第二章-种质资源-

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1、第二章种质资源第二章种质资源 第节第节 种质资源工作的重要性种质资源工作的重要性第第一一节节 种质资源工作的重要性种质资源工作的重要性 第二节 作物起源（遗传多样性）中心学说及其发展第二节 作物起源（遗传多样性）中心学说及其发展 第三节 种质资源的类别和特点第三节 种质资源的类别和特点 第四节 种质资源的研究与利用（自学）第四节 种质资源的研究与利用（自学） 第五节第五节 我国种质资源保存对策我国种质资源保存对策（自学自学）第五节第五节 我国种质资源保存对策我国种质资源保存对策（自学自学） CROP BREEDING 几个基本概念几个基本概念 种质种质 ?种质（germplasm）：决定生物性

2、状的且可遗种质（germplasm）：决定生物性状的且可遗 传的物质传的物质传的物质传的物质 ?携带种质的载体携带种质的载体包括植物个体，或具有遗传全包括植物个体，或具有遗传全 能性的器官能性的器官组织组织细胞细胞染色体染色体控制生物控制生物能性的器官能性的器官、组织组织、细胞细胞，染色体染色体、控制生物控制生物 遗传性状的基因或者某一DNA或RNA片段遗传性状的基因或者某一DNA或RNA片段 CROP BREEDING 种质资的含义种质资的含义种质资种质资源源的含义的含义 育种的原始材料、品种资源育种的原始材料、品种资源（中国20世纪60年代）（中国20世纪60年代） 种质资源种质资源（Ge

3、rmplasmGermplasm ResourcesResources） 内内 涵涵 种质资源种质资源（GermplasmGermplasm ResourcesResources） 遗传资源 (Genetic Resources)遗传资源 (Genetic Resources) 基因资源基因资源 (GR)(GR) 涵涵 相相 同同 基因资源基因资源 (G(Gene ene R Resourcesesources) ) 同同 种质资源：种质资源：具有种质、可供育种及相关研究具有种质、可供育种及相关研究 利用的各种生物类型利用的各种生物类型利用的各种生物类型利用的各种生物类型 CROP BREED

4、ING 种质资源的概念是不断发展的种质资源的概念是不断发展的种质资源的概念是不断发展的种质资源的概念是不断发展的 生物体生物体 细胞细胞 无性繁殖器官、组织无性繁殖器官、组织 染染色色体体 细胞细胞 基因基因 DNA片断DNA片断 染体染体 基因基因 CROP BREEDING 第节第节 种质资源的重要性种质资源的重要性第第一一节节 种质资源的重要性种质资源的重要性 CROP BREEDING 1 1生物赖以生存和发展的根本生物赖以生存和发展的根本1 1、生物赖以生存和发展的根本生物赖以生存和发展的根本 ?人类生活必需品人类生活必需品?人类生活必需品人类生活必需品 ?维持生态平衡维持生态平衡

5、“人类的命运将取决于人类理解和发掘植人类的命运将取决于人类理解和发掘植“人类的命运将取决于人类理解和发掘植人类的命运将取决于人类理解和发掘植 物种质资源的能力”(J.R.Harlan，1970) 物种质资源的能力”(J.R.Harlan，1970) CROP BREEDING 2、作物育种的物质基础2、作物育种的物质基础 ?已有种质资源具有育种所需要的绝大多数已有种质资源具有育种所需要的绝大多数基因基因 种质有特基种质有特基稀有种质资起稀有种质资起决定决定?不同不同种质种质具具有特有特异异基基因，因，稀有种质资稀有种质资源源起起决定决定 性性的作用的作用性性的作用的作用 ?育种上突破性的进展往

6、往取决于关键基因资源育种上突破性的进展往往取决于关键基因资源 的发现和利用的发现和利用 所有育种标的实现取决于所拥有的种质资源所有育种标的实现取决于所拥有的种质资源?所有育种所有育种目目标的实现取决于所拥有的种质资源标的实现取决于所拥有的种质资源 CROP BREEDING 第二节作物起源中心学说及其发展第二节作物起源中心学说及其发展 Q: 如何充分有效的利用种质资源如何充分有效的利用种质资源? ?瓦维洛夫的作物起源中心学说瓦维洛夫的作物起源中心学说 ?齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说的齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说的 补充补充 的有关作物起源的观点的有关作物起源的观点?Harlan的有

