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1、第九章 园林植物种质资源,本章重点,我国园林植物种质资源的概况 种质资源分类 种质资源的收集、保存、创新和利用,第一节 种质资源的概念与分类,一、种质资源的有关概念,1、种质（germplasm）指决定生物遗传性状，并将其遗传信息从亲代传给子代的遗传物质的总称。 2、种质资源（germplasm resources）是把一切具有一定种质或基因的生物类型统称为种质资源，既携带种质的载体。 可以是群体、个体，也可以是器官、组织、细胞、个别染色体乃至 DNA 片断。,3、园林植物种质资源：指包含一定的遗传物质，表现一定的优良性状，并能将其遗传性状传递给后代的园林植物资源的总和，包括野生种、半野生种和
2、各种栽培类型。,雪松,华北落叶松,油松,4、其他有关概念,（1）绝灭种（extinct species）：在目前的自然分布范围内，这种植物个体已找不到的种群。 （2）濒危种：先前在它的整个分布区或某个分布区，是一个重要组成部分，但目前已处于有绝灭危险的境地。 （3）渐危种：某些植物由于人为或自然的原因，可预见它在整个分布区或某个分布区的重要位置会发生变化，很可能成为濒危种类。 （4）稀有种：特有的单种科、单种属或少种属的代表植物，它们在自己的分布区数量少，有的种类可能群居在一起，有的则零星分布，但未处于灭绝的境地。,二、种质资源工作的概况和意义,（一）种质资源工作概况 1.我国“世界园林之母”
3、，种质资源丰富。 拥有的种数占世界总种数的比重大多在60%70%。 中国特有的种类：银杏，金钱松、银杉，杉科的水杉、水松，木兰科的观光木、鹅掌楸、玉兰，蓝果树科的珙桐，以及梅花、桂花、菊花、翠菊荷花、牡丹、紫斑牡丹、黄牡丹、月季、巨花蔷薇等闻名世界。 特殊优异的栽培类型和品种：黄花凤仙、黄香梅、红木、红花含笑等。,(二）种质资源的重要性,1、种质资源是开展育种工作的物质基础 2、种质资源是不断发展新观赏植物的主要来源 3、适应生产发展，需要发掘更多的种质资源,（三）保护种质资源的迫切性,1、植物种质资源的多样性面临着严重危机 2、种质资源多样性的流失 3、抢救种质资源刻不容缓,第二节 栽培植物
4、起源中心与 园林植物品种来源,一、栽培植物起源中心,（一）瓦维洛夫的作物起源中心学说 1、学说要点： 世界上某些地区集中表现有一些栽培植物的变异。 有些栽培植物起源于几个地区，即有几个起源中心。 栽培植物起源中心集中蕴藏着栽培植物的种和品种。 绝大部分栽培植物发源于古文明国家。 栽培植物有品种多样性的地理分布规律。,2、八大起源中心 （1）中国起源中心 中国水仙、芍药、牡丹、菊花、桃、杏、梅、华李、华樱、华栗、贴梗海棠、榆叶梅、木瓜、银杏、枇把、杨梅、腊梅、苏铁、樟、杜仲、桃金娘、山茶、刚竹、青篱竹等。,刚竹,(2)印度起源中心 薯蓣、落葵、海芋、姜黄、柠檬、柑橘、酸橙、枸橼、余甘子、山柰、椰
5、子、植香、印度橡皮树、散沫花、虎尾兰等。,印度橡皮树,(3)中亚起源中心,(包括印度西北部、克什米尔、阿富汗、塔吉克和乌兹别克)： 豌豆、蚕豆、胡萝卜、芜菁、洋葱、蒜、菠菜、芫荽、洋梨、扁桃、枣、葡萄、苹果、胡桃、阿月浑子、杏、樱李、樱桃类等。,(4)近东起源中心,包括小亚细亚、伊朗、外高加索 莴苣、韭葱、甜瓜、南瓜、胡萝卜、甘蓝、无花果、石榴、葡萄、洋梨、榅悖、胡桃、扁桃、欧洲甜樱桃、欧榛、月桂、罂粟、番红花等。,(5)地中海起源中心,豌豆、蚕豆、甘兰、芹菜、茴香、大蒜、洋葱、大黄、萝卜、美国防风、黑芥、白芥、甜菜、荆豆、麝香草、薰衣草、油橄榄、月桂、突厥蔷薇、羽扇豆、三叶草等。,三叶草,(
