第一章种质资源

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1、第一章第一章种质资源种质资源种质资源是一切育种工作的基础。种质资源是一切育种工作的基础。杜布赞斯基杜布赞斯基一一 种质资源的概念及意义种质资源的概念及意义 1.1.概念概念 种质（种质（germpalsmgermpalsm）：）： 决定生物遗传性状，并将其遗传信息从亲代传给决定生物遗传性状，并将其遗传信息从亲代传给子代的遗传物质总子代的遗传物质总称称。 种质资源（种质资源（germplasm resourcesgermplasm resources）：）： 具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型。的各种生物类型。 2.2.意义和作用意

2、义和作用 1 1）育种工作的物质基础。）育种工作的物质基础。 2 2）不断发展新观赏植物的主要来源。）不断发展新观赏植物的主要来源。 3 3）种质资源的搜集、保存、利用，是维持园林）种质资源的搜集、保存、利用，是维持园林 植物遗传多样性的重要手段和有力保障。植物遗传多样性的重要手段和有力保障。 4 4）科学研究的基础。）科学研究的基础。 一一 种质资源的概念及意义种质资源的概念及意义二二 种质资源的分类种质资源的分类1 1、本地种质资源、本地种质资源指在当地的自然和栽培条件下，经长期的栽培与指在当地的自然和栽培条件下，经长期的栽培与选育而得到的植物品种和类型选育而得到的植物品种和类型。它是选育

3、新品种时它是选育新品种时最主要、最基本最主要、最基本的原始材料。的原始材料。优点：优点：取材方便，对当地自然、栽培条件有取材方便，对当地自然、栽培条件有高度高度适应性和抗逆性适应性和抗逆性缺点：缺点：具有遗传性较保守，对不同环境适应范围具有遗传性较保守，对不同环境适应范围窄的缺点。窄的缺点。2 2、外地种质资源、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。指由国内不同气候区域或由国外引进的植物品种和类型。反映了各自原产地区的生态和栽培特点，具有反映了各自原产地区的生态和栽培特点，具有多种多样的多种多样的生物学、经济学上遗传性状生物学、经济学上遗传性状，其中有些是本地种质资源所

4、，其中有些是本地种质资源所欠缺的，特别是来自欠缺的，特别是来自起源中心起源中心的材料，集中反映了遗传的的材料，集中反映了遗传的多样性，是改良本地品种的重要材料。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。但是外地种质资源质资源进行引种、驯化。但是外地种质资源对本地区的自对本地区的自然和栽培条件的适应能力较差然和栽培条件的适应能力较差。 二二. . 种质资源的分类种质资源的分类3 3、野

5、生种质资源、野生种质资源 指未经人们栽培的自然界野生的花卉植物。指未经人们栽培的自然界野生的花卉植物。它是长期自然选择的结果，具有它是长期自然选择的结果，具有高度的适应性和丰富的抗高度的适应性和丰富的抗性性基基因因。除除少少数数种种类类具具有有较较高高的的观观赏赏价价值值，只只需需经经过过引引种种、驯驯化化就就可可直直接接应应用用于于花花卉卉生生产产外外，多多数数种种类类的的观观赏赏性性状状和和经济性状较差经济性状较差。砧木与抗性育种砧木与抗性育种的重要资源。的重要资源。二二 种质资源的分类种质资源的分类4 4、人工创造的种质资源、人工创造的种质资源指人工应用杂交、诱变等方法所创造的育种原始指

6、人工应用杂交、诱变等方法所创造的育种原始材料。材料。包括人工培育的各种定型的包括人工培育的各种定型的品种品种，以及各种育种，以及各种育种方法和育种过程中所得到的育种材料。方法和育种过程中所得到的育种材料。具有比自然资源具有比自然资源更新更为丰富的遗传性状更新更为丰富的遗传性状。这些。这些性状是自然资源中所缺乏的，可作为进一步育种性状是自然资源中所缺乏的，可作为进一步育种的理想的原始材料。的理想的原始材料。二二 种质资源的分类种质资源的分类三三 我国园林植物种质资源概况我国园林植物种质资源概况1 1、我国园林植物种质资源的特点、我国园林植物种质资源的特点1）种类繁多，丰富多彩）种类繁多，丰富多彩

