植物育种第五章优秀PPT.ppt
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1、第五章第五章 选择育种选择育种 选择是育种的志向,也是实现志向的每一具体步骤。布尔班克一、概念一、概念选择选择就是选优去劣,就是从自然就是选优去劣,就是从自然和人工创建的群体中,淘汰不良变异,和人工创建的群体中,淘汰不良变异,积累和巩固优良变异的有效手段。积累和巩固优良变异的有效手段。是贯穿于整个选种过程的方法和手段,是贯穿于整个选种过程的方法和手段,包括:自然选择和人工选择。包括:自然选择和人工选择。第一节第一节 选择的意义和方法选择的意义和方法n自自然然选选择择就就是是生生物物生生存存所所在在的的自自然然环环境境条条件件对对生生物物所所起起的的选选择择作作用用,是是生生物物进进化化的的动动
2、力力。结结果果是是适适者者生生存存繁繁殖殖,不不适适者者死死亡亡灭灭亡亡。对对生生物物适适应应环环境境有有利利,但但有有些些性性状状不不确确定定符符合合栽栽培培目目的的。人人们们对对作作物物品品种种的的经经济济性性状状要要求求则则往往往往不不利利于于作作物物对对自自然然环环境境条条件件的适应。的适应。n栽栽培培作作物物的的经经济济性性状状大大多多是是人人工工选选择择的的结结果果,对对生生物物本本身身讲讲是是不不正正常常的的畸畸形形发发展展,只只要要人人工工选选择择稍稍一一放放松松,这这些些性性状状就就会会减减弱弱退退化化。自自然然选选择择常常常常在在起起作作用用。且且会会不不断断抵抵消消人人工
3、工选选择择作作用用的的结结果果。故故优优良良品品种种在在繁繁殖殖过过程程中中必必需需不不断断地地进进行行选选择择,否否则则很很快快就会退化。就会退化。选择的实质和作用基础选择的实质和作用基础n n选选选选择择择择与与与与淘淘淘淘汰汰汰汰是是是是一一一一对对对对冲冲冲冲突突突突的的的的两两两两个个个个方方方方面面面面,有有有有“取取取取”必必必必有有有有“弃弃弃弃”。n n选选选选择择择择实实实实质质质质上上上上是是是是使使使使群群群群体体体体内内内内的的的的一一一一部部部部分分分分个个个个体体体体能能能能产产产产生生生生后后后后代代代代,其余的个体产生较少的后代或不产生后代。其余的个体产生较少
4、的后代或不产生后代。其余的个体产生较少的后代或不产生后代。其余的个体产生较少的后代或不产生后代。n n即即即即造造造造成成成成有有有有差差差差别别别别的的的的生生生生殖殖殖殖率率率率,从从从从而而而而能能能能定定定定向向向向地地地地变变变变更更更更群群群群体体体体的的的的组成。组成。组成。组成。选择是植物进化和育种的基本途径之一选择是植物进化和育种的基本途径之一 达尔文的进化论认为:生物进化主要依靠达尔文的进化论认为:生物进化主要依靠三种力气(三要素)三种力气(三要素)遗传、变异、选择。遗传、变异、选择。变异是进化的动力,遗传是进化的基础,变异是进化的动力,遗传是进化的基础,选择确定进化的方向
5、。选择确定进化的方向。n变变异异供供应应了了选选择择的的依依据据,变变更更群群体体组组成成的的可可能能,没没有有遗遗传传也也不不能能变变更更群群体体组组成成。群群体体内内各各个个体体间间的的差差别别越越大大,某某种种性性状状从从上上一一代代个个体体遗遗传传给给下下一一代代的的力力气气越越大大,则则选选择择所所能能起起的的作作用用也也就就越越大大。如如:两两个个大大白白菜菜群群体体,平平均均株株重重都都是是4公公斤斤,一一群群体体变变幅幅为为2-7公公斤斤,另另为为3-5公公斤斤,假假如如都都选选留留5%植植株株留留种种,一一般般是是前前一一群群体体的的选选择择效效果果较较大大。群群体体内内差差