6、6)埃塞俄比亚起源中心,豇豆、西瓜、芫荽、黄秋葵、埃塞俄比亚巴蕉、咖啡、油棕等。,(7)中美起源中心,包括墨西哥南部及中美洲起源中心。 菜豆、刀豆、番茄、辣椒、南瓜、仙人掌、龙舌兰、虎皮兰、凤梨等。,(8)南美起源中心,包括秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚 马铃薯、番茄、辣椒、南瓜、番石榴等。,番石榴,3、我国园林植物种质资源,（1）特点 种类繁多、变异丰富 分布集中 特点突出、遗传性好,银杏,大黄牡丹,有些植物种类还具有特殊的抗逆性，是园林植物育种的珍稀原始材料和关键亲本。,紫斑牡丹,腊梅,山茶,第三节 种质资源工作的主要内容,一、种质资源的分类,（一）根据来源 1、本地种质资源 在当地的自然和栽培
7、条件下，经长期的栽培与选育而得到的植物品种和类型。它是选育新品种时最主要、最基本的原始材料。具有取材方便，对当地自然、栽培条件有高度适应性和抗逆性等方面的优点，也具有遗传性较保守，对不同环境适应范围窄的缺点。,2、外地种质资源,指由国内不同气候区域或由国外引进的植物品种和类型。它们反映了各自原产地区的生态和栽培特点，具有多种多样的生物学、经济学上遗传性状，其中有些是本地种质资源所欠缺的，特别是来自起源中心的材料，集中反映了遗传的多样性，是改良本地品种的重要材料。 在育种上有时还特意选用产地距离远的品种或类型为杂交亲本，以创造遗传基础丰富的新类型。也可直接对外地种质资源进行引种、驯化。但是外地种
8、质资源对本地区的自然和栽培条件的适应能力较差。,3、野生种质资源,包括栽培植物的近缘野生种和有潜在利用价值的植物野生种。这些种质材料是在自然条件下经长期适应进化和自然选择形成的，此资源是指未经人们栽培的自然界野生的花卉观赏植物，在局部地区内栽培的品种，还包括那些过时的或零星分布的品种。 它是长期自然选择的结果，具有高度的适应性和抗逆性，或者具有栽培植物所欠缺的某些重要特性。一些在目前看来还不特别重要的某些潜在有利性状。,4、人工创造的种质资源,人工创造的种质资源包括人工诱变产生的突变体、远缘杂交创造的新类型、育种过程中的中间材料、基因工程创造的新种质等。这些材料是培育新品种和进行有关理论研究的
9、重要遗传资源。具有比自然资源更新更为丰富的遗传性状。,（二）按亲缘关系分类,1、初级基因库 库内的各资源间能杂交，正常结实，无生殖隔离，杂交不实或杂种不育。 2、次级基因库 此类资源间的基因转移是可能的，但存在一定的生殖隔离，杂交不实或杂种不育，必须借助特殊手段才能实现基因转移。 3、三级基因库 亲缘关系更远的类型。彼此间杂交不实，杂种不育现象更明显，基因转移困难。,二、 种质资源的考察,1 、种质资源考察前的准备 （1）组织准备。 （2）收集资料。 2 考察方法与步骤 （1）选择考察地点与路线。 （2）实地调查记录。 （3）资料的整理与总结。,3、考察的主要内容,（1）考察的对象。 考察对象
10、主要是品种资源的复查，野生花卉种质资源的调查，种类、品种、代表植株的调查。 （2）调查的主要内容。 一般是来源、栽培历史、分布特点、生产反应等。生物学特性包括生长开花习性、物候期、抗性等；形态特征包括植株、茎、叶、花、果实、种子等；观赏与经济性状主要是产量、品质、用途等。,20世纪以来，种质资源搜集已成为一项重要事业。许多国家成立专门机构，组织专业队伍，到种质资源丰富的地区系统搜集种质材料，为植物育种和生产积累了物质基础。 美国农业部设立引种办公室，1897-1970年，共派出考察队150次，从世界各地引进了大量种质资源，奠定了美国种植业的基础。俄罗斯的瓦维洛夫及其同事在20世纪20年代和30
