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文檔簡介
園林植物遺傳育種學遺傳學局部:第一章園林植物遺傳學1根本概念遺傳學(genetics)研究生物體遺傳變異規律的科學。遺傳〔Heredity)有性繁殖過程中親代與子代以及子代不同個體之間的相似性。變異〔Variation)同種生物親代與子代間以及不同個體間的差異稱為變異。基因型〔genotype〕指生物體遺傳物質的總和,這些物質具有與特殊環境因素發生特殊反響的能力,使生物體具有發育成性狀的潛在能力。表現型〔phenotype〕生物體的遺傳物質在環境條件的作用下發育成具體的性狀,稱為表現型表型模寫(phenocopy):環境條件的改變所引起的表型變異與某些基因引起的變化相似的現象,有時亦稱為飾變。〔三〕變異的類型遺傳的變異〔1〕基因的重組和互作〔2〕基因分子結構的改變〔3〕染色體結構和數量的變化〔4〕細胞質遺傳物質的改變2.不遺傳的變異思考:如何區分和研究兩類變異?〔1〕環境條件一致;〔2〕遺傳根底一致。小結:遺傳學研究的根本內容基因和基因組的結構分析。構成基因和基因組的核苷酸的排列順序及其與之相對應的生物學功能的關系。基因在世代之間傳遞的方式和規律。基因轉化為性狀所需的內外環境,基因表達規律。根據以上理論能動地改造生物,造福人類。四、園林植物在遺傳學研究中的特殊作用園林植物種類的多樣性;園林植物變異的多樣性〔多方向、易檢測、可保存〕;園林植物栽培繁殖方式的多樣性;保護地栽培;生命周期相對較短。五、園林植物遺傳學研究進展主要欣賞性狀的遺傳學研究:〔花色、花徑、芳香、彩斑〕抗逆性遺傳研究〔抗旱、抗寒、耐鹽堿〕花期的遺傳調控;鮮切花保鮮的遺傳學技術措施。第二章遺傳的細胞學根底一、細胞及其內含物〔一〕細胞的結構及功能〔二〕細胞內含物及其分布(三)細胞的重要性原核生物和真核生物根據細胞的復雜程度,可以把細胞分為兩類:原核細胞〔prokaryoticcell〕和真核細胞〔eukaryoticcell〕。由原核細胞構成的生物體稱為原核生物〔prokaryote〕,如支原體、細菌、放線菌和藍藻等,通常是單細胞生物或者是由單細胞生物構成的群體。由真核細胞構成的生物稱為真核生物〔eukaryote〕,如真菌、高等動植物和人類,多數真核生物是多細胞生物,也有單細胞生物。原核細胞與真核細胞的主要區別特性原核生物真核生物細胞大小較小〔1~10μm〕較大〔10~100μm〕染色體由裸露的DNA構成由DNA與蛋白質聯結在一起細胞核DNA集中的區域稱擬核,無固定結構為真核,有核膜和核仁細胞器有簡單的內膜系統有復雜的內膜系統、線粒體、質體和細胞骨架細胞分裂無絲分裂有絲分裂及減數分裂轉錄與翻譯同一時間與地點轉錄在細胞核,翻譯在細胞質★細胞的重要性結構單位;功能單位;繁殖單位二、染色體(chromosome)的結構〔一〕染色體的化學組成DNA〔1〕染色體PROTEIN組蛋白〔1〕RNA〔0.05〕非組蛋白〔〕(三)染色體的結構表1-2一些常見園林植物的染色體數種類染色體數種類染色體數翠菊2n=18一串紅2n=32矮牽牛2n=2x,4x,5x菊花2n=2x,4x,6x8x,10x=14,28,35,=18,36,54,72,90芍藥2n=10金魚草2n=2x,4x=16,32大麗花2n=16唐菖蒲2n=30百合2n=24月季2n=2x,3x,4x,5x,6x,8x=14,21,28,35,42,56朱頂紅2n=22雞冠花2n=36仙客來2n=48,96郁金香2n=2x,3x,4x=24,36,48荷花2n=16香石竹2n=30茶花2n=30牡丹2n=10,25三、細胞周期四、細胞分裂有絲分裂有絲分裂圖像減數分裂染色體周史第三章遺傳的根本規律1
別離定律一.史前遺傳學的缺陷沒有充足的現實依據沒有完整的理論體系沒有有效的實驗手段沒有明確的數量關系二.孟德爾的試驗〔一〕孟德爾的選材孟德爾所用的材料:---豌豆,菜豆,玉米,紫茉莉,水楊梅,山柳菊,毛蕊花,金魚草,耬斗菜,鼠類,蜜蜂等選擇豌豆的理由穩定的,可以區分的性狀。自花〔閉花〕授粉,沒有外界花粉的污染;人工授粉也能結實。孟德爾的試驗〔二〕顯性性狀〔dominantcharacter)和隱性性狀〔recessivecharacter)二.孟德爾的試驗別離現象(segregationphenomenon)*顆粒假說(paticulateinberitance)別離現象同一雜交后代〔或同一群體后代〕個體之間出現顯性和隱性的不同性狀的現象稱為別離現象。其它性狀的實驗七對性狀雜交圖〔右〕七對性狀統計表〔上〕PRR♀×rr♂(紅色)(白色)配子Rr
F1Rr×〔紅色〕雌配子
1/2R1/2r雄配子1/2R1/4RR1/4Rr1/2r1/4Rr1/4rrF2基因型比1RR:2Rr:1rr〔紅色〕〔白色〕F2表型比3:1三.孟德爾假說1.性狀是由獨立的遺傳因子決定的;2.遺傳因子在體細胞中成對存在,有顯隱性關系;3.形成配子時別離,在性細胞中只含一個;4.配子形成合子時機率均等。四.孟德爾假說中的重要概念基因型和表現型等位基因純合子與雜合子1.基因〔gene〕:現代生命科學用“基因〞(gene)一詞取代了孟德爾的“遺傳因子〞(geneticfactor)概念。基因位于染色體上,是具有功能的特定核苷酸順序的DNA片段,是貯存遺傳信息的功能單位,基因可以突變,基因之間可以發生交換。隨著現代遺傳學的開展,人們對基因概念的認識日益深入。2.基因座〔Locus〕:基因在染色體上所處的位置。3.等位基因〔alleles〕:在同源染色體上占據相同座位的兩個不同形式的基因,是由突變造成的許多可能的狀態之一。4.顯性基因〔dominantgene〕:在雜和狀態中能夠表現其表型效應的基因,一般以大寫字母表示。5.隱性基因〔recessivegene〕:在雜和狀態中不能表現其表型效應的基因,一般以小寫字母表示。6.基因型〔genotype〕:生物體的遺傳組成。是生物體在環境條件的影響下發育成特殊性狀的潛在能力。7.表型〔phynotype〕:生物體所表現出的性狀。它是基因型和在外界環境作用下具體的表現。8.純合體〔homozygote〕:等位基因座上有兩個相同的等位基因,成對的基因都是一樣的。9.雜合體〔heterozygote〕:等位基因座上有兩個不相同的等位基因的合子體,成對基因不一樣,或稱基因的異質結合。10.真實遺傳〔truebreeding〕:子代性狀永遠與親代性狀相同的遺傳方式。11.回交〔backcross〕:雜交產生的子一代個體與其親本進行交配的方式。12.測交〔testcross〕:雜交產生的子一代個體與其純合隱性親本進行交配的方式。五.別離假說的驗證*別離律的實質測交法自交法*孟德爾法那么的普遍性測交試驗紅花白花Cc×cc
Cc:cc=1:1由此可以引申出如下結論:成對的遺傳因子在雜和狀態下互不粘連,保持其獨立性,當它形成配子時相互別離從合子到配子,遺傳因子由雙變單,這種變化稱為別離〔segregation〕;遺傳因子〔基因〕的別離是性狀傳遞最為普遍和根本的規律。自交試驗PCc×
F1CC:Cc:cc=1:2:1(C_:cc=3:1)子一代所有顯性個體均自交
F2CC:(CC:Cc:cc=1:2:1)=1:2
