繁殖方式与育种

第三章 作物的繁殖方式与育种 第一节作物的繁殖方式 一、有性繁殖 定义：植物繁殖的基本方式，由雌配子（卵细胞）和雄配子（精细胞）相互结合（即受 精）产生后代。 有性繁殖的方式 １自花授粉作物 又名自交作物，即主要以自花授粉方式繁殖后代的作物。异交率为 0~4%。如水稻、小 麦、大豆、花生、黄麻等 自花授粉：（self-pollination）同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花 粉传播到同株的雌蕊柱头上。 自花受精：同株或同花的雌雄配子相结合的受精过程 花器构造特点：①雌雄蕊同花、同熟，二者长度接近或雄蕊较长；②开花时间较短，甚 至闭花授粉；③花器保护严密，其他花粉不易飞入。 ２异花授粉作物 又名异交作物，主要以异花授粉方式繁殖后代的作物。异交率>50%，甚至高达 95%或 100%。 异花授粉：（cross-pollination）雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。 异花受精：由异株的雌雄配子相结合的受精过程。 花器构造特点：①雌雄异株（dioecious），雌花和雄花分别生长在不同的植株上，如大 麻、菠菜等；②雌雄同株异花（monoecious），雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位， 如玉米、黄瓜；③雌雄同花但自交不亲和，如甘薯、白菜、向日葵等。 3、常异花授粉作物 同时依靠自花和异花授粉两种方式繁殖后代的作物 中间类型，通常以自花授粉为主，天然异交率为 4~50%，如棉花、高粱等。 花器构造特点：①雌雄同花；②雌雄异长、异熟；③雌蕊外露，易接受外来花粉，花朵 开放时间长，花瓣鲜艳，分泌密汁等。 二、无性繁殖 定义：不经过两性细胞受精过程繁殖后代的方式。 １、营养繁殖(vegetitivepropagtion)利用营养器官繁殖后代的繁殖方式。例如：马铃薯、 甘薯、甘蔗等。 无性繁殖植物在一定条件下可进行有性繁殖，有的是异花授粉，如甘薯，有的是自花授 粉，如马铃薯 ２、无融合生殖(apomixes) 植物性细胞的雌雄配子，不经过正常受精、两性配子的融合过程而形成种子以繁衍后代 的方式。无融合生殖种类有：无孢子生殖、二倍体孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄 生殖 三、作物天然异交率的测定 作物的授粉方式主要是根据天然异交率的高低来划分的。 自然异交率在 4%以下的是典型的自花授粉作物； 自然异交率在 50~100%的是典型的异花授粉作物； 常异花授粉作物的自然异交率介于二者之间。 方法： １、根据花器构造等 根据花器构造、开花习性、传粉方式、花粉发芽与雌蕊柱头的关系等初步断定。 有利异交——异花授粉，如雌雄异株。 ２、单株隔离用套袋或其他措施，强迫自交，观察其结实是否正常及后代现。若结实 不正常或后代显著退化则为——异花授粉。 ３、遗传试验 测定天然异交率，方法步骤： ①父本——显性标志性状；母本——相应隐性性状； ②父母本间行种植或父本种在母本周围 ③收母本植株种子，播种，统计： 第二节 自交和异交的遗传效应 一、自交的遗传效应 １、使杂合的基因型趋向纯合 一对杂合基因型，经过连续的自交，后代中纯合基因型的个体出现的频率逐代增加，后 代中杂合体数每代递减 1/2，纯合体每代递增 1/2。 ２、后代性状分离自交引起杂合基因后代发生性状分离。 ３、后代生活力衰退 杂合基因型作物，自交后代的生活力衰退，称为自交衰退（inbreedingdepression）表现 为：生长势下降，繁殖力、抗逆性减弱，产量降低等。 二、自花常异花授粉作物遗传特点 １、自花授粉作物 由纯合基因型的相同个体的♀♂配子结合繁殖后代，即由遗传上相同的两性细胞结合产 生后代，故群体具有以下特点： 1、一致性：个体内基因型纯合，个体间基因型一致。 2、稳定性：纯系的自交后代仍然是纯系，性状与父母本一致。