植物资源的开发与利用引种驯化.ppt

植物资源的开发与利用引种驯化现在学习的是第1页，共39页一、植物引种驯化的概念和意义一、植物引种驯化的概念和意义二、中国植物引种驯化的历史二、中国植物引种驯化的历史三、植物引种驯化的理论三、植物引种驯化的理论四、植物引种驯化的途径和步骤四、植物引种驯化的途径和步骤现在学习的是第2页，共39页一、植物引种驯化的概念和意义资源植物的引种驯化（资源植物的引种驯化（introduction and domestiction）：是：是通过人工栽培、自然选择和人工选择，使野生植物、外地或国外的植通过人工栽培、自然选择和人工选择，使野生植物、外地或国外的植物适应本地自然环境和栽培条件，成为能满足生产需要的本地植物。物适应本地自然环境和栽培条件，成为能满足生产需要的本地植物。引种（引种（introduction）：是指植物被移到自然分布或当前的栽）：是指植物被移到自然分布或当前的栽培分布范围以外的地方进行栽培。培分布范围以外的地方进行栽培。驯化（驯化（domestiction）：是指在引种过程中，人们利用植物的：是指在引种过程中，人们利用植物的变异性和适应性，通过选择使之适应新的环境条件和改变对生变异性和适应性，通过选择使之适应新的环境条件和改变对生存条件的要求。存条件的要求。既有区别又有联系，是一个过程的两个不同阶段。既有区别又有联系，是一个过程的两个不同阶段。现在学习的是第3页，共39页目的：人们进行引种驯化是为了扩大栽培植物的种类和发掘那些目的：人们进行引种驯化是为了扩大栽培植物的种类和发掘那些尚未利用的植物资源。尚未利用的植物资源。意义：意义：1增加新的资源种类砂仁增加新的资源种类砂仁(Amomum villosum)、金鸡纳、金鸡纳(Cinchona ledgeriana)、毛地黄、毛地黄(Digitalis purpurea)等植物的等植物的引种驯化成功已能满足国内市场的需要，改变了过去这些药材依引种驯化成功已能满足国内市场的需要，改变了过去这些药材依赖进口的局面。赖进口的局面。2以良种代替劣种我国的马尾松因遭受松毛虫危害严重，以良种代替劣种我国的马尾松因遭受松毛虫危害严重，生长缓慢，不能达到速生、产脂等栽培目标。近五六十年来生长缓慢，不能达到速生、产脂等栽培目标。近五六十年来,引进抗松毛虫能力强、生产快、产脂量高的湿地松引进抗松毛虫能力强、生产快、产脂量高的湿地松(Pinus elliottii)和火炬松和火炬松(Pinus taeda),在我国亚热带低山丘陵地区推广种植，在我国亚热带低山丘陵地区推广种植，生长良好。生长良好。现在学习的是第4页，共39页3扩大栽培范围，发展商品生产及保护珍稀濒危植物扩大栽培范围，发展商品生产及保护珍稀濒危植物分布于南方的白花泡桐分布于南方的白花泡桐(Paulownia f ortunei)已经成功地引种到陕已经成功地引种到陕西、山东；而分布于北方的兰考泡桐西、山东；而分布于北方的兰考泡桐(P.elongata)也在南方生长良也在南方生长良好。好。4丰富园林植物种类丰富园林植物种类引种驯化是迅速而有效地丰富城市园林绿化植物种类的一种有效方法。引种驯化是迅速而有效地丰富城市园林绿化植物种类的一种有效方法。5发挥植物的优良特性通过引种可以使某些种或品种在新的地区发挥植物的优良特性通过引种可以使某些种或品种在新的地区得到比原产地更好的发展，表现更为突出。如橡胶树原产巴西，引种得到比原产地更好的发展，表现更为突出。如橡胶树原产巴西，引种到马来西亚和印度尼西亚后，现在该地区的产胶量占全世界的到马来西亚和印度尼西亚后，现在该地区的产胶量占全世界的90%，而巴西不及，而巴西不及1%。