C_:cc=3:1六.別離律實現的條件1二倍體2減數分裂正常3配子形成合子機率均等4合子發育正常5分析的群體足夠大七.孟德爾的奉獻1統計關系2雜交試驗3因子假說TheNobelPrizeinChemistry2023TheribosometranslatestheDNAcodeintolifeVenkatramanRamakrishnan,ThomasA.SteitzAdaE.Yonath一遺傳的染色體學說〔一〕平行現象遺傳單位成對存在分別來自父、母本形成配子時彼此別離形成合子時自由組合染色體可以在顯微鏡下看,有一定的形態結構,能夠復制出與其完全相同的結構,因而能保證世代間的連續性與穩定性;基因是遺傳學單位,每對基因在雜交中仍保持其獨立性和完整性,也能復制出跟自己相同的因子。染色體在體細胞中成對存在,基因也是成對的;在配子中每對基因只有一個,而每對同源染色體也只有一個。個體中成對的基因一個來自父本,一個來自母本;兩個同源染色體也是分別來自父本和母本。成對的遺傳因子在形成性細胞時彼此別離;同源染色體在形成性細胞時也是彼此別離的。不同對基因在形成配子時的別離與不同對染色體在減數分裂后期的別離,都是獨立分配的,即形成配子時是自由組合的。基于孟德爾的遺傳因子與性細胞在減數分裂過程中的染色體行為有著上述平行關系,美國W.S.Sutton和德國的T.Boveri在1903年各自提出了細胞核內的染色體可能是基因的載體的學說,認為基因是在染色體上。Sutton指出,如果假定基因在染色體上,那么就可能十分圓滿地解釋孟德爾的別離定律和自由組合定律。二伴性遺傳現象〔一〕摩爾根關于果蠅伴性遺傳的研究假設要證明基因在染色體上,就需要將某特定的遺傳因子與特定的染色體聯系起來。〔T.H.Morgen,1866-1945〕是現代遺傳學的又一奠基人。20世紀初,他和他的學生們把注意力放在研究基因和染色體的關系上。他以果蠅為試驗材料,并改稱遺傳因子為基因〔gene〕,作了一系列精巧的實驗,其中3個實驗最能說明問題。SEXLIMITEDINHERITANCEINDROSOPHILAT.H.MORGANWoodsHole,MassachusettsMorgan,T.H.1910.Sex-limitedinheritanceinDrosophila,Science,32:120-122.In1910,whenT.H.Morganpublishedtheresultsofhisworkonanatypicalmalefruitflythatappearedinhislaboratory,allthisbegantochange.NormallyDrosophilamelanogasterhaveredeyes,butMorgan’snewflyhadwhiteeyes.Tostudythegeneticsofthewhite-eyetrait,Morgancrossedtheoriginalwhite-eyedmalewithared-eyedfemaleandobtainedthefollowingresults:MaleFemalePwhiteeyesredeyesF1allredallredF2?redallred?whiteallredBecausethetraitfirstseemedtooccuronlyinmales,Morgan1.X+X+XwY〔來自突變〕紅眼雌白眼雄X+XwX+Y紅眼雌紅眼雄X+X+X+YX+XwXwY紅眼雌紅眼雄紅眼雌白眼雄1:1:1:1三連鎖和交換交換現象(二〕連鎖和交換的遺傳機制四連鎖群連鎖規那么如果如果A基因與B基因連鎖,B基因與C基因連鎖,那么A基因與C基因連鎖。A基因與B基因連鎖,B基因與C基因不連鎖,那么A基因一定不與C基因連鎖。連鎖群設有A,B,C,D四個基因,A與B連鎖,C與D連鎖,而A與C不連鎖,那么A與B屬于同一連鎖群,C與D屬于另一連鎖群。連鎖交換定律連鎖和交換這一對名詞在遺傳學上被沿用下來,作為與孟德爾定律中基因別離律、自由組合律而并立,由T.H.Morgan證明并完善第三條遺傳學根本規律。連鎖交換定律的根本內容是:處在同一條染色體上的兩個或兩個以上基因遺傳時,連合在一起的頻率大于重新組合的幾率。重組類型的產生是由于配子形成過程中,同源染色體的非姊妹染色單體間發生了局部交換的結果。五染色體圖通過仔細安排的雜交試驗和種植并測定大量后代不同性狀的連鎖程度,記錄不同性狀之間結合在一起遺傳的頻率,可以標出基因在染色體上的相對位置,叫做染色體圖〔chromosomemap).果蠅染色體圖五染色體圖玉米連鎖圖六連鎖遺傳在園林植物上的應用園林植物中的連鎖遺傳現象除形態性狀之間的連鎖,如花色與花粉形態之間的連鎖外,還有形態與生活力之間的連鎖、形態和生理特性之間的連鎖等一些重要的連鎖現象。例1.形態和成活力之間的連鎖遺傳:形態-成活力連鎖系統是高等植物廣泛存在的現象(Grant,1975)。不僅形態性狀的基因間可以連鎖,形態性狀的基因和成活力基因也可能位于同一條染色體上,屬于同一個連鎖群,在這種情況下,植物的成活力或生長速度等也就可能與某一形態上的特定性狀相伴存在。當然這種情況的出現有可能是成活力基因(Viabilitygene)具有形態上的多效性,但也有可能是某一形態基因具有影響生活力的多效性,因此在實際工作中需要區分基因的多效性和形態成活力連鎖遺傳。形態與成活力之間的連鎖遺傳在園林植物育種中的實踐意義當我們播種時務求讓所有種子都能發芽生長,直到開花結果。過早死去的幼苗可能代表著一些重要的形態與生理類型,使育種者失去即將到手的理想性狀。這種情況在遠緣雜交的種子中尤為突出,雜種成活力差異較大,因此應根據連鎖遺傳知識,考慮原親本的適應范圍,選擇適宜地點和氣候播種雜種種子。例2.形態與生理性狀之間的連鎖遺傳:欣賞植物中存在著的花柱異長現象和自交不親和現象是一種復雜的生理性狀,很多學者對這一性狀進行了研究。如報春花Primulaminima這個種的群體中有針式型(pins)和線式型(thrums)兩種類型的花。pins有長花柱、低位花藥和大的柱頭突;而thrums那么為短花柱、高位花藥和小柱頭突。這些特點的結合減少了類型內授粉時機,從而促進了相互授粉,另外還有一種親和機制即thrums×thrums或pins×pins不親合,只有pins×thrums或thrums×pins才親合,能產生良好的種子。花柱異長現象在達爾文時代只能用進化論來解釋,現代遺傳學揭示了這一現象的本質。第4章分子根底一、DNA是遺傳物質1944年,美國細菌學家OsalwadTheodoreAvery發現基因是由脫氧核糖核酸即DNA組成。這一發現應屬于諾貝爾獎級的科學成果。核酸的發現1868年,瑞士科學家F.Miescher在外科手術繃帶上的膿血細胞中別離出一種含磷有機化合物,其具有很強的酸性。由于是從細胞核中別離出來,故稱之為核素〔nuclein〕。今日,科學家們稱之為脫氧核糖核酸。二〕DNA是遺傳物質的間接證據連續性、穩定性、自主性物質:同種生物不同個體間的穩定性;同一個體不同組織的細胞間的穩定性;同一個體不同發育年齡的穩定性;僅在能自體復制的細胞器上找到。肺炎雙球菌轉化試驗:1928年,Griffith噬菌體感染圖象RNA是遺傳物質二、核酸的化學性質三、DNA半保存復制〔一〕DNA半保存復制學說〔二〕半保存復制的驗證四、遺傳信息的轉錄五、遺傳信息的表達和調控〔一〕中心法那么及其開展〔二〕遺傳信息的轉錄與RNA的加工〔三〕遺傳密碼及其特性〔四〕遺傳信息的翻譯〔五〕基因表達調控〔二〕遺傳密碼的性質簡并性同義密碼子;8個密碼子家族,每個家族有4種密碼子;普遍性與特殊性起始密碼AUG;終止密碼UAA、UAG、UGA;3.