致的条件下进行；
4）选择的单位是个体；
5）选择要根据综合性状有重点地进行。
质量性状是指同一种性状的不同表现型之间不存在连续性的数量变化，而呈现质的中断性变化的那些性状。
它由少数起决定作用的遗传基因所支配，如鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹、水稻的粳与糯、角的有无、毛色、血型、遗传缺陷和遗传疾病等都属于质量性状，这类性状在表面上都显示质的差别。
质量性状的差别可以比较容易地由分离定律和连锁定律来分析。
数量性状是另一类性状差异，这些性状的差异呈连续状态，界限不清楚，不易分类。
动植物的许多重要经济性状都是数量性状，如作物的产量、成熟期，奶牛的泌乳量，棉花的纤维长度、细度等等。
质量性状的区别可以用文字描述，而数量性状的差异要用数字表示，如水稻种子的千粒重，不能明显地划分为“重”和“轻”两类。
实生苗选择的方法：
1、混合选择优点：
简便易行；
获得材料较多；
保持较丰富的遗传多样性。
缺点：
无法鉴别单株基因型；
对劣变基因淘汰速度较慢。
2、单株选择法优点：
能选出可遗传变异；
有效淘汰劣变基因。
缺点：
占用较多的土地；
需要较长的时间。
一二年生园林植物的选种程序：
设置原始材料圃、株系圃或选择圃、品种比较预备试验圃、品种比较试验圃、生产试验和区域试验。
第四章引种
引种（Introduction）
凡是从外地或外国引进栽培植物或由本地、外地或外国引入野生植物，使他们在本地栽培，这项工作就叫引种。
驯化（Acclimatization）
引进来的种或品种，有的表现很好，可以直接利用，有的表现不好，常常有不服水土的现象，需要采用一些技术措施，使其改变遗传性，慢慢适应新环境的过程，这就叫做驯化。
归化（Localization）
将引种到某地成活率高的物种划归到相同区系从而便于引种工作，这项工作称为归化。
引种驯化成功的标准
1.在与原产地时比较，不需要特殊的保护能够露地越冬或越夏而生长良好;
2.没有降低原来的经济或观赏品质;
3.能够用原来的繁殖方式（有性或营养）进行正常的繁殖。
南树北移的技术措施：
低温-防寒
春季旱风-防风（临冬修剪）
光照强度变化-遮阳网
季节变化-加强管理
空气湿度-人工喷雾
水分、水质变化-补充酸性成分
土壤性质-土壤改良
北树南移的技术措施：
高温-中午遮阴、通风
高湿-适当稀植
光照减弱-补光
季节变化-加强管理
水分水质-补石灰等碱性物质
土壤特性-土壤改良
引种驯化的理论基础（原理）：
1、引种的遗传学基础
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。
潜在基因：
生物体的基因只有在适宜的环境条件下才能得以表达。
植物的易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。
植物的发育调控：
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。
2、气候相似理论
德国慕尼黑大学林学家麦依尔教授在《自然历史基础上的林木培育》1909年论述道：
木本植物引种成功的最大可能性在于树种原产地和新栽培地有气候条件相似的地方。
引种训化中应注意的问题：
1.盲目引种会给实际生产带来损失，应坚持少量试引、多点试验、全面鉴定、逐步推广的步骤，避免生产性的盲目引种。
2.应和生产紧密联系，完成育种目标的特定需要。
3.对引种植株、种子、种条、种根时必须做好严格的检验检疫工作，避免一些危险性疾病、虫、杂草或其他有害生物随之侵入。
4.种子检验应注意种子含水量、发芽率、发芽势、纯度、净度等方面，符合各级种子规定标准才可调运，否则必须协同调出单位进行种子处理，防止伪劣带病菌种子流入。
5.吸取历史上曾经发生过的因引种植物失控而破坏当地生态平衡、造成难以控制的灾害等教训。
第五章有性杂交育种
杂交育种：
通过两个遗传性不同的个体之间进行有性杂交获得杂种，继而选择培育以创造新品种的方法。
分为：
近缘杂交:
是指品种内、品种间或类型间的杂交。
它用于提高后代生活及选育新品种。
远缘杂交：
是种间、属间或地理上相隔很远不同生态类型间的杂交。
它主要用于创造更丰富的变异类型。
杂交的作用：
遗传物质重组----性状重组、基因互作产生新性状、积累基因产生积加作用
物种进化
品种改良创始性途径
育种目标的确定：
育种目标必须从花卉生产和园林绿化的实际需要出发，目标要规定得具体，有针对性，重点突出，使育种工作有的放矢。
一般一次只要求解决一个重点问题，切勿面面俱到，以免一事无成。
杂交亲本选配的原则：
1.选择的亲本目标性状，综合性状好;
2.重点优良性状突出;
3.两个亲本的优缺点要能互相弥补；
4.双亲来源在地理上较远,生态类型不同；
5.亲本中有一方能够适应当地水土;
6.考虑两个亲本遗传传递能力的强弱；
7.双亲一般配合力好,具有较好的杂交亲和性;
8.选择结实性强的种类作母本，而以花粉多而正常的作父本，以保证获得种子。
花部构造：
两性花：
雌雄蕊同熟;
雌蕊早熟;
雄蕊早熟;
柱头异长;
雌雄蕊不等长.
