园艺植物育种学绪论.ppt

绪论学习要求【目的要求】【目的要求】1 1、了解：园、了解：园艺艺植物育种学的任植物育种学的任务务与与发发展展趋势趋势。2 2、理解：品种的特性及良种的作用。、理解：品种的特性及良种的作用。3 3、掌握：园、掌握：园艺艺植物育种学、品种的概念。植物育种学、品种的概念。【学【学习习内容】内容】园园艺艺植物的植物的进进化和化和遗传遗传改良改良品种的概念和园品种的概念和园艺艺植物良种的作用植物良种的作用园园艺艺植物育种与园植物育种与园艺艺植物育种学植物育种学园园艺艺植物育种的植物育种的历历史史【学【学习习重点】重点】品种的概念和园品种的概念和园艺艺植物良种的作用植物良种的作用【学【学习难习难点】点】园园艺艺植物育种学、品种的概念植物育种学、品种的概念 1.绪论绪论 1 1 园园艺艺植物育种及园植物育种及园艺艺植物育种学植物育种学 园园艺艺植物育种植物育种 根据人根据人类类需要利用自然需要利用自然变变异以及利用品种异以及利用品种间杂间杂交、交、远缘杂远缘杂交、人工交、人工诱变诱变、离体、离体组织组织培养和培养和DNADNA分子改造等途径来分子改造等途径来创创造新的造新的变变异，按照一定的异，按照一定的目目标进标进行行选择选择，筛选筛选出新品种。新品种出新品种。新品种选选育出后要加速繁育，尽快的推育出后要加速繁育，尽快的推广广应应用。用。园园艺艺植物育种学植物育种学 是研究是研究选选育与繁殖园育与繁殖园艺艺植物植物优优良品种的原理和方法的科学。良品种的原理和方法的科学。2.育种的实质自然界自然界变异遗传特性人工选择新品种或物种人工创造3.植物育种学既是科学又是植物育种学既是科学又是艺术艺术，是二者的，是二者的综综合。因此要求植物育种家不合。因此要求植物育种家不仅仅需要有科学的需要有科学的造造诣诣，而且也要求有，而且也要求有艺术艺术的修养。由于植物有的修养。由于植物有机体机体过过于复于复杂杂，迄今尚有，迄今尚有许许多未知的多未知的领领域，因域，因此育种的成就不此育种的成就不仅仅依依赖赖于科学，也往往依于科学，也往往依赖赖于于尚未上升到理尚未上升到理论论的的经验经验，甚至机遇。，甚至机遇。育种学的任育种学的任务务是改是改变变植物的植物的遗传遗传模式，模式，即基因型，而不是改即基因型，而不是改变变其表其表现现性。育种学要改性。育种学要改变变的的遗传遗传模式是与模式是与经济经济用途有关的用途有关的遗传遗传模式，模式，即重即重视视育种的育种的实际实际意意义义及其在生及其在生产产上的上的应应用。用。4.2 2 为为什么要什么要进进行园行园艺艺植物的育种植物的育种*选选育育园园艺艺植植物物新新品品种种是是发发展展园园艺艺生生产产的的关关键键途途径之一径之一 发发展园展园艺艺生生产产的途径的途径 园园艺艺植植物物栽栽培培 栽栽培培为为品品种种的的生生长长发发育育提提供供良良好好的的生生态态环环境境，采采用用适适宜宜的的栽栽培培技技术术调调节节园园艺艺植植物物生生长长与与环环境境之之间间的的关关系系，使使植植物物与与环环境境和和谐谐 相相处处，并达到最佳的，并达到最佳的经济经济生生产产状状态态。园园艺艺植植物物育育种种 育育种种给给栽栽培培提提供供栽栽培培对对象象，优优良良品品种种是是保保证证实实现现高高产产优优质质栽栽培培目目标标的的重重要要物物质质基基础础。