無逗號、不重疊核糖體的結構和功能破譯生命體RibosomeStructureandFunction女科學家約納特的成功之路六基因的現代概念1.DNA與基因基因是DNA序列上具有一定功能的片段;轉錄單位包括轉錄的啟動子及其上游的其他調控序列、基因本身和轉錄的終止序列;除編碼蛋白質的基因外,還有最終產物為RNA的基因,如編碼tRNA和rRNA的基因;調節基因。2.斷裂基因(splitgene)調控和調控水平順式作用元件和反式作用因子結構基因和調節基因啟動子和終止子操縱基因和阻抑蛋白轉錄因子調控和調控水平生物體的遺傳信息在表達為性狀的過程中可以在任何階段進行調控。調控可在轉錄階段、轉錄后加工階段和翻譯階段進行。3結構基因與調節基因結構基因〔structuralgene)指編碼蛋白質或RNA的任何基因。調節基因(regulatorgene)指參與其它基因表達調控的RNA或蛋白質的編碼基因。正調控:調節物與DNA特定位點的相互作用能夠啟動或增強基因表達活性。負調控:以關閉或降低基因表達活性的方式調節靶基因。4啟動子和終止子位于轉錄單位開始和結束位置上的序列為啟動子和終止子,兩者都是典型的順式作用位點。啟動子和終止子是受同一類反式作用因子識別的順式作用元件,這一類反式作用因子就是RNA聚合酶。這兩個位點也能各自結合其它一些特定因子。5操縱基因和阻抑蛋白細菌的傳統控制機制是負調控:即阻抑蛋白(repressor)阻止基因表達,無阻抑蛋白時,RNA聚合酶能夠識別受調節基因的啟動子,使基因得以表達。操縱基因(operator)的靶位點〔順式作用位點〕與啟動子相鄰,當阻抑蛋白與操縱基因結合時,就會阻止RNA聚合酶轉錄,基因的表達就關閉。〔一〕操縱子的概念操縱子〔operon〕就是操縱基因以及相鄰的假設干結構基因所組成的功能單位,其中結構基因轉錄受操縱基因的調控。6轉錄因子轉錄因子是轉錄起始過程中,RNA聚合酶所需的輔助因子。它們是參與正調控的反式作用因子。它們在啟動子附近有作用位點,有些與位點之結合使RNA聚合酶能起始轉錄。七、突變的分子機理〔一〕概念變異與突變Variation,Mutation野生型和突變型Wildtype,Mutant〔二〕突變的分類自發突變和誘發突變;單點突變和多點突變;〔堿基替代、堿基插入、堿基缺失〕同義突變、非同義突變、無義突變GAAGAAGAAGAAGAAGAAGAAGAA谷氨酸多肽GGAAGAAGAAGAAGGAAGAAGAAGA甘氨酸開頭的精氨酸多肽〔三〕突變機理自發性損傷復制中的損傷自發性化學改變〔互變異構、堿基的脫氨基作用〕2.物理因素引起的損傷紫外線引起的DNA損傷〔嘧啶二聚體〕電離輻射引起的DNA損傷〔單鏈斷裂、雙鏈斷裂〕3.化學因素引起的DNA損傷烷化劑:引起鏈內交聯;堿基類似物:5-溴尿嘧啶〔5-BU〕稀醇式與G配對酮式與A配對1、堿基類似物在DNA復制時的滲入2、DNA分子上堿基的化學修飾3、嵌合劑的致突變作用4、轉座成分的致突變作用5、增變基因6、紫外線的致突變作用7、突變熱點第四章遺傳的分子根底高等植物花發育同源異型突變與花的發育花——花序花芽花器官花型1.花的發育概述花萼花瓣雄蕊雌蕊花器官苞片原基花芽原基〔決定性〕花序型營養型同源異型突變:同源分生組織發生可遺傳的變異,產生異位器官或組織。同源異型基因的克隆是花發育研究的關鍵,而同源異型突變的產生那么是基因克隆的根底。2.花序的發育花序的發育主要是指分生組織從營養型向花序型的轉變。營養型的植物如何進入感受態感受態的植物如何接受外界因子基因控制EMF(Embryoflower):生殖生長抑制因子,營養生長的保持因子。TFL1〔Terminalflower):早期抑制花序的發育,后期維持花序型頂端分生組織。3.花芽的發育分生組織特性基因〔Meristemidentitygene)3.1LFY/FLO基因3.2AP1/SQUA基因3.3雙突變與基因互作4.花器官的發育ABC模型BACAABBCC輪Ⅰ輪Ⅱ輪Ⅲ輪Ⅳ花萼花瓣雄蕊雌蕊5花型的發育兩側對稱花型輻射對稱金魚草DICH:兩側對稱CYC:半反常對稱花色遺傳1花色概述1.1花色涵義——狹義、廣義1.2研究簡史2花色遺傳根底1花色的形成及其決定因子1.1 花色素的生物合成及限速酶1.2影響花色的其它因子1.2.1 色素濃度及液泡液的PH值1.2.2 病毒感染引起的花色變異2花色素苷生物合成的結構基因和調節基因2.1結構基因2.1.1結構基因克隆2.1.2結構基因啟動子功能2.2 調節基因2.2.1 調節基因克隆2.2.2 調節基因的分子生物學功能2.3 外源花色素苷結構基因的表達和調控2.4外源和內源結構基因相互作用3花色基因工程操作的方法3.1 直接導入外源結構基因法3.2 反義RNA技術和共抑制法3.3 調節基因導入法3.4多基因控制花色的綜合調控4展望與問題4.1 花色素代謝相關基因的其它用途4.2 應用基因工程改變植物的其它欣賞品質4.3目前存在的問題花發育和花色遺傳高等植物花發育同源異型突變與花的發育花——花序花芽花器官花型1.花的發育概述花萼花瓣雄蕊雌蕊花器官苞片原基花芽原基〔決定性〕花序型營養型同源異型突變:同源分生組織發生可遺傳的變異,產生異位器官或組織。同源異型基因的克隆是花發育研究的關鍵,而同源異型突變的產生那么是基因克隆的根底。2.花序的發育花序的發育主要是指分生組織從營養型向花序型的轉變。營養型的植物如何進入感受態感受態的植物如何接受外界因子基因控制EMF(Embryoflower):生殖生長抑制因子,營養生長的保持因子。TFL1〔Terminalflower):早期抑制花序的發育,后期維持花序型頂端分生組織。3.花芽的發育分生組織特性基因〔Meristemidentitygene)3.1LFY/FLO基因3.2AP1/SQUA基因3.3雙突變與基因互作4.花器官的發育ABC模型BACAABBCC輪Ⅰ輪Ⅱ輪Ⅲ輪Ⅳ花萼花瓣雄蕊雌蕊獨特的月季品種——綠萼5花型的發育兩側對稱花型輻射對稱金魚草DICH:兩側對稱CYC:半反常對稱花色遺傳科學的眼光來看,花最神秘的特征之一應該說是它的顏色。而花色的遺傳問題更是謎中之謎。一、概述——自然界的花與花色花是由葉子變來的花色與顯眼的花昆蟲所看到的花花色的類別白色黃色紅色和蘭色蘭色花二、花色的化學根底花色素的三大類群〔1〕類胡蘿卜素〔黃色至紅色〕〔2〕類黃酮〔黃色、白色、〕花色素苷〔紅色系〕〔3〕其他色素〔甜菜堿、單寧〕2、色素的生化合成色素是細胞中的次生代謝物色素合成過程中經屢次化學反響可進行多級調控的反響3、色素在花瓣中的分布三、花色變異的機理1.花色和色素的種類奶油色、象牙色、白色黃色橙色、緋紅色、褐色深紅色、粉紅色、紫色、藍色和黑色等花朵開放所引起的花色變化三、花色變異的機理2.色素的理化性質與花色花色素苷類花黃色素類胡蘿卜素三、花色變異的機理3.花瓣組織對花色的影響四、花色的遺傳調控花色的遺傳學根底絕大多數影響花色的因素是由基因控制的,而控制花色的基因又是高度專化的,各專一化的基因構成一個有序的基因系統并共同作用,形成萬紫千紅的花色。首先,花色的有無是由基因控制的;其次,還存在決定色素種類和色素量的基因;再有,花色素性質的變化也是特定基因控制的;此外,其他色素形成與否及共同著色,細胞液的PH值,色素的分布等都是由特定基因控制的;最后,基因并不是孤立的,基因間互做亦影響花色。