园林植物遗传育种学复习资料.docx

1、园林植物遗传育种学复习资料品种的概念和特性：品种是经人类培育选择创造的、经济性状和生物学特性符合人类生产、生活要求的，相对整齐一致而能稳定遗传的植物群体。特性：一个品种具有相对相似的性状，是指其一致性水平能达到不妨碍使用这个群体所需要的整齐程度；品种是在一定的自然和栽培条件下形成的，所以要求一定的自然和栽培条件；品种有明显的地区性和时间性；DUS测试：植物新品种测试是对申请保护的植物新品种进行特异性(Distinctness)、一致性(Uniformity)和稳定性(Stability)的栽培鉴定试验或室内分析测试的过程(简称DUS测试)，根据特异性、一致性和稳定性的试验结果，判定测试品种是否

2、属于新品种，为植物新品种保护提供可靠的判定依据。（特异性的判别是根据测试品种在质量性状上有一个性状或数量性状上有二个及二个以上性状与近似品种达到差异，或数量性状有一个性状与近似品种相差二个及二个以上代码，即可判定测试品种具有特异性；一致性是指以代码为单元，分析整个小区植株的变异率，结果的判别是采用3%的群体标准和95%的接受概率；稳定性的判别要求观察植株至少为50株，如果测试品种同一性状在两个相同生长季节表现在同一代码内，或第2次测试的变异度与第1次测试的变异度无显著变化，表示该品种在此性状上具有稳定性。）园林植物遗传育种学的研究内容和任务。概念：园林育种：通过遗传育种理论和手段，创造新种质，

3、选育新品种。内容：资源收集、筛选、创新、利用品种选育杂交种组配选育繁育苗木、推广应用任务：创造新种质筛选、利用新亲本选育新品种创造物种多样性园林植物遗传育种的目标和途径目标：选育新、奇、特、香、抗、多物种园林花草树木的新种质和品种。途径：改革名花木走新路，改造洋花木为中华，选拔野花木进花园，新的林木花卉王国靠共建。我国园林植物遗传育种的简史及成就简史：西方发达：加州的花木70%来自中国。中国落后：广州还可以，花木是朝阳产业，后起之上，发展快，机遇大。中国园林之母，园林植物的特点是名花好而多，野花多而奇，表现为：早、特，香，常开，特异性，抗逆性强，自播、随遇而安适应性广。成就：珠三角、长三角园林

4、史悠久，从而复兴大大发起。形成产业，发展很快，国内、国外联合经营。产值由48亿元1.3亿美元。交流的广而多。科研形成体系。新、名、特的花木，从色、型、抗性等方面有了新的创举。园林培育工厂化。第二章 种质资源第一节 种质资源的概念种质资源：是园林植物材料中能将其特定的遗传信息传递给后代并能表达的遗传物质总称。作用：种质资源是育种工作的物质基础；是不断发展新观赏植物的主要来源；适应生产的不断发展，需要发掘更多的种质资源。分类：本地品种资源；外地种质资源；野生种质资源；人工创造的种质资源。第二节 种质资源的调查、收集、研究、保存、利用。调查：地点选择；记录；说明书；报告。收集：原则：根据收集的目的和

5、要求，确定对象、类别、数量。范围由近到远，从种、变种、类型、个体、及多样性。遵循种苗调拔的规定、检疫、登记等。方法：直接收集；交换或购买。研究：分类学性状的研究。生物学特性的研究。观赏特性的研究。经济性状方面的研究。抗逆性及适应性的研究。保存：保存的种质资源：对育种具有特殊价值的种。生产上重要的品种、品系、突变体及芽变。新创造的育种中间材料。可利用的野生种或有潜能的野生材料。保存的方法：就地保存，利用生态环境保存。异地种植保存，建立种质保存基地，省、国、小、中、大型等。组织培养保存法：胚状体、人工种子。低温保存：短期库、中期库、长期库。趋低温保存：降温、速冷等。利用：引种栽培。种质转育（杂交、

