园艺植物育种总论课程.docx
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园艺植物育种总论课程
园艺植物育种学课程
(Theoryofhorticulturalplantbreeding)
(48学时)
一、简要说明
面向园艺专业本科(四年制)的专业核心课。
48学时(其中课堂讲授36学时,实验12学时),学分3.0分。
二、课程教学目的
根据近些年国内外园艺植物育种的进展,在常规育种的基础上,着重讲优势杂交育种利用各种制种技术、诱变育种、倍性育种、生物技术育种等。
通过园艺植物育种导论的学习,使学生在了解和掌握遗传变异规律及其原因的基础上,理解和掌握植物新品种选育的基本原理和方法。
三、教学基本要求和方法
通过教学和实验,让学生掌握资源调查、选种、杂交育种、诱变育种、倍性育种、分子育种、良种繁育等园艺育种的原理和技术,注重学生实践技能的培养。
以讲授课为主,同时通过实验来培养学生的动手能力。
四、课程考核方式
闭卷考试。
平时成绩占30%,期末成绩占70%。
五、授课教材及主要参考书目
授课教材:
景士西.园艺植物育种学总论[M].北京:
中国农业出版社,2000.
主要参考书目:
1.程金水.园林植物遗传育种学[M].北京:
中国林业出版社,2000.
2.王小佳.蔬菜育种学(各论)[M].北京:
中国农业出版社,2000.
3.曹家树,申书兴.园艺植物育种学[M].北京:
中国农业大学出版社,2001.
4.周长久.现代蔬菜育种学[M].北京:
科学技术文献出版社,1996.
5.吕爱枝.作物遗传育种[M].北京:
高等教育出版社,2005.
六、教学内容及学时分配:
课堂教学
实验
章
授课内容
学时
序号
实验内容
学时
1.
绪论
2
1
园艺植物多倍体的诱导和鉴别
9
2.
种质资源
3
2
园艺植物有性杂交实验
9
3.
引种
3
3
园艺植物芽变嵌合体观察
3
4.
选择育种
4
4
园艺植物花粉生活力测定
3
5.
常规杂交育种
3
5
园艺植物多倍体的鉴别
3
6.
优势杂交育种
4
选做12学时实验
7.
营养系杂交育种
3
8.
远缘杂交育种
3
9.
诱变育种
4
10.
倍性育种
2
11.
生物技术在园艺植物育种中的应用
3
12.
新品种的审定与良种繁育
2
课堂教学学时合计36
实验教学学时合计12
注:
根据季节和实际情况选做12学时实验。
六、教学内容及学时分配
(一)理论教学内容(36学时)
第一章绪论(2学时)
1、目的要求:
要求学生掌握育种学、品种的概念,熟悉园艺植物育种学的研究任务、园艺植物育种的目标,了解园艺植物育种的发展趋势。
2、讲授内容
第一节园艺植物育种学简介
1、园艺植物育种的概念和性质
2、园艺植物育种的内容和与其他学科的关系
第二节品种的概念与特征
1、品种的概念
2、品种的特征
第三节园艺植物育种的主要目标性状
1、产量
2、品质
3、成熟期
4、对病、虫害的抗逆性
5、对机械化生产的适应性
6、对保护地栽培的适应性
第四节园艺植物育种的历史和发展趋势
1、园艺植物育种的历史
2、园艺植物育种的展望
第二章种质资源(3学时)
1、目的要求:
要求学生掌握种质资源的特点、分类、作用、保存、研究的方法,熟悉种质流失产生的原因及植物多样性保护的迫切性和必要性等。
2、讲授内容
第一节种质资源工作的重要性和迫切性
1、基本概念
2、种质资源的类别
3、种质资源的重要性
第二节种质资源的考察征集与保存
1、种质资源的调查
2、种质资源的收集
3、种质资源的保存
第三节种质资源的研究、利用和创新
1、种质资源的研究
2、种质资源的利用和创新
第三章引种(3学时)