但有 4%以下的异交率， 还会发生突变，故也有杂合基因型个体并产生性状分离，但频率极低。 3、耐自交：自花授粉方式是在长期的自然选择下产生和保存下来的、对种的生存繁衍 的有利特性，自花授粉作物具有自交不退化或退化缓慢的特点。 ２、常异花授粉作物 1、这类作物以自花授粉为主，天然异交率较高，故遗传上由三部分组成： ①主要性状为同质结合，自交试验不分离，即品种基本群体的纯质基因型； ②杂合基因型； ③非基本群体的纯合基因型。 2、较耐自交：棉花等连续自交试验表现生活力衰退，但不明显，且主要性状的分离 也不显著。 三、异交的遗传效应 １、异交形成杂合基因型：异交是基因型不同的两亲配子结合受精。由于产生基因交换、 重组，从而后代具有杂合的基因型。 ２、增强后代的生活力：异交使后代的生长势、生活力、抗逆性等方面增强和产量提高， 称为杂种优势。 四、异花授粉作物的遗传特点 1.异质性：个体基因型杂合，个体间基因型不同，故表现型也不同。 2.分离不定：后代分离，遗传上不稳定。 3.自交显著退化：由于长期异交，自交纯合后，隐性的劣性性状显现，表现为退化。 第三节 作物品种的类型 一、自交系品种 概念：(纯系品种，purelinecultivar）从突变中及杂交组合中经过多代自交加选择得到的 同质纯合群体。 理论亲本系数：即具有亲本纯合基因型的后代植株数达到或超过 87%，就是自交系品 种 自交系品种包括：自花授粉作物的常规品种和异花授粉植物的自交系。 育种特点： 自交系品种是由同一群同质的和纯合的基因型植株组成，严格讲是来自一株优良纯合基 因型植株的后代，故育种上采用：1、自交+单株选择，连续自交下选择纯合优良的基因型。 2、从变异丰富的大群体中选。 二、杂交种品种 概念：（hybridcultivar）指在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的 F1 植株群体。 遗传特点：个体内基因型高度杂合，个体间基因型有不同程度的异质性。 育种特点： 自交系间杂交种优势最强。①连续自交选择获得自交系。②自交系间杂交配得强优势组 合。③利用雄性不育等特性制种。 三、群体品种 概念（populationcultivar）:1.异花授粉作物的自由授粉品种：品种内植株间、及与相邻 的异品种间随机授粉产生的后代。故其个体的基因型是杂合的，群体是异质的，保持一些本 品种的主要特征区别于其他品种。 2.异花授粉作物的综合品种（syntheticcultivar）:是由一组选择的自交系采用人工控制授 粉和在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡的群体。个体内杂合、个体间异质，但具一个或 多个代表本品种的性状。 3.自花授粉作物的杂交合成群体（composite-crosspopulation):由二个以上自交系品种杂 交后繁殖出的分离的混合群体，最后将成为一个多种纯合基因型的混合群体。个体纯合，个 体间异质，但主要农艺性状表现差异较小。 4.多系品种：由若干个近等基因系（near-isogeniclines）的种子混合繁殖而成。例：抗病 的多系品种 A、B 和 C 三个近等基因系分别抗 R1、R2 和 R3 三个生理小种，其他农艺性状 同质。多系品种 1/2A+1/4B+1/4C 抗三个生理小种，农艺性状一致。 育种特点： 群体品种育种的基本目的是创建和保持广泛的遗传基础和基因型多样性，故在育种上具 有以下特点： ①选择原始亲本，根据育种目标，选择若干个有遗传差异的自交系为原始亲本，提供广 泛的遗传基础；②对后代群体一般不进行选择，用尽可能大的随机样本保存群体，在多代自 由授粉下逐步打破连续，积累有利的基因改良群体。 四、无性系品种 概念（clonalcultivar）：是由一个无性系或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成。 基因型由母体决定，个体内基因型杂合或纯合，个体间一致。 育种特点： 1.有性杂交+无性繁殖固定杂种优势；2.利用芽变。