第一章遺傳的細胞學基礎

1、第三章 選擇育種,選擇育種是指對現(xiàn)有品種群體中出現(xiàn)的自然變異進行性狀鑒定、選擇并通過品系比較試驗、區(qū)域試驗和生產試驗培育農作物新品種的育種途徑。選擇育種又稱系統(tǒng)育種，對典型的自花授粉作物又可稱為純系育種。 選育的要點是根據(jù)既定的育種目標，從現(xiàn)有品種群體中選擇優(yōu)良個體，實現(xiàn)優(yōu)中選優(yōu)和連續(xù)選優(yōu)。 選擇育種是利用現(xiàn)有品種群體中出現(xiàn)的自然變異，從中選擇出符合生產需要的基因型，并進行后續(xù)試驗，無需人工創(chuàng)造變異。 第一節(jié) 選擇育種的基本

2、原理第二節(jié) 性狀鑒定與選擇第三節(jié) 選擇育種的程序第四節(jié) 不同繁殖授粉方式作物的選擇育種,,,第一節(jié) 選擇育種的基本原理,一、作物品種自然變異現(xiàn)象和純系學說 二、作物品種自然變異的原因,一、作物品種自然變異現(xiàn)象和純系學說,作物品種在一定的時間內具有相對的穩(wěn)定性。但隨著外界環(huán)境條件的不斷變化而產生的突變或自然雜交等原因，不斷地出現(xiàn)自然變異。因此，品種的穩(wěn)定性是相對的。 丹麥植物學家Johannsen進行了連續(xù)6年的選

3、擇試驗，得到兩點主要結論：①在自花授粉作物原始品種群體中，通過單株選擇繁殖，可以分離出若干個不同的純系，表明原始品種為各個純系的混合群體，通過選擇可以分離出這些純系，這樣的選擇是有效的。 ②從同一純系內繼續(xù)選擇是無效的，因為同一純系的不同個體的基因型是相同的，它們之間的差異由環(huán)境因素所引起的，是不能穩(wěn)定遺傳的。 Johannsen提出的純系學說，是自花授粉作物純系育種的理論基礎之一。它把變異分成可遺傳的變異和不可遺傳的變異(即環(huán)

4、境的變異)。在育種工作中，通過后代鑒定，選擇可遺傳的變異。,表4-l 菜豆純系內對籽粒輕重的選擇效果 (Johannsen，1903),二、作物品種自然變異的原因,自然異交引起的基因重組 一個品種與不同基因型的品種或類型互交后，引起基因重組，而出現(xiàn)可遺傳的變異。自然變異 由于環(huán)境條件的改變，引起突變的發(fā)生；植株和種子內部的生理生化的變化引起自發(fā)突變；塊莖和塊根作物發(fā)生的芽變等。新育成品種群體

5、中的變異有些品種在其育成時，有的性狀并未達到真正地純合，在田間種植時就出現(xiàn)分離現(xiàn)象，產生有價值的變異。,第二節(jié) 性狀鑒定與選擇,選擇就是選優(yōu)去劣，選擇育種就是從自然變異的群體中，根據(jù)單株的表現(xiàn)型挑選符合生產需要的基因型，使選擇的性狀穩(wěn)定地遺傳下去。選擇是創(chuàng)造新品種和改良現(xiàn)有品種的重要手段。任何育種方法，都要通過誘發(fā)變異、選擇優(yōu)株和試驗鑒定等步驟，因此，選擇是育種過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。達爾文創(chuàng)立的生物進化學說是人工選育新品種的理

6、論基礎。它的中心內容是變異、遺傳和選擇。變異是選擇的基礎，遺傳是選擇的保證，沒有遺傳，選擇就失去了意義。因此，變異、遺傳和選擇是生物進化的三個重要因素。一、選擇的基本方法二、鑒定的作用和方法,一、選擇的基本方法,單株選擇法(又稱系統(tǒng)選擇法、系統(tǒng)選育)混合選擇法集團選擇法改良混合選擇法,單株選擇法,目前育種工作最常用單株選擇法根據(jù)選擇的次數(shù)可分為：一次單株選擇法：就是從原始群體中只進行一次單株選擇，經(jīng)過比較、鑒定，育成新品種

7、。多次單株選擇法：在一次單株選擇的后代中，當選個體的基因型仍然是異質結合，有的植株遺傳性狀還不穩(wěn)定，繼續(xù)出現(xiàn)分離，再在其中選擇優(yōu)良的變異單株(單穗)，分別收獲，脫粒、種植，進行比較鑒定，選優(yōu)去劣。這樣重復幾次，直至性狀一致時，再與對照品種進行比較，以選出優(yōu)良新品種,圖4-1 一次單株選擇法示意圖,圖2 多次單株選擇法示意圖,單株選擇法的優(yōu)缺點,第一 選擇效果較好。單株選擇不僅在選擇當年根據(jù)個體的表現(xiàn)進行選擇，而且在第二年是按入選

