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1、第三章第三章第三章第三章 作物的繁殖方式及品种类型作物的繁殖方式及品种类型 第第一一节节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式第节第节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式 第第二二节节 自交和异交的自交和异交的遗遗传效应传效应第节第节 自交和异交的传效应自交和异交的传效应 第三节 作物品种类型及其育种特点第三节 作物品种类型及其育种特点 1 CROP BREEDING 为什么要研究作物的繁殖方式为什么要研究作物的繁殖方式？ 绝大多数的农作物是以收获种子为目的绝大多数的农作物是以收获种子为目的 为什么要研究作物的繁殖方式为什么要研究作物的繁殖方式？ ?绝大多数的农作物是以收获种子为目的绝大多数的农作物是以收获
2、种子为目的 ?绝大多数农作物是以种子的形式繁殖后代绝大多数农作物是以种子的形式繁殖后代?绝大多数农作物是以种子的形式繁殖后代绝大多数农作物是以种子的形式繁殖后代 ?繁殖过程的遗传变异丰富且容易利用繁殖过程的遗传变异丰富且容易利用 ?作物繁殖方式与育种方法密切相关作物繁殖方式与育种方法密切相关 2 CROP BREEDING 第一节 作物的繁殖方式第一节 作物的繁殖方式 有性繁殖有性繁殖（sexual reproductionsexual reproduction）?有性繁殖有性繁殖（sexualsexual reproductionreproduction） ?无性繁殖无性繁殖（asexual
3、reproductionasexualreproduction）?无性繁殖无性繁殖（asexualasexual reproductionreproduction） 3 CROP BREEDING 压条 嫁接嫁接 4 CROP BREEDING 草莓的营养繁殖和有性生殖草莓的营养繁殖和有性生殖 5 CROP BREEDING 一、有性繁殖一、有性繁殖 6 CROP BREEDING （一）作物天然异交率的测定（一）作物天然异交率的测定 天然异交率天然异交率= F1中显性性状个体数中显性性状个体数 100%天然异交率天然异交率 F1总个体数总个体数 100% ?自花授粉：天然异交率5%自花授粉：
4、天然异交率5% 异花授粉异花授粉50%50%天然异交率天然异交率100%100%?异花授粉异花授粉： 50%50%天然异交率天然异交率100%100% ?常异花授粉： 5%天然异交率50%常异花授粉： 5%天然异交率雄蕊）（棉花：雌蕊雄蕊） ?有蜜腺和香气，诱使昆虫传粉有蜜腺和香气，诱使昆虫传粉 花粉粒轻花粉粒轻小小寿命长寿命长可借力传播可借力传播?花粉粒轻花粉粒轻、小小，寿命长寿命长，可借可借风风力传播力传播 16 CROP BREEDING 开花习性对授粉方式的影响 ?闭花受精（cleistogamy）：典型自花授粉闭花受精（cleistogamy）：典型自花授粉 ( (如大麦如大麦豌豆豌
5、豆花生花生）( (如大麦如大麦，豌豆豌豆，花生花生） ?雌雄蕊异熟（dichogamy）：利于异花授粉雌雄蕊异熟（dichogamy）：利于异花授粉 （如油菜，玉米）（如油菜，玉米） 其它其它散粉时间散粉时间（棉花花冠张开后散粉棉花花冠张开后散粉）?其它其它：散粉时间散粉时间（棉花花冠张开后散粉棉花花冠张开后散粉） ；开花时间长短等；开花时间长短等 17 CROP BREEDING 全世界种植量最大的122种作物中，32全世界种植量最大的122种作物中，32 种归为自花授粉作物种归为自花授粉作物7070种是异花授粉作种是异花授粉作种归为自花授粉作物种归为自花授粉作物，7070种是异花授粉作种是