单性花：
雌雄同株
雌雄异株
花粉生活力的测定：
杂交法；培养法；染色法
为什么尽量选择具有较多优良性状的亲本为母本？
1．在杂交中，母本的卵细胞保存了包括非细胞核遗传物质在内的全部遗传信息，而父本只提供核遗传物质。
2．以具有优良性状的亲本作母本，杂交后代中出现综合性状优良的个体较多。
远缘杂交不亲和现象及其原因：
1.花粉在异种植物的柱头上不能发芽;
2.花粉管不能进入柱头;
3.花粉管生长缓慢或花粉管太短，不能进入子房到达胚囊中;
4.花粉管虽能进入子房，到达胚囊，但不能受精;
5.受精后的幼胚不发育，或发育不正常，或发育中途停止;
6.杂交种子的幼胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性，胚乳不能为杂种胚提供正常生长所需的营养，影响杂种胚的发育。
远缘杂交不亲和性的克服方法：
1．选择适当亲本并注意正反杂交
2．混合花粉和多次重复授粉（混合授粉即在选定的交本花粉内，掺入少量其他品种甚至包括母本的花粉，然后授于母本花朵柱头上。
重复授粉，即在同一母本花的蕾期，开放期和花朵即将凋谢等不同时期，进行多次重复授粉。
）
3．选择第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本。
4．柱头移植、剪短法（将父本花粉先授予同种植物的柱头上，在花粉管尚未完全伸长之前，切下柱头，移植到异种的母本花朵的柱头上或先进行异种间杂交时常因花粉管后，再行授粉。
）
5．预先无性接近法（在进行远缘杂交前，预先将亲本互相嫁接在一起，使它们彼此的生理活动得到协调，或改变原来的生理状态，而后进行有性杂交，较易得到成功。
）
6．媒介法（当甲与乙两种直接杂交不能成功时，可以用两亲之一先与第三类型丙进行杂交，将杂交得到的杂种再与另一亲本杂交，这种媒介的方法，有时较易获得成功。
）
7．化学药剂的应用：
赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸、硼酸等化学药剂处理可克服某些远缘杂交不结实的缺点。
8．组织培养技术的应用，进行人工授粉
9．应用温室或保护地杂交，改善授粉受精条件.
10．花粉预先用低剂量辐射处理（花粉用低剂量射线处理后，活性增加，表现花粉发芽率提高，花粉管生长迅速,再行杂交可以提高杂交成功率。
）
第六章杂交优势育种
杂种优势：
在异花授粉植物中，本身表现自交劣势的自交系之间的杂种F1，其生活力比之亲本自交前还要旺盛的现象称为杂种优势（也叫杂交优势）。
优势育种与常规杂交育种（重组育种）的异同点：
相同点：
优势育种与重组育种都需要选配亲本，进行有性杂交。
不同点：
1、遗传理论优势育种主要是利用不可固定的显性和上位性效应；而重组育种主要利用加性效应以及部分上位性效应。
2、育种程序重组育种先进行亲本的杂交，然后使杂种后代纯化成为定型的品种用于生产（重要性状基本上不再分离）；优势育种则先使亲本纯化成为自交系，然后使纯化的自交系杂交获得杂种F1用于生产。
即重组育种是“先杂后纯”，优势育种是“先纯后杂”。
3、种子生产重组育种每年可直接从生产田或种子田的植株上收获种子，供下一年生产之用；优势育种必须每年利用亲本配制一代杂种用于生产，且需专设亲本繁殖区和制种区。
配合力：
指作为亲本杂交后F1代表现优良与否的能力。
一般配合力：
指一个自交系在一系列杂交组合中的平均表现。
特殊配合力：
指某特定组合某性状的观测值与根据双亲的一般配合力所测定的值之差。
杂种优势制种的一般程序：
选育优良自交系→自交系间配合力测定→自交系间配组方式的确定→品种比较试验和区域试验→杂种种子的生产
杂种种子的生产：
主要内容：
保持亲本高度纯和的自交系；获得具有优势的杂种。
步骤：
1、去雄：
人工去雄、化学方法、利用雄性不育系、自交不亲和系、雌株系。
2、制种：
天然杂交制种、人工去雄制种、化学去雄制种、利用苗期标记性状制种、利用单性株制种、利用雄性不育系制种、利用自交不亲和系制种
3、种子采收
雄性不育：
在两性花植物中，某些植物雄性器官表现退化、畸形或丧失功能，而雌性器官发育正常的现象。
雄性不育可分为：
雄蕊不育、花粉败育、功能不育
从遗传特性上，又可分为细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、核质互作雄性不育
自交不亲和性：