8、的單株分別播種的，能對單株后代的表現(xiàn)來加以鑒定，這樣對上代所選單株是否屬于遺傳的變異，可以看得很清楚，故能將在當年偶然表現(xiàn)優(yōu)良的單株，在后代的鑒定選擇中加以淘汰。單株選擇雖然是根據(jù)表現(xiàn)型進行的，但選擇的基礎卻是放在基因型上的，所以說單株選擇法的選擇效果較好。第二 需要的時間較長，人力較多。單株選擇選到的單株需分別處理種植，比較費工，而且選出的新品種都是從一個單株得來的，每代種子數(shù)量不多，必須經(jīng)過繁殖·所需要的時間也就要長些

9、，同時對選擇技術要求比較嚴格。,混合選擇法,在原始群體中根據(jù)育種目標選出一定數(shù)量的優(yōu)良單株，混合脫粒、保存，第二年將入選的種子，播在小區(qū)內，并設對照品種與原始群體相鄰種植，進行比較鑒定。 混合選擇法根據(jù)選擇的次數(shù)也分為：一次混合選擇法：按上述方法對原始群體只進行一次選擇，第二年便將混合選擇的種子與原始群體及對照品種相鄰種植，進行比較 。此法多應用于自花傳粉作物群體品種類型的分 多次混合選擇法：從原始群體中進行一次混合選擇后，在以后

10、幾代比較鑒定的同時，在表現(xiàn)較好的小區(qū)中再進行二次、三次或更多次的混合選擇，直到性狀表現(xiàn)較一致，實現(xiàn)選種要求為止 。多次混合選擇法常應用于自花授粉作物較為混雜的群體和異花傳粉作物、常異花傳粉群體類型的分離和雜種后代的選擇。,圖 3一次混合選擇法示意圖,,圖4 多次混合選擇法示意圖,,混合選擇法的優(yōu)缺點,方法簡便易行，比較省事，而且有時可在較短的時間內就從原有品種群體中分離出優(yōu)良類型，可迅速獲得大量種子，解決生產的需要。 混合選擇把品種

11、群體的基本類型的優(yōu)良單株或單穗選出，既能保持品種種性，又能達到不斷提高品種種性提純復壯的目的?；旌线x擇由于選擇是根據(jù)當代表現(xiàn)型進行的，把一些在優(yōu)良環(huán)境條件下表現(xiàn)良好，而其基因型并不合乎要求的個體也選入，在經(jīng)過混合脫粒、混合播種后，就很難了解當選個體在性狀上的表現(xiàn)，同時也就很難在后代中把那些不符合要求的個體一一清除，因而降低了選擇效果。當選擇的經(jīng)濟性狀與品種的生物學性狀有矛盾時，如選擇高的蛋白質含量、脂肪含量、糖的含量和棉花纖維長度等

12、性狀，應用混合選擇法就難以達到預期的效果。,集團選擇法,根據(jù)育種目標，在原始群體中選擇各種類型的優(yōu)良個體，然后將屬于同一類型的優(yōu)良個體混合脫粒，組成幾個集團與原始群體和對照品種進行比較鑒定，這種方法稱為集團選擇法 集團選擇法的每一個集團實質上就是一次混合選擇法獲得的后代。因此，在必要時可以在每一個集團中再進行混合選擇或集團選擇。此法在整理我國豐富的、復雜的農家群體品種時，能分離出優(yōu)良品種，具有一定的實際價值。另外，因為集團選擇法能保存

13、原始群體中的主要類型，不致于因選擇而破壞了有價值的復雜群體，必要時可以把優(yōu)良的小集團合并為大集團，再與對照品種比較鑒定。,圖5集團選擇法示意圖,,改良混合選擇法,在選種工作進程中，根據(jù)某種需要和育種材料的特點，常常把單株選擇和混合選擇結合起來應用，稱為改良混合選擇法?？梢韵葘δ硞€需要進行選擇的原始群體，進行幾次混合選擇，待性狀比較一致后從中選擇優(yōu)良單株，分系進行鑒定比較，選擇出優(yōu)良株系，混合脫粒，保存，下年或下代繼續(xù)比較選擇培育成新品

