園藝植物育種學(xué)03園藝植物種質(zhì)資源

1、第三章 園藝植物種質(zhì)資源,,主要學(xué)習(xí)內(nèi)容種質(zhì)資源的概念、意義及類別作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源種質(zhì)資源的收集與保存種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、創(chuàng)新與利用,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,1、種質(zhì)資源的概念 種質(zhì)資源（基因資源、遺傳資源)： 指包含一定的遺傳物質(zhì)，表現(xiàn)一定的優(yōu)良性狀，并能將其遺傳性狀傳遞給后代的園藝植物資源的總和。亦即對(duì)園藝植物品種改良和栽培擁有一定利用價(jià)值的遺傳物質(zhì)總和。種質(zhì)是客觀存在的實(shí)體，其表現(xiàn)形式

2、可能是：種、品種、植株、種子、枝條、細(xì)胞、DNA片斷。,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,百合種質(zhì),一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,牡丹種質(zhì),一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,種質(zhì)資源載體,2 、種質(zhì)資源意義及作用人類賴以生存和發(fā)展的根本。育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。不斷發(fā)展新園藝植物的主要來(lái)源。 轉(zhuǎn)基因、遠(yuǎn)緣雜交等生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)。 園藝植物起源、演化、分類、生理、生態(tài)等研究的物質(zhì)基礎(chǔ)。,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,

3、3 、種質(zhì)資源的類別3.1 本地主栽品種或地方品種 在當(dāng)?shù)刈匀粭l件下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇和人工培育的地方品種或當(dāng)前推廣的良種。特點(diǎn)： 在產(chǎn)量、抗性等方面可能存在缺點(diǎn)，但對(duì)本地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)；缺少系統(tǒng)整理與研究，品種內(nèi)比較混雜。利用價(jià)值：（1）經(jīng)過(guò)提純、改良后可能成為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)良品種。（2）常用于雜交育種中的親本材料。,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,3.2 外地品種資源 引自外地區(qū)或國(guó)外的品

4、種或材料.特點(diǎn)： 具有與本地品種不同的生物學(xué)特性和遺傳性狀或本地品種缺少的。 有可能不太適合本地的氣候、土壤及耕作條件。利用價(jià)值： 直接引種用于生產(chǎn)或用作雜交親本； 利用生態(tài)顯性選育品種。由于環(huán)境條件變化較大，品種的變異往往更為迅速和明顯(生態(tài)顯性)。,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,2.3 近緣野生種和原始栽培類型 包括栽培植物的近緣野生種和有潛在利用價(jià)值的野生種特點(diǎn)： 可能具有栽培種缺乏的抗

5、性（病、蟲）； 可能具有一些特殊的性狀，如矮桿、雄性不育等。利用價(jià)值： 馴化為新的栽培植物； 轉(zhuǎn)移有用的基因或染色體片段,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,一、種質(zhì)資源的概念、意義及類別,2.4 人工創(chuàng)造的育種材料 包括人工誘變產(chǎn)生的突變體、遠(yuǎn)緣雜交的新類型、育種過(guò)程中的中間材料、基因工程材料等。特點(diǎn)： 具有自然界所沒有的特征特性。利用價(jià)值： 一般經(jīng)過(guò)多代選育才具有利用價(jià)值。,

6、二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,1、栽培植物起源中心 遺傳類型極為多樣而且分布比較集中，具有地區(qū)特有性狀，并且出現(xiàn)原始栽培種及近緣野生種的地區(qū)，往往是某一種栽培植物的起源中心。,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,2、瓦維洛夫植物起源中心的主要觀點(diǎn)： 瓦維洛夫關(guān)于栽培植物起源中心理論于1924年提出，1926年正式發(fā)表，1935年臻于完善。為此，他獲得了首批列寧獎(jiǎng)金。,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,