5.3 3 育育种种的的直直接接目目的的是是选选育育出出新新的的优优良品种良品种 3.13.1品品种种的的概概念念 是是经经人人类类培培育育选选择择创创造造的的、经经济济性性状状及及农农业业生生物物学学特特性性符符合合生生产产和和消消费费要要求求，在在一一定定的的栽栽培培条条件件下下，依依据据形形态态学学、细细胞胞学学、化化学学等等特特异异性性可可以以和和其其他他群群体体相相区区别别，个个体体间间的的主主要要性性状状相相对对相相似似，以以适适当当的的繁繁殖殖方方式式（有有性性或或无无性性）能能保保持持其其重重要要特特性性的的一一个个栽栽培培植物群体。植物群体。6.v一串一串红红的品种的品种骑兵手展望7.萝萝卜的不同品种卜的不同品种8.v苹果的不同品种9.3.2 3.2 品种具有品种具有 特异性、一致性、特异性、一致性、稳稳定性、地区定性、地区性和性和时间时间性。性。10.品种的特性 *特特异异性性 指指一一个个品品种种至至少少有有一一个个以以上上明明显显不同于不同于其他品种的可辨其他品种的可辨认认的的标标志性状。志性状。11.极早熟、抗病、抗逆性极早熟、抗病、抗逆性强强、耐弱光、极易座果、耐弱光、极易座果、单单瓜重瓜重2kg2kg左右左右 早抗蜜宝华蜜掌中宝抗病、耐湿、易坐果，抗病、耐湿、易坐果，大瓜可达大瓜可达 10 10 公斤左右公斤左右品种特异性品种特异性12.品种的特性品种的特性 *一一致致性性 指指同同一一品品种种个个体体间间在在一一些些主主要要经经济济性状方面是性状方面是相相对对整整齐齐一致一致的。的。13.品种的特性品种的特性*稳稳定性定性 指指品品种种经经过过反反复复繁繁殖殖后后其其相相关关的的特特征征或或者特性者特性保持保持相相对对不不变变。*地区性地区性 指每一个品种的生物学特性指每一个品种的生物学特性适适应应于于一定一定地区生地区生态环态环境和境和农业农业技技术术要求。要求。14.大白菜不同品种的生大白菜不同品种的生态态适适应应性性v天津青麻叶天津青麻叶抗病、耐寒、耐旱性抗病、耐寒、耐旱性较较强强，从北部从北部齐齐齐齐哈哈尔尔、牡丹江、牡丹江到南部广州、海南到南部广州、海南岛岛几乎几乎全国各地都能全国各地都能较较好生好生长长。品种的地区性品种的地区性福州包福州包头莲头莲不耐不耐热热，不抗寒、，不抗寒、不抗旱，抗病性不抗旱，抗病性较较弱，适合在山弱，适合在山东东半半岛岛栽培，在南方表栽培，在南方表现现差。差。15.品种的特性品种的特性*时间时间性性品种在品种在一定一定时间时间内其内其产产量、品量、品质质和适和适应应性等主性等主要要经济经济性状上符合生性状上符合生产产和消和消费费市市场场的需要。的需要。随着随着时间时间推移，消推移，消费费者的消者的消费兴费兴趣趣转转移，移，原原有有的一些的一些品种品种便会被便会被淘汰淘汰而更而更换换新品种以新品种以满满足消足消费费者的需要。者的需要。16.3.3 3.3 优优良品种的概念良品种的概念 指指在在适适应应的的地地区区，采采用用优优良良的的栽栽培培技技术术，能能够够生生产产出出高高产产、优优质质，并并能能适适时时供供应产应产品的品的品种品种。17.目前生目前生产产上的部分上的部分优优良品种良品种春秋两用，春秋两用，荚荚嫩白，嫩白，纤维纤维少，口感极佳，少，口感极佳，丰丰产产潜力大，适潜力大，适应应性性广泛广泛 18.早熟，春夏秋兼用，早熟，春夏秋兼用，节节位低，豆条嫩白，丰位低，豆条嫩白，丰产产潜力大，适潜力大，适应应性广性广 19.适适应应地区广泛，地区广泛，适播期适播期长长，易，易获获丰丰产产，表皮大，表皮大红红亮亮净净，肉，肉质细质细嫩嫩爽口，极受市爽口，极受市场场欢欢迎。迎。20.