7、关作物起源的观点的有关作物起源的观点 CROP BREEDING 一、瓦维洛夫的作物起源中心学说一、瓦维洛夫的作物起源中心学说 作物起源中心作物起源中心遗传类型多样化而分布又遗传类型多样化而分布又?作物起源中心作物起源中心：遗传类型多样化而分布又遗传类型多样化而分布又 比较集中、具有地区特有变种性状和近亲比较集中、具有地区特有变种性状和近亲 野生类型或栽培类型野生类型或栽培类型 的地区的地区 （物种本身物种本身）的地区的地区 （物种本身物种本身） CROP BREEDING （一）主要内容（一）主要内容 ?两个主要特征：基因多样性和显性两个主要特征：基因多样性和显性 ?初生中心和次生中心初生中

8、心和次生中心 ?“遗传变异性的同源系列规律”（同“遗传变异性的同源系列规律”（同 源平行变异率源平行变异率）源平行变异率源平行变异率） ?原原生生作物与次作物与次生生作物作物原作物与次作物原作物与次作物 CROP BREEDING 两个概念两个概念两个概念两个概念 初生中初生中作物最初始的起地作物最初始的起地个特点个特点?初生中初生中心：心：作物最初始的起作物最初始的起源源地地，4个特点个特点 A、野生祖先野生祖先；B、有原始的特异类型有原始的特异类型；A、野生祖先野生祖先；B、有原始的特异类型有原始的特异类型； C、明显的遗传多样性；、明显的遗传多样性；D、大量的显性基因、大量的显性基因 ?

9、次生中心：初生中心扩散及环境作用而形次生中心：初生中心扩散及环境作用而形 成成成成 A、无野生祖先；、无野生祖先；B、有新的特异类型；、有新的特异类型； C、有大量的变异；、有大量的变异；D、大量的隐性基因、大量的隐性基因 遗传变异性的同源系列规律遗传变异性的同源系列规律 在定的生态境中在定的生态境中年生草本作物间在遗传性状年生草本作物间在遗传性状在在一一定的生态定的生态环环境中境中，一一年生草本作物间在遗传性状年生草本作物间在遗传性状 上存在一种平行相似的现象，如地中海地区的禾本科上存在一种平行相似的现象，如地中海地区的禾本科 植物往往表现出植株繁茂、穗大粒多、粒色浅、高产植物往往表现出植株

10、繁茂、穗大粒多、粒色浅、高产 抗病抗病；而我国的禾本科植物往往表现为生育期短而我国的禾本科植物往往表现为生育期短穗穗抗病抗病；而我国的禾本科植物往往表现为生育期短而我国的禾本科植物往往表现为生育期短、穗穗 粒小、后期灌浆快、多为无芒。粒小、后期灌浆快、多为无芒。 CROP BREEDING 原生作物和次生作物原生作物和次生作物原生作物和次生作物原生作物和次生作物 ?原生作物原生作物：人类有目的的驯化的作物人类有目的的驯化的作物，如小如小原生作物原生作物人类有目的的驯化的作物人类有目的的驯化的作物，如小如小 麦、大麦、玉米、棉花等麦、大麦、玉米、棉花等 次生作物次生作物?次生作物次生作物：最初是

11、与原生作物伴生的杂草， 当其被 最初是与原生作物伴生的杂草， 当其被传传播到不适于原生作物而对杂草生长有播到不适于原生作物而对杂草生长有传传 利的环境时，被人类分离而成为栽培的主体，利的环境时，被人类分离而成为栽培的主体， 如燕麦和黑麦如燕麦和黑麦如燕麦和黑麦如燕麦和黑麦 2014/10/27 共69页 13 CROP BREEDING （二二）八个起源中心八个起源中心（二二）八个起源中心八个起源中心 4 1 4 3 2 5 6 7 2 6 7 8 CROP BREEDING 1.中国东亚中心1.中国东亚中心 包括中国中部、西部山区及毗邻的低地。代包括中国中部、西部山区及毗邻的低地。代 表性作

