蔬菜育种学各论菜豆育种.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,*,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,*,菜豆育种,kidney bean breeding,西安半坡文化遗址研究结果表明，我国豆类蔬菜已有,6000年左右的栽培历史,。我国是多种豆类蔬菜的原产地。目前国内种植的豆类蔬菜约有20余种。,大豆、小豆、蚕豆、豌豆、饭豆、普通菜豆、豇豆、多花菜豆、利马豆、小扁豆、鹰嘴豆、木豆、黎豆、四棱豆、草香豌豆、刀豆、直立刀豆等。,豆类蔬菜概述,我国是世界食用豆类的主产国之一，从80年代初到现在占10%左右。我国种植,食用豆类最多的是黑龙江,面积和产量都为全国总数的1/4左右。但,豆类蔬菜种植最多的是四川、云南、江苏等省,。,菜豆、豇豆,分布最广，栽培地区遍及全国。,豌豆、毛豆,全国各地都有种植,以四川、云南、河南、湖北、江苏等省种植较多。,蚕豆,主要分布在西南、西北和南部，北方少量种植。,扁豆、刀豆,在华南、西南地区栽培较多。,四棱豆,则主要分布在台湾、广东、广西等华南地区。,菜豆（,Phaseolus vulgaris,L.)kidney bean or common bean,2n=2X=22,。别名四季豆、架豆、芸豆、芸扁豆、玉豆,、,京豆,、,隐元豆等。,一般都认为,菜豆起源于中南美洲,，据考古证实，公元前 7000 多年墨西哥与秘鲁人己栽培菜豆，,16 世纪初传入欧洲,，,其后由西班牙和葡萄牙人传入,非洲,，,印度和中国,、,1654 年中国隐元禅师赴日本时，将菜豆传入,日本,，故名“隐元豆”，,目前，菜豆己广泛分布世界各地，栽培面积仅次于大豆。我国除海拔 2400 米以上地区很少栽培菜豆外，在南北各地均普遍栽培。,(一)、菜豆的起源与分布(origin and distribution),一、菜豆种质资源,中美洲中心（墨西哥和危地马拉）。,安第斯山脉（秘鲁）中心。,欧洲中心和东非中心（多样化中心）。,有学者认为中国也是一个多样化中心。,豆科（,Legumiosae,),、蝶形花亚科（,Papilonnodeae,),、菜豆属（,Phaseolus,),。,菜豆属有55个种，50个野生种。,(二)菜豆种质资源,普通菜豆（,P.vulgris,),多花菜豆(,P.multiflorus,Willd),利马豆(,P.lunatus,),尖叶菜豆(,P.acutifolius,),丛林菜豆(,polyanthus,),栽培种,1.分类,多花菜豆,3、中国菜豆品种资源,我国已保存有,2000余,份菜豆品种资源，其中矮生占 20，半蔓生占5，蔓生占75。另外也保存为数不多的利马菜豆及多花菜豆资源。,我国的菜豆种质资源主要分布于,东北三省（黑、吉、辽）,，其次是,华北地区,（冀、鲁、豫、晋），,西南地区,（贵、滇、渝），,湖北神农架地区,菜豆品种资源亦很丰富。,我国菜豆品种资源分为以下几个品种群。,（）花荚品种群,荚多为宽扁条形,，,底色浅绿（或黄绿），带有红色或紫色条纹,。主要分布在,东北地区,。品种有家雀蛋、红花皮、紫花皮、花皮脸等。,（）圆棍荚品种群,荚短圆棍形、,荚肉较厚、嫩荚的纤维较少,。,适宜制罐及速冻,。主要分布在华东、华中地区。品种有上海白（黑）籽长箕、南京白(黑)籽架豆等。,（）黄荚品种群,本品种群的突出特点是,荚色腊黄，花为白色,，其荚形可分为圆棍荚和扁荚两种。