1花色的形成及其決定因子1.1 花色素的生物合成及限速酶1.2影響花色的其它因子1.2.1 色素濃度及液泡液的PH值1.2.2 病毒感染引起的花色變異2花色素苷生物合成的結構基因和調節基因2.1結構基因2.1.1結構基因克隆2.1.2結構基因啟動子功能2.2 調節基因2.2.1 調節基因克隆2.2.2 調節基因的分子生物學功能2.3 外源花色素苷結構基因的表達和調控2.4外源和內源結構基因相互作用3花色基因工程操作的方法3.1 直接導入外源結構基因法3.2 反義RNA技術和共抑制法3.3 調節基因導入法3.4多基因控制花色的綜合調控4.花色遺傳的實例馬鞭草:紫紅色含有3,5—2糖苷飛燕草色素,這是由一對基因的差異所決定的,當包含3,5—二糖苷的F1自交時,紫紅色和栗色的別離是3:1櫻草:bR植物開紅花;br植物開藍花;BR植物開洋紅色花;Br植物開藍灰色花。好望角萵苔象牙色arod粉紅色AroD洋紅色AROD藍色AROD橙紅色Arod薔薇紅色Arod紫紅色Arod五、花色遺傳的一般規律影響花色的基因之間的關系〔1960,巴利斯、漢尼、威爾遜。〕W有色的ww白色的In非象牙白色iviv象牙白色Y非黃色yy黃色B紫紅或黃紫色bb藍色P紫紅或黃紫色pp粉紅、薔薇色、紅色Did使色彩加濃did使色彩變淡上述六個基因的上下位關系是:W>In>Y>b>P>Did。六、花色改進的途徑目的基因的轉化;調節基因的遺傳操作;基因轉錄水平上的調節;基因轉譯水平上的調節。展望與問題4.1 花色素代謝相關基因的其它用途4.2 應用基因工程改變植物的其它欣賞品質4.3目前存在的問題育種學局部第6章園林植物種質資源種質資源是一切育種工作的根底。——杜布贊斯基一、種質資源的概念及意義二、種質資源的類別及特點三、我國園林植物種質資源概況四、種質資源的研究與評價五、種質資源的收集與保存六、種質資源的創新與利用一、種質資源的概念及意義概念種質資源〔germpalsmresources〕或稱基因資源(generesources)遺傳資源(geneticresources)。包含一定的遺傳物質,表現一定的優良性狀,并能將其遺傳性狀傳遞給后代的園林植物資源的總和。亦即對園林植物品種改進和栽培擁有一定利用價值的遺傳物質總和。種質資源的范圍全球植物資源地區植物資源群落內植物資源物種資源〔居群〕品種群單株、器官、組織、單個細胞、一個基因片斷。從來源上看,種質資源包括如下內容:自然資源中的植物材料;人工創造的植物材料:栽培品種、中試品種、育種的中間材料、育種工作的根底材料。意義及作用育種工作的物質根底;不斷開展新欣賞植物的主要來源;科學研究的根底。二、種質資源的類別及特點栽培植物起源中心遺傳類型極為多樣而且分布比擬集中,具有地區特有性狀,并且出現原始栽培種及近緣野生種的地區,往往是某一種栽培植物的起源中心。種質資源的類別及特點野生種質資源人工種質資源本地種質資源外地種質資源中國地形概況中國氣候概況中國氣候類型及植物區劃我國園林植物種質資源特點物種豐富分布集中豐富多彩特點突出中文名:絲穗金粟蘭學名:Chloranthusfortunei〔A.Gray〕Solms-Laub.英文名:SilkspikeChloranthus
科名:金粟蘭科Chloranthaceae學名:Chimonanthuspraecox(L.)Link
英文名:Wintersweet
科名:蠟梅科Calycanthaceae
落葉灌木,高達3米。枝、莖成方形,棕紅色,有橢圓形突出皮孔。葉橢圓狀卵形至卵狀披針形,長7—15厘米,頂端漸尖,基部圓形或闊楔形,外表深綠,反面淡綠。花芳香,直徑約2.5厘米,外部花被片卵狀橢圓形,黃色,內部的漸短,有紫色條紋;花托橢圓形,長約4厘米,口部收縮,有附屬物。花期11月至翌年3月。庭園多栽培,原產我國中部,在鄂西及秦嶺地區常見野生,現各地栽培,為早春欣賞樹種。花可提取芳香油;花蕾供藥用,浸泡生油中,制成花蕾油,可敷治燙傷;花又能解暑生津。蠟梅含有揮發油(為1.8-按葉素、龍腦、芳樟醇等)、臘梅堿、異蠟梅堿、胡蘿卜烴、黃色素。學名:CamelliajaponicaLinn.
英文名:JapanCamellia
科名:山茶科Theaceae我國常綠闊葉植物種質資源的地理分布狀況中國植被分布最為集中的地區西南山區:四川、云南、廣西中南山區:湖北山區東北地區:大小興安嶺及長白山區豐富多彩的中國欣賞植物花期花型、花色生物學特性生態習性多姿多彩的菊花中國特有植物花卉育種的珍貴材料我國豐富的種質資源形成原因地形復雜氣候多樣歷史文化悠久歷史文化悠久中華傳統十大名花梅花、牡丹、菊花、月季、杜鵑花、蘭花、山茶、荷花、桂花、水仙花。品種特色突出品種群豐富應用形式豐富我國種質資源現狀面臨的危機應有的工作面臨的危機!布局不合理;瀕危物種尚待搶救;家底不清,品種混雜;良種失傳,品種退化。花卉資源大國沒有成為花卉產業大國!應有的工作種質資源的考察種質資源圃的建立種質資源的收集和保存種質資源信息庫的建立種質資源的研究種質資源的創新與新品種培育四、種質資源的研究與評價〔一〕種質資源的研究分類學性狀的研究生物學特性的研究欣賞特性的研究經濟性狀方面的研究抗逆性及適應性的研究〔二〕種質資源的評價評價工作的原那么反映特定種質資源的遺傳特性適應多學科研究需要符合IPGRI 標準數量化、編碼化、簡便化、標準化〔三〕種質資源的評價任務和要求內容和工程方法和標準標準化和現代化五、種質資源的考查1、野生種質資源的考查2、栽培種質資源的考查3、考察方法4、考察內容種質資源的考察征集組織機構征集范圍征集方法種質資源征集登記卡六、種質資源的保存種質資源保存方式就地保存異地保存保存材料種子保存資源圃種質保存離體保存基因文庫保存種質資源保存的文獻工作〔1〕資源的歷史信息〔2〕資源入庫的信息〔3〕入庫后鑒定評價信息七、種質資源合理開發和利用保護性開發永續利用品種和良種的概念;豐富欣賞植物優良品種的途徑和方法;種質資源的概念;種質資源的意義。欣賞植物的主要類群一、二年生草花宿根花卉球根花卉盆花鮮切花第7章引種馴化植物引種是人類為了滿足自己的需要,把外地植物的種類品種引入到新的地區,擴大其分布范圍的實踐活動。它不僅是古老農業中不可缺少的組成局部,而且對農業生產的開展和栽培植物的進化都起到了重大作用。在開展現代化農業中引種仍然是潛力很大的領域。一、概述〔一〕根本概念引種(Introduction)但凡從外地或外國引進栽培植物或由本地、外地或外國引入野生植物,使他們在本地栽培,這項工作就叫引種。馴化(Domestication)引進來的種或品種,有的表現很好,可以直接利用,有的表現不好,常常有不服水土的現象,需要采用一些技術措施,使其改變遺傳性,慢慢適應新環境的過程,這就叫做馴化。中國主要城市綠化樹種區域分布研究陳有民,1990.歸化(Localization)將引種到某地成活率高的物種劃歸到相同區系從而便于引種工作,這項工作稱為歸化。自然條件相似;植物自身適應性范圍.〔二〕引種馴化的意義栽培植物起源與演化的根底;快速豐富本地植物材料的方法;最為經濟的手段;保護瀕危植物的有效措施;為進一步育種工作提供材料;為其它生物學研究奠定根底。(三)引種馴化的歷史人類文明之始;國內引種;國際引種;中國從世界各國引進的植物;西方從中國引走的植物二、引種馴化的原理〔一〕引種的遺傳學根底反響標準生物體的表現型是基因型與環境條件相互作用的結果。引種是植物在其基因型適應范圍內遷移。這種適應范圍受到基因型的嚴格制約。