为农业发展

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教学目的与要求 1.使学生了解良种对农业增产的重要作用； 2.使学生懂得引种和育种的原理及其方法； 3.使学生了解良种繁育的具体步骤； 教学内容 第一节 良种的作用及其合理利用 第二节 作物遗传的基本规律 第三节 育种目标与品种资源 第四节 引种 第五节 系统育种 第六节 杂交育种 第七节 杂种优势的利用 第八节 其它制种技术 第九节 品种的区域化鉴定及良种繁育 第一节 良种的作用及其合理利用 一、良种的作用 （一）品种（良种）的概念与特点 品种即优良品种，简称良种； 1.概念：品种是在一定的生态条件下，由人类根据自己的需要所创造的某种作物或家养动物群体。 2.品种的特点 1.有一定的经济价值，是经济上的类别，而不是生物分类上的类别；一个物种可包含多个品种，一旦该品种在经济上的价值降低了（产量和质量方面），农业上就不再种植了，也就不能称其为品种了； 2.遗传性比较一致； 3.具有地区性（适用范围）和时间性（阶段性）； 4.是人类精心培育出来的农业生产资料。 （二）良种在农业生产上的作用 1.可大幅度提高单产：在农业各项增产措施中，品种的作用要占到50%以上，其中，杂种优势的利用和矮化育种具有突出的贡献； 2.通过多抗性育种，减轻和避免自然灾害的影响，保证稳产高产； 3.改善农产品的品质：如棉纤维的增长，作物蛋白质、含油量的增加；水果含糖量的增加等等； 4.扩大农作物的栽培区域：如水稻和玉米分布区域的向北扩展； 5.促进农业机械化发展，提高劳动效率：通过育种，使作物的成熟期一致，穗的高低位置一致，株型紧凑、株高一致、秆硬不倒伏，以便于机械化收割。 但品种也不是万能的，必须根据品种特性，因地制宜地加以种植。 二、品种的合理利用 1.正确选用良种：要考虑品种的适用区域，良种的遗传性必须稳定（杂种优势的良种不能自己留种）； 2.合理利用良种：一个地区不能频繁更换良种，要合理的搭配良种，以一个品种为主，1-2个品种为辅； 3.要总结出适宜的栽培方法：先通过小面积试验来摸索最适的播种期、播种量和水肥管理方法。 第二节 作物遗传的基本规律 一、分离规律（一对相对性状的遗传规律） 奥地利遗传选家孟德尔用豌豆做了8年试验得出的规律； 在F2代显性：隐性接近3:1; 二、自由组合律（两对相对性状位于不同的染色体上） 也是孟德尔提出的，在F2代4种表现型的比例接近9:3:3:1; 三、连锁互换规律（两对相对性状的基因位于同一染色体上） 四、数量性状的遗传性规律 数量性状：其特征是界限不甚清楚，其变异是呈连续状态的，如麦穗籽粒的多少、棉纤维的长度、乳牛的产奶量等； 每一个数量性状都是多基因共同作用的结果，其变异特点呈连续的正态分布，表现型真正像亲本的最少，而中间型的最多； 第三节 育种目标与品种资源 一、育种目标： 即对拟选新品种的具体要求，育种目标正确与否，是育种工作成败的关键； 农业生产对良种的具体要求： 1.高产； 2.稳产（多抗性）； 3.早熟：不宜片面追求，早熟与丰产有一定的矛盾； 4.优质； 5.适应性高：适应当地环境；适应机械化要求。 制定育种目标的一般原则 1.要抓住生产中的主要矛盾； 2.要着眼当前，顾及发展：培育一个新品种需7-8年方能推出，要有一定的前瞻性； 3.要将育种目标落到具体的性状上：如高产目标是落实到穗大粒饱上？还是落实到合理密植上？要确定好； 4.要考虑品种的合理搭配。 二、品种资源 （一）概念：也叫种质资源或遗传资源，是指育种中用来选育新品种的原始材料，即育种中所用的亲本； （二）类别 1.本地品种资源：包括古老的地方品种和当前推广的改良品种； 2.外地品种资源：其他国家或地区的品种； 3.