品种有山西四月鲜及陕西黄无筋菜豆。,（）紫荚品种群,荚皮含有,花青素，呈紫红色及绛紫色,，煮熟后荚中色素分解，颜色消失，故有,“,锅里变,”,之称。品种有陕西的秋紫豆及黑龙江的大青棒。,3、,荚色与种皮色,绿荚黄荚,F1(,绿荚）,种皮色受多基因控制，颜色丰富。,4、花期早晚,平均值接近晚花亲本,，,F2,连续分布表明受多基因控制。,2、荚形,宽荚窄,F1(,中间偏宽）,长荚短,F1(,中间偏长）,圆荚扁,F1(,圆）,有筋荚无筋荚,F1(,无筋荚）,6.营养成分,鲜荚蛋白含量,F1,、,F2,、,F3,含量一般都在双亲之间，正反交有差异，受环境影响较大。,鲜荚,Vc,（,20-40mg/100g),随豆荚发育时期而变化。,豆荚香味,与一种芳香物,Linalool,含量有关，受一对具有积加效应的基因控制。,5.纤维和革膜,无革有革膜,F1(,无革）,有纤维为,二互补显性基因控制,，无纤维由,一对不完全显性基因控制，但存在一抑制基因,。,菜豆主要食用部分为幼嫩的鲜荚，因此,含水量,对菜豆品质的影响就显得十分重要，含水量高的品种豆荚显得十分幼嫩，干物质含量相对就少，荚纤维含量也相对较低。,果皮的性质,1,）内果皮,，优良品种,内果皮肥厚,，内果皮充满水分呈透明胶状，即使到了豆荚充分长大以后还能保持透明胶状。,2,）,中果皮,的细胞壁增厚硬化的结果使荚内形成,革质膜,，优良的荚用品种没有革质膜。,3,）,外果皮纤维含量要少、失水干缩的要慢。,（二）品质育种,嫩荚两缝线处的维管束强度,，优良品种的这两条维管束很不发达。,耐贮运及蛋白质,含量高。,选育含,胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素和皂素少,的品种。,全荚罐藏加工品种,必须要求,荚短、荚绿、纤维少,的品种。,用于,速冻,的荚豆必须是,质优、纤维少,、在,低温下不易变色,的品种。,炭疽病,（,Colletotrichum lindemuthianum,）已发现有，,4,类生理小种,。在世界各菜豆产区都有发生，在高感品种上可造成严重的减产。目前国内外对炭疽病的防治，除利用无病种子、化学农药防治外，主要是利用抗病品种,。受多基因控制。,（三）抗病性育种,病毒病,菜豆普通花叶病毒病（,BCMV,）种子传病，在种子有生命期间病毒保持活动。近几年在我国,黑龙江省的哈尔滨地区,，田间感染病毒病的菜豆植株比例很高。,遗传：一个单显性基因（,I,），还有,4,个隐性基因,(,bc1,，,bc2,，,bc3,和,bcu,),4,晕环叶烧病,（,Pseudomonas phaseolicola,）,种子带病，,矮生种,菜豆易发生此病害。传染很快引起全株落叶枯死。,5,其它病虫害,其他病害：枯萎病(fusarium wilt)、黄化花叶病毒病（yellow mosaic virus）、角斑病（,Isariopsis griseola,),、根腐病（,Fusarium solani,）等也直接影响菜豆的产量及品质。,主要虫害为蚜虫、白粉虱、豆荚螟、绿豆象。,水胺硫磷,海南毒豇豆,（四）其他经济性状的育种目标,1.适宜,保护地,栽培管理的丛生类型的,早熟优质,品种是重要的菜豆育种方向。,2,.,固氮能力强,。,3,.,适应机械化收获,株高和成熟期一致，茎干坚硬有弹,性，,株型紧凑，接荚集中于冠层,，豆荚易在植株上分,离。