所謂品種的適應范圍,就是這個品種基因型在地區適應性反響的反響標準。潛在基因生物體的基因只有在適宜的環境條件下才能得以表達。植物的易地栽培是在植物具有潛在的適應基因的條件下獲得成功的。植物的發育調控適宜的環境條件可以激活一些基因表達,因此原產地沒有表達出來的性狀有可能在異地條件下表達出來。關于遺傳的可塑性,生理上的可協調性和發育的階段性.〔二〕氣候相似理論植物與生態環境的綜合分析。引種成效的關鍵在于正確掌握植物與環境關系的客觀規律。德國慕尼黑大學林學家麥依爾教授在《自然歷史根底上的林木培育》1909年論述道:木本植物引種成功的最大可能性在于樹種原產地和新栽培地有氣候條件相似的地方。〔三〕主導生態因子的分析溫度水分光照土壤風生物因素溫度溫度因子最顯著的作用是支配植物的生長發育,限制著植物的分布。其中主要是年平均溫度、最高最低溫度、季節交替特點等等。降水和濕度水分是植物生存的必要條件。中國國土水分分布狀況光照光照對引種的影響大致包括晝夜交替的光周期、日照強度和時間。土壤土壤的理化性質、含鹽量、pH值以及地下水位的上下,都會影響園藝植物的生長發育。生物因素植物在原產地和土壤系統形成共生關系,對一些土壤微生物產生依賴.有些難以控制的嚴重病蟲害影響植物引種。中國各植被區域區劃和自然地理要素指標欣賞植物生態分類地中海氣候型大陸東岸氣候型冬暖亞型冬涼亞型大陸西岸氣候型熱帶高原氣候型熱帶氣候型沙漠氣候型寒帶氣候型〔四〕園林植物生態型研究與引種的關系所謂生態型是指同一種范圍內在生物特征、形態特征與解剖結構上,與當地主要生態條件相適應的植物類型。從引種馴化這個角度,確定主物的生態主要應分析兩個方面:一是分布區的主要生態條件:二是植物本身的生物學特性和形態解剖特征。〔五〕歷史生態條件的分析植物適應性的大小,不僅與目前分布區的生態條件有關,而且與其系統發育歷史上經歷的生態條件有關。凡植物在系統發育中經歷的生態條件較為復雜時,其潛在的適應能力也會大些,引種工作一般較易成功。三、引種馴化的原那么與方法〔一〕引種馴化的原那么適地適樹;改樹適地;改地適樹。〔二〕引種的程序引種目標及其可行性分析;選擇引入材料引種材料的收集和編號登記引種材料的檢疫引種試驗栽培性試驗和推廣引種目標及其可行性分析:植物的生活型;植物的分布區;氣候相似性;主導生態因子;引種地栽培技術條件。選擇引入材料本地沒有的新材料;與引入地植物有系統發育關系;以往有相關引種的技術記載;對改進本地植物提供新的基因資源。引種材料的收集和編號登記收集途徑:交換,購置、贈送、考察收集登記:材料名稱編號來源地引種時間引種人材料狀況引種材料的檢疫危險病蟲害;疫區植物的消毒處理;隔離種植。引種試驗試種觀察種源試驗品種比擬試驗區域試驗引種試驗的觀測指標園藝學性狀物候期抗逆性指標適生環境栽培性試驗和推廣品種繁殖栽培技術推廣品種評價和品種管理引種馴化的根本程序〔三〕引種方法種子引種;逐漸遷移;引種馴化栽培技術的研究;引種結合選擇;引種結合育種。南樹北移的技術措施低溫春季旱風光照強度變化季節變化空氣濕度水分、水質變化土壤性質北樹南移的技術措施高溫高濕光照減弱季節變化水分水質土壤特性〔三〕引種要結合選擇來進行引入的品種栽培在不同于原產的的自然條件下,必須會發生變異。這種變異的大小決定于原產地和引入地區自然條件差異的程度和品種本身遺傳性的保守程度。用種子繁殖的植物—混合選擇;營養繁殖的群體——選擇優良單株,或建立優良單株的無性系,培育新品種。四、引種馴化成功的標準在與原產地時比擬,不需要特殊的保護能夠露地越冬或越夏而生長良好;沒有降低原來的經濟或欣賞品質;能夠用原來的繁殖方式〔有性或營養〕進行正常的繁殖。五、影響引種成功的因素植物材料的適應性;實際栽培季節的氣候相似;植物材料的利用目的;引種結合育種的工作程度。六、引種中應注意的問題堅持“既積極又慎重〞的原那么;注意植物習性類型的特點;注意農業技術在引種中的作用;注意保護當地的生態平衡.七、各類園藝植物引種特點蔬菜的引種規律果樹的引種規律欣賞植物的引種規律蔬菜的引種規律果樹的引種規律欣賞植物引種規律一、二年生草本植物;多年生宿根草本;多年生木本植物;設施栽培類植物。三、引種馴化的原那么與方法〔一〕引種馴化的原那么適地適樹;改樹適地;改地適樹。〔二〕引種的程序引種目標及其可行性分析;選擇引入材料引種材料的收集和編號登記引種材料的檢疫引種試驗栽培性試驗和推廣引種目標及其可行性分析:植物的生活型;植物的分布區;氣候相似性;主導生態因子;引種地栽培技術條件。選擇引入材料本地沒有的新材料;與引入地植物有系統發育關系;以往有相關引種的技術記載;對改進本地植物提供新的基因資源。引種材料的收集和編號登記收集途徑:交換,購置、贈送、考察收集登記:材料名稱編號來源地引種時間引種人材料狀況引種材料的檢疫危險病蟲害;疫區植物的消毒處理;隔離種植。引種試驗試種觀察種源試驗品種比擬試驗區域試驗引種試驗的觀測指標園藝學性狀物候期抗逆性指標適生環境栽培性試驗和推廣品種繁殖栽培技術推廣品種評價和品種管理引種馴化的根本程序〔三〕引種方法種子引種;逐漸遷移;引種馴化栽培技術的研究;引種結合選擇;引種結合育種。南樹北移的技術措施低溫春季旱風光照強度變化季節變化空氣濕度水分、水質變化土壤性質北樹南移的技術措施高溫高濕光照減弱季節變化水分水質土壤特性〔三〕引種要結合選擇來進行引入的品種栽培在不同于原產的的自然條件下,必須會發生變異。這種變異的大小決定于原產地和引入地區自然條件差異的程度和品種本身遺傳性的保守程度。用種子繁殖的植物—混合選擇;營養繁殖的群體——選擇優良單株,或建立優良單株的無性系,培育新品種。四、引種馴化成功的標準在與原產地時比擬,不需要特殊的保護能夠露地越冬或越夏而生長良好;沒有降低原來的經濟或欣賞品質;能夠用原來的繁殖方式〔有性或營養〕進行正常的繁殖。五、影響引種成功的因素植物材料的適應性;實際栽培季節的氣候相似;植物材料的利用目的;引種結合育種的工作程度。六、引種中應注意的問題堅持“既積極又慎重〞的原那么;注意植物習性類型的特點;注意農業技術在引種中的作用;注意保護當地的生態平衡.第8章選擇育種關于在植物改進中任何理想的實現,第一個因素是選擇,最后一個因素還是選擇。選擇是育種的理想,也是實現理想的每一具體步驟。——布爾班克育種中選擇一詞的含義是指從自然變異群體中選優汰劣。它不僅僅是選擇育種途徑的中心環節,而且是所有育種途徑和良種繁育中不可缺少的手段。一、選擇育種的意義〔一〕概念:利用現有種類、品種的自然變異群體,通過選擇、提純以及比擬鑒定等手段育成新品種的途徑叫做選擇育種(selectionbreeding),簡稱選種。〔二〕選擇的意義選擇的進化意義自然選擇〔遺傳、變異和選擇)人工選擇(定向選擇與定向變異)2.選擇在育種工作中的作用獨立的育種手段育種工作的中心環節選擇具有創造性作用3.選擇的創造性作用:1)從育種效果上看:⑴增大變異;⑵篩選性狀組合;⑶影響進一步的育種成果。3.選擇的創造性作用:2)從遺傳機制上看:⑴改變基因頻率和基因型頻率;⑵使基因型的別離和重組發生改變;⑶淘汰群體中存在的不利基因;⑷使生物體產生新的基因平衡。基因平衡定律在一個隨機交配群體中,如果沒有基因轉移,漂移和定向選擇,那么該群體的基因頻率和基因型頻率遵循如下規律:A-p,a–q,AAAaaa=p2+2pq+q2,選擇的效果二、選擇育種的根本要素供選擇的群體內有可遺傳的變異;供選擇的群體足夠大;選擇要在相對一致的條件下進行;選擇的單位是個體;選擇要根據綜合性狀有重點地進行。