6、回交、系选等）。种子创新（诱变育种、基因工程等）。直接利用。间接利用。第三章 种子驯化第一节 引种的概念及重要性引种驯化：将野生或栽培种或营养体从其自然分布区域或栽培区域引入到新的地区种植。重要性：迅速而经济地丰富城市园林绿化树种一种有效的方法。使种或品种在新的区域里比原产地表现更突出。利于杂交创新新品种。第二节 引种原理达尔文认为：引种驯化是植物本身适应了新环境条件和改变对生存条件要求的结果，选择则是人类驯化活动的基础。米丘林：杂交是最有希望的驯化方法，杂交时利用地理上和生态上远缘的植物做亲本，可增强杂交后代对新环境的适应力。地理上和生态上远缘杂交的种子引种，由于基因的重新组合，产生后代的多

7、样性，通过自然选择和人工选择，根据优胜劣汰，适者生存的原理，选出对当地适应性强的重组类型，其实质是选择了适应的基因型，再繁殖推广而达到引种驯化成功。（遗传学原理）影响因子：生态环境。主导因子：温度、雨量、光照、土壤、生物因子生态型：是指同一种（变种）范围内在生物学特性、形态特征与解剖结构上，与当地主要生态条件相适应的植物类型。生态型的确定：分布区的主要生态条件。植物本身的生物学特性和形态解剖特征。引种驯化中重要原则是近区采种。引种时要选择合适的种源。第三节 引种方法程序：引种试验；评价试验；推广应用。方法：利用遗传性动摇的可塑性大的材料作为引种驯化。采用逐渐迁移播种方法。引种驯化栽培技术的研究

8、。引种要结合选择来进行。标准：新引种的品种与原产地比较，不需特殊保护能正常生长，形态、生理、性状、产量等指标正常或提高，并能正常繁殖。问题：注意检疫；防病、虫； 芽率、纯度、净度；减少人为及机械损伤等。第四章 选择育种第一节 选择育种的概念选种：对园林植物繁殖的群体所产生的遗传变异通过选择、提纯以及比较鉴定等手段而获得新品种的一种育种方法。意义：选择是植物进化和育种的基本途径之一。人工选择可以归纳为无意识选择和有意识选择两类。选择是培育良种的手段，也是育种的有效措施。原理：遗传机制是改变群体内基因和基因型频率，从而使某些基因型的分离重组给某些有价值基因型的出现提供条件。作用：选择对隐性基因的作

9、用。选择对显性基因的作用。自然选择是生物进化的一个极重要的因素。选种目标：为改变现有园林植物品种和创造新类型、新品种所要求达到的目的和指标。目前园林育种可行的目标：抗逆性。抗病性。新花色。枝株奇特。名、优、特、稀。第二节 有性繁殖和无性繁殖的选择方法实生选种：是在自然授粉产生的种子播种后形成的实生植株群体中，采用混合选择或单株选择得到新品种的方法。方法：逐代混合选，按一定目标改进花卉群体的遗传组成，形成实生繁殖为主的群体品种。从实生树群体中选择优株，通过嫁接繁殖以形成营养系品种。混合选择法：多个基因材料混在一起，群种群收。优点：简便、易行、遗传性丰富。缺点：不易鉴别、稳定的慢。单株选择法：选育

10、的材料原始群体中选择优良单株，分选、分收、分存、分繁的方法。优点：优良单株成为一个家系，系谱清晰，优势性状明显。缺点：时间长、稳定快。一般自花授粉植物，营养繁殖的植物，常采用一次混合选择法，异花授粉植物采用多次混合选或多次单株选择法。评分比较选择法：表10-1/P111相关选择法：根据观赏植物种子实生小苗与开花后某些性状的相关性进行早期选择的一种方法。原理：基因的连锁关系。基因的系统效应。基因的多效性。从发育生理角度预测。形态特征早期鉴定。第三节 作物的繁殖方式及其相应的选择方法芽变选种芽变：发生在芽的分生组织细胞中，当芽萌发长成枝条，并在性状上表现与原来类型不同。芽变包括由突变的芽发育成的枝

