作物繁殖方式和品種類(lèi)型

1、作物繁殖方式和品種類(lèi)型2022-3-6共34頁(yè)2第一節(jié)第一節(jié) 作物的繁殖方式作物的繁殖方式有性繁殖（有性繁殖（sexual reproduction） 自花授粉（自花授粉（self-pollination） 異花授粉（異花授粉（cross-pollination） 常異花授粉（常異花授粉（often cross-pollination） 無(wú)性繁殖（無(wú)性繁殖（asexual reproduction） 營(yíng)養(yǎng)體繁殖（營(yíng)養(yǎng)體繁殖（vegetative propagation） 無(wú)融合生殖（無(wú)融合生殖（apomixes）2022-3-6共34頁(yè)3一、有性繁殖（一、有性繁殖（sexual reprodu

2、ctionsexual reproduction）（一）花器官構(gòu)造和開(kāi)花習(xí)性對(duì)授粉方式的影響（一）花器官構(gòu)造和開(kāi)花習(xí)性對(duì)授粉方式的影響2022-3-6共34頁(yè)4花器官構(gòu)造對(duì)授粉方式的影響花器官構(gòu)造對(duì)授粉方式的影響v兩性花：又稱完全花。雌雄同兩性花：又稱完全花。雌雄同花，利于自花授粉。（稻、麥）花，利于自花授粉。（稻、麥）v單性花：又稱不完全花。有雌單性花：又稱不完全花。有雌花與雄花之分，利于異花授粉花與雄花之分，利于異花授粉 雌雄同株異花（雌雄同株異花（monoecious）：如：如玉米玉米、蓖麻、瓜類(lèi)等、蓖麻、瓜類(lèi)等 雌雄異株（雌雄異株（dioecious）：如大麻、菠）：如大麻、菠菜、銀杏

3、等菜、銀杏等2022-3-6共34頁(yè)5異花授粉異花授粉蓖麻蓖麻雌雄同株異花雌雄同株異花雄花雄花雌花雌花2022-3-6共34頁(yè)6異花授粉異花授粉石刁柏（蘆筍）石刁柏（蘆筍）雌雄異株雄株（黃花）和雌株（紅果）雌雄異株雄株（黃花）和雌株（紅果）2022-3-6共34頁(yè)7利于異花授粉的其他花器官構(gòu)造利于異花授粉的其他花器官構(gòu)造v具有完全花，但雌雄蕊異長(zhǎng)（具有完全花，但雌雄蕊異長(zhǎng)（heterogony）。）。（棉花：雌蕊（棉花：雌蕊雄蕊）雄蕊）v有蜜腺和香氣，誘使昆蟲(chóng)傳粉有蜜腺和香氣，誘使昆蟲(chóng)傳粉v花粉粒輕、小，壽命長(zhǎng)，可借風(fēng)力傳播花粉粒輕、小，壽命長(zhǎng)，可借風(fēng)力傳播v雄性不育（雄性不育（male-st

4、erility, MS）2022-3-6共34頁(yè)8特殊的有性繁殖方式特殊的有性繁殖方式 雄性不育雄性不育v雄性不育（雄性不育（male sterility, MSmale sterility, MS）：）：雌蕊正常雌蕊正常而花粉敗育，不能產(chǎn)生有功能的雄配子。而花粉敗育，不能產(chǎn)生有功能的雄配子。雄性不育在植物中廣泛存在雄性不育在植物中廣泛存在2022-3-6共34頁(yè)9開(kāi)花授粉習(xí)性對(duì)授粉方式的影響開(kāi)花授粉習(xí)性對(duì)授粉方式的影響l閉花受精（閉花受精（cleistogamy）：典型自花授粉）：典型自花授粉(如如大麥，豌豆，花生）大麥，豌豆，花生）l雌雄蕊異熟（雌雄蕊異熟（dichogamy）：利于異花授

5、粉）：利于異花授粉（如油菜，玉米）（如油菜，玉米）l其它：散粉時(shí)間（棉花花冠張開(kāi)后散粉）；開(kāi)其它：散粉時(shí)間（棉花花冠張開(kāi)后散粉）；開(kāi)花時(shí)間長(zhǎng)短等花時(shí)間長(zhǎng)短等l自交不親和（自交不親和（self-incompatibility, SI）2022-3-6共34頁(yè)10特殊的有性繁殖方式特殊的有性繁殖方式 自交不親和自交不親和v自交不親和（自交不親和（self-incompatibility, SIself-incompatibility, SI）：）：具具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉結(jié)實(shí)能力的自交不育性花授粉結(jié)實(shí)能力的自交不育性（甘薯、黑麥、白