12、物为水稻表性作物为水稻大豆大豆银杏银杏茶等茶等表性作物为水稻表性作物为水稻、大豆大豆、银杏银杏、茶等茶等 CROP BREEDING 2. 印度中心2. 印度中心 代表性作物为：水稻、香蕉、甘蔗、芝麻代表性作物为：水稻、香蕉、甘蔗、芝麻 CROP BREEDING 中亚细亚中心中亚细亚中心3. 3. 中亚细亚中心中亚细亚中心 代表性作物代表性作物: :普通小麦普通小麦、胡萝卜胡萝卜、洋葱洋葱、葡萄葡萄代表性作物代表性作物: :普通小麦普通小麦、胡萝卜胡萝卜、洋葱洋葱、葡萄葡萄 CROP BREEDING 中中4 . 西亚4 . 西亚中中心心 代表性作物:一粒小麦、二粒小麦和罂粟等代表性作物:一

13、粒小麦、二粒小麦和罂粟等 罂粟粟 CROP BREEDING 5 5地中海中心地中海中心5 5. . 地中海中心地中海中心 代表性作物:甜菜、甘蓝、甘蓝型油菜等代表性作物:甜菜、甘蓝、甘蓝型油菜等 CROP BREEDING 埃塞俄比中埃塞俄比中6. 6. 埃塞俄比埃塞俄比亚亚中中心心 代表性植物:高梁、西瓜、咖啡等代表性植物:高梁、西瓜、咖啡等 CROP BREEDING 南美和中美洲起源中心南美和中美洲起源中心7. 7. 南美和中美洲起源中心南美和中美洲起源中心 代表性作物:玉米、棉花、马铃薯等代表性作物:玉米、棉花、马铃薯等 CROP BREEDING 南美中心南美中心8. 8. 南美中

14、心南美中心 代表性作物:花生、可可和橡胶等代表性作物:花生、可可和橡胶等 CROP BREEDING （） 起源中心学说对作物育种起源中心学说对作物育种（三三） 起源中心学说对作物育种起源中心学说对作物育种 的实际意义的实际意义的实际意义的实际意义 ?特异种质资源的收集特异种质资源的收集 如云南野生稻、青藏高原的大麦如云南野生稻、青藏高原的大麦 指导抗病育种和雄性不育利用指导抗病育种和雄性不育利用?指导抗病育种和雄性不育利用指导抗病育种和雄性不育利用 如大豆胞囊线虫病，油菜的如大豆胞囊线虫病，油菜的polima不育胞质的恢不育胞质的恢 复基因复基因 指导引种指导引种丰富种质资源丰富种质资源?指

15、导引种指导引种，丰富种质资源丰富种质资源 CROP BREEDING 作物起源中心学说的发展作物起源中心学说的发展二、二、作物起源中心学说的发展作物起源中心学说的发展 CROP BREEDING （一）齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说（一）齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说 12 9 5 1 67 11 1 4 8 2 （一）齐文和茹考夫斯基 10 3 增加了增加了4个起源中心，使之能包括所有已发现的作物基因种类，称这个起源中心，使之能包括所有已发现的作物基因种类，称这12个起源中心为大基因中 心（ 个起源中心为大基因中 心（megagene center） 1、中国（初生基因中心）、中国（

16、初生基因中心）日本（次生基因中心）中心；日本（次生基因中心）中心；2、东南亚洲中心东南亚洲中心3、澳大利亚中心澳大利亚中心； 4印度中心印度中心5中亚细亚中心中亚细亚中心6西亚细亚中心西亚细亚中心7地中海中心地中海中心8非洲中心非洲中心9欧欧4、印度中心印度中心；5、中亚细亚中心中亚细亚中心；6、西亚细亚中心西亚细亚中心；7、地中海中心地中海中心；8、非洲中心非洲中心；9、欧欧 洲洲西伯利亚中心西伯利亚中心；10、南美中心；、南美中心；11、中美和墨西哥中心；、中美和墨西哥中心；12、北美中心北美中心 CROP BREEDING （二二） J R HarlanJ R Harlan的农业起源中心的农业起源中心（二二） J J. .R R. .HarlanHarlan的农业起源中心的农业起源中心 中心和非中心体系中心和非中心体系 中心非中心中心非中心 A1A1近东近东A2A2非洲非洲近东近