适适应应地区广泛，地区广泛，主作主作9-109-10月下旬，果月下旬，果实实表皮亮表皮亮净净，肉，肉质细腻质细腻，易易获获丰丰产产。21.西洋梨西洋梨阿巴特阿巴特长长盛不衰的老品种，盛不衰的老品种，结结果早，枝量少，果早，枝量少，单单果重果重200200克，克，长椭长椭圆圆形，形，颜颜色色为为黄色有黄色有红晕红晕,甜香适度，甜香适度，8 8月月底成熟，底成熟，9 9月初采摘。月初采摘。22.红红巴梨巴梨产产量高，量高，稳产稳产，单单果重果重250250克，克，颜颜色色鲜红鲜红有有绿绿点，果肉白色，点，果肉白色，甜酸适度，甜酸适度，8 8月月初成熟。初成熟。23.李李斯坦林斯坦林结结果多，在配好果多，在配好授粉授粉树树的情况下的情况下无大小年，无大小年，长圆长圆形，形，颜颜色色为蓝为蓝紫紫果肉黄果肉黄绿绿色，肉色，肉硬味甜，硬味甜，9 9月初成月初成熟。熟。24.葡萄葡萄里扎里扎马马特特一般一般600-1000600-1000克，克，平均果粒重平均果粒重10-1210-12克，最大克，最大1919克，克，8 8月下旬月下旬成熟，宜在千成熟，宜在千旱地区栽种。旱地区栽种。25.杏杏阿柯特阿柯特抗寒抗病毒性抗寒抗病毒性强强，产产量中等，果形量中等，果形大，大，长圆长圆形，果形，果实实黄色一半有片黄色一半有片红红，味甜，皮稍，味甜，皮稍酸，酸，7 7月下旬成熟。月下旬成熟。26.3.4 3.4 优优良品种在生良品种在生产产中的作用中的作用提高提高单单位面位面积积产产量量改改进进产产品品品品质质提高提高抗病虫害抗病虫害能力能力，减少，减少农药污农药污染染延延长长产产品的供品的供应应和利用和利用时时期期适适应应集集约约化管理、化管理、节约劳节约劳力力27.4 4 优优良品种良品种产产生的条件生的条件 4.1 4.1自然自然进进化化 决定决定进进化的三个基本因素化的三个基本因素变变异、异、遗传遗传和和选择选择。变变异和异和遗传遗传是是进进化的内因和基化的内因和基础础；选择选择决定决定进进化的化的发发展方向。展方向。自然自然选择选择是使有利于其本身生存和是使有利于其本身生存和繁殖后代的繁殖后代的变变异，逐代得到异，逐代得到积积累加累加强强，不利的，不利的变变异逐代淘汰，从而形成新物种、异逐代淘汰，从而形成新物种、变变种、种、类类型型以及以及对对其所其所处环处环境条件的适境条件的适应应性。性。自然自然进进化化是自然是自然变变异和自然异和自然选择选择的的结结果。果。选择选择的主体是人以外的生物和非生物的的主体是人以外的生物和非生物的自然条件。自然条件。28.4.2 4.2 人工人工进进化化 决决定定于于变变异异（自自然然变变异异、人人工工创创造造的的变变异异）、遗遗传传、选择选择（自然（自然选择选择、人工、人工选择选择）野生植物野生植物 自然自然选择选择和人工和人工选择选择 栽培植物。栽培植物。人工人工进进化是人有意化是人有意识识的的对对自然自然变变异的异的选择选择。选择选择主体是人。主体是人。选择选择保存和保存和积积累累对对人人类类有利的有利的变变异，是野异，是野生生类类型向栽培型向栽培类类型型转转化。化。形成若干起源中心。形成若干起源中心。原始原始农业农业向向现现代代农业发农业发展。展。人工人工选择选择有利商品性状的改有利商品性状的改进进，有，有时时与自然与自然选择选择不同。不同。遗传遗传改良与新品种改良与新品种选选育育 遗传遗传改良是利用自然改良是利用自然变变异和人工异和人工创创造的造的变变异。异。遗传遗传改良加快新品种改良加快新品种选选育。育。