6、异异微微小小时时,或或差差异异虽虽不不小小但但该该差差异异的的遗遗传传力力小小,选择就近于无效。选择就近于无效。二、选择在品种改良中的作用选择在品种改良中的作用1)1)独立的育种手段独立的育种手段中国在中国在15001500多年前就从多年前就从实生莲藕中实生莲藕中选出重瓣的选出重瓣的荷花品种。荷花品种。2)2)育种工作的中心环节育种工作的中心环节 选择不仅是独立培育优良品种的手段,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、辐射育种也是引种、杂交育种、倍性育种、辐射育种等育种方法中不行缺少的环节。它贯穿于育等育种方法中不行缺少的环节。它贯穿于育种工作的每一步骤。种工作的每一
7、步骤。例如原始材料探讨、杂交亲本的选配、例如原始材料探讨、杂交亲本的选配、杂种后代以及其他特别规手段所获得的变异杂种后代以及其他特别规手段所获得的变异类型的处理,都离不开选择。没有选择,不类型的处理,都离不开选择。没有选择,不去劣留优,就不行能培育出符合要求的优良去劣留优,就不行能培育出符合要求的优良品种。品种。3 3)选择虽不能创建变异,但具有主动的创建)选择虽不能创建变异,但具有主动的创建性作用性作用 选优汰劣可解除劣株对优株的干扰,加选优汰劣可解除劣株对优株的干扰,加速有利变异的巩固和纯化。速有利变异的巩固和纯化。定向多代选择,有积累变异,加强变异定向多代选择,有积累变异,加强变异的作用
8、,能得到起先选择时群体内没有的变的作用,能得到起先选择时群体内没有的变异类型,因此,选择具有创建性的作用。异类型,因此,选择具有创建性的作用。选择的创建性作用选择的创建性作用遗传机制遗传机制1)变变更更了了群群体体内内各各种种基基因因型型的的频频率率,从从而而给给某某些些有有价价值值基基因型的出现供应了条件。因型的出现供应了条件。2)变变更更了了群群体体内内等等位位基基因因间间的的频频率率,从从而而使使基基因因型型的的分分别别重重组组比比例例发发生生变变更更。有有时时可可能能达达到到某某些些等等位位基基因因的的固固定定,另另一一些些等等位位基基因因完完全全消消逝逝,这这样样就就从从根根本本上上
9、变变更更了了可可能能产产生的基因型种类,使群体发生根本性的变更。生的基因型种类,使群体发生根本性的变更。3)使使新新产产生生的的突突变变基基因因,有有用用的的得得到到保保留留,并并加加速速繁繁殖殖;不利的尽快在群体中消逝或限制在很低的频率。不利的尽快在群体中消逝或限制在很低的频率。三、选择的基本方法三、选择的基本方法 选选择择方方法法多多种种多多样样,但但均均由由两两种种基基本本选选择择法法衍衍生生出来。混合选择法和单株选择法。出来。混合选择法和单株选择法。(一)、混合选择法(一)、混合选择法 又叫表型选择法。依据植株的表型性又叫表型选择法。依据植株的表型性状,从混杂的原始群体中以个体为单位,
10、状,从混杂的原始群体中以个体为单位,选取符合选种目标要求的混合留种,下一选取符合选种目标要求的混合留种,下一代播种在混选区里,与标准品种和原始群代播种在混选区里,与标准品种和原始群体的小区相邻栽种,进行比较鉴定。体的小区相邻栽种,进行比较鉴定。1 1、方法:依据选择的次数,可分为一次混合选、方法:依据选择的次数,可分为一次混合选择法和多次混合选择法。择法和多次混合选择法。1)1)一次混合选择法一次混合选择法 2)2)2)2)多多多多次次次次混混混混合合合合选选选选择择择择法法法法 2 2、混合选择的优点、混合选择的优点 简便易行,省时省力。不须要很多土地、简便易行,省时省力。不须要很多土地、劳