11、条和繁育而成的单株变异。特点：芽变表现的多样性：株型、色变、花期、育性、抗性。芽变的重演性。芽变的稳定性。芽变性状的局限性。芽变的细胞学和遗传学基础。嵌合体与芽变的发生图10-4/P115组织发生层：被子植物梢端分生组织都有几个相互区分的细胞层。垂周分裂：LI层细胞的分裂方向与生长锥呈直角。只有梢端组织发生层的细胞发生突变时，将来才有可能成为一个芽变。缘嵌合体：如果层间不同部分含有不同的遗传物质基础。周缘嵌合体分为：内周、中周、外周和外中周、外中内周、中内周6种类型。扇形嵌合体分为：外扇、中扇、内扇、外中扇、中内扇和外中内扇6种类型。芽变的转化：一个扇形嵌合体在发生侧枝时，由于芽的部位不同有些

12、侧枝将成为比较稳定的周缘嵌合体，有些仍为扇形嵌合体，但是扇形的宽窄与原扇形成不一定相同，也还有一些侧枝是非突变体。图10-5/P116芽变的遗传：a.芽变的遗传类别：染色体数目、多倍性、多倍性、非整倍性、多倍性突变、染色体结构重组、易位、倒位、重复、缺失、基因突变及核外突变。 b.正突变和逆突变：由显性突变成隐性为正突变，反之为逆突变。 c.各组织发生层的遗传效应。LI比较单纯，主要涉及与表皮相关的性状，如茸毛、针刺有无等。LII产生孢原组织，是决定育种有性过程的重要关键。LIII是中柱的组织发生层，从中柱可长出不定芽和根。所以通过诱导不定芽和根插繁殖也可获得稳定的突变体。芽变选种法：目标。时

13、期。变异分析：直接鉴定，间接鉴定（遗传物质）（移植鉴定）三、选择育种的程序1、初选：经验选择2、复选：评选、鉴定、繁殖。3、决选 ：抗性鉴定、品质、观赏分析、区域试验、异地试验。4、选择原则：群体大、环境条件一致、特异及综合性状重选。第五章 杂交育种第一节 杂交亲本的选择杂交育种：是基因型不同的园林植物种或品种进行交配或结合形成杂交种，通过培育选择，获得新品种的方法。分为有性杂交育种，无性杂交育种，远缘杂交育种。意义：是创造新品种新类型的重要手段。是生物进化的重要方式。是研究遗传理论的重要方法之一。杂交选育新品种具有重大经济效益。杂交育种是改良植物遗传性，从而创造新品种或新类型的重要手段。在有

14、性杂交中：接受花粉的植株是母本“”，供给花粉的植株是父本“”父母本称亲本，杂交用“X”表现是X，后代用：F1、F2、F3表示。计划：育种目标的确定：目标要规定的具体、有针对性、重点突出，使育种工作有的放矢。如：特色、抗性。选择亲本的原则：根据目标收集有关的原始材料，所需要的优良性状和特性、双亲互补；双亲地理远缘、生态类型不同；考虑两个亲本遗传传递能力的强弱；双亲配合力要高。第二节 有性杂交的方式和技术方式：成对杂交、即单交。复合杂交：三交（AB）C，双交（AB）（CD），四交（AB）CD。回交。（即（AB）B，两亲本杂交后代F1所选单株与原亲本之一再杂交。多父本混合授粉、自由授粉，以一个以上的

15、父本品种花粉混合授给一个母本品种的方式。技术：两性花：在一朵花里，雄蕊和雌蕊都有。 单性花：在一朵花里，只有雄蕊或只有雌蕊。花的传粉方式：虫媒、风媒。花期调整：南北、海拔不同，气候的变化，靠物候性状调节为同期。花粉收集：抽穗时套代，保持花粉纯正。花粉贮藏：低温保存、干燥、黑暗。花粉生活力的测定：直接授粉统计结实数。镜检。人工萌发。母株和花朵的选择：生长健壮、发育良好的母株，花选中上部和向阳的花为好。去雄：凡是两性花，杂交之前都需将花中的雄蕊去掉，注意消毒。套袋：避免计划外植物花粉的干扰，去雄后立即套袋。授粉：待柱头分泌粘液而发亮时，即可授粉，为确保授粉成功，最好连续授23次。管理：细心管理，摘