特点：目的性、特点：目的性、计计划性、快速性、丰富性。划性、快速性、丰富性。29.普通野生稻普通野生稻栽培稻栽培稻30.新疆野苹果新疆野苹果栽培苹果栽培苹果31.4.3 4.3 植物育种的植物育种的历历史与史与发发展展 我我们们的祖先的祖先为为了他了他们们的生存从狩的生存从狩猎猎和采集逐和采集逐渐过渐过渡到种植和改良作物。由于人渡到种植和改良作物。由于人类类的食物直接或的食物直接或间间接地接地都来自于植物，植物都来自于植物，植物产产品的品的选选育和改良构成了育和改良构成了迈迈向向现现代植物育种的第一步。孟德代植物育种的第一步。孟德尔尔遗传规遗传规律的再律的再发现发现使植使植物育种一物育种一跃跃成成为为科学的一个重要分支（科学的一个重要分支（BorlaugBorlaug，19831983）。）。在世界在世界现现有的有的约约250000250000个植物种中，个植物种中，仅仅10001000多种多种被用做食物来源。在被用做食物来源。在这这10001000多个种中又只有多个种中又只有2929种种为为主主要的要的农农作物，大作物，大约约1515个种个种为为主要蔬菜和主要蔬菜和1515个种个种为为主要主要的水果，共同构成了人的水果，共同构成了人类类膳食。膳食。优优良品种的良品种的选选育和育和应应用，用，对这对这些作物的些作物的产产量和量和质质量的提高起到了至关重要量的提高起到了至关重要的作用，的作用，这这些新品种的些新品种的获获得主要依得主要依赖赖于于传统传统育种技育种技术术。32.人人们预计传统们预计传统的植物育种技的植物育种技术术在未来仍将在未来仍将带带来作来作物的各方面的巨大改良和提高，但作物物的各方面的巨大改良和提高，但作物质质量和数量的量和数量的进进一步提高仍面一步提高仍面临临着巨大着巨大压压力。力。这这些些压压力来自人口的力来自人口的增增长长、房屋建筑、高速公路占地、社会需求、健康需、房屋建筑、高速公路占地、社会需求、健康需要、要、环环境境压压力以及生力以及生态态方面的考方面的考虑虑。在。在农业农业用地和各用地和各种种资资源将持源将持续续减少的条件下，减少的条件下，为为日益增加的人口提供日益增加的人口提供食物，食物，农农作物作物产产量必量必须须大幅度提高。大幅度提高。这这必然要求在必然要求在传传统统技技术术不断改不断改进进基基础础上，上，创创造可用于造可用于农业农业的新技的新技术术。4.3.1 4.3.1 传统传统育种育种 4.3.1.1 4.3.1.1 纯纯系系选择选择 纯纯系系选择选择最早始于从混合的群最早始于从混合的群体中希望得到的表体中希望得到的表现现型。它是利用自然突型。它是利用自然突变变。纯纯系的一个重要特征是它系的一个重要特征是它们们的性状能的性状能稳稳定定遗传遗传。该选该选育方法不能克服有利性状与不利性状育方法不能克服有利性状与不利性状连锁时连锁时，不，不利性状利性状带带来的来的负负作用。作用。33.4.3.1.2 4.3.1.2有性有性杂杂交育种交育种 是它最常用的植物育种技是它最常用的植物育种技术术。可以可以较较肯定地肯定地说说，第一个，第一个显显著改良的作物品种是一种著改良的作物品种是一种杂杂交植物。人交植物。人们们利用有性利用有性杂杂交交进进行新品种行新品种选选育，育，经过经过两个技两个技术阶术阶段。第一段。第一阶阶段是段是对杂对杂交后代交后代进进行自交行自交选择选择，获获得性状整得性状整齐齐一致并能一致并能稳稳定定遗传遗传的常的常规规品种。第二品种。第二阶阶段是直接利用段是直接利用杂杂种一代。种一代。