1、目的要求:
要求学生掌握引种的概念,分析影响引种成败的因子,掌握引种的程序及引种方法,以便成功进行引种。
2、讲授内容
第一节引种的概念及意义
1、引种的概念
2、引种的意义
第二节引种的原理
1、引种的遗传学原理
2、引种与生态学的研究
第三节引种的方法
1、引种的方法
2、引种中应注意的事项
3、引种成功的标准
第四章选择育种(4学时)
1、目的要求:
要求学生掌握选择育种的概念、有性繁殖植物的选择方法和芽变选种的方法,了解选择育种意义等。
2、讲授内容
第一节选择与选择育种
1、概念
2、选择的实质
3、选择标准的制定
第二节有性繁殖植物的选择育种
1、混合选择法
2、单株选择法
3、影响选择效果的因素
4、选种的程序
第三节芽变选种
1、芽变与芽变选种
2、芽变的特点
3、芽变的细胞组织学基础
4、芽变选种的程序
第五章常规杂交育种(3学时)
1、目的要求:
要求学生掌握园艺植物杂交亲本的选择与组配、杂交方式的确定、杂交技术和杂交后代的选择方法,熟悉有性杂交育种的意义等。
2、讲授内容
第一节常规杂交育种的意义和杂交方式
1、常规杂交育种的意义
2、常规育种的杂交方式
第二节常规杂交育种亲本的选择与选配
1、常规杂交育种亲本选择原则
2、常规杂交育种亲本选配原则
第三节有性杂交技术
1、杂交育种计划的制定和准备工作
2、隔离措施
3、父本花粉采集
4、去雄、套袋
5、授粉
6、杂交后的管理
第四节杂种后代的选育
1、杂种的培育
2、杂种后代的选择
第六章优势杂交育种(4学时)
1、目的要求:
要求学生理解优势杂交育种的遗传理论机理,掌握优势杂交育种的利用,选育一代杂种的一般程序和杂种种子的生产。
2、讲授内容
第一节杂种优势利用的概况及表现
1、优势杂交育种的概念
2、杂种优势的分类与度量
3、优势杂交育种与常规杂交育种的异同
4、杂种优势的早期预测
5、杂种优势固定的途径
第二节优势杂交育种的遗传理论机理
1、显性作用假说
2、超显性作用假说
第三节选育一代杂种的一般程序
1、选育优良自交
2、自交系间配组方式的确定
3、品种比较实验和生产试验
第四节杂种种子的制种方法
1、人工杂交制种法
2、化学去雄制种法
3、利用苗期标志性状的制种法
4、利用单性株的制种法
5、利用雄性不育系制种法
6、利用自交不亲和系制种法
第五节雄性不育系的利用
1、雄性不育的概念及其类别
2、雄性不育系的利用
第七章营养系杂交育种(3学时)
1、目的要求:
要求学生掌握营养系品种的性状遗传特点、亲本选配及杂交技术的特点,熟悉营养系杂交育种后代的选择方法等。
2、讲授内容
第一节营养系品种的性状遗传特点
第二节亲本选配及杂交技术的特点
1、亲本选配的特点
2、杂交技术特点
第三节童期、童性和杂种培育选择特点
1、童期、童性及其与成年期性状的相关
2、杂种的培育和选择
第八章远缘杂交育种(3学时)
1、目的要求:
要求学生理解远缘杂交的遗传理论机理,掌握远缘杂交不亲和性、不育性现象和原因及其克服方法,选育一代远缘杂种的一般程序。
2、讲授内容
第一节远缘杂交的概念与意义
1、远缘杂交的概念
2、远缘杂交的特点
3、远缘杂交的意义
第二节远缘杂交不亲和性及其克服方法
1、远缘杂交不亲和性现象及其原因
2、克服远缘杂交不亲和性方法
第三节远缘杂种不育性及其克服方法
1、远缘杂种不育性表现及原因
2、远缘杂种不育性克服方法
第四节远缘杂种后代的分离与选择
1、远缘杂种的分离
2、远缘杂种的选择
第九章诱变育种(4学时)
1、目的要求:
掌握诱变育种种类与特点,熟悉物理诱变和化学诱变的原理、方法,了解物理诱变和化学诱变的程序。
2、讲授内容
第一节诱变育种的特点和意义
1、诱变育种的特点
