第11章选择育种.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,11,章 选择育种,选择是育种的理想，也是实现理想的每一具体步骤。,布尔班克,一、选择育种的概念与意义,选择育种：是指从自然界中挑选符合人们需要的群体和个体，通过比较、鉴定和繁殖，,培育新品种的方法叫做选择育种，简称选种。,选择的实质就是造成有差别的生殖率，从而定向地改变群体的遗传组成。,选择育种的意义,1、选择是植物进化的基本动力 和育种的基本途径之一。,达尔文进化学说的中心内容是变异、遗传和选择。,变异是选择的基础，为选择提供了材料，没有变异，也就不会有选择。,遗传又是选择的保证，只要通过选择、繁殖，将有利的变异性遗传下去，选择才有意义。,2、人工选择和自然选择,选择就是去劣留优，在一定的外界环境条件下，在生存竞争中，生活力、繁殖力强的生物体，则能繁衍和保留更多的后代，而生活力、繁殖力弱的生物体则被淘汰，失去生存的可能性。,这种保留和淘汰的过程便是,自然选择,。,如果物种的保留和淘汰过程是按人类的需要进行的，便称为,人工选择,。,自然选择,自然选择是按植物适应于自然环境条件的方向进行的，选择的结果使植物更适应于自然环境条件。但是这种选择是在生物进化过程中缓慢进行的，所以新的物种的产生要经历漫长的历史时期。,人工选择,人工选择可分为,无意识选择,和,有意识选择,两类。,无意识选择是指人类在无预定目标地保存植物优良个体，淘汰没有价值的个体。在这个过程中，完全没有考虑到改变品种的遗传性。例如人们看到结籽多的玉米，或看到好看的花，就把它们留种，这种做法虽然并不是企图培育出新品种，可这种行为却有可能改变品种。无意识选择行为的作用一般十分缓慢，但由于 岁月漫长也产生了明显的效果，取得巨大成就。,3、选择具有创造性作用,选择不仅是挑选，还具有积极的创造性作用。,任何植物在受到外界环境刺激后，都可能发生微小变异，如果引起变异的条件继续存在，就可以通过不断的选择将有利的性状保留和巩固下来，从而创造出与原始类型有明显差异的新品种。,选择育种可创造许多优良品种,远在人类开展杂交育种以前,所有作物的品种,都是通过选种途径创造出来的。即使是杂交育种普遍开展以后,选择育种仍然为生产上提供了大量新的品种。,1990-1992年(三年间)世界范围新育成的桃68个和李258个品种,其中来自杂交育种的分别占48%和25%,通过实生选种育成的分别占22%和35%,通过芽变选种育成的分别占6%和17%。,所以,在未来的园林植物育种事业中,选择育种仍然是不可忽视的重要育种途径。,选择育种见效快培育新品种时间短，可作为独立的育种手段。,可以直接利用 自然界中优良的变异.,4、选择其他育种方法中不可缺少的环节,选择不仅是独立培育优良品种的手段，也是引种、杂交育种、倍性育种、辐射育种等育种方法中不可缺少的环节。它贯穿于育种工作的每一步骤。,例如原始材料研究、杂交亲本的选配、杂种后代以及其他非常规手段所获得的变异类型的处理，都离不开选择。没有选择，不去劣留优，就不可能培育出符合要求的优良品种。,二、选种的原理,（一）选择的遗传机制,选择改变了群体内基因和基因型频率。研究的理想群体为哈-温平衡的群体。但在自然条件下，突变是广泛的。自然选择下，会定向地产生对自然高度适应的新类型。人工选择下，产生符合人类需要的优良变异类型。,选择对隐性基因的作用,选择对显性基因的作用,（二）选择应注意的问题,基因型、环境、人类要求,选择时要区分质量性状和数量性状,质量性状是不连续的性状，受单基因或主基因控制的，受环境影响较小，可根据表现型一次选择或混合选择。