16、心、去蘖、防虫、防坏。 切枝：选用粗壮枝条 水培：水中适当培养室内切枝杂交 去雄：隔离、授粉 果实发育及种子采收第三节 杂交后代的遗传特点及杂交后代的选育杂交原理：自交是：杂合体通过自交导致后代群体遗传组成迅速趋于纯合化。杂合体通过近亲交配或自交导致杂合体条件下被隐蔽起来的隐性基因暴露出来。回交的遗传效应与自交相似，连续多代回交，将使后代群体的基因逐代趋于纯合，连续用轮回体回交，终将使回交后代的纯合基因型与轮回亲本相同，这与自交后代群体分离多种基因型的情况不同。杂交育种中，选择适当的亲本杂交，杂种后代可分离多种纯合基因型个体，经过一定的选择程序，选出综合双亲优良性状的纯合体繁殖下去，育出新的优

17、良品种。后代选育：F1不分离，主选组合 F2分离大，主选优良个体F3有分有稳，选稳、观分F4基本稳定，重选F5F7：重选稳定晚的性状第四节 远缘杂交育种远缘杂交：不同种、属或亲缘关系更远的物种之间的杂交。远缘杂交分为精卵结合和非精卵结合，还包括有性和无性的两种方式。远缘杂交的作用：提高园林植物的抗病性和抗逆性。创造花卉新类型。利用杂种优势。远缘杂交的意义：是研究系统发育的重要手段。可以阐明一些种、属之间的亲缘关系和自然界物种形成的途径。解决引种驯化问题。远缘杂交的特点：远缘杂交的不亲和性表11-1/P133远缘杂种的不育性。远缘杂交后代分离的广泛性。表11-2/P133远缘杂种的杂种优势。远缘

18、杂交不亲和性及其克服原因：花粉和柱头识别不亲和。花粉管不进入柱头。花粉管生长慢且太短。不受精。幼胚发育或中途停止。杂交种子的胚、胚乳、子房组织不协调。两亲遗传本质差异大，导致胚细胞分裂异常，发育中途停止。克服：选择适当亲本并注意正反杂交。表11-5/P135混合花粉和多次重复授粉。选择第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本，利于克服不亲和性。柱头移植、剪短法。预先无性接近法。媒介法。化学药剂的应用。组织培养技术的应用。应用温室和保护地杂交。花粉预先用低剂量辐射处理再进行杂交。表11-8/P138远缘杂交不育性及其克服。原因：成活性：种子不发芽；发芽而不长，苗衰弱或早期夭亡。结实性：植株成活而结实性差

19、或完全不结实。原因是遗传差异大、生理上不协调、胚胎发育缺陷，不成苗。克服：杂种胚的离体培养。杂种染色体的加倍。回交法。改善营养条件。人工辅助授粉。延长培育世代、加强选择。远缘杂种的分享和选择。分离：综合性状类型。亲本性状类型。新物种类型。选择：扩大杂种的群体数量。增加杂种的繁殖世代。继续进行杂交选择。培育与选择相结合。杂交育种程序：选育阶段。试验阶段。育种资源育种圃选种圃品种试验新品种 繁殖推广第六章 杂种优势利用第一节 杂种优势及利用价值杂种优势：利用植物的杂交优势，选用适合的杂交亲本，通过特定的育种程序和制种技术培育超亲的品种育种方法。其生活力比亲本自交前还要旺盛的现象称为杂种优势。利用这

20、种杂种优势的育种法称为优势育种或一代杂种育种法，利用杂种优势主要是F1，在生产上大面积应用。优势的表现形式：平均优势（）（F1双亲平均值）/双亲平均值100%超亲优势（%）（F1较好亲本值）/较好亲本值100%超标优势（）（F1对照品种值）/超标品种值100%观赏植物中，也存在负向杂种优势的利用。优势育种与重组育种的异同相同点：都需要选配亲本，进行有性杂交。不同点：重组育种，先进行亲本的杂交，之后后代纯化定型。优势育种先使亲本自交纯化，然后纯化的自交系杂交获得杂种F1用于生产。前者是先杂后纯，后者是先纯后杂。影响F1杂种利用的因素实际经济效果和生产种子的成本。利用雄性不育，自交不亲和。三系配套