现在学习的是第5页，共39页三、植物引种驯化的理论1达尔文学说达尔文学说达尔文在达尔文在动物和植物在家养下的突变动物和植物在家养下的突变一书中阐述了各种家养动、一书中阐述了各种家养动、植物与野生种类的关系和人工选择的理论植物与野生种类的关系和人工选择的理论,并论述了动植物变异、遗并论述了动植物变异、遗传、杂交的原因和规律。传、杂交的原因和规律。A.植物在自然条件下有适应风土的能力。植物在自然条件下有适应风土的能力。B.有机体的地理分布不仅决定于现代因子，还决定于历史因子。有机体的地理分布不仅决定于现代因子，还决定于历史因子。C.在自然和栽培条件下通过自然选择和人工选择保持新的变异能促进植在自然和栽培条件下通过自然选择和人工选择保持新的变异能促进植物驯化。物驯化。D.当植物的各个个体在不同的生存条件下发育时就能产生变异，进而形当植物的各个个体在不同的生存条件下发育时就能产生变异，进而形成变种，再用选择的手段就能获得新类型的植物。成变种，再用选择的手段就能获得新类型的植物。现在学习的是第6页，共39页2气候相似论（theoryofclimaticanalogues）德国著名林学家、慕尼黑大学教授迈尔德国著名林学家、慕尼黑大学教授迈尔(Mayr H.)在在1906 年和年和1909 年发表的年发表的欧洲外地园林树木欧洲外地园林树木和和自自然历史基础上的林木培育然历史基础上的林木培育两部著作的基础上提出的。两部著作的基础上提出的。该理论认为树木引进时，引进地和原产地的气候必须该理论认为树木引进时，引进地和原产地的气候必须相似，引进的树木才能正常生长、发育。相似，引进的树木才能正常生长、发育。他把北半球划分为他把北半球划分为6 个个“引种带引种带”，在这些带之间的，在这些带之间的引种应该是没有什么困难的。引种应该是没有什么困难的。现在学习的是第7页，共39页3并行植物指示法和嫁接法指示植物法指示植物法(或称植物测量法或称植物测量法)：美国植物生态学家克列门兹：美国植物生态学家克列门兹(Clements Frederic)提出。提出。是一个生态学的方法，它建立在植被类型、群体生态和个体生是一个生态学的方法，它建立在植被类型、群体生态和个体生态的研究基础上，依据某些植物可以代表某些地区的气候条件，态的研究基础上，依据某些植物可以代表某些地区的气候条件，利用植物作为指示植物来解决植物引种的区划问题，并为栽培利用植物作为指示植物来解决植物引种的区划问题，并为栽培这些植物选择最有利的条件。在某种意义上比气候相似论又发这些植物选择最有利的条件。在某种意义上比气候相似论又发展了一步；但忽视了环境条件可能改变植物。展了一步；但忽视了环境条件可能改变植物。嫁接法：俄国园艺家葛列里为解决苏联北方果树问题而提出，嫁接法：俄国园艺家葛列里为解决苏联北方果树问题而提出，他建议用南方或是国外优良果树作接穗，嫁接在本地耐寒果他建议用南方或是国外优良果树作接穗，嫁接在本地耐寒果树的砧木或树冠上，以改良俄罗斯中部的果树品种。树的砧木或树冠上，以改良俄罗斯中部的果树品种。现在学习的是第8页，共39页4米丘林学说米丘林的引种驯化理论建立在达尔文的进化论观点上，米丘林的引种驯化理论建立在达尔文的进化论观点上，理论基础是有机体与环境是矛盾的统一体，通过改变环理论基础是有机体与环境是矛盾的统一体，通过改变环境和遗传育种两条途径能够改造植物的本性，创造新的境和遗传育种两条途径能够改造植物的本性，创造新的类型，以满足人类的需要。类型，以满足人类的需要。例如，他确定的实生苗法、斯巴达式锻炼法、定向培育法、例如，他确定的实生苗法、斯巴达式锻炼法、定向培育法、逐级驯化法、亲本选择法、远缘杂交法等都是我们现在还逐级驯化法、亲本选择法、远缘杂交法等都是我们现在还在应用的方法。