,数量性状是连续的性状，受环境影响比较大，要用数学统计的方法分析，如果采用单株选择法宜在分离晚期进行。,V,P,=V,G,+V,E,=V,D,+V,H,+V,I,+V,E,2.要区分选择的群体是杂合型的还是纯合型,一般杂合型的、有性繁殖的，通过基因的重组，特别是远缘杂交的，F,2,代分离大的选择效果好。,选择的效果与被选的群体大小成正比。,3.选择要根据综合性状有重点地进行,选择时既要考虑观赏价值或经济价值，又要考虑有关生物学性状，但也不是等量齐观，要有重点进行选择。,三、选种目标,选种目标即为改良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。,根据目标性状的主次制定相应的选择标准。,主要目标性状的标准；综合性状的分析,目标性状及其标准必须具体明确,各性状的当选标准要适当,明确目标性状,区分目标性状的主次,掌握适宜的选择标准,1.,根据目标性状的主次制定相应选择标准,选种中往往需同时兼顾多项性状,如产量、品质、成熟期、抗性等。作为具体的选种任务,在众多的目标性状之间,必然存在着相对重要性的差别,应在分清目标性状主次的基础上制定各性状的取舍标准。,2.目标性状及其标准必须明确,具体选择标准应根据作物的种类、用途和选择目标尽可能明确具体。例如,丰产性的选择,多数作物可用单株产量作为比较标准。选择性状的具体项目及其标准还必须考虑产品的用途,例如菊花盆栽品种要求株型矮壮,而作为切花品种则要求株高在80cm 以上。,3.各性状的当选标准要定得适当,当选标准定得太高,则人选个体太少,影响对其他性状的选择,致使多数综合性状优良的个体落选;定得太低,则入选个体过多,使后期工作量加重。,抗逆性,抗病虫,新花色、新品种及重大节日花卉,枝株奇特,切花、干花,其他 如花型、花期、重瓣、皱瓣、观赏经济并用,四、实生选种,在自然授粉产生的种子播种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，称实生选种。,1、混合选择法：,按照某些观赏特性和经济性状，从一个原始的混杂群体或品种，选出彼此类似的优良植株，然后把它们的种子或种植材料混合起来种在同一块地里，次年再与标准品种进行鉴定比较。,如果对原始群体的选择只进行一次，就繁殖推广的，称为一次混合选择。,如果对原始群体进行下断地选择之后，再用于繁殖推广的称之多次混合选择。,对照品种,混合选择播种田,原始群体,一次混合选择 法,混合选择的优点是：简单易行，能迅速从混杂的原始群体中分离出优良的类型；能获得较多的种子及繁殖材料，便于及早推广，保持的遗传较丰富，从而维护和提高了品种的特性。,所以在品种性状遗传力高，种群混杂，遗传品质差别大的情况下能获得较好的育种效果。,混合选择缺点：混合选择是按表现型进行选择，混合采种繁殖，因而不能查清子代和亲本之间的谱系关系，也就不能根据子代的表现进行家系的选择。,因此，在环境差异大，性状遗传力低的情况下，选择效果将受到很大的影响。另外，对于群体上已基本趋于一致的，在环境条件相对不变的情况下，再进行混合选择，效果就会越来越不显著。此时，要想进一步提高选择效果，就需要采用单株选择或其他的育种措施。,混合选择的优点,简便易行；,获得材料较多；,保持较丰富的遗传多样性,混合选择的缺点,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,把从原始群体中选出的优良单株的种子或种植材料分别收获，分别保存，分别繁殖的方法。