三、選擇育種的遺傳學原理選擇與物種進化〔遺傳、變異和自然選擇是生物體進化的三大動力。〕定向培育與定向選擇選擇的創始性作用四、影響選擇效果的因素變異程度優中選優選擇時機質量性狀的選擇;數量性狀的選擇。五、選擇標準的制訂〔一〕根本原那么根據育種目標的主次制訂選擇標準;目標性狀的標準明確具體;各個性狀的中選標準適當。〔二〕選擇標準主要目標性狀的標準;綜合性狀的分析;六、選擇的主要方法〔一〕實生苗選擇方法1.混合選擇法:按照某些欣賞特性和經濟性狀,從一個原始的混雜群體或品種,選出彼此類似的優良植株,然后把它們的種子或種植材料混合起來種在同一塊地里,次年再與標準品種進行鑒定比擬。混合選擇的優點簡便易行;獲得材料較多;保持較豐富的遺傳多樣性混合選擇的缺點無法鑒別單株基因型;對劣變基因淘汰速度較慢。2.單株選擇法把從原始群體中選出的優良單株的種子或種植材料分別收獲,分別保存,分別繁殖的方法。在整個育種過程中如只進行一次以單株為對象的選擇而以后就以各家系為取舍單位的稱一次單株選擇法。如先進行連續屢次的以單株為對象的選擇,然后再以各家系為取舍單位的,就稱為屢次單株選擇法。單株選擇法的優點能選出可遺傳變異;有效淘汰劣變基因。單株選擇法的缺點占用較多的土地;需要較長的時間。3.相關性狀選擇某些性狀具有相關性,對于現階段不能選擇的性狀可以通過相關性狀提前選擇,從而縮短育種年限。這一選擇方法是基于基因的多效性和基因間的連鎖關系。4.遺傳標記輔助的選擇育種遺傳標記:說明生物體遺傳特征的標記。遺傳標記的根本特征:不受生長發育階段的限制;不受環境條件的限制;不受組織特異性限制。形態標記分子標記蛋白質標記DNA標記分子標記
—DNA指紋技術RFLPRAPDAFLPSSLPSSR分子標記的特點穩定性高;特異性好;標記數量多;可以鑒別單株差異。〔二〕芽變選種芽變的概念芽變是體細胞突變的一種,即突變發生在牙分生組織細胞中,當芽萌發長成枝條,并在性狀上表現出與原來植株類型不同的性狀即為芽變。突變的芽長成枝條經繁育可以成為單株變異。芽變的細胞學根底芽變的特點多樣性;多方向性;重演性;穩定性;局限性;芽變選種在品種改進中的意義芽變是欣賞植物品種變異的重要來源;芽變選種有效保存了體細胞內產生的可遺傳變異。芽變選種的方法選種目標選種時期對變異的分析及時別離七、選擇育種中觀測和記載的方法目測法;評分比擬選擇法;綜合評估法。八、選種方案的制訂作業試述對一二年生草花進行選擇育種的方法和步驟。思考選擇在育種中的重要作用。第9章雜交育種一、概念及意義1.定義雜交育種是指通過兩個遺傳性不同的個體之間進行有性雜交獲得雜種,繼而選擇培育以創造新品種的方法。2.分類根據進行雜交的親本間親緣關系的遠近,又可區分為近緣雜交和遠緣雜交兩大類。近緣雜交:是指品種內、品種間或類型間的雜交。它用于提高后代生活及選育新品種。遠緣雜交:是種間、屬間或地理上相隔很遠不同生態類型間的雜交。它主要用于創造更豐富的變異類型。3.雜交的作用遺傳物質重組物種進化品種改進創始性途徑4.雜交的意義遺傳學研究的根本方法;育種途徑中主要的技術;5.雜交技術的應用范圍種內品種間—品種改進染色體工程;中間親緣關系探討;遺傳根本規律探討。二、雜交育種方案的制定和準備工作制定雜交育種方案應包括:育種目標確實定,雜交組合、雜交方式的選擇,親本開花授粉生物學特性的了解,調節花期的措施,親本種源的選擇,雜交數量和日程安排,克服雜交不孕性的措施和人力、物品、經濟預算等。1.育種目標確實定育種目標必須從花卉生產和園林綠化的實際需要出發,目標要規定得具體,有針對性,重點突出,使育種工作有的放矢。一般一次只要求解決一個重點問題,切勿面面俱到,以免一事無成。2.雜交親本選配的原那么選擇的親本目標性狀,綜合性狀好;重點優良性狀突出;兩個親本的優缺點要能互相彌補;雙親來源在地理上較遠,生態類型不同;親本中有一方能夠適應當地水土;考慮兩個親本遺傳傳遞能力的強弱;雙親一般配合力好,具有較好的雜交親和性;選擇結實性強的種類作母本,而以花粉多而正常的作父本,以保證獲得種子。3.雜交方式確實定成對雜交又稱單雜交,即兩個親本一為母本以為父本配成一對雜交。當兩個親本優缺點能互補時,性狀總體根本上能符合育種目標時,應盡可能采取單雜交,因單交只需雜交一次即可完成,雜交及后代選擇的規模不需很大。成對雜交的特點親本明確;便于重復;綜合性狀少.復合雜交即在兩個以上親本之間進行雜交,一般先配成單交,然后根據單交的缺點再選配另一單交組合或親本,以使多個親本的優缺點能互相彌補。復合雜交配合方式綜合性狀好的親本最后雜交含主要目標性狀的親本最后雜交回交兩親本雜交后子一代所選單株與原兩親本之一進行雜交,稱為回交。一般在第一次雜交時選具有優良特性的品種作母本,而在以后各次回交時作父本,這個親本在回交時叫輪回親本。回交的目的是使親本的優良特性在雜種后代中慢慢加強,以把親本的某一優點轉移到雜種為目的。回交育種法近年主要用于培育抗性品種或用于遠緣雜交中恢復可孕性和恢復栽培品種優點等。回交的遺傳學效應測定F1基因型;增加回交親本的遺傳成分;基因型純和度受回交親本影響;回交育種考前須知輪回親本適應性強;非輪回親本目標性狀明顯;回交后代加強選擇;回交次數3-4次;數量性狀的改進不用回交法.多父本混合授粉〔自由授粉〕以一個以上的父本品種花粉混合授給一個母本品種的方式,稱為父本混合授粉。去雄后任其自由授粉實質上也是多父本混合授粉。這種授粉方式雖然有時父本不清楚,但比擬簡單易行,而且后代別離類型比擬豐富,有利于選擇。多父本混合授粉的特點簡便易行;花粉來源廣泛,后代變異豐富;利用父本一個明顯性狀篩除假雜種.4.花部構造和開花習性雜交親本確定后就要了解花部構造,開花習性和傳粉特點等,以便采取有效措施確保雜交成功。花部構造兩性花單性花傳粉方式蟲媒花風媒花授粉特性自花授粉;異花授粉;常異花授粉.5.花期調整與花粉處置花期調整開花時間的不一致,造成雜交工作的困難。首先要摸清親本的生長發育規律及對溫度、光照的要求。找出影響開花的主導因子,就能有效地調整花期。第二,要進行栽培調控。花粉的收集在雜交時可采取以散粉的花朵,直接授于母本柱頭上,但不能保證花粉的純潔。最好預先套袋,以免摻雜其它花粉。也可摘取即將開放的花朵,在室內陰干,花藥開裂后收取花粉。花粉的貯藏花粉貯藏的意義:花粉貯藏的原理:低溫、枯燥。花粉貯藏的方法:花粉生活力的測定雜交法培養法染色法三、雜交技術1.母株和花朵的選擇根據育種目標的的要求,選擇生長健壯,發育良好的作為母株;在母株數量較多時,以確保雜交工作的平安為準;去雄的花朵以選擇植株的中上部和向陽的花為好;每枝保存的花朵數一般以3-5朵為宜。3.套袋保護雌蕊;防止非方案授粉;防治昆蟲及其它傷害;標記植株。4.授粉授粉時機開花當天授粉量;授粉次數;授粉方法。5.雜交后的管理栽培管理雜種種子的保護雜種種子的采收四、雜交后代的選育一二年生草花的選育;木本植物的選育;營養繁殖植物材料的選育。五、雜交后代遺傳穩定性分析性狀表達的強度;目標性狀在群體中出現的比率;目標性狀在不同世代間的差異;特殊變異。五、優良雜種的鑒定形態學分析細胞學鑒定生理指標的測定DNA鑒定七、雜交育種的一般程序八、花卉雜交育種的成就月季育種牡丹育種菊花育種茶花育種百合育種作業:簡述雜交親本選配的一般原那么.參看現有資料,以十大名花為例,說明雜交育種的主要成就.第10章遠緣雜交育種一、遠緣雜交的概念和分類〔一〕遠緣雜交的概念植物分類學上不同種或不同屬間的有性雜交稱為遠緣雜交。