7、種質(zhì)資源研究是植物育種最重要的內(nèi)容；物種形成過(guò)程的地理局部化；作物起源中心是古代文明的發(fā)源地；每種作物均有初生（遺傳上的顯性）和次生起源中心（雜交或突變出現(xiàn)隱性性狀）；同源平行變異規(guī)律；種的范圍類出現(xiàn)平行變異規(guī)律；作物起源中心的定位；主要作物起源于北緯20-45度之間。,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,3、瓦維洛夫8個(gè)作物起源中心中主要園藝植物的分布:①中國(guó)－東部亞洲；(白菜、芥菜、中國(guó)水仙、牡丹、荔枝、枇杷)②印

8、度－熱帶亞洲，包括馬來(lái)亞補(bǔ)充區(qū)；（茄子、苦瓜、檸檬、椰子、香蕉）③中亞細(xì)亞；（豌豆、蠶豆、胡蘿卜、洋蔥、大蒜、蘋果、葡萄、棗）④西部亞洲；（萵苣、甜瓜、石榴、月桂）,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,⑤地中海沿岸及鄰近區(qū)域；（甘藍(lán)、芹菜、茴香、油橄欖）⑥埃塞俄比亞；（豇豆、西瓜、黃秋葵）⑦墨西哥南部和中美洲；（菜豆、刀豆、番茄、辣椒、南瓜、虎皮蘭、仙人掌）⑧南美洲，包括秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞和智利契洛埃島補(bǔ)充區(qū)。 （馬

9、鈴薯、鳳梨）,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,4、我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源4.1我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源特點(diǎn)物種豐富 常見栽培種類：果樹作物約140種，蔬菜作物110種，花卉130余種。分布集中豐富多彩特點(diǎn)突出 中國(guó)被稱為世界“園藝之母”，擁有豐富的種質(zhì)資源。在園藝植物種及品種的擁有量堪稱世界之最。,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物

10、種質(zhì)資源,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,4.2 原產(chǎn)中國(guó)的園藝植物蔬菜：韭菜、大白菜、茼蒿、山藥、荸薺、大豆、金針菜、蘿卜、慈菇、茭白等。果樹：蘋果、梨、桃、李、杏、櫻桃、棗、柿、李、獼猴桃、柑桔類、枇杷、龍眼、荔枝等。觀賞植物：銀杏屬、金錢松屬、水杉屬、水松、珙桐屬、觀光木屬；百合屬、龍膽屬、綠絨蒿屬、萱草屬的多個(gè)種；梅花、桂花、菊花、荷花

11、、中國(guó)水仙、牡丹、黃牡丹、芍藥、月季花、香水月季、梔子、南天竹、臘梅、金茶花、翠菊。,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,4.3我國(guó)豐富的園藝植物種質(zhì)資源形成原因地形復(fù)雜氣候多樣歷史文化悠久（花卉）,二、作物起源中心及我國(guó)園藝植物種質(zhì)資源,三、種質(zhì)資源的收集與保存,1、種質(zhì)資源收集的機(jī)構(gòu)征集的范圍和重點(diǎn)因征集者(單位)承擔(dān)的任務(wù)和目的而不同。國(guó)家級(jí)資源工作機(jī)構(gòu) 。省級(jí)資源工作機(jī)構(gòu)。

12、育種單位級(jí)。,三、種質(zhì)資源的收集與保存,2、種質(zhì)資源收集的方法征集 征集的種類、數(shù)量和有關(guān)資料，擬征集的地區(qū)和單位等。考察 確定多樣性中心；了解考察對(duì)象的類型、品種及近緣野生植物，栽培和食用歷史及利用方法、分布地區(qū)以及產(chǎn)地的氣候、地理等生態(tài)條件。引種 一般指國(guó)際間的引種 。,三、種質(zhì)資源的收集與保存,3、種質(zhì)資源的保存3.1概念種質(zhì)資源保存，是指在適宜條件下貯存種質(zhì)以及基因載體，使其保持生活力、遺傳變異度和適當(dāng)?shù)臄?shù)量。