7、我国是栽培植物起源中心历史最早、范围最大、种类最多的国家。原产乔灌木约 8000 种。 我国原产的植物资源不仅数量多，而且变异广泛、类型丰富。如圆柏（偃柏、鹿角柏、金叶柏、龙柏、球柏、塔柏等），杜鹃（常绿、落叶；平卧杜鹃、大树杜鹃；高山（ 7-8 月）、中山（ 4-6 月）、低山（ 2-3 月）等）。 三三 我国园林植物种质资源概况我国园林植物种质资源概况2）分布集中，特点突出）分布集中，特点突出 在相对较小的范围内，集中分布众多的种类。如：兰属世界有 50 余种，我国云南省就有 33 种；百合属世界共 80 余种，我国产 42 种，云南 23 种；台湾（ “ 天然植物园 ” ）分布着维管植物

8、 3577 种，其中 1/4 为该地区特有。 在若干科、属、种上绝无仅有。如银杏、金钱松、水杉、珙桐、杜仲、金花茶等。 早花种类与品种多，四季开花种与品种多，花有芳香的种与品种多，特点优异突出的种与品种多，抗逆性强的种与品种多。 除具有较高的观赏价值外，多具有特殊的抗逆性。如中国板栗美国板栗，解决了板栗疫病的危机。 中文名中文名: :丝穗金粟兰丝穗金粟兰学名：学名：Chloranthus fortuneiChloranthus fortunei （A AGrayGray）Solms-LaubSolms-Laub英文名：英文名：Silkspike ChloranthusSilkspike Chl

9、oranthus科名：科名：金粟兰科金粟兰科 ChloranthaceaeChloranthaceae 多年生草本，高多年生草本，高10401040厘米。茎圆柱厘米。茎圆柱形，无毛。叶对生，常形，无毛。叶对生，常4 4，很少，很少6 6片，卵片，卵状椭圆形或倒卵状椭圆形，长状椭圆形或倒卵状椭圆形，长212212厘米，厘米，宽宽1 18787厘米，顶端急尖，基部楔形，厘米，顶端急尖，基部楔形，边缘有细圆锯齿，齿尖有边缘有细圆锯齿，齿尖有1 1腺体。穗状花腺体。穗状花序单生，长序单生，长3 38 8厘米，花密聚；苞片厘米，花密聚；苞片2 24 4裂；雄蕊裂；雄蕊3 3，基部合生，顶端延伸成丝，基部

10、合生，顶端延伸成丝状，白色，长状，白色，长1 12 2厘米，中间的一个雄厘米，中间的一个雄蕊花药蕊花药2 2室，侧生的雄蕊花药室，侧生的雄蕊花药1 1室；子房室；子房卵形，核果幼时淡绿色，倒卵形。花期卵形，核果幼时淡绿色，倒卵形。花期4 45 5月。月。 产苏南各地，生阴湿草丛中或林产苏南各地，生阴湿草丛中或林下；华东各省均有分布。下；华东各省均有分布。全草入药，有抗菌散淤和活血等功能全草入药，有抗菌散淤和活血等功能学名：学名：Chimonanthuspraecox(L.)Link英文名：英文名：Wintersweet科名科名:蜡梅科蜡梅科Calycanthaceae落叶灌木，高达落叶灌木，高

11、达3米。枝、茎成方形，棕红色，有椭圆形突米。枝、茎成方形，棕红色，有椭圆形突出皮孔。叶椭圆状卵形至卵状披针形，长出皮孔。叶椭圆状卵形至卵状披针形，长715厘米，顶端渐尖，厘米，顶端渐尖，基部圆形或阔楔形，表面深绿，背面淡绿。花芳香，直径约基部圆形或阔楔形，表面深绿，背面淡绿。花芳香，直径约25厘米，外部花被片卵状椭圆形，黄色，内部的渐短，有紫色条厘米，外部花被片卵状椭圆形，黄色，内部的渐短，有紫色条纹；花托椭圆形，长约纹；花托椭圆形，长约4厘米，口部收缩，有附属物。花期厘米，口部收缩，有附属物。花期11月月至翌年至翌年3月。月。庭园多栽培，原产我国中部，在鄂西及秦岭地区常见野生，庭园多栽培，原