此類雜交產生的后代稱遠緣雜種。〔二〕遠緣雜交的分類精卵結合型:通過受精過程,結合自己成了精核和卵的全部遺傳信息的雜種;非精卵結合型:由獲得遠緣父本局部遺傳信息的卵發育成的,這局部遺傳信息可能來源于父本配子細胞質內的DNA或mRNA等。認為那些在染色體數和形態方面和母本完全一樣。二、遠緣雜交的作用和意義〔一〕遠緣雜交的作用提高花卉的抗病性和抗逆性;創造花卉新類型;利用雜種優勢.〔二〕遠緣雜交的意義獲得具有良好的綜合性狀的雜種植物;研究一些種、屬之間的親緣關系和自然界物種形成的途徑;創造出一些不尋常的廣泛的新類型.現代月季的4個重要親本Rosacentifolia×R.chinensis現代月季現代月季的主要類群HybridTeasGrandiflorasPolyanthasFloribundasClimbersMiniaturesMiscellaneousshrubRosesOld-FashionedRoseAll-AmericanRoseSellections中國原產茶花菊花育種三、遠緣雜交的特點〔一〕遠緣雜交的不親和性;〔二〕遠緣雜種的不育性;〔三〕遠緣雜種后代別離的廣泛性;〔四〕遠緣雜種的雜種優勢.四、遠緣雜交不親和性及其克服〔一〕遠緣雜交不親和現象及其原因:花粉在異種植物的柱頭上不能發芽;花粉管不能進入柱頭;花粉管生長緩慢或花粉管太短,不能進入子房到達胚囊中;花粉管雖能進入子房,到達胚囊,但不能受精;受精后的幼胚不發育,或發育不正常,或發育中途停止;雜交種子的幼胚、胚乳和子房組織之間缺乏協調性,胚乳不能為雜種胚提供正常生長所需的營養,影響雜種胚的發育。〔二〕遠緣雜交不親和性的克服方法〔十大方法〕1、選擇適當親本并注意正反雜交選擇親本時,除了根據育種目標,選擇具有最多的優良性狀的類型作雜交親本外,還必須考慮到遠緣雜交不親和特點,選擇和選配適當親本,以提高遠緣雜交的成功率。在選定作親本的種屬內,選擇親和性較好的種類作為雜交親本。2、混合花粉和屢次重復授粉混合花粉,即在選定的交本花粉內,摻入少量其他品種甚至包括母本的花粉,然后授于母本花朵柱頭上。重復授粉,即在同一母本花的蕾期,開放期和花朵即將凋謝等不同時期,進行屢次重復授粉。由于雌蕊發育成熟度不同,它的生理狀況有所差異,受精選擇性出就有所不同,有可能到達最有利于受精過程正常進行的條件,促進受精率的提高。3、選擇第一次開花的幼齡雜種實生苗作母本。4、柱頭移植、剪短法將父本花粉先授予同種植物的柱頭上,在花粉管尚未完全伸長之前,切下柱頭,移植到異種的母本花朵的柱頭上或先進行異種間雜交時常因花粉管后,再行授粉。5、預先無性接近法在進行遠緣雜交前,預先將親本互相嫁接在一起,使它們彼此的生理活動得到協調,或改變原來的生理狀態,而后進行有性雜交,較易得到成功。6、媒介法當甲與乙兩種直接雜交不能成功時,可以用兩親之一先與第三類型丙進行雜交,將雜交得到的雜種再與另一親本雜交,這種媒介的方法,有時較易獲得成功。7、化學藥劑的應用赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸、硼酸等化學藥劑處理可克服某些遠緣雜交不結實的缺點。8、組織培養技術的應用隨著組織培養研究的深入,已經開始研究應用人工培養基把母本花朵中取出胎座或沒有帶胎座的胚珠,置于試管中進行人工授粉受精。9、應用溫室或保護地雜交,改善授粉受精條件.10、花粉預先用低劑量輻射處理花粉用低劑量射線處理后,活性增加,表現花粉發芽率提高,花粉管生長迅速,再行雜交可以提高雜交成功率。五、遠緣雜種不育性及其克服〔一〕遠緣雜種不育性表現遠緣雜種的不育性表現,包括雜種的成活性和結實性兩個方面:成活性:即雜種種子不發芽升雖然發芽生長,但幼苗生長衰弱或早期夭亡;結實性:即雜種植株雖能成活,但結實性差,甚至完全不能結實。(二)遠緣雜種不育性原因1.成活性差的原因:主要是由于遠緣種間遺傳差異大,造成生理上不協調,在胚胎發育的關鍵時刻,產生了某些重要缺陷,因而影響了雜種的成苗成株。2.造成遠緣雜種植株結實性差或完全不能結實的原因減數分裂異常;遠緣雜種生殖器官發育不全,完全不能形成雌雄配子。〔二〕遠緣雜種不育性的克服方法:1、雜種胚的離體培養;2、雜種染色體的加倍;3、回交法;4、改善營養條件;5、人工輔助授粉;6、延長培育世代、加強選擇.1、雜種胚的離體培養將雜交所得的不飽滿種子或未成熟種子,或在其發育中期取出幼胚,置于一定的培養基中培養,由于適合的營養和優良的培養條件,其出苗率大為提高。2、雜種染色體的加倍對于親緣關系較遠的二倍體雜種,在種子發芽的初期或苗期用0.1-0.3%秋水仙堿液處理假設干時間,使體細胞染色體數加倍,獲得異源四倍體〔即雙二倍體〕.雙二倍體在形成配子的減數分裂過程中,每個染色體都有相應的同源染色體可以正常進行配對聯合,產生具有二重染色體組的有生活力的配子,從而大大提高結實率。3、回交法在親本染色體數不同和減數分裂不規那么的情況下,雜交產生的雌配子一般是不平衡的,但仍有局部可能接受正常的雄配子而得到結實,并且通過連續的回交,其結實能力逐漸得到加強。4、改善營養條件遠緣雜種由于生理機能不協調,當提供優良的生長條件時,可能逐步復正常生長。5、人工輔助授粉采用混合花粉的人工輔助授粉,將使雜種受精選擇性得到更大滿足,可以得高結實率。6、延長培育世代、加強選擇遠緣雜種的結實性,往往隨生育年齡而增高,也隨著有性世代的增加而逐步提高。六、遠緣雜種的別離和選擇〔一〕遠緣雜種別離的特點1.別離的世代更長;2.遠緣雜交的后代具有更為復雜的別離.遠緣雜種后代的類型:1、綜合〔中間〕性狀類型;2、親本性狀類型;3、新物種類型.遠緣雜種的別離現象極為復雜,目前對別離規律性還很不了解。深入研究遠緣雜交的遺傳機制,將對控制遠緣雜種的別離,以及對遠緣雜種的選擇、培育等具有重要的實踐意義。〔二〕遠緣雜種的選擇:遠緣雜交和種內雜交一樣,對后代必須進行嚴格的選擇,才能獲得適人類需要的在性狀一表現穩定的新類型。根據遠緣雜種的假設干特點,選擇必須注意掌握如下幾個原那么。1、擴大雜種的群體數量;2、增加雜種的繁殖世代;3、繼續進行雜交選擇;4、培育與選擇相結合.1、擴大雜種的群體數量遠緣雜種由于親本的親緣關系較遠,別離更為廣泛,就一般而言,雜種中具有優良的新性狀組合所占的比例不會很多。如與野生親本遠緣雜交,常伴隨產生一些野生的不利性狀。因此,盡可能提供較大的雜種群體,以增加更多的選擇時機。2、增加雜種的繁殖世代遠緣雜種往往別離世代甚長,有些雜種一代雖不出現變異,而在以后的世代中,仍然可能出現性狀別離,因此,一般不宜過早淘汰。但是,對于那些經過鑒定,證明是由于無融合生殖的發生,發生了孤雌生殖,因而長成的植株完全象母本一樣。這樣的植株,就有能作為遠緣雜種,而應加以淘汰。3、繼續進行雜交選擇:由于遠緣雜種后代別離延續世代較長,因此,對于雜種一代,除了一些比擬優良類型的直接利用外,還可以進行要種單株間的再雜交或回交,并對以后的世代繼續進行選擇。隨著選擇世代的增加,優良類型的出現率也將會提高。4、培育與選擇相結合對于遠緣雜種應注意培育,給予雜種充分的營養和優越的生育條件,促進優良性狀的充分發育,再結合細胞學的鑒定方法,嚴格進行后代的選擇,以便獲得符合育種目標具有較多優良性狀的雜種后代。遠緣雜交育種的方案育種目標確實定;雜交親本的選配;克服雜交困難的技術措施;遠緣雜種選擇的技術措施;雜種后代的培育技術;品種繁育和品種推廣.