,选 种,选种需要考虑的一些性状：,如株高、生长习性、有效分枝数、节位、叶形、叶数、花序、花色、花数、单株结荚数、荚长、荚宽、荚厚、每荚粒数、种子颜色、形态、千粒重、产量、抗病性等。,推广者(,P40),中国农业科学院蔬菜花卉研究所从美国引进，经几年提纯、复壮选育成的优良品种。植株矮生，生长势强，嫩荚圆棍形，直而光滑，荚长14-16厘米，直径1厘米，单荚重约 10 克。,嫩荚呈青豆绿色，脆嫩，纤维少，品质好，商品性好。早熟,，亩产1200 公斤左右。耐高温，耐运输，适应性广，抗病。适于华北、华东、东北等地区春秋季栽培。,秋紫豆系,陕西省凤县,农业科技人员从当地农家品种中选择的,变异单株,，经,6,年系统选育而成的菜豆新品种。,植株蔓生。茎、花、嫩荚均为紫色，成熟种子黑色。,嫩荚肉质肥厚，味道鲜美，适应性强。,播种到采收嫩荚约 65 天，每亩产2000-3000千克。适于,西南,各省栽培。,秋 紫 豆,中国农业科学院蔬菜花卉研究所从荷兰引进。植株蔓生，生长势强，株高2米以上，,甩蔓早,。嫩荚宽扁条形，长22-25厘米。,嫩荚青绿色，肉厚，纤维少，质脆嫩，品质好。,每荚有种子7-8粒。,早熟性好，抗病性强,，北京地区春播从播种至始收60-62天。亩产1300-2000公斤。适于北京、河北、山东、河南及江苏等地春季露地栽培。,碧丰(绿龙),1、花瓣构造,菜豆是两性花，花冠有白、紫、蓝、黄等色。通常是,成对,地着生在,总状花序,上，一个花序上通常有4-6朵，有时只有2朵，多者可达10朵以上，另有一些品种一个花序的-5朵花紧靠在一起，呈,放射状花序,。,花器造构的特点是龙骨瓣和包在里面的雌、雄蕊是螺旋状的，因此去雄授粉都比较困难。雄蕊10个，其中个的基部相连在一起。雌蕊的花柱螺旋状很脆易断，柱头部分有毛呈刷状。,（一）花器构造与,开花授粉习性,杂 交 育 种,2、开花授粉习性,菜豆花大多在早晨 5-8 点钟时开放，花开后就不再闭合，约经-天后凋萎。常常在,开花前的数小时即行自花授粉,。一个花序的开放日期约延续两周左右，整个植株的开花期约延续20-25天，但蔓生品种能延续达100天以上。,矮生品种,是植株,顶端的花序先开放,，然后腋生花序开放，,蔓生品种,是基,部或中、下部的花序先开放,，逐渐上部叶腋花序顺次开放，后期基部叶腋或分枝开放。,花药在开花前一天就己经开裂。,雌蕊在开花前3天己经有受精能力。,开花授粉,适温为15-,30,度,，雌蕊在15-40度之间有受精能力；而花粉在30-40度发芽率极低。授粉后约-9小时，花粉管大部分己到达胚囊。,1、杂交亲本的种植：,宜较商品菜生产晚播-10天，按单株定植。,2、杂交时期的选择：,选择日平均气温20度左右的季节进行杂交工作。,3、杂交植株花序和花朵的选择,母本为有限性结荚,时，应选,植株上部及顶端花序的基部花朵,，母本为,无限性结荚,时，应选取,植株中下部花序的基部花朵,。,这些部位的花开花期较早，营养充足、花荚不易脱落且结籽较多。将已结的荚全部去掉。,每个花序只给最大的两个花蕾授粉，其余的小蕾全部除去。,（二）、菜豆杂交技术,4、授粉,由于花药在蕾期己成熟，所以,去雄应在开花前2-3天进行,。其,花蕾大小是花冠刚长出花萼之外,，,花瓣开始由绿变白,的时候。一天中以8-10时授粉效果最好。,（1）去雄授粉法：,用镊子或手轻轻将龙骨瓣顶端拨开，将10枚花药全部抽去，再授以父本花粉，套上硫酸纸袋。去雄授粉的着果率一般只有,10%,左右。,（2）不去雄授粉法：,用针轻轻拨开龙骨瓣顶端，使柱头露出，随即授以花粉，然后使龙骨瓣回原处，并使冀瓣和旗瓣也恢复原位，用此法可得到,24%,左右的结荚率。