4.3.1.3 4.3.1.3诱变诱变育种育种 诱变诱变育种是人育种是人类类利用化学物利用化学物质质、辐辐射等方法射等方法诱发诱发突突变变，由此，由此获获得的得的变变异体再异体再经过测试经过测试和和进进一步的一步的选择选择，获获得栽培品种的方法。得栽培品种的方法。4.3.1.4 4.3.1.4 多倍体育种多倍体育种 四倍体在一个位点上有一四倍体在一个位点上有一对对等位等位基因（基因（A A和和a a），），则则其群体中就可能存在其群体中就可能存在5 5种基因型种基因型（AAAA,AAAa,Aaaa,AAaa,aaaaAAAA,AAAa,Aaaa,AAaa,aaaa）。多倍体增加了）。多倍体增加了基因的多基因的多样样性。性。34.传统传统育种引起的育种引起的绿绿色革命色革命 在在过过去的大去的大约约5050年中，通年中，通过传统过传统植物育种和植物育种和绿绿色色革命世界革命世界农业总产农业总产量与世界人口的增量与世界人口的增长长能能够够基本保持基本保持同步。但是从同步。但是从19901990年起，全世界三大基本谷物小麦、年起，全世界三大基本谷物小麦、稻米和玉米的稻米和玉米的产产量增量增长变长变慢，甚至出慢，甚至出现现了平台期。目了平台期。目前世界人口以每年大前世界人口以每年大约约2%2%的速度增的速度增长长，而主要谷物的，而主要谷物的平均平均产产量量仅仅增加增加1.1%1.1%，约为约为人口增人口增长长速度的一半。世速度的一半。世界粮食安全已成界粮食安全已成为为一个一个严严重而重而紧紧迫的迫的问题问题。在在亚亚洲国家人洲国家人们们使用使用绿绿色革命色革命这这个个词词，来描述稻，来描述稻米和小麦米和小麦产产量量2323倍的增倍的增长对长对社会、社会、经济经济以及以及营营养等多养等多方面方面产产生的巨大影响。生的巨大影响。批批评评者者认为认为以密集型以密集型农业农业、大、大农场农场和高和高质质量耕地量耕地为为重点的重点的绿绿色革命不色革命不仅损仅损害了害了环环境，而且没有境，而且没有为应为应当当受益的受益的贫穷农贫穷农民民带带来多少利益。来多少利益。绿绿色革命的色革命的历历史既展史既展现现了了传统传统的植物育种技的植物育种技术术的潜力又提示了其局限性。的潜力又提示了其局限性。35.4.3.2 4.3.2 细细胞培养技胞培养技术术 细细胞或胞或组织组织培养能培养能够够使使经过经过基基因操作的因操作的细细胞快速繁殖和再生，胞快速繁殖和再生，这这是是产产生生转转基因植物基因植物的一个根本性步的一个根本性步骤骤。4.3.3 4.3.3 体体细细胞胞杂杂交技交技术术 1972 1972年年CarlsonCarlson等人的研究等人的研究小小组组首次成功地将烟草属中两个首次成功地将烟草属中两个遗传亲遗传亲合的种：合的种：N.glaucaN.glauca（光烟草）和（光烟草）和N.langsdorffiiN.langsdorffii的原生的原生质质体融合体融合起来。融合的起来。融合的产产物先是被称物先是被称为为多性多性杂杂交种交种（Carlson.1972Carlson.1972），后来命名），后来命名为为体体细细胞胞杂杂交种交种（Shepard,1983Shepard,1983）。）。体体细细胞胞杂杂交是一种新的植物育种途径，它的交是一种新的植物育种途径，它的发发展展是以植物是以植物细细胞特性胞特性为为基基础础的。从定的。从定义义上上讲讲，体，体细细胞胞杂杂交植物是指由体交植物是指由体细细胞融合胞融合获获得的得的杂杂种。理种。