6、菜型油菜、向日葵、甜菜、（甘薯、黑麥、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜、甘藍(lán)等）白菜、甘藍(lán)等）2022-3-6共34頁(yè)11黑麥：黑麥：自交不親和，異自交不親和，異花授粉花授粉2022-3-6共34頁(yè)12向日葵：自交不親和，異花授粉向日葵：自交不親和，異花授粉2022-3-6共34頁(yè)13（二）作物天然異交率的測(cè)定（二）作物天然異交率的測(cè)定l自花授粉：天然異交率自花授粉：天然異交率4%l異花授粉：異花授粉： 50%天然異交率天然異交率100%l常異花授粉：常異花授粉： 5%天然異交率天然異交率50%天然異交率天然異交率=F1中顯性性狀個(gè)體數(shù)中顯性性狀個(gè)體數(shù)F1總個(gè)體數(shù)總個(gè)體數(shù)100%(2)2022-

7、3-6共34頁(yè)14（三）有性繁殖植物的主要授粉方式（三）有性繁殖植物的主要授粉方式自花授粉：同一朵（株）花的花粉傳到同一朵（株）花的雌蕊柱自花授粉：同一朵（株）花的花粉傳到同一朵（株）花的雌蕊柱頭上頭上（水稻、小麥、大麥、燕麥、大豆、豌豆、花生、芝麻、綠豆、馬鈴（水稻、小麥、大麥、燕麥、大豆、豌豆、花生、芝麻、綠豆、馬鈴薯、亞麻、煙草等）薯、亞麻、煙草等）小小麥麥大大豆豆馬馬鈴鈴薯薯煙煙草草2022-3-6共34頁(yè)15自花授粉自花授粉水稻2022-3-6共34頁(yè)16有性繁殖的主要授粉方式有性繁殖的主要授粉方式異花授粉異花授粉異花授粉：雌蕊柱頭接受異株或異花的花粉而授粉異花授粉：雌蕊柱頭接受異株

8、或異花的花粉而授粉（玉米、（玉米、黑麥、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、木薯、紫黑麥、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、木薯、紫花苜蓿、三葉草、草木樨、啤酒花等）花苜蓿、三葉草、草木樨、啤酒花等）啤啤酒酒花花玉玉米米大大麻麻白白菜菜型型油油菜菜2022-3-6共34頁(yè)17有性繁殖的主要授粉方式有性繁殖的主要授粉方式常異花授粉常異花授粉常異花授粉：同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉兩種方式，常異花授粉：同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉兩種方式，自花授粉為主自花授粉為主（棉花、甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜、高粱、蠶豆、粟等）（棉花、甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜、高粱、蠶豆、粟等）高高粱粱棉

9、棉花花粟粟2022-3-6共34頁(yè)18二、無(wú)性繁殖（二、無(wú)性繁殖（asexual reproductionasexual reproduction）l營(yíng)養(yǎng)體繁殖（營(yíng)養(yǎng)體繁殖（vegetative propagation）：利用）：利用植株?duì)I養(yǎng)體部分的再生能力，采取分根、扦植株?duì)I養(yǎng)體部分的再生能力，采取分根、扦插、壓條、嫁接等方法繁殖后代的方式插、壓條、嫁接等方法繁殖后代的方式l無(wú)融合生殖（無(wú)融合生殖（apomixes）：植物的雌雄性細(xì)）：植物的雌雄性細(xì)胞甚至雌配子體內(nèi)的某些單、二倍體細(xì)胞不胞甚至雌配子體內(nèi)的某些單、二倍體細(xì)胞不經(jīng)過(guò)正常受精和兩性配子的融合過(guò)程而直接經(jīng)過(guò)正常受精和兩性配子的融合過(guò)

10、程而直接形成種子以繁衍后代的方式形成種子以繁衍后代的方式2022-3-6共34頁(yè)19無(wú)融合生殖（無(wú)融合生殖（apomixesapomixes）類(lèi)型）類(lèi)型無(wú)孢子生殖（無(wú)孢子生殖（apospory）：）：大孢子母細(xì)胞或幼胚敗育，而由胚珠體細(xì)胞進(jìn)大孢子母細(xì)胞或幼胚敗育，而由胚珠體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂直接形成二倍體胚囊，最后形成種子行有絲分裂直接形成二倍體胚囊，最后形成種子二倍體孢子生殖（二倍體孢子生殖（diplospory）：）：大孢子母細(xì)胞不經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而進(jìn)行大孢子母細(xì)胞不經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而進(jìn)行有絲分裂直接產(chǎn)生二倍體胚囊，最后形成種子有絲分裂直接產(chǎn)生二倍體胚囊，最后形成種子不定胚生殖（不定胚生殖（adve