在应用的方法。对于植物驯化的定义，米丘林始终认为，驯化必须与对于植物驯化的定义，米丘林始终认为，驯化必须与改造植物的本性联系在一起。改造植物的本性联系在一起。现在学习的是第9页，共39页5生态历史分析法这一方法是原苏联总植物园在试验了这一方法是原苏联总植物园在试验了3000多种植物后总结出来的，多种植物后总结出来的，并由库里基阿索夫于并由库里基阿索夫于1953 年提出。年提出。一些苏联引种工作者认为，生态历史分析法是以专属引种法为实验基一些苏联引种工作者认为，生态历史分析法是以专属引种法为实验基础的，这一方法是专为自然区系植物引种选择原始材料的目的而提出础的，这一方法是专为自然区系植物引种选择原始材料的目的而提出的。的。理论基础是根据某一植物区系成分起源的分析和揭露这些成理论基础是根据某一植物区系成分起源的分析和揭露这些成分的生态历史分的生态历史(包括生态和演化历史包括生态和演化历史)，在引种工作中我们可以选，在引种工作中我们可以选择那些外来的区系成分，把它们迁回原来生存过的生态条件下，择那些外来的区系成分，把它们迁回原来生存过的生态条件下，这些植物不但极容易引种成功而且生产率可以得到大大的提高。这些植物不但极容易引种成功而且生产率可以得到大大的提高。现在学习的是第10页，共39页最著名的事例是天山苜蓿最著名的事例是天山苜蓿(Medicago tianschanica)，不是天山植物区系的成分，从天山的旱生条件引种至湿生条不是天山植物区系的成分，从天山的旱生条件引种至湿生条件下时，它的生长状态比在天山好，后代的植物体结构和功件下时，它的生长状态比在天山好，后代的植物体结构和功能也由旱生迅速地变回湿生类型。能也由旱生迅速地变回湿生类型。许多孑遗植物成功的推广种植，如：水杉在历史上曾经是许多孑遗植物成功的推广种植，如：水杉在历史上曾经是一个广布种，由于冰川的袭击其分布范围变得十分狭窄，一个广布种，由于冰川的袭击其分布范围变得十分狭窄，目前在很大范围内的推广栽培取得了很好的结果。目前在很大范围内的推广栽培取得了很好的结果。桉树也是一个很好的例子。桉树也是一个很好的例子。对于自然区系植物的引种工作具有特殊的价值。对于自然区系植物的引种工作具有特殊的价值。现在学习的是第11页，共39页6区系发生法本法是建立在对区系成分、区系成分的形成历史和自然生本法是建立在对区系成分、区系成分的形成历史和自然生态型的研究基础上的，认为引种起源上有亲缘关系的和有态型的研究基础上的，认为引种起源上有亲缘关系的和有某些共性的区系之间的植物容易成功。这一方法可供乔灌某些共性的区系之间的植物容易成功。这一方法可供乔灌木引种时选择原材料之用。木引种时选择原材料之用。南京中山公园从北美大西洋区系引种松属植物的成功率南京中山公园从北美大西洋区系引种松属植物的成功率很高，其原因就是该地与北美植物区系在起源上和发展很高，其原因就是该地与北美植物区系在起源上和发展历史上具有较密切的联系，现在植物区系也具有一定的历史上具有较密切的联系，现在植物区系也具有一定的相似性。相似性。现在学习的是第12页，共39页7栽培植物起源中心学说1923年至年至1931年苏联著名农学家和遗传学家瓦维洛夫在深入年苏联著名农学家和遗传学家瓦维洛夫在深入阿富汗、埃塞俄比亚、地中海沿岸、东亚各国、中美洲、南阿富汗、埃塞俄比亚、地中海沿岸、东亚各国、中美洲、南美洲约美洲约60个国家进行考察后，发表了个国家进行考察后，发表了植物育种的植物地理基础植物育种的植物地理基础一文，提出了栽培植物起源中心学说一文，提出了栽培植物起源中心学说将世界栽培植物起源划为将世界栽培植物起源划为8个中心，包括中国中心、印度及印个中心，包括中国中心、印度及印度度-马来西亚中心、中亚中心、近东中心、地中海中心、阿比西尼马来西亚中心、中亚中心、近东中心、地中海中心、阿比西尼亚中心、墨西哥和中美中心、南美中心。