理论论上不上不论论相相互之互之间亲缘间亲缘关系关系远远近如何，所有近如何，所有细细胞胞间间的融合都是可的融合都是可能的，因此能的，因此这这种育种方法种育种方法为为基因互基因互换换提供了无限的可提供了无限的可能性。能性。36.植物生物学家植物生物学家认为认为可以培育一种大豆和玉米的体可以培育一种大豆和玉米的体细细胞胞杂杂种。种。这这种种杂杂种将具有固氮能力、高蛋白种将具有固氮能力、高蛋白质质含量含量和高和高产产性状。而将番茄、性状。而将番茄、马铃马铃薯和烟草的体薯和烟草的体细细胞融合胞融合所所产产生的体生的体细细胞胞杂杂种，其叶片、果种，其叶片、果实实和和块块茎都将被采茎都将被采收并具有收并具有经济经济价价值值。为实现这为实现这个目个目标标，人，人们们在在许许多系多系统发统发育上无关的种育上无关的种间进间进行了大量的原生行了大量的原生质质体融合体融合实验实验。多数情况下多数情况下这这些些实验实验都如意料中的一都如意料中的一样样失失败败了。除了。除简简单单的的细细胞融合外，在其他胞融合外，在其他阶阶段没有取得任何段没有取得任何进进展。展。1978 1978年年MelchersMelchers等人首次等人首次获获得了得了马铃马铃薯和番茄的薯和番茄的属属间间体体细细胞胞杂杂种。他种。他们们将培育的二倍体将培育的二倍体马铃马铃薯和番茄薯和番茄叶片叶片细细胞胞进进行融合，所行融合，所产产生的生的杂杂交株被称交株被称为为“马铃马铃薯薯番茄番茄”(Melchers”(Melchers等等,1978),1978)。像大多数。像大多数杂杂种一种一样样，杂杂交交株同株同时时具有具有马铃马铃薯和番茄的形薯和番茄的形态态特征。其中一些株形特征。其中一些株形成了成了“类类似似块块茎的生殖根茎的生殖根”，但是没有，但是没有产产生可生可结实结实的的花、果花、果实实以及真正意以及真正意义义上的上的块块茎。到目前茎。到目前为为止，止，“马马铃铃薯番茄薯番茄”一一类类的体的体细细胞胞杂杂交植物交植物还还不能不能产产生生经济经济效效益。益。37.4.4 4.4 基因工程基因工程 基因基因转转移目前至少有移目前至少有5 5个系个系统统可以利可以利用。它用。它们们分分别别是微注射、是微注射、电击电击法、直接法、直接DNADNA摄摄取、微粒取、微粒轰击轰击法以及以法以及以农农杆菌杆菌为为介介导导的的转转移系移系统统。其中利用。其中利用农农杆菌的方法最杆菌的方法最为为高效，有最高的重复性和高效，有最高的重复性和稳稳定性。它定性。它们们可以将各种来源的特定基因可以将各种来源的特定基因转转移到任何一个目移到任何一个目标标植植物种中，无物种中，无论该论该特定基因来自于微生物、特定基因来自于微生物、动动物或植物。物或植物。由于克服了由于克服了杂杂交中交中亲亲本范本范围围的限制，并且避开了的限制，并且避开了传统传统植物育种中不得不植物育种中不得不进进行的耗行的耗费费大量大量时间时间的回交的回交选择选择，推推动农业进动农业进入了基因革命入了基因革命时时代。代。4.4.1 4.4.1 基因添加基因添加 其其过过程直截了当：确定携程直截了当：确定携带带某种希望某种希望得到的性状的基因，将其得到的性状的基因，将其转转移到目移到目标标植物中，并使其植物中，并使其在目在目标标植物中植物中进进行表达。基因添加的例子很多，包括行表达。基因添加的例子很多，包括各种各种转转入抗虫、抗除草入抗虫、抗除草剂剂、抗病毒及其他病原微生物、抗病毒及其他病原微生物基因以及通基因以及通过转过转基因的方法改善了生基因的方法改善了生产产性能的植物。