11、ntitious embryony）：）：由胚珠或子房壁的二倍體由胚珠或子房壁的二倍體細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成胚，同時(shí)由正常胚囊中的極核發(fā)育成胚乳而形成種細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成胚，同時(shí)由正常胚囊中的極核發(fā)育成胚乳而形成種子（柑橘）子（柑橘）孤雌生殖（孤雌生殖（parthenogenesis）：）：胚囊中的卵細(xì)胞未和精核結(jié)合，直接形胚囊中的卵細(xì)胞未和精核結(jié)合，直接形成單倍體的胚。特殊情況下，胚囊中的助細(xì)胞和反足細(xì)胞也能發(fā)育為單倍成單倍體的胚。特殊情況下，胚囊中的助細(xì)胞和反足細(xì)胞也能發(fā)育為單倍體或二倍體的胚體或二倍體的胚孤雄生殖（孤雄生殖（androgenesis）：）：進(jìn)入胚囊中的精核未與卵細(xì)胞融合，直接

12、進(jìn)入胚囊中的精核未與卵細(xì)胞融合，直接形成單倍體的胚。（油菜中的小孢子培養(yǎng)技術(shù)）形成單倍體的胚。（油菜中的小孢子培養(yǎng)技術(shù)）2022-3-6共34頁(yè)20第二節(jié)第二節(jié) 自交和異交的遺傳效應(yīng)自交和異交的遺傳效應(yīng)一、自交的遺傳效應(yīng)一、自交的遺傳效應(yīng) 自交使純合基因型保持不變自交使純合基因型保持不變 自交使雜合基因型的后代發(fā)生性狀分離自交使雜合基因型的后代發(fā)生性狀分離3.自交引起后代生活力衰退自交引起后代生活力衰退(一一)自交的遺傳效應(yīng)自交的遺傳效應(yīng)2022-3-6共34頁(yè)21自交各代純合體比率計(jì)算公式自交各代純合體比率計(jì)算公式l一對(duì)雜合基因型ln對(duì)雜合基因Xn為自交后代純合體比例為自交后代純合體比例r為

13、自交代數(shù)為自交代數(shù)Xn=(1-12r)100%100%Xn=(1-12r)n100%100%一對(duì)雜合基因型個(gè)體自交各代分離比例及基因型純合化的進(jìn)程一對(duì)雜合基因型個(gè)體自交各代分離比例及基因型純合化的進(jìn)程2022-3-6共34頁(yè)22( (二二) )自花授粉作物和常異花授粉作物自花授粉作物和常異花授粉作物 基因型基因型l自花授粉作物基因型純合，與表現(xiàn)型一致自花授粉作物基因型純合，與表現(xiàn)型一致; 也有極少數(shù)自然突變，產(chǎn)生雜合基因型也有極少數(shù)自然突變，產(chǎn)生雜合基因型l常異花授粉作物基因型至少包括常異花授粉作物基因型至少包括3種類(lèi)型：種類(lèi)型： 1）品種基本群體的純合同質(zhì)基因型）品種基本群體的純合同質(zhì)基因型

14、 2）雜合基因型）雜合基因型 3）非基本群體的純合基因型）非基本群體的純合基因型2022-3-6共34頁(yè)23二、異交的遺傳效應(yīng)二、異交的遺傳效應(yīng) 異交形成雜合基因型異交形成雜合基因型 異交增強(qiáng)后代的生活力（雜種優(yōu)勢(shì)）異交增強(qiáng)后代的生活力（雜種優(yōu)勢(shì)）（一）異交的遺傳效應(yīng)（一）異交的遺傳效應(yīng)2022-3-6共34頁(yè)24（二）異花授粉作物的基因型（二）異花授粉作物的基因型l群體基因型高度雜合群體基因型高度雜合l個(gè)體間基因型異質(zhì)個(gè)體間基因型異質(zhì)l在一個(gè)封閉體系中，群體內(nèi)基因和在一個(gè)封閉體系中，群體內(nèi)基因和基因型頻率保持遺傳平衡狀態(tài)基因型頻率保持遺傳平衡狀態(tài)2022-3-6共34頁(yè)25第三節(jié)第三節(jié) 作物