12、产我国中部，在鄂西及秦岭地区常见野生，现各地栽培，为早春观赏树种。现各地栽培，为早春观赏树种。花可提取芳香油；花蕾供药用，浸泡生油中，制成花蕾油，花可提取芳香油；花蕾供药用，浸泡生油中，制成花蕾油，可敷治烫伤；花又能解暑生津。可敷治烫伤；花又能解暑生津。蜡梅含有挥发油蜡梅含有挥发油(为为18-按叶按叶素、龙脑、芳樟醇等素、龙脑、芳樟醇等)、腊梅碱、异蜡梅碱、胡萝卜烃、黄色素。、腊梅碱、异蜡梅碱、胡萝卜烃、黄色素。学名：学名：Camellia japonicaLinn.英文名：英文名：JapanCamellia科名：科名：山茶科山茶科Theaceae山茶花山茶花中国植被分布最为集中的地区中国植被

13、分布最为集中的地区n西南山区：四川、云南、广西西南山区：四川、云南、广西n中南山区：湖北山区中南山区：湖北山区n东北地区：大小兴安岭及长白山区东北地区：大小兴安岭及长白山区丰富多彩的中国观赏植物丰富多彩的中国观赏植物n花期n花型、花色n生物学特性n生态习性花团锦簇的山茶花花团锦簇的山茶花多姿多彩的菊花多姿多彩的菊花中国菊花之美中国菊花之美古典菊花的古典菊花的“五美五美”广泛的生态适应性广泛的生态适应性丰富的变异类型丰富的变异类型多样多样的用途的用途中国特有植物中国特有植物银杏、水杉银杏、水杉银杉、珙桐银杉、珙桐中国特有种子植物图谱数据库中国特有种子植物图谱数据库共收录我国种子植物特有共收录我国

14、种子植物特有72科，科，243属，属，529种。图谱种。图谱529幅。幅。花卉育种的宝贵材料大花黄牡丹大花黄牡丹紫斑牡丹紫斑牡丹金花茶金花茶毛华菊毛华菊2 2、我国丰富的种质资源形成原因、我国丰富的种质资源形成原因 1 1）地形复杂）地形复杂 2 2）气候多样）气候多样 3 3）历史文化悠久）历史文化悠久三三 我国园林植物种质资源概况我国园林植物种质资源概况历史文化悠久历史文化悠久l中华传统十大名花中华传统十大名花 梅花、牡丹、菊花、月季、杜鹃花、梅花、牡丹、菊花、月季、杜鹃花、 兰花、山茶、荷花、桂花、水仙花。兰花、山茶、荷花、桂花、水仙花。三三 我国园林植物种质资源概况我国园林植物种质资源

15、概况3 3、我国种质资源现状、我国种质资源现状1 1）面临的危机）面临的危机 2 2）应有的工作）应有的工作面临的危机！面临的危机！n布局不合理；布局不合理；n濒危物种尚待抢救；濒危物种尚待抢救；n家底不清，品种混杂；家底不清，品种混杂；n良种失传，品种退化。良种失传，品种退化。花卉资源大国没有成为花卉产业大国！花卉资源大国没有成为花卉产业大国！应有的工作应有的工作n种质资源的考察种质资源的考察n种质资源圃的建立种质资源圃的建立n种质资源的收集和保存种质资源的收集和保存n种质资源信息库的建立种质资源信息库的建立n种质资源的研究种质资源的研究n种质资源的创新与新品种培育种质资源的创新与新品种培育