指能生产具有正常功能且同期成熟的雌雄配子的雌雄同体植物，在自花授粉或相同基因型异花授粉时不能完成受精的现象。
第七章倍性育种
多倍体：
有三个或三个以上染色体组的植物统称为多倍体
多倍体的特点：
1.巨大性；
2.生理生化发生变化；
3.抗逆性强；
4.可孕性低；
5.产量高；
6.可克服远缘杂交不育性。
第八章诱变育种
辐射处理的主要方法：
辐射处理分外照射内照射两种形式。
（一）外照射：
是指被照射的种子、球茎、鳞茎、块茎、插穗、花粉、植株等所受的辐射来自外部的某一辐射源。
目前外照常用的是X射线，ß射线、快中子或热中子。
外照方法简便安全，可大量处理，所以广为采用。
外照射处理植物的部位和方法：
１、种子：
照射种子的方法有处理干种子、湿种子、萌动种子三种。
目前应用较多的是处理干种子。
处理干种子的优点是：
能处理大量种子；操作方便；便于运输和贮藏；受环境条件的影响小；经过辐射处理过的种子，没有污染和散射的问题。
２、无性繁殖器官：
许多园林植物是用无性繁殖的，而且有部分园林植物从来不结种子，只依靠无性繁殖的.诱变育种是对这类材料进行品种改良的重要手段，在诱变育种中只要得到好的突变体，就可直接繁殖利用。
３、花粉：
照射花粉与照射种子相比，其优点是很少产生嵌合体，即花粉一旦发生突变，其受精卵便成为异质结合予，将来发育为异质结合的植株，通过自交，其后代可以分离出来许多突变体。
４、子房：
射线对卵细胞影响较大，相引起后代较大的变异，它不仅引起卵细胞突变，亦可影响受精作有时可诱发孤雌生殖。
（二）内照射：
是指辐射源被引进到受照射的植物体的内部。
照射源：
32P、36S、14C等放射性元素的化合物。
照射方法：
1.浸泡种子或枝条；
2.注射入植物的茎杆、枝条、芽等部位；
3.施入土壤：
施于土壤中使植物吸收；
4.饲养法：
用放射性的14C供给植物，借助于光合作用所形成的产物来进行内照射。
5.其它照射方式：
急照射和慢照射、重复照射
第九章生物技术在园林植物遗传改良上的应用
分子育种：
按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组技术和DNA转移技术，有目的地改造生物种性，使现有物种在短时间内趣于完善，以创造出新的生物类型的技术体系。
亦即基因工程。
植物基因工程：
指以类似工程设计的方法，按照人们的意愿，将不同生物体的DNA在体外经酶切和连接，构成重组DNA分子，然后借助一定的方法转入受体植物细胞，使外源目的基因在受体中进行复制和表达，从而定向改变植物性状的技术方法。
基因工程依靠的三种技术：
DNA重组技术、遗传转化技术、离体培养技术
植物基因工程的一般程序与方法：
1、目的基因的分离和克隆
2、植物表达载体的构建
3、植物的遗传转化
4、转基因植株的检测和鉴定
基因工程在园林植物育种中的应用：
修饰花色基因工程、改良花型基因工程、增加花香基因工程、改变花期基因工程、延缓衰老基因工程、改善株型基因工程、创造不育基因工程、提高抗病虫能力基因工程、增加抗逆性基因工程、其他基因工程
植物细胞的全能性：
一个植物细胞能产生一个完整植株的固有能力称之为细胞的全能性。
植物组织培养的特点：
培育材料经济；
培养条件可人为控制；
生长周期短，繁殖率高；
管理方便，利于自动化控制。
阳性对照即是100%出现该结果的“实验”组,材料是确定的；
阴性对照则是肯定不会出现结果的“实验组”,材料也是确定的；
一个成功的实验,通常情况下必须有阳性对照和阴性对照排除其他干扰情况
家系（pedigree）亦称“系谱”。
是指记录某一家族各世代成员数目、亲属关系以及有关遗传性状或遗传病在该家系中分布情况的图示。
芽变是体细胞突变的一种,即突变发生在牙分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上表现出与原来植株类型不同的性状即为芽变.
芽变育种:
突变的芽长成枝条经繁育可以成为单株变异.
芽变的特点：
1.多样性；2.多方向性；3.重演性；4.稳定性；5.局限性；
自花授粉的优点：
仅依靠一株植物就能繁殖，有利于遭受意外后保存后代。
缺点：
自交导致遗传基础越来越窄，缺乏多样性，从而缺乏适应性不同的植株，遇到某种病害或其他不适应的环境将使群体全部死亡。
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