14、種。另外也可以一開始就進行單株選擇，分系鑒定，然后將優(yōu)良而又一致的多個單株后代混合脫粒，進行繁殖。前一種方法一般應用在原始群體比較混雜的情況，后一種方法大多用于良種繁育中生產原種，即所謂的“單株選擇，分系比較，混系繁殖?！?二、鑒定的作用和方法,鑒定的方法有: 直接鑒定和間接鑒定直接鑒定就是對被鑒定的性狀直接進行鑒定;鑒定品種的抗寒性，不僅可根據(jù)直接受害的表現(xiàn)來鑒定，還可測定葉片細胞質的含糖量，或根據(jù)株型、葉色、蠟質層的有無和厚

15、薄等進行間接鑒定等。 田間鑒定和實驗室鑒定田間鑒定就是將試驗材料種于大田，進行各種性狀的直接鑒定。但品質性狀及一些生理生化指標則需要在實驗室內進行。自然鑒定和誘發(fā)鑒定 對生物脅迫和非生物脅迫的抗(耐)性，如在試驗田里經(jīng)常反復出現(xiàn)，則可就地直接鑒定試驗材料的抗(耐)性；否則，就必須人工創(chuàng)造誘發(fā)條件，如人工造成干旱、水澇、冷凍、病蟲害等條件，進行抗旱性、抗淹性、抗寒性、抗病性、抗蟲性等誘發(fā)鑒定。當?shù)罔b定和異地鑒定一般來

16、說，試驗材料在當?shù)貤l件下進行鑒定，但有時還得借助于異地條件。如病蟲害在當?shù)啬攴蓍g或田塊間有較大差異，而且在當?shù)赜植灰谆虿槐闳斯ふT發(fā)，則可以將試驗材料送到病蟲害經(jīng)常發(fā)生的地區(qū)進行異地鑒定。,第三節(jié) 選擇育種的程序,一、純系育種程序二、混合選擇育種程序三、集團混合選擇育種程序四、改良混合選擇育種程序,一、純系育種程序,純系育種或稱系統(tǒng)育種，是通過個體選擇、株行試驗和品系比較試驗到新品種育成一系列過程。 純系育種的基本工作環(huán)節(jié)如

17、下：,圖1純系(系統(tǒng))育種程序,,二、混合選擇育種程序,混合選擇育種，是從原始品種群體中，按育種目標的統(tǒng)一要求，選擇一批個體，混合脫粒，所得的種子下季與原始品種的種子成對種植，從而進行比較鑒定，如經(jīng)混合選擇的群體確比原品種優(yōu)越，就可以取代原品種，作為改良品種加以繁殖和推廣 混合選擇育種的基本工作環(huán)節(jié)如下： 從原始品種群體中進行混合選擇 比較試驗 繁殖和推廣,圖2混合選擇育種程序,,三、集團混合選擇育種程序,集團混合選擇育種是上述

18、的單向混合選擇育種的一種變通方法，也稱為歸類的混合選擇育種。當原始品種群體中有幾種基本符合育種要求而分別具有優(yōu)點的不同類型時，為了鑒定類型間在生產應用上的潛力，則需要按類型分別混合脫粒，即分別組成集團，然后各集團之間及其與原始品種之間進行比較試驗，從而選擇其中最優(yōu)的集團進行繁殖，作為一種新品種加以推廣。,圖3集團混合選擇育種程序,,四、改良混合選擇育種程序,改良混合選擇育種，是通過個體選擇和分系鑒定，淘汰偽劣的系統(tǒng)，然后將選留的各系混

19、合脫粒，再通過與原品種的比較試驗，表現(xiàn)確有優(yōu)越性時，則加以繁殖推廣。改良混合選擇育種是通過個體選擇及其后代鑒定的混合選擇育種。改良混合選擇法廣泛地應用于自花授粉作物和常異花授粉作物良種繁育中的原種生產。在玉米中所用的穗行法、半分法，有些異花授粉作物中的母系選擇法與此法類似。,圖4改良混合選擇育種程序,,第四節(jié) 不同繁殖授粉方式作物的選擇育種,一、有性繁殖作物與選擇方法二、無性繁殖作物與選擇方法,一、有性繁殖作物與選擇方法,自花授粉

20、作物的選擇方法常常采用單株選擇法育種，屬于這一類作物的有水稻，小麥，大麥、燕麥、粟，花生，大豆、豌豆、豇豆、番茄、茄子，辣椒、馬鈴薯、煙草、亞麻等。異花授粉作物的選擇方法 一般采用混合選擇法較好，屬于這類作物的有玉米、黑麥、蕎麥、向日葵、甜菜、油菜中的白菜類型(也包括其他十字花科的蔬菜)，瓜類等。 常異花傳粉作物的選擇方法 必須進行多次單株選擇 ，屬于這類作物的有棉花、高粱、蠶豆、油菜中的甘藍類型和芥菜類型等。,二、無性繁殖