6、异花授粉作 物物，而剩下的而剩下的2020中则属于常异花授粉中则属于常异花授粉。物物，而剩下的而剩下的中则属于常异花授粉中则属于常异花授粉 自花授粉作物异花授粉作物常异花作物 26% 17% 57% 18 CROP BREEDING 种有方式（四）两种特殊的有性繁殖方式 ?自交不亲和（self-incompatibility, SI）：自交不亲和（self-incompatibility, SI）： 具有完具有完全全花并花并可可形成形成正正常雌常雌、雄雄配配子子，但缺但缺乏乏具有完花并形成常雌具有完花并形成常雌雄子雄子但缺但缺 自花授粉结实能力的自交不育性自花授粉结实能力的自交不育性 包括十字
7、花科部分物种包括十字花科部分物种向日葵向日葵甘薯等甘薯等包括十字花科部分物种包括十字花科部分物种、向日葵向日葵、甘薯等甘薯等 19 CROP BREEDING 向日葵向日葵：自交不亲和，异花授粉 20 CROP BREEDING ?雄性不育（male sterility, MS）：雌蕊正常雄性不育（male sterility, MS）：雌蕊正常 而花粉败育而花粉败育不能产生有功能的雄配子不能产生有功能的雄配子雄性雄性而花粉败育而花粉败育，不能产生有功能的雄配子不能产生有功能的雄配子。雄性雄性 不育在植物中广泛存在不育在植物中广泛存在 21 CROP BREEDING 二、无性繁殖二、无性繁殖
8、 ?营养体繁殖：营养体繁殖： 利用植株营养体部分利用植株营养体部分（根根茎茎叶叶芽芽块块利用植株营养体部分利用植株营养体部分（根根、茎茎、叶叶、芽芽、块块 根、球茎、鳞茎、匍匐茎、地下茎等）根、球茎、鳞茎、匍匐茎、地下茎等）的再生能的再生能 力力采取分根采取分根扦插扦插压条压条嫁接等方法繁殖后嫁接等方法繁殖后力力，采取分根采取分根、扦插扦插、压条压条、嫁接等方法繁殖后嫁接等方法繁殖后 代（无性系clone）的方式代（无性系clone）的方式 ?无融合生殖（apomixes）无融合生殖（apomixes） 植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些植物的雌雄性细胞甚
9、至雌配子体内的某些植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些 单、二倍体细胞不经过正常受精和两性配子的融单、二倍体细胞不经过正常受精和两性配子的融 合合过过程而程而直直接形成种子以繁衍后代的方式接形成种子以繁衍后代的方式 22 合程而接形成种子以繁衍后代的方式合程而接形成种子以繁衍后代的方式 CROP BREEDING 无融合生殖（apomixes）类型 无孢子生殖无孢子生殖（）?无孢子生殖无孢子生殖（aposporyapospory）：大孢子母细胞或幼胚 败育，而由胚珠体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体 大孢子母细胞或幼胚 败育，而由胚珠体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体 胚囊，最后形成种子胚囊，最后
10、形成种子 ?二倍体孢子生殖二倍体孢子生殖（diplosporydiplospory）：）：大孢子母细胞大孢子母细胞?二倍体孢子生殖二倍体孢子生殖（diplosporydiplospory）：）：大孢子母细胞大孢子母细胞 不经过减数分裂而进行有丝分裂直接产生二倍体胚不经过减数分裂而进行有丝分裂直接产生二倍体胚 囊囊最后形成种子最后形成种子囊囊，最后形成种子最后形成种子 ?不定胚生殖（adventitious embryony）：不定胚生殖（adventitious embryony）：由由 胚珠或子房壁的二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时 由正 胚珠或子房壁的二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时 由正
11、常胚囊中常胚囊中的的极核发育成胚乳极核发育成胚乳而而形成种子形成种子（柑橘柑橘） 23 常胚囊中极核发育成胚乳形成种子常胚囊中极核发育成胚乳形成种子柑橘柑橘 CROP BREEDING 孤雌生殖孤雌生殖（hihi ）胚囊中的卵细胞胚囊中的卵细胞?孤雌生殖孤雌生殖（partparth henogenesenogenesi is s）：胚囊中的卵细胞胚囊中的卵细胞 未和精核结合未和精核结合，直，直接形成单倍体的胚接形成单倍体的胚。特殊情况下特殊情况下，胚胚未和精核结合未和精核结合接形成单倍体的胚接形成单倍体的胚特殊情况下特殊情况下胚胚 囊中的助细胞和反足细胞也能发育为单倍体或二倍体的囊中的助细胞和