2、诱变育种的意义
第二节辐射诱变
1、射线种类
2、辐射诱变的机理
3、辐射处理的方法
第三节化学诱变
1、化学诱变剂的种类
2、化学诱变方法
第四节诱变后代的选育
第十章倍性育种(2学时)
1、目的要求:
掌握倍性育种的概念,多倍体的种类、特点;熟悉多倍体和单倍体鉴定方法,熟悉多倍体和单倍体的诱导及其在育种上的应用。
2、讲授内容
第一节多倍体的起源和种类
1、多倍体的起源
2、多倍体的种类
第二节多倍体的特点
1、巨大性
2、生理特性发生变化
3、适应性强
4、多倍种类育性降低
第三节人工诱导多倍体的方法
1、诱导多倍体材料的选择
2、秋水仙素的理化性质、配制与贮藏
3、处理材料的适宜时期
4、秋水仙素的浓度与处理时间
5、常用秋水仙素处理的方法
第四节多倍体的鉴定与后代选育
1、植物多倍体的鉴定
2、多倍体后代选育
第五节单倍体植物的特点及其产生的途径
1、单倍体的特点
2、获得单倍体的途径
第十一章生物技术在园艺植物育种中的应用(3学时)
1、目的要求:
掌握植物组织培养的基本方法和植物基因工程的基本流程;熟悉植物基因工程的常见方法;了解植物组织培养和基因工程在园艺植物上的应用。
2、讲授内容
第一节植物组织培养
1、植物组织培养的简介
2、植物组织培养的基本步骤
3、植物组织培养的应用
第二节基因工程
1、基因工程的发展史
2、基因工程的基本步骤
3、基因工程的应用
第十二章新品种的审定与良种繁育(2学时)
1、目的要求:
要求学生掌握良种繁育的概念、意义、任务、品种退化的原因以及解决方法,了解新品种的审定和推广工作。
2、讲授内容
第一节品种审定
1、品种审定意义
2、品种审定的组织机构
3、品种审定的程序
第二节品种推广
1、品种推广原则
2、品种推广的方法
3、品种区域化
第三节良种繁育
1、良种繁育的概念
2、品种退化
(二)实验教学内容(根据季节和实际情况选做12学时实验,选做实验一+实验三或实验四,实验二+实验三或实验五)
实验一园艺植物多倍体的诱导和鉴别(9学时)
1、实验目的:
要求学生提早自主制定诱变的植物种类、具体的材料、处理方法、秋水仙素浓度、处理时期、时间以及今后田间观察对比等详细的方案。
明确多倍体植物在细胞、组织、器官上的巨大性,明显大于二倍体植物。
2、实验方法:
学生自主设计诱导方案,由指导老师审阅并在实验室指导实施;田间种植观察,形态鉴别初步获得多倍体的植株;实验室观察比较园艺植物多倍体叶片表皮气孔大小和密度、染色体数目的差异。
3、实验仪器:
生物显微镜,载玻片等。
4、实验操作方法:
1)多倍体的诱导
秋水仙素溶液的配制:
称取1g秋水仙素粉末,先溶于少量酒精中,然后加冷水定容至100mL,配成1%质量浓度的母液,装于棕色瓶内,1-4℃冰箱保存备用,使用时再稀释成所需要的浓度。
秋水仙素处理:
对种子进行处理时,先用清水浸种,使种子处于萌动状态;然后用0.1%-1%的秋水仙素溶液浸泡种子,浸泡后用清水洗净,略阴干后播种。
对相同实验材料的同学进行分组管理并确定田间种植小区。
以没有处理的作对照。
2)多倍体的鉴定
外部形态鉴定:
观察多倍体与二倍体幼苗,从叶片厚度、颜色深浅、植株生长强弱等方面加以区别。
气孔鉴定:
在载玻片上滴上一滴水,撕下中部的叶片表皮,在水滴上展开,盖上盖玻片;随机测定10个气孔的纵径和横径的大小,计算平均值,分别比较多倍体和二倍体气孔纵径和横径的差异;随机计数10个视野的气孔个数,测定视野的直径,计算视野面积,计算平均气孔密度并比较。
染色体鉴定:
直接用诱变植株的根尖细胞或花粉母细胞制片染色,在显微镜下检测染色体的数目。
5、实验项目类型:
综合性实验。
6、作业:
提交实验设计和实验结果。