13、3.2 種質(zhì)資源保存方式3.2.1 就地保存和異地保存就地保存：指在資源植物的產(chǎn)地，通過(guò)保護(hù)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行。,三、種質(zhì)資源的收集與保存,遷地保存：常針對(duì)資源植物的原生境變化很大，難以正常生長(zhǎng)和繁殖、更新的情況，選擇生態(tài)環(huán)境相近的地段建立遷地保護(hù)區(qū)(避難所)。,西雙版納植物園,三、種質(zhì)資源的收集與保存,3.2.2種子保存目前正常型種子保存主要用種質(zhì)庫(kù)保存。短期庫(kù)：10-15℃或稍高，放紙(布)袋中存放5年左右。 中期庫(kù)：(溫度0

14、-5℃，r=50%-60%)，種子含水量8%，用于分發(fā)用種子貯藏，保存期10年。 長(zhǎng)期庫(kù)：(溫度-10至-15℃，r=32%-40%)，主要用于長(zhǎng)期保存種質(zhì)，保存期30-50年。,三、種質(zhì)資源的收集與保存,3.2.3 、資源圃種質(zhì)保存考慮保護(hù)迫切性、位置、交通條件、復(fù)圃制等因素優(yōu)點(diǎn)：不受繁殖方式所限；不受種子壽命所限 缺點(diǎn)：比較麻煩；特別種質(zhì)資源數(shù)量較多時(shí)，易造成人為差錯(cuò)、機(jī)械混雜和生物學(xué)混雜；加快了世代進(jìn)程，改變變異度(純合、

15、突變等)。,三、種質(zhì)資源的收集與保存,三、種質(zhì)資源的收集與保存,三、種質(zhì)資源的收集與保存,3.2.4 、離體保存離體保存 包括緩慢生長(zhǎng)系統(tǒng)、超低溫保存形式,在適宜條件下，用離體的分生組織、花粉、休眠枝條等保存種質(zhì)資源。 3.2.5、基因文庫(kù)保存 cDNA和基因組DNA文庫(kù)3.2.6、利用保存 發(fā)現(xiàn)有利用價(jià)值的種質(zhì)資源后，及時(shí)用于育成品種或中間育種材料，是一種切實(shí)有效的保存方式。,四、種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、創(chuàng)新

16、與利用,1、種質(zhì)資源研究?jī)?nèi)容及領(lǐng)域1.1 特征特性鑒定植物學(xué)性狀鑒定園藝性狀鑒定生物學(xué)特性品質(zhì)鑒定抗逆性鑒定抗病、蟲性鑒定,四、種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、創(chuàng)新與利用,1.2基礎(chǔ)理論研究園藝植物起源與演化研究種內(nèi)分類研究和生態(tài)型研究性狀遺傳分析,四、種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、創(chuàng)新與利用,2、建立園藝植物種質(zhì)資源評(píng)價(jià)體系的基本要求2.1 評(píng)價(jià)資料能反映特定資源的遺傳特點(diǎn)或差異，尤其是在農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)性狀方面。2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，度

17、量化。建立統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)描述體系。參照國(guó)際植物遺傳資源研究所（IPGRI）編制的評(píng)價(jià)描述體系。2.3 評(píng)價(jià)內(nèi)容及項(xiàng)目與具體實(shí)踐相結(jié)合，突出資源的主要特征特性。2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果的信息化、智能化處理。,四、種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、創(chuàng)新與利用,3、種質(zhì)資源創(chuàng)新3.1 育種過(guò)程中產(chǎn)生的新品種、新品系和新的種質(zhì)材料。3.2 自然變異。3.3 通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交、細(xì)胞工程、染色體工程、基因工程、組織培養(yǎng)等手段來(lái)有目標(biāo)地?cái)U(kuò)大遺傳基礎(chǔ)。