21、。杂种优势遗传机理遗传基础主要是基因的显性和超显性作用；来源于等位基因间的显性效益，杂种一代非等位基因间的显性效益累积起来，使杂种获得多于任何一个亲本的有利显性基因，表现出杂种优势。遗传上：超显性假说，认为处于杂合状态的等位基因：如A1和A2发生互作，有刺激性的功能，因此杂合体比两种全部纯合体A1 A1和A2 A2显示出更大的优势。生理生化上：线立体、叶绿体和核基因组均参与了植物杂种优势的形成过程，杂种优势是由于杂种一代在DNA复制、RNA转录和蛋白质转译量的增加，是由于遗传信息和核糖体DNA重复数的增加，是由于杂种组织中各种酶和调控元件工作效率的提高所致。第二节 杂种一代的选育程序1、选育优

22、良自交系：优良品种；优良单株；选株自交。2、配合力测验：简单配组法；轮配法。3、自交亲间配组方式的确定：单交种；双交种；三交种。4、品种比较及区试、生试：除观察观赏性状外，还要看综合经济性状的优劣，更要看负向作用的利用价值。第三节 杂种代（F1）种子生产1、天然杂交制种法：混播法。间行种植。间株种植。2、人工去雄制种法。3、化学去雄制种法。4、利用标志性状制种法：苗色、鞘色。5、利用雌性系的制种法。6、三系配套法（利用雄性不育系制种法）7、利用自交不亲和系制种法（利用远缘杂交、高不育材料）制种注意事项：上等好地，平坦制种。父、母本分行适当种植。栽培管理先进。严格去杂、伪株。准确去雄授粉。促种饱

23、满、去掉不好的叉子。成熟种子及时采收。分收、分放、严格防止机械及人工混杂。第七章 诱变育种第一节 辐射诱变辐射育种：利用电离辐射，使观赏植物遗传物质发生突变，从中选择培育新品种的方法。特点：提高突变频率，扩大突变谱。改变品种单一不良性状。增强抗逆性，改进品质。后代分离少、稳定快、年限短。能克服远缘杂交的不结实性。 钴照射室射线种类：射线 钴圃射线射线中子电子束紫外光激光辐射量：P158下部全扫上剂量单位：P159上部全扫上辐射量及单位1.辐射量 1）放射性活度A表示辐射源的强度，其单位居里（Ci）。国际制（SI）单位是“贝克勒尔”，简称“贝克”（Bq），1Bq=2.07310-11Ci。2）粒

24、子的注量表示辐照场中通过与辐射进行方向垂直的单位面积的粒子数。粒子的注量率或通量密度表示单位时间内粒子注量的增量。如中子辐照时，用制注量可写做1011中子cm2，注量率105中子cm2S。3）照射量 表示X或射线辐照时，在空气中产生电离大小的物理量。其单位伦琴（R）， SI制单位为库伦千克（Ckg），1R=2.58 10-4Ckg。4）照射量率表示单位时间内的照射量的增量。其单位论琴分（ Rmin），用制为库伦千克秒（CkgS）。 5）吸收剂量在辐射生物学中，生物学效应是与生物体吸收的辐射量相关。吸收剂量即单位质量物质吸收任何致电离辐射的平均能量。其SI制单位是戈瑞”（Gy）。1Gy=100r

25、ad。吸收剂量的专用单应是“拉德”（rad）。 lrad100ergg。 吸收剂量率即单位时间吸收剂量的增量。其 SI制单位为Gy/s，专用单位为rads、radmin、radh等。2.剂量单位 辐射剂量的单位常因不同射线的不同计量方法而不同，现分述如下： 1）伦琴简称伦或用R符号表示，它是最早应用于测量X射线与射线的计量单位。一个伦琴的能量就是1g空气所吸收相当于83erg （lerg=10-7J）的能量，它量度的是射入的辐射量。 2）拉特 也称组织论琴，用rad表示。它是对于任何电离辐射的吸收剂量单位。 3）戈瑞Gy 为吸收剂量的国际单位。 1Gy100rad 4）积分流量 中子射线的剂量