实验二园艺植物有性杂交实验(9学时)
1、实验目的:
掌握用TTC染色法快速测定花粉生活力的方法;掌握基本的杂交技术,明确杂交过程的关键步骤。
了解不同园艺植物种类的花器官结构特征、开花授粉特点和采种方法。
2、实验方法:
观察几种园艺植物花器官的组成与结构特征,学生自主制定实验方案,开展园艺植物有性杂交。
3、实验仪器:
生物显微镜、调温培养箱、镊子、大头针、标签、硫酸纸、牛皮纸袋等。
4、实验操作方法:
(1)制定具体详细的计划,确定各个步骤的具体实践的日期。
(2)花器结构及开花授粉习性的观察:
观察花器官的结构特征、开花时间及花期长短、花性、雄蕊和雌蕊生长发育情况等。
(3)花粉生活力测定:
1在载玻片上滴上一滴TTC(氯化三苯基四氮唑),撒上花粉或把花药夹破去渣,盖上盖玻片,让其漂浮,注意不要压片;
237℃下恒温处理20分钟,取出计算视野下深红色花粉粒占全部花粉粒的比例,计数10个视野,算平均值。
(4)杂交实验:
1采集花药开裂的父本盛开的花朵,选取含苞欲放的母本的花蕾;
2对母本花蕾去雄,夹断花丝,注意不要用力拔,防止拔断花柄和损伤花器,尤其注意不要损伤柱头,单花直接授粉或采集花粉混合授粉;
3套袋:
袋口折好并穿上大头针,尽可能封紧,防止昆虫进出;
4挂标签:
注意一定要用铅笔或其它惰性笔书写;
5画田间示意图,定位到植株位置和枝条的方位;并于授粉后7-15天去袋检查坐果的情况。
(5)田间管理及种子采收:
杂交后要细心管理,注意观察记录,及时防治病虫和人为伤害。
适时采种,杂种成熟后,采收时连同挂牌放入牛皮纸袋中,注明收获时期。
5、实验项目类型:
综合性实验。
6、作业:
撰写实验计划,描述几种园艺植物花器官的结构特征;计算花粉平均生活力;交田间示意图,标明杂交授粉的株数、套袋个数、具体位置、操作人、日期等。
实验三园艺植物芽变嵌合体观察(3学时)
1、实验目的:
巩固理解扇形嵌合体和周缘嵌合体以及组织发生层的概念。
2、实验方法:
观察比较园艺植物不同类型的嵌合芽变类型。
3、实验仪器:
镊子、厘米尺等。
4、实验操作方法:
观察芽变类型,描述芽变的性状表现,比较扇形嵌合体和周缘嵌合体的形态差异;分析不同嵌合体组织发生层的嵌合类型。
5、实验项目类型:
基础性实验。
6、作业:
描述嵌合体各种类型的表型状况并分析它们互相转化的机理。
实验四园艺植物花粉生活力测定(3学时)
1、实验目的:
掌握用TTC染色法快速测定花粉生活力的方法。
2、实验方法:
利用TTC染色法测定花粉生活力。
3、实验仪器:
生物显微镜、镊子等。
4、实验操作方法:
在载玻片上滴上一滴TTC(氯化三苯基四氮唑),撒上花粉或把花药夹破去渣,盖上盖玻片,让其漂浮,注意不要压片;37℃下恒温处理20分钟,取出计算视野下深红色花粉粒占全部花粉粒的比例。
5、实验项目类型:
基础性实验。
6、作业:
比较两种贮藏不同时间的花粉平均生活力。
实验五园艺植物多倍体的鉴别(3学时)
1、实验目的:
明确多倍体植物在细胞、组织、器官上的巨大性,明显大于二倍体植物。
2、实验方法:
观察比较园艺植物多倍体和二倍体叶片表皮气孔大小和密度的差异。
3、实验仪器:
生物显微镜、镊子等。
4、实验操作方法:
在载玻片上滴上一滴水,撕下中部的叶片表皮,在水滴上展开,盖上盖玻片;随机测定10个气孔的纵径和横径的大小,计算平均值,分别比较多倍体和二倍体气孔纵径和横径的差异;随机计数10个视野的气孔个数,测定视野的直径,计算视野面积,计算平均气孔密度并比较。
5、实验项目类型:
基础性实验。
6、作业:
比较多倍体和二倍体气孔纵径和横径的差异;比较多倍体和二倍体气孔密度的差异。
编写人:
园艺植物遗传育种教研部吴菁华讲师