11、力及专设的试验圃地就能快速地从混杂群体劳力及专设的试验圃地就能快速地从混杂群体中分别出优良类型。中分别出优良类型。一次可以选出大量植株,一次可以选出大量植株,获得大量种子,因此能快速地应用到生产上去;获得大量种子,因此能快速地应用到生产上去;混合选择时不同单株间可以自由授粉,可以混合选择时不同单株间可以自由授粉,可以保持丰富的遗传特性,故不会造成生活力衰退。保持丰富的遗传特性,故不会造成生活力衰退。混合选择的混合选择的缺点缺点 混合选择混合选择不能鉴别不能鉴别每一个体每一个体基因型基因型的优劣的优劣,这就使由于环境条件优越而性,这就使由于环境条件优越而性状表现突出的单株选留下来,但其基因状表现
12、突出的单株选留下来,但其基因型并非优良,从而型并非优良,从而降低了选择效果降低了选择效果。3 3、适宜植物、适宜植物异花授粉、多异花授粉、多代自交简洁退代自交简洁退化的园林植物,化的园林植物,如鸡冠花等。如鸡冠花等。(二)、单株选择法(系谱选择法)(二)、单株选择法(系谱选择法)是从原始群体中选出一些优良单株,分是从原始群体中选出一些优良单株,分别编号,分别采种,各株的种子不混合,下别编号,分别采种,各株的种子不混合,下一代每个株系(一个单株的后代)播种一个一代每个株系(一个单株的后代)播种一个小区,依据各株系的表现,鉴定各亲本单株小区,依据各株系的表现,鉴定各亲本单株遗传性优劣的方法。所以单
13、株选择法又可称遗传性优劣的方法。所以单株选择法又可称为系谱选择法。为系谱选择法。1 1 1 1、方法:依据选择单株的次数,单株选择法分为、方法:依据选择单株的次数,单株选择法分为、方法:依据选择单株的次数,单株选择法分为、方法:依据选择单株的次数,单株选择法分为一次单株选择和多次单株选择法。一次单株选择和多次单株选择法。一次单株选择和多次单株选择法。一次单株选择和多次单株选择法。1)1)1)1)一次单株选择法一次单株选择法一次单株选择法一次单株选择法 2 2)多多次次单单株株选选择择法法 选种圃内小区的排列依次选种圃内小区的排列依次2 2、单株选择的优点、单株选择的优点 可以对所选优株的基因型
14、进行鉴定,可以对所选优株的基因型进行鉴定,消退环消退环境饰变引起的误差,所以选择效果较混合选择高。境饰变引起的误差,所以选择效果较混合选择高。由于株系间有隔离,能防止株系间的相互杂交,由于株系间有隔离,能防止株系间的相互杂交,则性状稳定较快,性状高度一样的后代所需的代则性状稳定较快,性状高度一样的后代所需的代数较少。数较少。由于多次单株选择可以定向累积变异,因此有由于多次单株选择可以定向累积变异,因此有可能选出的超过原始群体内最优良单株的新品种。可能选出的超过原始群体内最优良单株的新品种。缺点:缺点:费工费时,需特地设立圃地,异花授粉植费工费时,需特地设立圃地,异花授粉植物须要隔离;物须要隔离
15、;异花授粉作物,多次隔离授粉易引起生活异花授粉作物,多次隔离授粉易引起生活力衰退;力衰退;选择一次留种量有限,选出优系后难以快选择一次留种量有限,选出优系后难以快速应用于生产。速应用于生产。豇豆株选大田四、两种基本选择法的综合应用(一)集团选择法:是一种归类的混合选择法。主要用于地方品种的改良,当现有品种内类型较多,而育种者很难断定哪种类型更好时运用。方法:从原始群体品种中,分别选择不同类型的个体(如早熟、矮秆、大穗、抗病等),依据类型混合脱粒,组成集团,与原始品种比较,优者繁殖推广。此法用于异花授粉植物时,集团间应当隔离种植,集团内自由授粉。此法简洁易行,易为群众驾驭;后代生活力不易衰退。(