16、1 1、种质资源的调查、种质资源的调查 （1 1）调查前的准备）调查前的准备 组织准备组织准备：2-4人 收集资料收集资料：气候、地形、土壤、植被、交通、人文地理、植物的生活史、物候、分布带、有关种的分化演变、生长地区、种的鉴定等。 （2 2）调查的方法与步骤）调查的方法与步骤 选择考察地点与路线选择考察地点与路线： 实地调查记录：实地调查记录：调查者姓名、日期、地点、海拔、坡向、坡度、土壤、地下水位、种名、数量、主要性状、群落的种类组成、拍照等 资料的整理与总结（编写调查说明书）：资料的整理与总结（编写调查说明书）： 四四 种质资源的调查与收集种质资源的调查与收集（3 3）调查的主要内容）调

17、查的主要内容1）品种资源的复查）品种资源的复查2）野生花卉种质资源的调查）野生花卉种质资源的调查3）种类品种代表植株的调查）种类品种代表植株的调查一般概况：一般概况：来源、栽培历史、分布特点、生产反应等 生物学特性：生长开花习性、物候期、抗性等 形态特征：形态特征：植株、茎、叶、花、果实、种子等观赏与经济性状：观赏与经济性状：产量、品质、用途等 四四 种质资源的调查与收集种质资源的调查与收集四四 种质资源的调查与收集种质资源的调查与收集2 2、园林植物种质资源收集的原则、园林植物种质资源收集的原则 （1 1） 必须根据收集的目的和要求，单位的具体条件和任务，确定收必须根据收集的目的和要求，单位

18、的具体条件和任务，确定收集的对象，包括类别和数量。集的对象，包括类别和数量。 （2 2）收集范围应该由近及远，根据需要先后进行，应考虑珍稀濒危物）收集范围应该由近及远，根据需要先后进行，应考虑珍稀濒危物种以及物种的多样性。种以及物种的多样性。 （3 3）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）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。的重复和遗漏。 （4 4）注意检疫，做好登记。）注意检疫，做好登记。 3 3、种质资源收集的方法、种质资源收集的方法 直接收集直接收集 收集的材料：收集的材料：种子、枝条、植株、球根、花粉等； 收集的数量：收集的数量：

19、以充分保证育种材料的广泛变异为原则； 鳞茎、球茎、块茎的采集时间，以地面部分刚刚枯死，仍可见残留鳞茎、球茎、块茎的采集时间，以地面部分刚刚枯死，仍可见残留物时为好；物时为好； 对于数量少、无种子的珍稀频危植物，宜高空压条繁殖后再采集；对于数量少、无种子的珍稀频危植物，宜高空压条繁殖后再采集； 注意收集材料干枯或水分过湿，注意检疫；注意收集材料干枯或水分过湿，注意检疫； 收集的材料要及时整理、分类、编号登记。收集的材料要及时整理、分类、编号登记。 交换或购买交换或购买 四四 种质资源的收集种质资源的收集五五 种质资源的保存种质资源的保存目的目的：保证种质的延续和安全保证种质的延续和安全。1 1、

20、园林植物种质资源保存的对象、园林植物种质资源保存的对象 对育种具有特殊价值的种、变种和栽培品种。 生产上重要的品种、品系以及一些突变形成 单系的特殊芽变类型。 可能有潜在利用价值而未研究的野生种。2 2、种质资源保存的方法、种质资源保存的方法 就地保存就地保存 指指保保护护天天然然林林分分，利利用用原原产产地地的的自自然然生生态态环环境，尽一切力量保持种质资源处在最佳状态境，尽一切力量保持种质资源处在最佳状态。 适用对象适用对象：稀有、频危木本植物多用此法。 优优 点点：可保存原有的生态环境和生物多样 性，费用低。 缺缺 点点：易受自然灾害。五五 种质资源的保存种质资源的保存 异地种植保存异地