亚中心、墨西哥和中美中心、南美中心。这一学说在对植物引种驯化及遗传育种工作者探索原始材料这一学说在对植物引种驯化及遗传育种工作者探索原始材料时很有帮助，但同时也具有一定的局限性。时很有帮助，但同时也具有一定的局限性。现在学习的是第13页，共39页8植物地理学差示法根据栽培植物起源中心的理论制定的。根据栽培植物起源中心的理论制定的。是在收集世界上各种栽培植物的种、品种及是在收集世界上各种栽培植物的种、品种及类型，在一个具体的生态条件下进行栽培类型，在一个具体的生态条件下进行栽培试验、观察和选择，以供选种、育种或初试验、观察和选择，以供选种、育种或初级引种之用。级引种之用。可以帮助我们认识栽培植物的进化历史和掌可以帮助我们认识栽培植物的进化历史和掌握其进化的规律。握其进化的规律。现在学习的是第14页，共39页9专属引种法这一方法与植物地理学差示法比较接近，但研究对象主要是这一方法与植物地理学差示法比较接近，但研究对象主要是自然区系植物。自然区系植物。以分类上的一个属为单位，尽可能地收集该属不同地理起源的一以分类上的一个属为单位，尽可能地收集该属不同地理起源的一切种类，把它们种植在一个地点，观察它们的表现，包括适应性切种类，把它们种植在一个地点，观察它们的表现，包括适应性及变异性等，并研究其生物学、生态、生理、经济及其它观赏性及变异性等，并研究其生物学、生态、生理、经济及其它观赏性状和特性以及种属的系统发育历史。然后，在这样的基础上，选状和特性以及种属的系统发育历史。然后，在这样的基础上，选出优良的有希望的类型进行杂交育种工作。出优良的有希望的类型进行杂交育种工作。现在学习的是第15页，共39页10优势种引种法根据植物优势种在自然界生存竞争中获得了生活力强、根据植物优势种在自然界生存竞争中获得了生活力强、繁殖量多和遗传可塑性大等等优越性，这类植物在引繁殖量多和遗传可塑性大等等优越性，这类植物在引种中就比较容易成功。种中就比较容易成功。这一方法原是针对草本植物的引种工作而提出的，这一方法原是针对草本植物的引种工作而提出的，曾成功地引种了原产北美草原上的几种禾本科植物，曾成功地引种了原产北美草原上的几种禾本科植物，但它同时也适用于选择生物学适应性最强的乔灌木但它同时也适用于选择生物学适应性最强的乔灌木植物。植物。现在学习的是第16页，共39页11生态相似法这一方法由中国学者朱彦丞提出这一方法由中国学者朱彦丞提出认为植物引种驯化应从整个植物生态环境出发来分析，在生态条件相似时所认为植物引种驯化应从整个植物生态环境出发来分析，在生态条件相似时所选择的植物材料引种就容易成功，生态条件相差悬殊的植物材料引种不易成选择的植物材料引种就容易成功，生态条件相差悬殊的植物材料引种不易成功。功。我国劳动人民在植物引种驯化的理论和方法上也有自己的贡献，早在汉武我国劳动人民在植物引种驯化的理论和方法上也有自己的贡献，早在汉武帝元鼎帝元鼎6 年年(公元前公元前111年年)，就提出了因地制宜、因时制宜的引种原则。，就提出了因地制宜、因时制宜的引种原则。北魏贾思勰在北魏贾思勰在齐民要术齐民要术中总结出中总结出“顺天时，量地利顺天时，量地利”和和“人力之人力之至，亦或可以回天至，亦或可以回天”的引种驯化原理，指出了植物是可以驯化的，的引种驯化原理，指出了植物是可以驯化的，这一观点后来被称作这一观点后来被称作“风土论风土论”。