16、二)改良混合选择法改良混合选择法(又称系统混合选择法)n适合原种生产n方法:从原始品种中,选择个体,分别鉴定,选优系混合与原品种比较,优者繁殖推广。n具体作法:将选出的单株经一年的株行鉴定,淘汰不志向的系统,然后将选留的优系混合留种,再通过与原品种的比较试验,表现确有优越性的,则繁殖推广。n改良混合选择法结合了单株选择法和混合选择法的优点。先经过一次单株选择,淘汰不良入选单株的后代;然后将优系混合,不致出现生活力退化。n自交、常异交植物的原种生产常用此法。(三)母系选择法(三)母系选择法 n此法在异花授粉植物的蔬菜中应用。n方法:选择程序和自花授粉植物的多次单株选择法完全相同。n特点:所选单株
17、没进行隔离。由于异花授粉植物又不进行隔离,选择只是依据母本的性状进行,未限制授粉,故名为母系选择法。n优点:无需隔离,较为简便,生活力不易退化;n缺点:选优提纯的速度较慢。五、植物的繁殖方式和常接受的选择方法n繁殖方式 无性繁殖n有性繁殖植物的自然授粉方式有:自花授粉、常异花授粉和异花授粉。n繁殖方式对性状遗传变异有影响,选择方法就不同。有性繁殖自花授粉和常异花授粉作物常用的选择法自花授粉和常异花授粉作物常用的选择法n自花授粉作物基因较纯合,1-2次单株选择或混合选择法即可。n常异交作物常用多次单株选择或多次混合选择法。品种群体中各个体都是杂合性的,选择方法基本相像。一般在接受混合选择或单株选
18、择时都需进行多次选择。1.单株混合选择法 用于异花授粉的根、茎、叶类品种选育,异花授粉和自花授粉作物复优复纯。较适宜于原始群体在株间目测时,性状差异较不明显的品种。2.混合单株选择法 常用于杂交后代的选择,较适宜于原始群体在株间性状差异明显的品种。选择效果较好,较简便易行。异花授粉作物的选择法异花授粉作物的选择法3.母系选择法 同自花授粉之多次单株选择法,不隔离,又称无隔离系谱选择法,对花粉来源未加选择限制。适宜于瓜类等育种。4.亲系选择法(留种区法)与多次单株选择法相像,差别主要在于不在系统比较试验圃里留种,而另设留种区留种。品比圃不隔离,试验结果牢靠,留种区隔离,以防杂交。适宜于异花授粉作
19、物,特殊是二年生作物。异花授粉作物的选择法异花授粉作物的选择法5.剩余种子法(半分法)入选单株种子分两份,一份供比较,一份存留。可防止品种间混杂和避开某些引入品种由于某种缘由而造成死亡断种。适宜于瓜类1-2代选种和引种视察阶段等。6.集团选择法 介乎单株选择和混合选择之间的一种选择方法。选优良单株,性状相像的若干单株归并成集团,比较选择出优良集团。集团内自由授粉,集团间隔离采种,直到育成新品种。异花授粉作物的选择法异花授粉作物的选择法无性繁殖作物的常用选择法无性繁殖作物的常用选择法 无性繁殖的作物在无性繁殖过程中前后代和个体间很相像少变异,但也存在可供选择的变异类型,特殊是多代未选择过的品种。
20、且有其有性繁殖的后代的选择问题。1.养分系混合选择法2.养分系单株(穴)选择法3.有性后代单株选择法 其次节其次节 选择育种的简史及成效选择育种的简史及成效 选选择择育育种种:解解决决生生产产上上须须要要新新优优品品种种的的途途径径之之一一,古古老老途途径径。选选种种首首先先是是以以个个体体为为单单位位进进行行选选择择,然然后进行系统群体间比较。后进行系统群体间比较。选选择择育育种种利利用用的的是是现现有有品品种种在在生生产产繁繁殖殖过过程程中中的的自自然变异作为选择工作的原始材料。然变异作为选择工作的原始材料。杂杂交交育育种种等等是是用用现现有有品品种种先先人人工工创创建建出出变变异异,然然