26、计算，一向以每平方厘米上通过多少个中子数来确定的，其单位以中子数cm2表示。 5）居里 是放射性强度的单位，用Ci或C表示，内照射一般以体内（例如以每粒种子来计算）含有多少放射性强度单位来确定的。其单位为居里，1Ci即放射性同位素每秒钟有3.71010个核发生衰变。居里的单位相当大，通常用毫居里（mCi= 10-3Ci）和微居里（Ci=10-6Ci）等较等较小的单位。SI制单位是“贝克勒尔”。3.照射剂量与吸收剂量的转换 吸收剂量这一辐照量适用于任何类型的电离辐射。吸收剂量不仅与射线类型有关，而且与被照射植物体含的元素成分有关。照射单位往往只给出照射量，因此须将照射剂量换算成吸收剂量。其换算公

27、式为D=fX，D为吸收剂量，f为转换系数，X为照射量。4.剂量率剂量率在辐射育种中很重要，往往用同一剂量处理同一个品种的种子。剂量率不同，辐射效果也不相同。剂量率即单位时间内射线能量的大小。单位以Rmin或R/h来表示。其公式：PDtP 剂量强度D 放射剂量t 照射时间表13-3/P160辐射育种机理：作用：直接作用：以靶学说为代表。间接作用：自由基直接地作用在生物分子上所引起的结果。阶段：物理阶段。 物理化学阶段。化学阶段。辐射对遗传物质的作用：对染色体的作用：保持原状、不愈合；同一断裂的两个断裂；某一断裂；染色体缺失一段；重复增加片段；倒位；易位。电离发生对DNA的作用：单链断裂的修复；超

28、快修复；快修复；慢修复；双链断裂修复；碱基的修复。辐射材料的选择：杂合材料的选择。不定芽的材料选择。辐射剂量的选择：是辐射育种成功的关键之一。试验时一般设低剂量到高剂量，中间级差呈倍数性关系，如：500,1000,2000,4000等。常用的损伤指标有：幼苗高度或根长；种子活力指数；田间成活率；育性。植物对辐射的敏感性。科、属、种的敏感性差异：不同科、属、种是不同的。品种间敏感性差异比种间小。不同发育阶段的辐射敏感性有很大差异。不同器官组织以及不同分裂时期细胞的敏感性不同。其它因子：氧、含水量、温度、培养基成分。累积照射：对照射过一次的植物材料，在下一代或以后连续几代进行照射。辐射处理的主要方

29、法：外照射：种子、无性繁殖器官、花粉、子房、单细胞。内照射：是指辐射源被引进到受照射的植物体的内部。辐射后代的选育：种子辐射后代的选育：M1突变一般呈隐性，只有经过12代自交后突变遗传物质植株中呈同质结合，大多从M2代开始呈现性状分离。所以M1增加成活力，M2重点选变异株，M3代以后选微突变。无性繁殖器官辐射处理后的选育。幼芽的体细胞里发生突变，异质的园林植物辐射后当代就表现出来，选择可在M1代进行。第二节 秋水仙碱引变多倍体 表15-1/P175-176多倍体育种：选育细胞核中具有3套以上染色体优良新品种的方法。多倍体的特点：巨大性。可孕性低。适应性强。有机合成速率增加。可克服远缘杂交不育性。多倍体的种类：同源多倍体：细胞中包含的染色体组其来源相同，AAA。异源多倍体：细胞中包含的染色体组来源不同，AAB。非整倍体：细胞中染色体数目有零头的多倍体。诱导多倍体材料的选择：染色体倍数较低的植物。染色体数目较少的植物。异花授粉植物。通常能利用根、茎或叶进行无性繁殖的观赏植物。从远缘杂交所得的不孕杂种。从不同品种间杂交所得的杂种或杂种后代。秋水仙素的浓度：处理时所用的秋水仙素浓度是诱导多倍体成败的关键之一，如果