,在整个育种过程中如只进行一次以单株为对象的选择而以后就以各家系为取舍单位的称一次单株选择法。,如先进行连续多次的以单株为对象的选择，然后再以各家系为取舍单位的，就称为多次单株选择法。,多次单株选择法的基本步骤,1）在供试田中选择符合要求的优良单株，然后每株分别收取种子，分别保存贮藏。,2）播种前将每个植株上收集的种子分为两部分，其中一部分种子按田间试验设计种植以作比较，另一部分种子按株系分别种植在隔离区内防止相互授粉。,3）在株系比较试验中，淘汰不符合要求的株系，选择符合要求的优良家系。选中的家系要在隔离区内留种。,4）如果当选家系中的各个植株表现整齐一致，那么该株系的种子可混合在一起成为一个品系，如图。,如果某个当选株系的子代仍有分离，则这个株系在隔离区中的植株还要分别收获，第二年按以前的方法一样将种子分成两部分，继续工作直到选出合乎要求而整齐一致的株系为止。,对照品种,一次单株选择法,一次单株选择法,原始群体,对照品种,当选品系,淘汰品系,第一年,第三年,第四年,选优株,单株选择法的优点 由于所选优株后代分别繁殖和编号，分别进行鉴定比较，一个优株的后代就形成一个家系。因而可以根据后代的外观表现来确定当选单株的真正优劣，选出遗传上真正优良的类型。,能选出可遗传变异；,有效淘汰劣变基因。,单株选择法的缺点 比较费工、费时，株系增多后所占土地增大，工作程序也比较复杂。,占用较多的土地；,需要较长的时间。,3、评分比较选择法,露地菊百分制计分评选表,4.,相关性状选择,某些性状具有相关性，对于现阶段不能选择的性状可以通过相关性状提前选择，从而缩短育种年限。,这一选择方法是基于基因的多效性和基因间的连锁关系。,五、芽变选种,1 芽变选种的意义,芽变是体细胞突变的一种。突变发生在芽的分生组织细胞中，当芽萌发长枝条，并在性状上表现出与原来不同的类型，即为芽变。,芽变是植物产生新变异的无限丰富的源泉，它既可为杂交育种提供新的种质资源，又可直接从中选出优良的品种。,达尔文在家养状态下的变异中提到沙尔特培育菊花，由芽变产生6个不同种类。蓝色矢车菊，一株上开四种不同颜色的花。,欧阳修洛阳牡丹记“潜溪绯，千叶绯花，出于潜溪寺。本是紫花，忽于丛中特出绯者，不过一两朵，明年移在他枝。洛人谓之转枝花，故其接头尤难得”,2.芽变的特点,（1）芽变表现的多样性,形态特征,植株形态,蔓性的变异 月季“墨红”变“藤墨红”,扭枝的变异 龙爪槐、龙爪梅、龙爪柳、龙爪桑,垂枝型的变异 垂柳、线柏、垂枝梅,刺的变异 蔷薇属植物经常发生,色素的变异,叶绿素的突变 红叶李、红枫、红叶槭,花色素的突变 大丽花、凤仙花、月季花经常出现半朵红半朵白的突变。,生物学特性的变异,开花期,能育性,抗逆性,(2)芽变的重演性,同一品种相同类型的芽变可以在不同时期、不同地点、不同单株上重复发生，这就是芽变的重演性。如叶绿素的突变金心海桐，银边黄杨。,（3）芽变的稳定性,有些芽变很稳定，性状一经改变，在其生命周期中长期保持，并且无论采用何种繁殖方法，都能把变异性状遗传下去。有些芽变只能在无性繁殖下保持稳定性，当采用有性繁殖时，或发生分离，或全部后代又恢复原有类型。还有些芽变，虽不经有性繁殖，但在其生长发育过程中，也可能失去芽变性状，恢复原有类型，即所谓回归突变。