“排风论排风论”，它提出了土壤和各种气候因素对植物生长的作用，同时，它提出了土壤和各种气候因素对植物生长的作用，同时也指出植物遗传性的可变异性，提倡通过人为的努力去改造植物，让也指出植物遗传性的可变异性，提倡通过人为的努力去改造植物，让植物为人类服务植物为人类服务现在学习的是第17页，共39页陈俊愉总结出陈俊愉总结出:“直播育苗，循序渐进，顺应自然，改造本性直播育苗，循序渐进，顺应自然，改造本性”的的引种方法。引种方法。盛诚桂、张宇和指出盛诚桂、张宇和指出:“植物引种驯化与植物种质的保存、利用相植物引种驯化与植物种质的保存、利用相结合，以资源植物的开发利用和改造为方向，大力挽救与保存濒结合，以资源植物的开发利用和改造为方向，大力挽救与保存濒危植物是这一学科的重要任务之一。危植物是这一学科的重要任务之一。”梁泰然提出梁泰然提出“节律同步论节律同步论”，吴中伦提出关于树木引种驯化的观点，吴中伦提出关于树木引种驯化的观点，周多俊提出周多俊提出“生态综合分析法生态综合分析法”，俞德俊等提出的俞德俊等提出的“农艺分类法农艺分类法”，在不同的地区进行地理性播种，以研究处在不同条件下同一品种的，在不同的地区进行地理性播种，以研究处在不同条件下同一品种的表现，观察它们的反应，谢孝福提出表现，观察它们的反应，谢孝福提出“协调统一协调统一”的原则，董保华提的原则，董保华提出的出的“地理生态学特性综合分析方法地理生态学特性综合分析方法”，等等。，等等。现在学习的是第18页，共39页四、植物引种驯化的途径和步骤（一）植物引种驯化途径（一）植物引种驯化途径1直接引种直接引种遵循气候相似论，在相同的气候带内或两地气候条件相似的情况下，将遵循气候相似论，在相同的气候带内或两地气候条件相似的情况下，将植物从一个地区引入另一个地区，这就属于直接引种。植物从一个地区引入另一个地区，这就属于直接引种。如地处亚热带高山的庐山植物园从日本、北美环境条件下引种亚热带山地植如地处亚热带高山的庐山植物园从日本、北美环境条件下引种亚热带山地植物获得成功。物获得成功。在生态历史方法指导下进行的孑遗植物的引种也属于直接引种。在生态历史方法指导下进行的孑遗植物的引种也属于直接引种。直接引种的另一种情况是，被引种的植物自身的适应能力较强，通过形态生直接引种的另一种情况是，被引种的植物自身的适应能力较强，通过形态生理上的变化来缓解与新的环境条件的矛盾，进而正常地生长、发育。理上的变化来缓解与新的环境条件的矛盾，进而正常地生长、发育。现在学习的是第19页，共39页2间接引种间接引种采用特殊的栽培措施来解决那些不能适应新地理环境条采用特殊的栽培措施来解决那些不能适应新地理环境条件的植物引种驯化问题，就属于间接引种。件的植物引种驯化问题，就属于间接引种。如在关键时刻对引种植物进行保护；改变植物生长节奏；如在关键时刻对引种植物进行保护；改变植物生长节奏；改变植物的体态结构；选用遗传可塑性大的材料；采用嫁改变植物的体态结构；选用遗传可塑性大的材料；采用嫁接技术；实生苗多代选择；将所引种植物的种子分阶段地接技术；实生苗多代选择；将所引种植物的种子分阶段地逐步移到所要引种的地区，逐级进行驯化。逐步移到所要引种的地区，逐级进行驯化。现在学习的是第20页，共39页（二）植物引种驯化步骤（二）植物引种驯化步骤1准备阶段准备阶段2试验阶段试验阶段3推广阶段推广阶段现在学习的是第21页，共39页第一节第一节 引种的作用引种的作用第二节第二节 引种的基本原理引种的基本原理第三节第三节 引种的一般规律及方法引种的一般规律及方法第四节第四节 驯化的原理与方法驯化的原理与方法 引种与驯化引种与驯化现在学习的是第22页，共39页广义的引种：从外地区、外国引进新植物、新作物、新品种以及用于育种和有关理论研究的各种遗传资源。