性能的植物。38.4.4.2 4.4.2 基因剔除基因剔除 利用分子生物学和利用分子生物学和转转基因技基因技术术可以使可以使转转基因植物的一个基因的基因植物的一个基因的产产物，即它的物，即它的mRNAmRNA或蛋白或蛋白质质减少以至完全消失，从而减少以至完全消失，从而获获得希望得到的作物生得希望得到的作物生产产性性能或特性。能或特性。这这种剔除种剔除过过程需要使用反程需要使用反义义技技术术来完成。来完成。例如例如为为了改了改变变番茄的成熟期，反番茄的成熟期，反义义技技术术用于抑制参与用于抑制参与成熟成熟过过程的激素程的激素乙乙烯烯的合成。其的合成。其结结果是果是转转基因番基因番茄的成熟期延茄的成熟期延长长了，其了，其货货架寿命也增加了（架寿命也增加了（HamiltonHamilton等，等，1990;Oeller1990;Oeller等，等，19911991）。通）。通过过抑制乙抑制乙烯烯合成合成过过程程中的中的ACCACC（1-1-氧氧-环环丙丙烷烷羧羧酸）氧化酸）氧化酶酶，转转基因康基因康乃馨的花乃馨的花朵产朵产生的乙生的乙烯烯的量减少，花瓣的衰老明的量减少，花瓣的衰老明显显延延迟迟（MolMol等，等，19951995）。）。通通过过反反义义技技术术基因剔除被用来改良其他基因剔除被用来改良其他许许多多农艺农艺和园和园艺艺性状，包括抗病毒能力（性状，包括抗病毒能力（CuozzoCuozzo等，等，19881988；KimKim等，等，19931993）、花色）、花色调节调节（MolMol等，等，19951995）以及代）以及代谢谢途途径径转转向。向。39.4.4.3 4.4.3 代代谢谢途径途径转转向向 通通过过基因插入或基因剔除的方法，基因插入或基因剔除的方法，可以可以对编码对编码某一代某一代谢谢途径关途径关键键酶酶的基因的基因进进行操作，并行操作，并产产生具有理想的数量、成分构成以及功能特征的目生具有理想的数量、成分构成以及功能特征的目标标产产物。物。实际实际上，上，这这是一种是一种对对代代谢谢途径的方向途径的方向进进行重新行重新安排的技安排的技术术。碳水化合物碳水化合物 转转基因植物基因植物块块茎中的淀粉含量比非茎中的淀粉含量比非转转基因株高基因株高35%35%。脂脂类类 植物的脂植物的脂类类是人是人类类膳食的重要膳食的重要组组成部分。成部分。用反用反义义技技术术抑制了欧洲油菜中的硬脂抑制了欧洲油菜中的硬脂酰酰-ACP-ACP脱脱氢氢酶酶的表达，的表达，结结果果发现这发现这种抑制种抑制导导致了致了转转基因种子中硬脂基因种子中硬脂酸的酸的积积累。累。蛋白蛋白质质 将一个基因将一个基因转转入目入目标标植物以生植物以生产产一种特定一种特定的蛋白的蛋白产产品，明品，明显显属于代属于代谢调谢调控控转转向的一个操作向的一个操作过过程。程。40.19881988年有人年有人实验实验将人干将人干扰扰素在素在芜芜菁上表达，目的菁上表达，目的是是检验检验人干人干扰扰素的出素的出现现是否能抑制病毒感染。尽管是否能抑制病毒感染。尽管结结果是否定，但果是否定，但实验实验在偶然中揭示了植物可用于生在偶然中揭示了植物可用于生产产具具有有药药用功能的外源蛋白用功能的外源蛋白质质。植物作植物作为为生物反生物反应应器，通器，通过对过对植物体中的代植物体中的代谢谢途途径径进进行行转变转变，能，能够够生生产许产许多不同多不同类类的化合物。因此植的化合物。