,（4）芽变性状的局限性和多效性,芽变与实生后代发生的变异不同，在同一种类(或品种)、同一时间、同一地点情况下，芽变一般是少数性状发生变异，而实生后代则是多数性状的变异。因为实生后代是许多基因重组的结果，各种性状发生连续的变化。芽变之所以只有少数性状发生变异，是因为没有发生基因重组，仅仅是原类型遗传物质的突变；这种突变引起的变异性状当然是有局限的。,至于多倍性的芽变，虽然有许多性状发生变异，但大都来源于细胞的巨大性，而许多器官的变异也都局限于一个共同的“巨型”性。,3.芽变的原理,(,1)嵌合体与芽变的发生,被子植物梢端分生组织都有几个相互区分的细胞层，叫做组织发生层，用L、L、L代 表。植物所有组织即由这三层细胞分别衍生而成。在正常情况下，这三层细胞具有 相同的遗传物质基础。如果层间或是层内不同部分之间遗传质基础不同，就形成嵌合体。层 间不同叫周缘嵌合体，其中又分为内周、中周、外周和外中周、外内周、中内周六种不同类 型。,各个组织发生层按不同方式进行细胞分裂，并且衍生为特定的组织。L细胞在分裂时与生长锥呈直角，叫做垂周分裂，形成一层细胞，衍生为表皮。L细胞在分裂时与生长锥垂直或平行，既有垂周分裂，又有平周分裂，形成多层细胞2-6层，衍生为表皮的外层及孢原组织。L细胞分裂与L相似，也形成多层细胞，衍生成皮层的内层及中柱。,植物生长点分生组织原层及其衍生组织,芽变是遗传物质突变，但只有发生在顶端组织发生层的细胞时，这种突变才有可能成为一个 芽变。如果突变发生在L，则表皮(包括毛、刺和气孔)出现变异；发生在L层，皮层的外 层及孢原组织(包括花粉种子)出现变异；发生在L，皮层的内层和中柱出现变异。一般情 况下，只有L或L或L个别层中的个别细胞发生突变。三层细胞同时发生同一突变的可 能性，几乎不存在。因此芽变开始发生时总是以嵌合体形式出现。,（2）芽变的转化,一个扇形嵌合体在发生侧枝时，由于芽着生的部位不同，有些侧枝将成为比较稳定的周缘嵌 合体，有些则仍为扇形嵌合体，但是扇形的宽窄与原扇形不一定相同；也还有一些侧枝是非 突变体。通过短截控制发枝，可以改变扇形嵌合体类型。当然如果嵌合体受到自然伤害时，也可以发生改变。比如剪口在扇形内时，从此往上的新生枝条，都将是突变体；与此相反，剪口在扇形体之外时，则从此往上即不会再出现突变体；如果恰好在扇形边缘，则新生枝条，仍然是扇形嵌合体,4.芽变选种的时期和方法,（1）芽变选种目标,芽变选种的目标与杂交育种目标不同。芽变选种主要是从原优良品种中进一步选出更优良的 变异类型，要求在保持原品种优良性状的基础上，针对其存在的主要缺点，通过选择而得到改善。,（2）芽变选种时期,芽变选种工作原则上应该在整个生长发育过程的各个时期进行细致的观察和选择。但是，为 了提高芽变选种效率，除经常性观察选择外，还必须根据选种目标抓住最易发现芽变的有利 时机，集中进行选择。,开花期,这主要是针对花卉芽变选种来说，因为观尝植物的开花期是其商品价值实现的 主要时期，也是最容易引人们注意的时期，这时应有目的在花圃中留心观察，一旦发现变异，应及时与当时就近的同品种进行比较分析，作好选种准备。,灾害期,在剧烈的自然灾害之后，包括霜冻、严寒、大风、旱涝和病虫害，要抓住时机 选择抗自然灾害能力特别的变异类型。还有一些芽变是在自然灾害之后，由于原有正常枝条 受到损害，而使组织深层的潜伏变异表现出来，所以要注意从不定芽和萌蘖长成的枝条上进 行选择，以便发现抗性及其他优良芽变。,（3）变异分析,在芽变选种中，当发现一个变异后，首先要区别它是芽变还是饰变。,直接鉴定法,间接鉴定法,Thank you!,