野生品种资源：指育种中利用的各种作物的近缘种和有价值的野生植物； 它们往往具有一般作物所不具有的重要性状，如品质独特，抗性和适应性强等，经栽培驯化可发展成为新品种，或杂交成新品种； 4.人工创造的种质资源：人工创造的各种突变体和中间材料，不能直接用于生产，但却是育种的珍贵原材料。 第四节 引种 一、引种的意义 1.引种的概念：将外地、外国的新品种或新的作物类型引入本地，通过鉴定，将表现好的直接推广种植，或作为新的育种材料，即为引种。 2.引种的作用：①投资少，见效快，有利于快速发展农业生产；②充实种质资源；③利用作物的异地种植，提高产量，或缩短育种年限。 二、引种的一般规律及注意问题 1.气候相似的两地之间引种容易成功：纬度相似的两地间引种成功的可能性较大，而经度相似的两地间引种成功的可能性较小； 2.要考虑作物的阶段发育问题：①春化阶段；②光照阶段； 3.坚持引入、试验、繁殖三步走：坚持少量引种，小面积试种，自行繁殖的原则； 4.注意检疫和种子检验 ①检疫：通过海关检疫，防止引入当地没有的病虫害和毒草，阻挡外来生物的入侵（我国在这方面的教训非常深刻）； ②检验：即验证种子在纯度、精度、出芽率和含水率等方面是否合格。 三、植物驯化 即将不太适应本地环境的品种在当地种植几年，使其逐渐适应当地的环境，即为～。 第五节 系统育种 一、定义：根据育种目标，对现有品种群体内出现的自然变异进行选择，然后对当选单株的后裔进行鉴定，汰劣留优而育成新品种的方法，也叫"一穗传"。 该育种方法简单易行，见效快，在国内外被广泛采用。 优、缺点评价 优点： 1.它直接利用了自然变异，省去了人工创造变异的环节； 2.易于选择到稳定的（在遗传上）株系； 3.在"优中选优"，易于选到优良的新品种。 缺点： 此法只能改良现有品种的某些缺点，而不能进行有目的的创新；它像"守株待兔"一样在等待自然界发生变异，然后再去选择，对变异的速度、方向和种类无法控制和预测。 二、系统育种的基本原理 利用原优良品种群体内的自然变异，加以选育。自然变异产生的原因： 1.天然杂交：雌雄异花天然杂交率为95%以上，雌雄异株为100%，雌雄同花为1-5%； 2.品种性状未完全稳定即推广种植； 3.发生了遗传突变：包括染色体畸变和基因突变。 三、系统育种的方法与程序 （二）混合选择法 （三）两种方法的比较 1.工作简繁程度上的不同：单选法工作量大，混选法简单易行； 2.选种的效果不同：单选法容易选到遗传性一致的优良系统，选择的效果好；混选无法淘汰误选单株，选择效果不及前者； 3.所获材料的性质不同：单选法可选到来自一个单株的纯合系统，而混选法选到的是一个许多植株后代的混合群体。 三、系统育种的技术要点 1.要有明确而具体的选育目标； 2.被选择的群体数量要足够大（因可遗传的自然变异频率很小）； 3.要准确鉴定，多看精选，避免环境因素的干扰。 第六节 杂交育种 一、定义 将遗传性不同的品种进行有性杂交，获得杂种，继而对杂种后代进行选育，以产生新品种的方法，叫～。 该法是人为的创造变异、加速变异，继而对变异后代进行选择的育种方法； 杂交育种分为品种间杂交和远缘杂交，我们重点介绍品种间杂交（种内杂交）。 二、杂交育种的基本原理 1.通过基因重组，综合双亲的优良性状； 2.通过基因互作，产生双亲所不具备的新性状； 3.通过基因累加，产生超亲性状。 三、杂交亲本的选配原则 1.双亲优点多，缺点少，主要优、缺点互补； 2.要选用当地品种作为亲本之一； 3.选用生态类型差异较大、亲缘关系较远的亲本杂交； 4.亲本的配合力要高。 （注：配合力：即杂种一代的产量表现，表现高的，即配合力就高。） 四、杂交组合的方式 （一）单交：即两个亲本之间的杂交，用A×B 或 A/B 表示； （二）复交：即三个以上亲本的杂交； 1.三交：(A×B）×C 2.双交： (A×B）×（C×D） 3.