12、反足细胞也能发育为单倍体或二倍体的 胚胚 ?孤雄生殖孤雄生殖（androgenesisandrogenesis）：）：进入胚囊中的精核未进入胚囊中的精核未?孤雄生殖孤雄生殖（androgenesisandrogenesis）：）：进入胚囊中的精核未进入胚囊中的精核未 与卵细胞融合，直接形成单倍体的胚。与卵细胞融合，直接形成单倍体的胚。 24 CROP BREEDING 第二节 自交和异交的遗传效应第二节 自交和异交的遗传效应 25 CROP BREEDING 一、自交的遗传和生物效应一、自交的遗传和生物效应 自交使纯合基因型保持不变自交使纯合基因型保持不变?自交使纯合基因型保持不变自交使纯合基
13、因型保持不变 自交使杂合基因型的后代发生性状分离自交使杂合基因型的后代发生性状分离?自交使杂合基因型的后代发生性状分离自交使杂合基因型的后代发生性状分离 自交引起后代生活力衰退自交引起后代生活力衰退?自交引起后代生活力衰退自交引起后代生活力衰退 26 CROP BREEDING 自交各代纯合体比率计算公式自交各代纯合体比率计算公式 一对杂合基因型一对杂合基因型 X= (1 1 )100%100% 对杂合基因对杂合基因 2r X= (1-)100%100% n对杂合基因对杂合基因 X =(1- 1 )n100%100%Xn=(1- 2r ) 100%100% Xn为杂合子自交后代纯合体比例为杂合
14、子自交后代纯合体比例 r为自交代数，为自交代数，n为杂合基因对数为杂合基因对数 27 CROP BREEDING 二二异交的遗传和生物效应异交的遗传和生物效应二二、异交的遗传和生物效应异交的遗传和生物效应 ?异交形成杂合基因型异交形成杂合基因型 ?异交增强后代的生活力异交增强后代的生活力 28 CROP BREEDING 第三节 作物品种类型及其育种特点第三节 作物品种类型及其育种特点 29 CROP BREEDING 作物品种的类型作物品种的类型作物品种的类型作物品种的类型 自交系品种自交系品种?自交系品种自交系品种 ?杂交种品种杂交种品种?杂交种品种杂交种品种 ?群体品种群体品种 ?无性系
15、品种无性系品种 30 CROP BREEDING 一、自交系品种一、自交系品种 ?又称纯系品种又称纯系品种：是对突变或杂合基是对突变或杂合基?又称纯系品种又称纯系品种：是对突变或杂合基是对突变或杂合基 因型经过连续多代的自交加选择而因型经过连续多代的自交加选择而 得到的同质纯合群体得到的同质纯合群体得到的同质纯合群体得到的同质纯合群体 ?包括自花授粉作物和常异花授粉作包括自花授粉作物和常异花授粉作?包括自花授粉作物和常异花授粉作包括自花授粉作物和常异花授粉作 物的纯系品种物的纯系品种 31 CROP BREEDING 自交系品种的育种特点自交系品种的育种特点 ?自花授粉加单株选择的育种方法自花
16、授粉加单株选择的育种方法 自花授粉作物单株选择；异花授粉作物和常异花授自花授粉作物单株选择；异花授粉作物和常异花授 粉作物需强迫自交并单株选择粉作物需强迫自交并单株选择粉作物需强迫自交并单株选择粉作物需强迫自交并单株选择 ?拓宽遗传变异范围拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单在大群体中进行单?拓宽遗传变异范围拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单在大群体中进行单 株选择（多中选优、优中选优）株选择（多中选优、优中选优） 32 CROP BREEDING 二、杂交种品种二、杂交种品种 ?在严格选择亲本和控制授粉的条件下生在严格选择亲本和控制授粉的条件下生?在严格选择亲本和控制授粉的条件下生在严格选择亲本和控制授粉的条件下生 产的各类杂交组合的F1植株群体产的各类杂交组合的F1植株群体 高度高度个个有有?既既高度高度杂合（杂合（ 个个体基因型），又具体基因型），又具有有同同 质性质性（ 群体内不同个体群体内不同