因此植物可以被开物可以被开发为发为生物反生物反应应器或化学工厂，用于生器或化学工厂，用于生产产最最初来源于植物的或最初不是来源于植物的各种特制的初来源于植物的或最初不是来源于植物的各种特制的化合物。与化合物。与细细菌、酵母或菌、酵母或动动物物细细胞培养相比，植物生胞培养相比，植物生物反物反应应器的器的优优点很多，比如低成本、容易上点很多，比如低成本、容易上规规模、可模、可以避免以避免动动物性病原的物性病原的污污染。近年来，用多种植物生染。近年来，用多种植物生产产各种脂各种脂类类、碳水化合物、碳水化合物、药药用多用多肽肽、工、工业业用用酶酶和其他和其他化合物的化合物的实实践践证证明了植物作明了植物作为为生物反生物反应应器的潜力和器的潜力和发发展前景。展前景。41.4.4.4 4.4.4 数量性状位点分析和数量性状位点分析和标记辅标记辅助助选择选择 伴随着分伴随着分子生物技子生物技术术的的进进步，植物育种中的个体步，植物育种中的个体选择过选择过程可以程可以在基因型的基在基因型的基础础上上进进行，即用与相行，即用与相连连的的DNADNA分子分子标记标记技技术术来来进进行行选择选择。使用。使用这这些些图谱辅图谱辅助助单单基因性状的基因性状的选择选择比比传统传统的表的表现现型型选择选择法法节约节约成本、成本、劳劳力和力和时间时间。然而使用分子然而使用分子标记对标记对多基因性状（数量性状位点多基因性状（数量性状位点或或QTLsQTLs）进进行行选择选择的的过过程复程复杂杂，到目前，到目前为为止尚不能有效止尚不能有效地地应应用于用于实实践。践。基因工程的基因工程的发发展和展和贡贡献献对对于解决世界粮食安全于解决世界粮食安全问问题题是十分及是十分及时时的，并且具有重大价的，并且具有重大价值值。农业农业生物技生物技术术不是不是传统传统植物育种方法的替代物，植物育种方法的替代物，而是而是发发展展农业农业的一的一项项重要途径。重要途径。传统传统的植物育种已的植物育种已经经对对而且今后仍将而且今后仍将对对粮食生粮食生产产做出不可估量的做出不可估量的贡贡献。要献。要做到做到传统传统育种技育种技术术与与现现代生物技代生物技术术的有效的有效结结合，才能合，才能实现农业现实现农业现代化的目代化的目标标。42.5 5 园园艺艺植物育种学的主要内容植物育种学的主要内容 根根据据生生产产需需要要,制制定定育育种种目目标标,采采用用种种质质资资源源的的调调查查收收集集、引引种种、选选种种、人人工工创创造造新品种的育种途径，新品种的育种途径，育成育成新品种。新品种。对对育育成成的的新新品品种种繁繁殖殖扩扩大大数数量量并并推推广广种种植植，并并在在繁繁育育推推广广过过程程中中防防止止品品种种混混杂杂退退化化，不不断断保保持持和和不不断断提提高高良良种种的的种性。种性。43.制定切制定切实实可行的可行的育种目标征集、征集、评评价、利用价、利用 种质征集、征集、评评价、利用价、利用资源研究、掌握研究、掌握 性状遗传规律及变异多样性采用适当的采用适当的 育种途径和方法审审 定定 新品种 良种繁育园园艺艺植物育种流程植物育种流程图图44.关关键键词词 园园艺艺植植物物育育种种学学 优优良良品品种种 自自然然进进化化 人工人工进进化化思考思考题题 1 1、作作物物品品种种有有什什么么特特性性？园园艺艺植植物物良良种种在在生生产产中中有什么作用？有什么作用？2 2、谈谈谈谈自然自然进进化、人工化、人工进进化与化与遗传遗传改良的关系。改良的关系。作作业业 用用图图示示方方式式表表明明野野生生资资源源、品品种种、优优良良品品种、育种、栽培的关系。种、育种、栽培的关系。45.