,（3）压涂授粉法：,利用菜豆花当轻压龙骨瓣时，柱头会从龙骨瓣中伸出的特点，在伸出的柱头上涂抹花粉，然后任其缩回，其结荚率可达,30-40%,。,（三）杂种后代的选择,由于菜豆的杂交一般采用不去雄授粉，所以,F1,代内都存在一些假杂种，因此在,F1,就要进行株选，淘汰假杂种。,选配亲本时注意利用,母本的标记性状,，如花色、叶色、种子色、下胚轴色彩等，最好是在苗期去掉杂种。,杂交后代的选择可采用,系谱法，混合法或单籽传代法,。,How,？,在近代菜豆育种计划中很少采用此方法，可能是由于它的效率低，然而不能全拒绝使用，因它有显著的优点，主要是成本低。因此，,低效率可由增加杂交数目和加大群体来补偿。,在育种计划的,初期,可采用混选。,当选择的性状表现有,遗传力高,时混选法比较适合,.,例如，在数百公斤菜豆种子中选择种子大小，种子形状和颜色等，这种方法十分有效的。,1、混合选择法,：,可以从每个个体的表现获得有价值的材料，能评价个体的遗传表现。,系谱法对遗传力弱的性状比混选法更为有效。,F1,每组合种植20-30株即可，分组合采种，,F2,为分离选择世代，每组合种植500-1000株，按育种目标入选3-5%的优良单株，分单株采种，编号。,F3-F4 10,个左右株系，设置对照。,F5-F6,每株系30-50株，设置对照，两个重复。,为了分析每个系统（家系）时常采用,低密度种植,，以保证选择的个体生产足够种子，以便进行下一个育种世代的比较试验。,2、系谱法：,从,F2,（或,F3,）开始，每代从一单株取一粒种子播种下一代。每代不进行选择，在,F4,-,F5,代个体将足够纯合再去繁殖品系进行株系间比较鉴定。,由于在早代不进行选择，菜豆生育期短，在温室中每年生长-代，可以进行,快速加代。,另一个优点是,SSD,方法能,使有利等位基因的损失降到最少,，所能发生的这种损失仅仅决定于,F2,群体大小。,用,SSD,方法获得的纯系材料能够用于,遗传分析,，包括数量性状，能够得出控制性状的基因连锁及揭示出不同性状间连锁的相关关系。,3、单子传代法（,SSD,）,五、菜豆良种繁育,由于菜豆异交率低，种子生产采用,原种、生产种两圃制,即可。在生产种繁殖田中选优良单株混合采种作原种，再用原种繁殖生产种。,如果是初繁，则选出的,单株单独采种,，进行一次,株系比较,，入选产量在各株系产量平均值以上的单株混合采种，即可作原种使用。,优良单株,原种,生产种,生产田,菜豆品种间的杂交率低，相邻种植时，矮性为2.7%，蔓性种为5.1%。但相距10,m,以上的异交率在2.6%以下。故原种生产时，,异品种间的间隔需保持在10,m,以上,。,采种田需进行,3次去杂汰劣,，,第一次在苗期,，根据真叶颜色、叶柄及下胚轴色泽拔去杂苗。,第二次在开花期,，根据花色拔除杂株，,第三次在嫩荚采收期,，根据果实色泽、长短及果形等拔去杂株、病株。,原种生产,菜豆采种最好选择种荚成熟时,少雨的地区,，因为菜豆科子一般,无休眠期,，此时如遇长期阴雨，很易在植株上种荚内萌发，采收后自然干燥也较麻烦。,生产种采种,菜豆开花后,25-30,天的荚果,，采摘后种子已成熟，但花后,15,天采摘的果荚，千粒重和发芽率均低。所以应在种荚老熟后采收。,菜豆种荚不易晒干，易腐烂，,要放在通风、干燥处防雨挂藏风干，待种荚充分干燥后脱粒、清选。,菜豆,种子贮藏期易被虫蛀，大量种子可清选后在晴天晒,次，,趁温度稍高及时包装入库，可防虫蛀。,