作業遠緣雜交的概念;簡述遠緣雜交的主要困難;如何克服遠緣雜交的困難.雜種優勢的利用重組育種依技術手段的不同分為:常規重組育種非常規重組育種依親緣關系遠近分為:遠緣雜交〔遠緣雜交育種〕品種間雜交〔雜交育種〕品系間雜交〔雜種優勢育種〕雜種優勢的概念及其利用價值;雜種優勢的遺傳學原理;雜種優勢的成就;雜種優勢育種的技術環節;雜種種子的生產;雜交育種小結。一、雜種優勢及其利用價值〔一〕雜種優勢的概念在異花授粉植物中,本身表現自交劣勢的自交系之間的雜種F1,其生活力比之親本自交前還要旺盛的現象稱為雜種優勢〔也叫雜交優勢〕。狹義的雜種優勢僅指雜種F1代對其親本〔品種或品系〕生長勢較強的優勢;廣義的雜種優勢〔包括第一代及其以后各代〕在生長勢、結實性、生長速度即對不良環境的抗性等方面較親本的優勢。〔二〕雜種優勢的表現形式雜種優勢的形式;產量、生長勢、抗逆性、繁殖力。雜種優勢的方向;正向優勢和負向優勢。欣賞性狀的優勢。欣賞植物的雜種優勢欣賞特性優良;抗逆性強;整齊一致。〔三〕雜種優勢育種利用這種雜種優勢的育種法稱為優勢育種或一代雜種育種法。〔四〕優勢育種與重組育種的異同點優勢育種與重組育種的相同點是需要選配親本,進行有性雜交。不同點是重組育種先進行親本的雜交,然后使雜種后代純化成為定型的品種用于生產〔重要性狀根本上不再別離〕;優勢育種那么先使親本純化成為自交系,然后使純化的自交系雜交獲得雜種F1用于生產。重組育種是“先雜后純〞,優勢育種是“先純后雜〞。5.優勢育種的特點由于優勢育種供生產上播種的每年都用一代雜種,不能用F1留種;因而需要專設親本繁殖區和制種田,每年生產F1種子供生產播種用。〔五〕雜種優勢的利用要點利用要點:雜種優勢通常是綜合性狀表現優良,個別性狀表現突出;雜種優勢常常明顯表現與雜種一代;雜種優勢利用的價值因植物不同而異;雜種優勢的利用與雙親相對差異互補有關;雜種優勢的表現與雙親純合度有關;雜種優勢與環境條件有關。利用方法:1.植物繁殖方式無性繁殖有性繁殖2.植物的授粉方式自花授粉異花授粉〔六〕影響一代雜種利用價值的因素F1實用價值是取決于它的實際經濟價值;F1實際增產效果在不同花卉、不同雜交組合是不同的;生產雜種種子的本錢:去雄和授粉所需勞力。二、雜種優勢的遺傳理論〔一〕顯性基因互補假說這個理論認為,雜種優勢的產生是有利的顯性基因互補造成的。一般有利的性狀多由顯性基因控制,F1植株在許多不同位點上都有顯性基因抑制著相應的隱性基因,具有顯性基因位點就會增加,雜交種就能發揮出超過親本的強大生長勢。也就是在雜交種內的任何位點上,只有顯性有利等位基因在產生優勢中發生作用。顯性等位基因越多,雜種優勢就越高。〔二〕等位基因異質合假說:遺傳的雜合是產生雜種優勢的根本原因。兩個親本遺傳型差異愈大,雜種優勢愈明顯。這種差異發生于同一基因點,一個等位基因點不是只有顯、隱性兩種差異,而是可以分化為不同結構和生理功能的多種形式。生活力假說遺傳平衡假說。在雜種優勢利用上,人們都選用遺傳差異較大的,如在親緣上,地理起源上、性狀上差異較大的種、品種或品系進行雜交,作為選擇優良組合的根本原那么。三花卉雜種優勢利用主要成就雜種優勢的現象,早在2000年前已為人們所注意,我國1400多年前就有雜種優勢的文字記載,雜種優勢的利用首先是從在大田大作物玉米開始的,現在玉米、高粱和水稻等作物已取得顯著成就,在蔬菜方面也取得驚人的結果,花卉方面,世界各國已培育出不少優良的雜種,尤以美國和日本最盛。金魚草矮牽牛百合櫻草蒲包花萬壽菊四季海棠一串紅三色堇香石竹報春花學名:Primulaspp.
科屬:報春花科報春花屬俗名:櫻草花是我國的傳統花卉。花語白色櫻草花〔WhitePrimrose〕花語:初戀喜歡此花的你認真老實的性格以及良好的道德觀得到朋友的信賴,加上你天賦的才能,有著很好的人生路。不過你這人很念舊,尤其是對初戀情人,對于過去的風花雪月仍然揮之不去。四、選育一代雜種的一般程序〔一〕選育優良自交系自交系間一代雜種優勢強度明顯、雜種優勢穩定、雜種的植株間整齊一致。因此品種間一代雜種主要用于自花授粉植物,因為自花授粉植物一個品種近于一個自交系,而異花授粉植物選育一代雜種工作那么應從選育自交系開始。選育優良自交系的方法和步驟如下:1、選擇優良的品種或雜交種作為育成優良自交系的根底材料;2、選擇優良的單株進行自交;3、逐代系間淘汰選擇和選株自交。〔二〕進行配合力測驗選出最好的雜交組合及其親本自交系。自交系的表現并不總是一致的,因此必須對上述過程中初選出來的自交系,根據它們的配合力,即作為親本時后代所表現的性狀水平,作進一步的選擇,并從中選出最優良的組合。配合力的概念配合力是指作為親本雜交后F1代表現優良與否的能力。一般配合力:指一個自交系在一系列雜交組合中的平均表現。〔gca〕特殊配合力:指某特定組合某性狀的觀測值與根據雙親的一般配合力所測定的值之差。(sca)配組方式:簡單配組法〔不規那么配組法〕頂交法〔半輪配組法〕全輪配組法輪配法1、簡單配組法〔不規那么配組法〕把育成的自交系按育種目標、親本選配的原那么和育種工作者所掌握的性狀遺傳規律配成假設干組合,進行人工交配取得各組合的雜種種子。例如:1×2、1×3、1×4、1×5、1×6、2×5、3×2、3×5、5×6等。如果F1表現1×5最好,就選定這個組合和1號與5號自交系作為制種親本;這種方法簡便易行,但有把最優組合漏配的危險,在可能配成的組合數與實際測配組合數相差愈大時,漏配的危險性也越大。2.頂交法配合力測定分為一般〔普通〕配合力測定和特殊配合力測定。一般配合力是采用頂交法測定。頂交法是將所選出的品種與同一品種雜交,比擬各組合F1優勢程度、選去劣。特殊配合力測定多采用輪交法。它的做法是將各品種彼此全部加以配合,比擬各雜交組合F1代的花徑,選出雜交配合力強大的雜種一代。3、輪配法〔三〕自交系間配組方式確實定經過配合力測驗選得優良雜交組合及其親本自交系后,還需要進一步確定各自交系的最優組合方式,以期獲得好的雜種。1、單交種:2、雙交種:3、三交種:三交種:是用兩個自交系雜交后作母本,與第三個自交系雜交產生一代雜種的方式。三系雜交種生活力強,產量亦相高,性狀的整齊性略低于單交種,與雙交種相近。由于母本是單交種,其種子生產量大,質量亦好。但要求父本自交系的花粉量要大。制種時因為有自交系參與,種子本錢仍較高,但比單交種本錢低。生產三系雜種時,每年需要保持5個隔離區,即3個自交繁殖區,一個單交區和1個三交區,最少需要3個隔離區。〔四〕品種比擬試驗和生產試驗選出優良組合并確定配組方式后,需要配制出選定組合的雜種種子,按一般育種程序進行品種比擬試驗、生產試驗和多點試驗。除觀察欣賞性狀外,還要考慮綜合經濟性狀優劣,為了加速選育過程,可以對初選的優良組合提前制種,在品種比擬試驗的同時進行生產試驗。(五)雜種種子的生產主要內容保持親本高度純和的自交系;獲得具有優勢的雜種。主要步驟去雄:人工去雄、化學方法、利用雄性不育系、自交不親和系、雌株系。制種:種子采收:主要方法簡易制種法異花授粉植物混播法間行種植間株種植自花授粉植物利用雄性不育系制種利用化學去雄劑制種;利用雌株系制種;利用雄性不育系制種;利用自交不親和機制制種。五、雜種優勢的固定利用無性繁殖方法;利用無融合生殖、孤雌生殖;利用人工誘導多倍體的方法;雜交育種總結思考題簡述雜種優勢的概念;配合力的概念;雜種優勢制種的技術環節;試比
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