21、种植保存 在异地建立种质保存基地，可分级分类建在异地建立种质保存基地，可分级分类建立，集中与分散相结合。立，集中与分散相结合。适用对象：适用对象：传统名花优优点：点：基因型集中，比较安全，管理方便。缺缺点：点：费用高，基因易混杂，需要隔离。五五 种质资源的保存种质资源的保存 离体试管保存离体试管保存适用对象：适用对象：玩拗型、水生、无性繁殖植物。优优点：点：可保存特有种质，形成无性系； 繁殖系数高，节约土地和劳力； 可免除病毒感染。缺缺点：点：长期继代，变异增加，遗传稳定 性降低。方方法：法：缓慢生长离体保存、超低温保存五五 种质资源的保存种质资源的保存缓慢生长离体保存：缓慢生长离体保存：如：

22、甘薯腋芽培养物在温度从如：甘薯腋芽培养物在温度从 28 28 降到降到 22 22 时，继代培养的间时，继代培养的间隔由隔由 6 6 周增加到周增加到 55 55 周，采用防止培养基蒸发的措施后，使继代周，采用防止培养基蒸发的措施后，使继代培养期限增加到培养期限增加到 83 83 周。在培养基中加入化学抑制剂如甘露醇，周。在培养基中加入化学抑制剂如甘露醇，或激素类物质如脱落酸可提高延缓效果。或激素类物质如脱落酸可提高延缓效果。 n木薯茎尖培养物在温度从木薯茎尖培养物在温度从 30 30 下降到下降到 20 20 条件下，当培养基条件下，当培养基中加入中加入 2 2 蔗糖和蔗糖和 0.05mg/

23、L BA 0.05mg/L BA ，保存，保存 15 15 个月后存活率仍能个月后存活率仍能达到达到 95 95 。 n将草莓从分生组织培养的小植株保存在将草莓从分生组织培养的小植株保存在 4 4 无光的冰箱中，无光的冰箱中， 3 3 个月检查一次，发现干燥时加入个月检查一次，发现干燥时加入 1-2 1-2 滴新鲜培养液，保存滴新鲜培养液，保存 6 6 年年后，用这些小植株培养的草莓发育正常。后，用这些小植株培养的草莓发育正常。 n用上述方法保存的试管苗进行继代培养，可立即恢复生长。但由用上述方法保存的试管苗进行继代培养，可立即恢复生长。但由于有时需继代培养而花费劳力，同时在细胞继续分裂过程中

24、难以于有时需继代培养而花费劳力，同时在细胞继续分裂过程中难以排除遗传变异的可能，因此，该法适于短期和中期保存。排除遗传变异的可能，因此，该法适于短期和中期保存。 五五 种质资源的保存种质资源的保存超低温保存：超低温保存：在在-80-80（干冰低温）或（干冰低温）或-196 -196 （液氮低温）条件下保（液氮低温）条件下保存种质。存种质。优点优点：安全，保存期长。缺点缺点：代价高，技术含量高。方法步骤方法步骤：选材预处理降温化冻五五 种质资源的保存种质资源的保存选材: 5-9天幼龄细胞，减数分裂旺盛的细胞；冬芽。预处理： 二甲亚矾(DMSO)、甘油、聚乙二醇、山梨醇、糖等，中性溶质，产生水合作

25、用，提高粘滞性，降低或阻止冰晶形成和增长的速度。复合冰冻保护剂处理比单一处理效果好 ；溶液中加入O3氯化钙，钙离子能对整个细胞膜体系起稳定的作用。 五五 种质资源的保存种质资源的保存降温： 快速冰冻 ：利用超速冷冻，使细胞内的水迅速通过冰晶生长的危险温度区(即-10 -140)，细胞内的水分呈固化状态(玻璃化状态)，但不是冰，这种玻璃化状态对细胞结构不产生破坏作用。 慢速冰冻法：使用程序降温仪（器）以每分钟下降0.110的速度进行冰冻，通过细胞外结冰，使细胞内的水减少到最低限度，从而达到良好的脱水效果。 两步冰冻法：先用慢速法降到一定的温度，使细胞达到适当的保护性脱水，然后投入液氮中迅速冰冻，