21、后进行选择工作。后进行选择工作。引种是以品种或杂交组合为单位进行比较选择。引种是以品种或杂交组合为单位进行比较选择。n选选择择是是为为了了获获得得所所需需的的品品种种类类型型而而接接受受的的一一种种方方法法、手手段段或或技技术术,它它是是各各种种途途径径都都必必需需接接受受的的(虽虽然然在在具具体体选选择择方方法法方方面面各各途途径径所所用有别)。用有别)。n选选择择育育种种则则是是单单纯纯依依靠靠选选择择这这一一手手段段,利利用用自自然然变变异异,创创建建新新品品种种的的育育种种途途径径。自自然然变变异异和和自自然然杂杂交交无无论论是是过过去去、现现在在或或将将来来总总是是会会发发生生的的,
22、因因而而选选种种始始终终是是一一条条可可接接受受的的育育种途径。种途径。选择育种与选择的关系选择育种与选择的关系选择育种的适用条件选择育种的适用条件n引种不能满足要求;引种不能满足要求;n难于引种;难于引种;n引种等供应了自然变异;引种等供应了自然变异;n现现有有品品种种综综合合性性状状好好,少少数数经经济济性性状状较较差差,但但个个体体间间差异较大,有效时间短。差异较大,有效时间短。n综合性状差,或性状个体差异小则选种不能解决问题。综合性状差,或性状个体差异小则选种不能解决问题。一、选择育种的特点(一)简便快速。(一)简便快速。选择育种与杂交育种比较:不须要人工创建变异、工作环节选择育种与杂
23、交育种比较:不须要人工创建变异、工作环节少,试验年限短,适于开展群众性育种。少,试验年限短,适于开展群众性育种。立足于选:是利用自然变异材料,省去了人工创建变异的立足于选:是利用自然变异材料,省去了人工创建变异的环节;环节;纯合快:纯合快:所选个体一般为同质结合;通常不须要几代的分所选个体一般为同质结合;通常不须要几代的分别和选株;别和选株;推广应用快:只在原推广品种基础中改进了部分性状,适推广应用快:只在原推广品种基础中改进了部分性状,适应性强。试验年限可以缩短,育成的品种易于为群众接受。应性强。试验年限可以缩短,育成的品种易于为群众接受。我国很多推广品种是用此法育成的,其中不少品种是农夫育
24、我国很多推广品种是用此法育成的,其中不少品种是农夫育成的。成的。(二)优中选优、连续选优。(二)优中选优、连续选优。n一个较纯的品种在长期栽培过程中,产生新的变异,进行选择育成新品种;品种又不断变异,为进一步的选择供应了材料。二、选择育种的局限性(缺点)二、选择育种的局限性(缺点)n1、依靠自然变异,不能有目的的创新;n 只是从自然变异中选出优良个体,只能从现有品种群体中分别出最好的基因型,而不能有目的地创新。n2、个别性状上改进,综合性状上较难突破;n 一般只能对现有品种的个别性状进行改良,难以有较大突破。n 随着杂交育种等其他途径的进展,选择育种的比重随之降低。但仍具有不容忽视的重要作用。
25、三、选择育种的简史和成效三、选择育种的简史和成效n1、选择育种在我国植物育种中始终起着相当大的作用。n新中国成立以来,虽然在不同年头接受的育种方法各有侧重,但不论哪个时期,选择育种育成的品种均占确定的比例。稻麦棉三大作物:水稻 小麦 棉花 50年头 61.2%19.6%74.4%60年头 43.4%20.5%62.9%70年头 27.6%9.8%56.6%60年头以后,随着其他育种途径的开拓,系统育种所占比重相对减小。2、选择育种在棉花育种中始终占有重要的地位。n因棉花是常异交植物,自然异交率高,选择育种始终占有较大的比重。n70年头占50%以上,80年头占20%左右。从美国引进的岱字棉15号
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