作为育种途径的引种：从外地区、外国引进作物新品种，通过适应性试验，直接在本地区或本国推广种植。现在学习的是第23页，共39页第一节第一节 引种的作用引种的作用1引进新作物、新品种，发展工农业生引进新作物、新品种，发展工农业生产产2充实种质资源充实种质资源3利用异地种植，提高作物产量利用异地种植，提高作物产量现在学习的是第24页，共39页一一.气候相似性原理气候相似性原理二二.生态环境和生态型相似性原理生态环境和生态型相似性原理三三.纬度、海拔及作物发育特性纬度、海拔及作物发育特性 与引种的关系与引种的关系第二节第二节 引种的基本原引种的基本原理理现在学习的是第25页，共39页一一.气候相似性原理气候相似性原理 Mayr气候相似论要点：地区之间，在影响作物生产的主要气候因素上，应该相似到足以保证作物品种互相引用成功时，引种才有成功的可能。现在学习的是第26页，共39页二二.作物生态环境和生态型相似性原理作物生态环境和生态型相似性原理1作物环境：作物生存空间的一切条件。2生态因素：在作物环境中，对作物生长发育有明显影响的、并能直接被作物同化的因素。3生态环境：各种生态因素都处于相互影响、相互制约的复合体中，它们对作物的作用是通过复合体，而不是单独起作用，这种复合体称为生态环境。现在学习的是第27页，共39页4生态适应：对于一定的生态环境表现生育正常的反应。5生态适应范围：对于一定的生态环境表现生育正常的反应范围。6生态区：对于一种作物具有大致相同的生态环境的地区。现在学习的是第28页，共39页7生态型：一种作物在一定的生态地区范围内，通过自然选择和人工选择，形成了与该地区生态环境及生产要求相适应的类型。现在学习的是第29页，共39页三三.纬度纬度 海拔海拔 作物发育特性作物发育特性 与引种的关系与引种的关系1 纬度与引种的关系纬度与引种的关系2 海拔与引种的关系海拔与引种的关系3 作物的发育特性与引种的关系作物的发育特性与引种的关系现在学习的是第30页，共39页3 作物发育特性与引种的关系作物发育特性与引种的关系一、二年生作物，在生长发育过程中，存在着对温度、光照反应不同的两个发育阶段：感温阶段感光阶段现在学习的是第31页，共39页感温阶段：低温作物高温作物（喜温作物）20-30 5-7d冬 性：0-5 30-70d半冬性：3-15 20-30d春 性：5-20 3-15d现在学习的是第32页，共39页感光阶段：长日照作物12h短日照作物12h中间性作物对日照长短反应不敏感现在学习的是第33页，共39页低温长日性作物小麦、大麦、油菜高温短日性作物水稻、玉米、大豆现在学习的是第34页，共39页 引种的一般规律及方法引种的一般规律及方法一一.引种的一般规律引种的一般规律1.考虑作物的发育特性2.注意作物对环境反应的敏感性现在学习的是第35页，共39页 1.考虑作物的发育特性考虑作物的发育特性（1）低温长日性作物小麦、大麦、油菜（2）高温短日性作物水稻、玉米、大豆现在学习的是第36页，共39页2.注意作物注意作物 对环境反应的敏感性对环境反应的敏感性 根据作物对环境的敏感程度，将高温短日作物分为三类：1敏感型作物大豆2迟钝型作物甘薯、花生3中间型作物水稻、玉米、谷子、棉花现在学习的是第37页，共39页二二.引种的方法与技术引种的方法与技术1引种材料的搜集2做好检疫工作3做好引种试验4作好选择工作现在学习的是第38页，共39页一.概念驯化：人类对植物适应新的地理环境能力的利用和改造。驯化的原理与方法驯化的原理与方法现在学习的是第39页，共39页