四交：〖(A×B）×C〗×D 在遗传基因上，上述三种复交有何不同？ （三）回交和测交 1.回交：(A×B）×A或B 其目的在于加强轮回亲本的优良性状； 2.测交： (A×B）×B（纯隐性亲本） 其目的在于检测F1代的基因型。 （四）多父本授精 ♀(A)×♂（B、C、D、E......） （五）自由授粉 将母本种植在若干父本品种之间，去雄后任其天然授粉，称为～。 五、应注意的问题 1.调节开花期：采用分期播种的方法； 2.控制授粉： ①防止自花授粉：需人工去雄； ②防止天然杂交：在花、穗上套袋。 六、杂交后代的处理 （一）系谱法（单株选择法） 最快也得7-8年； （二）混合法（适用于自花授粉作物） 从F5-F8（纯合百分率达80%以上）才开始进行单株选择，约需10年左右的时间。 （参展示台上的示图） 七 、杂交育种的步骤 1.收集育种的原始材料； 2.创造新的变异类型； 3.按照育种目标选择变异个体的后裔； 4.通过品比试验，选出新品种。 八、加速育种的途径 1.异地加代：如在海南租地，一年可种植3～4代； 2.利用温室或人工气候室加代。 第七节 杂种优势的利用 一、杂种优势的概念及表示方法 （一）概念：即杂种一代在许多性状上优于其亲本的现象； 如杂种一代往往在生长能力、代谢强度、繁殖力、抗逆性、产量和品质等方面优于其亲本。 （二）表示方法 1.平均优势： （F1－双亲平均值/双亲平均值）×100%; 2.超亲优势： （F1－较好亲本/较好亲本）×100% 3.对照优势： （F1－对照亲本/对照亲本×）100% 二、利用杂种优势时应遵守的原则 1.杂交组合的优势强大：即F1的优势明显； 2.双亲纯合性高：只有双亲的基因型纯度高，后代的性状才能整齐一致，一般采用自交系来提高亲本的纯合性； 3.制种技术必须简单：即去雄简单； 4.其亲本的选择原则与杂交育种中亲本的选择相同，追加的一条是：亲本自身产量高，双亲花期相近。 三、杂交制种技术及要点 （一）制种技术 1.品种间杂交：去雄方便的作物可采用，但F1代的表现不太整齐； 2.自交系间的杂交： 自交系：指异化授粉植物的一个单株的雌雄花连续授粉多代（4-6代），通过选择而形成的性状一致、遗传性稳定的后代群体，它与品种的不同点是个体均为纯合子，而品种群体中则有少量的杂合子； 其杂交方法，同杂交育种。 杂交优势的利用与杂交育种的 区别是什么？ 杂交优势利用的关键是选择最佳亲本组合，然后年年制种，良种为F1； 杂交育种的关键除了亲本选择外，还要对杂种后代进行多代的选择，一旦育成新品种，则可年年使用。 （二）杂交制种的技术要点 1.设置隔离区 ①空间隔离：即在制种区一定范围内不种非父本品种； ②时间隔离：即在开花时间上与其他品种隔离开； ③自然屏障隔离：即利用山沟、树林、果园、房屋等自然障碍物隔离。 2.规格播种 ①确定父母本播种期，保证花期相遇； ②规定父母本行比，在保证有足够父本花粉的前提下，应尽量增加母本行数； ③提高播种质量，力争一次播种全苗，并严格把父本行和母本行分开，不得错行和串行。 3.精心管理，去劣去杂； 4.母本去雄：去雄要及时、干净； 5.人工辅助授粉：玉米、高粱、水稻等风媒作物，可进行人工辅助授粉，以提高结实率和产种量。 6.分收分藏：成熟后要及时收获，父母本要分收分藏；一般先收母本再收父本； 注意：折断落地的株、穗，在不能确切分清父母本时，不得作种子使用，按杂株杂穗处理。 四、利用雄性不育系制种 （一）雄性不育系的特点及利用意义 植物雄性不育是自然界的一种现象，其特点是：雄蕊发育不正常，花药皱缩，花粉败育，不能提供正常的花粉，而其雌蕊完好，接受外来同种花粉时能正常结实。 意义：如果能发现雄性不育类型并加以利用，即可免去杂种优势利用中繁杂的去雄手续，使杂种优势的利用范围不局限于玉米等异花授粉作物，还可扩展到自花授粉作物，如小麦（这方面的研究正在进行）。 （二）"三系"的概念 1.雄性不育系：具有雄性不育特性的品种或自交系，简称不育系。在制种时用它作母本不用去雄，当其接受其他品种正常花粉后，照样可结实。 2.雄性不育保持系：用来给不育系授粉，保持其不育性的品种或自交系，简称保持系；保持系的雌、雄蕊均正常，其花粉传给不育系后，也能使不育系结实，但其后代仍为不育系； 每一个不育系都必须有其相应的保持系，才能使不育特性遗传并繁殖出大量的不育系种子。 3.雄性不育恢复系 用一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后，不但结实正常，且F1的不育性消失了，恢复了正常的散粉生育能力，简称恢复系。其特点： ①其自身花粉正常，给不育系传粉后， F1的可育性恢复，其结实率不低于正常的品种； ②恢复系与不育系的配合力强，在经济形状方面具有强大的优势；亦即必须经过试配，才能确定哪些品种可作为恢复系。 关于"三系"配套的遗传机理，这里不做专门介绍。 （三）"三系"之间的关系—— "两区三系"制种 两区：即在一个隔离区内反之不育系和保持系，在另一个隔离区内相间种植不育系和恢复系，生产杂交种子。 "三系"之间的关系如下图所示： 第八节 其它制种技术 一、辐射育种：始于1927年，上个世纪70年代盛行；我国于1958年开始这项工作，目前已育成了数百个新品种。 二、单倍体育种：即花粉进行培养，通过染色体加倍，育成纯合子的后代。 三、多倍体育种：特点是①产量和品质高；②具有不孕性，如无籽西瓜。 第九节 品种的区域化鉴定及 良种繁育 一、品种的区域化鉴定 区域化鉴定包括品种区域试验和品种审定两个环节； 区域试验有国家授权的单位主持，在不同的自然区和不同的栽培水平上进行，目的是全面鉴定新品种的优良性能和适应范围； 我国目前的品种区域试验分为全国和省（市、自治区）两级进行，分别由农业部及省级种子公司和同级农科院主持。 经过区域化鉴定确认合格的品种，可按程序报请品种审定委员会审定，经审定合格的品种方可正式推广。 新品种产生的"流程"： 育种（5-7年）——品种比较试验（2年以上）——品种区域化鉴定（2-3年）——品种审定——命名——新品种产生 二、良种繁育 （一）我国良种繁育的体系 由种子公司专门承担，实行"四化一体"的方式： ①种子生产专业化； ②种子加工机械化； ③种子质量标准化； ④品种布局区域化； 以县为单位组织统一供种，由种子公司把种子的产、供、销统一管理起来，实行育、繁、推一体化，保证种子质量及供应。 （二）良种繁育的任务 1.良种繁育：是按一定程序加速繁殖并保持新品种的种性和纯度，使其在种子数量和质量上满足生产的需要，即为～； 2.任务： ①迅速繁殖新品种，包括配制杂交种； ②通过提纯复壮，保证良种的种性和纯度。 （三）品种的防杂保纯 1.混杂：一个品种群体中，掺杂有不同于本品种的各种异型株，造成品种纯度的下降； 2.退化：指品种原有的优良性状部分或全部消失，生活力下降的现象。 3.品种混杂退化的原因 ①机械混杂； ②生物混杂（即天然杂交）； ③良种本身发生了变异； ④选种、留种方法不当。 克服品种混杂退化的措施： ①防止人为的机械混杂； ②良种的提纯复壮。 （四）良种的提纯复壮 采用单株选择法，从已发生混杂退化的良种中选择典型、优良的植株，繁育出纯度高、质量好的种子，从而保持和提高优良品种的增产性能； 提纯复壮是延长良种使用年限，充分发挥其增产潜力的有效措施。 五、原种生产 原种：是指有育种单位提供的原始种子，或经过提纯复壮后达到原种质量标准的种子；其标准是性状典型一致，纯度高（不低于99.8%），种子质量好，不带检疫病虫害等； 常用的原种生产方法是单株选择、分系比较，混系繁殖法，其生产的程序为：