26、目前大多数是采用每分钟降低0.54的速度降到-40，然后投入液氮中。 五五 种质资源的保存种质资源的保存化冻： 快速化冻：即在3540温水中化冻，大多采用此法。 慢速化冻：即在0或23或室温下进行化冻，用冬芽超低温保存的采用此法。 五五 种质资源的保存种质资源的保存 种子贮藏保存种子贮藏保存n是以种子为繁殖材料的种类最简便、最经济、应用最普遍的资源是以种子为繁殖材料的种类最简便、最经济、应用最普遍的资源保存方法。保存方法。n优点：优点：种子容易采集、数量大而体积小，便于贮存、包装、运输、种子容易采集、数量大而体积小，便于贮存、包装、运输、分发分发。 n保存方法：贮藏保存，通过控制贮藏条件来保存

27、资源种子的生活保存方法：贮藏保存，通过控制贮藏条件来保存资源种子的生活力。力。n贮藏条件：贮藏条件：低温、干燥、密封低温、干燥、密封n三种贮藏库：三种贮藏库：短期库、中期库和长期库短期库、中期库和长期库 五五 种质资源的保存种质资源的保存短期库短期库又称又称 “ “ 工作收集工作收集 ” ” （ working collection working collection ）。）。n任务：任务：临时贮存应用材料，并分发种子供研究、鉴定、临时贮存应用材料，并分发种子供研究、鉴定、利用。利用。 n要求：要求：库温库温 10-15 10-15 或稍高，或稍高， R.H. 50%-60% R.H. 50

28、%-60% ，种子，种子存入纸袋或布袋，一般可存放存入纸袋或布袋，一般可存放 5 5 年左右。年左右。五五 种质资源的保存种质资源的保存中期库中期库又称又称 “ “活跃库活跃库”。n任务：任务：繁殖更新，对种质进行描述鉴定、记录存档，繁殖更新，对种质进行描述鉴定、记录存档，向育种家提供种子。向育种家提供种子。 n要求：要求：库温库温 0-10 0-10 ， R.H. 60% R.H. 60% 以下，种子含水量以下，种子含水量 8% 8% 左右，种子存入防潮布袋、聚乙烯瓶或铁罐，可安左右，种子存入防潮布袋、聚乙烯瓶或铁罐，可安全贮存全贮存 101020 20 年。年。 五五 种质资源的保存种质资

29、源的保存长期库长期库又称又称“基础收集基础收集”（ base collection base collection ）n任务：任务：中期库的后盾，防备中期库种质丢失，一般不中期库的后盾，防备中期库种质丢失，一般不分发种子；为确保遗传完整性，只有在必要时才进行分发种子；为确保遗传完整性，只有在必要时才进行繁殖更新。繁殖更新。n要求：要求：库温库温 -10 -10 、 -18 -18 或或 -20 -20 ， R.H. 50% R.H. 50% 以下，种子含水量以下，种子含水量 5%-8% 5%-8% ，存入密封的种子盒内，每，存入密封的种子盒内，每 5-10 5-10 年检测种子发芽力，能安全贮

30、存种子年检测种子发芽力，能安全贮存种子 5050100 100 年。年。 五五 种质资源的保存种质资源的保存 基因文库保存基因文库保存五五 种质资源的保存种质资源的保存六六 种质资源的研究和利用种质资源的研究和利用1 1、研究内容、研究内容 分类学研究分类学研究 生物学、生态学习性研究生物学、生态学习性研究 观赏性状的研究观赏性状的研究 经济性状的研究经济性状的研究 抗逆性与适应性的研究抗逆性与适应性的研究 性状间相关性的研究性状间相关性的研究2 2、利用方式、利用方式引种栽培引种栽培种质转育种质转育（杂交、回交、系统育种等）（杂交、回交、系统育种等）种质创新种质创新（诱变育种、基因工程等）（诱变育种、基因工程等）六六 种质资源的研究和利用种质资源的研究和利用栽培植物起源中心栽培植物起源中心： 遗遗传传类类型型极极为为多多样样而而且且分分布布比比较较集集中中，具具有有地地区区特特有有性性状状，并并且且出出现现原原始始栽栽培培种种及及近近缘缘野野生生种种的的地地区区，往往往是某一种栽培植物的起源中心往是某一种栽培植物的起源中心。