15、的品種類(lèi)型作物的品種類(lèi)型 及其特點(diǎn)及其特點(diǎn)2022-3-6共34頁(yè)26一、作物品種的類(lèi)型一、作物品種的類(lèi)型l自交系品種（自交系品種（pure line cultivar）l雜交種品種（雜交種品種（hybrid cultivar）l群體品種（群體品種（population cultivar）l無(wú)性系品種（無(wú)性系品種（clonal cultivar）2022-3-6共34頁(yè)27（一）自交系品種（一）自交系品種（pure line cultivar）o又稱純系品種：是對(duì)突變或雜合基因又稱純系品種：是對(duì)突變或雜合基因型經(jīng)過(guò)連續(xù)多代的自交加選擇而得到型經(jīng)過(guò)連續(xù)多代的自交加選擇而得到的同質(zhì)純合群體。的同質(zhì)

16、純合群體。o包括自花授粉作物和常異花授粉作物包括自花授粉作物和常異花授粉作物的純系品種和異花授粉作物的自交系的純系品種和異花授粉作物的自交系2022-3-6共34頁(yè)28自交系品種的育種特點(diǎn)自交系品種的育種特點(diǎn)l自花授粉加單株選擇的育種方法自花授粉加單株選擇的育種方法l拓寬遺傳變異范圍，在大群體中進(jìn)行拓寬遺傳變異范圍，在大群體中進(jìn)行單株選擇（多中選優(yōu)、優(yōu)中選優(yōu)）單株選擇（多中選優(yōu)、優(yōu)中選優(yōu)）2022-3-6共34頁(yè)29（二）雜交種品種（二）雜交種品種（hybrid cultivar）在嚴(yán)格選擇親本和控制授粉的條件下在嚴(yán)格選擇親本和控制授粉的條件下生產(chǎn)的各類(lèi)雜交組合生產(chǎn)的各類(lèi)雜交組合F1植株群體植

17、株群體既高度雜合（既高度雜合（ F1基因型），又具有基因型），又具有同質(zhì)性（同質(zhì)性（ F1群體內(nèi)）群體內(nèi)）雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，但不能穩(wěn)定遺傳。在雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，但不能穩(wěn)定遺傳。在生產(chǎn)上僅棉花利用生產(chǎn)上僅棉花利用F2群體群體2022-3-6共34頁(yè)30雜交種品種的育種特點(diǎn)雜交種品種的育種特點(diǎn)l包括自交系育種和雜交組合育種兩個(gè)包括自交系育種和雜交組合育種兩個(gè)育種程序，自交系間的配合力測(cè)定是育種程序，自交系間的配合力測(cè)定是貫穿兩個(gè)育種程序的關(guān)鍵貫穿兩個(gè)育種程序的關(guān)鍵l對(duì)影響親本繁殖和制種產(chǎn)量的性狀必對(duì)影響親本繁殖和制種產(chǎn)量的性狀必須加強(qiáng)選擇須加強(qiáng)選擇l需建立相應(yīng)的種子生產(chǎn)和供銷(xiāo)體系需建立相應(yīng)的種子生產(chǎn)和供銷(xiāo)體系

18、2022-3-6共34頁(yè)31群體品種的育種特點(diǎn)群體品種的育種特點(diǎn)l使群體品種具有廣泛的遺傳基礎(chǔ)和基因使群體品種具有廣泛的遺傳基礎(chǔ)和基因型的多樣性（組成群體品種的原始親本型的多樣性（組成群體品種的原始親本間要有明顯的遺傳差異，但生育期等性間要有明顯的遺傳差異，但生育期等性狀差別不能太大）狀差別不能太大）l使群體品種能夠保持廣泛的遺傳基礎(chǔ)和使群體品種能夠保持廣泛的遺傳基礎(chǔ)和基因型的多樣性（對(duì)后代不加選擇，以基因型的多樣性（對(duì)后代不加選擇，以隨機(jī)樣本保存群體，要防止外來(lái)基因的隨機(jī)樣本保存群體，要防止外來(lái)基因的滲入）滲入）2022-3-6共34頁(yè)32（四）無(wú)性系品種（四）無(wú)性系品種（clonal cultivarclonal cultivar）l由