11、年代进行了200次考察，到达60多个国家，搜集约15万份材料。,三、种质资源收集,（一）种质资源收集原则： 根据收集的目的和要求、单位的具体条件和任务，确定收集的对象，包括类别和数量。 收集范围由近及远，根据需要先后进行。 种苗的收集应遵照种苗调拨制度的规定，注意检疫。 收集工作应细致周到、清楚无误，做好登记核对，尽量避免材料的重复和遗漏。,（二 ）种质资源收集的方法,1.直接收集 2.交换、购买（征集）,（一）自然保存法,也叫就地保存。就是种质资源在原来所处的生态环境中，不经迁移，采取措施加以保护。如划定自然保护区、国家公园、人工圈护稀有的良种单株及历史上遗留下来的古树名木。稀有种、濒危种一
12、般也应用此法。至1991年我国已建各种类型保护区 707处，面积达5000hm2，约占国土总面积的5.5，如阿尔金山、太白山、西双版纳、卧龙、鼎湖山、梵净山等自然保护区。,四、种质资源的保存,西双版纳,西双版纳,（二）种植保存法,种植保存是将种质材料迁出自然生长地，集中改种在植物园、树木园、品种资源圃、种质资源圃等处保存。 例如：武汉梅花研究中心1993年建成了中国梅花品种资源圃。中国和世界各地许多植物园、树木园、观赏植物资源圃、果树种质资源圃、药用植物资源圃等，也是种质保存的重要场所。,梅花,（三）组织培养保存法,（四）种子保存法,种子有两类： 一类为“正常型种子”，绝大多数植物种子属于这一
13、类，要求低温干燥的条件下保存； 另一类称“顽拗型”(recalcitrant)种子，如核桃、栗、榛、香榧等，当种子含水量降低到1231（因种类而异）生活力即下降，不能在低温干燥条件下贮藏，其保存方法尚未真正解决。一般贮藏温度为520。,（五）基因文库保存,基因文库保存是利用DNA重组技术，将种质材料的总DNA或染色体所有片段随机连接到载体上(如质粒、黏性质粒、病毒)，然后转移到寄主细胞(如大肠杆菌，农杆菌)中，通过细胞增殖，构成各个DNA片段的克隆系。在超低温下保持各繁殖系生命，即可保存该种质的DNA。,（六）超低温种质保存法,具体方法： 1、选择材料 2、材料的预处理 3、降温 4、化冻及生
14、活力测定 再培养法 二醋酸酯荧光素染色法 TTC法（氯化三苯四氮唑还原法）,第五节 种质资源的研究、评价、 利用与创新,一、研究与评价,分类学性状的研究。 植物学性状鉴定 描述每份材料的植物学性状，一般有茎、叶、花、果实、种子的形态特征，如上述器官的形状、大小、颜色、有无刺或茸毛等。侧重鉴定花和果实的性状，因为这些性状是重要的植物分类依据。 生物学特性的研究。包括在自然环境成人工控制环境中，测定种质的生长发育习性、物候期和环境因子，通过分析二者之间的关系，了解种质材料的生长发育规律。 观赏特性的研究。 抗性与适应能力的研究。 分子生物学研究,二、利用与创新,经过鉴定，具有优良性状的种质材料，可直接从中选出优良个体培育成新品种。也可作为亲本，通过杂交、人工诱变及其他育种手段创造出新的种质资源，为育种提供丰富的材料。并从其后代中选出优良变异个体培育成新品种。 种质资源的利用方式：引种栽培；驯化栽培；作为育种材料进行种质转育（杂交、回交、系统育种等）；种质资源的创新（诱变育种、基因工程等）等。,
