[教育]園林植物花卉育種學(xué)ppt課件第3章引種馴化

1、第三章 引種馴化,一、概述（一）基本概念1.引種 ( Introduction ) 把植物從原始分布地區(qū)遷移到新的原來沒有分布的地區(qū)種植的方法。,狹義引種：僅指從外地或國外引入植物新品種，通過栽培實(shí)驗(yàn)、繁殖推廣，從而豐富園林植物資源。廣義的引種：從外地或國外引入本地區(qū)沒有的植物優(yōu)良品種或遺傳資源，作為推廣品種或育種材料應(yīng)用；,馴化 ( Domestication ) 引進(jìn)來的種或品種，有的表現(xiàn)很好，可

2、以直接利用，有的表現(xiàn)不好，常常有不服水土的現(xiàn)象，需要采用一些技術(shù)措施，使其改變遺傳性，慢慢適應(yīng)新環(huán)境的過程，這就叫做馴化。 如選擇小氣候，加溫，加光等,（二）引種的意義栽培植物起源與演化的基礎(chǔ)；快速豐富本地植物材料的方法；最為經(jīng)濟(jì)的手段；引種所需要的時(shí)間短，投入的人力和物力較少，見效比較快，比較經(jīng)濟(jì)保護(hù)瀕危植物的有效措施；便于精心養(yǎng)護(hù)為進(jìn)一步育種工作提供材料；為其它生物學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。,育種工作首先考慮引種的可能

3、性，只有在沒有類似的品種可供引進(jìn)時(shí)，才著手進(jìn)行其它育種方法創(chuàng)造新品種。,(三) 引種馴化的歷史,人類文明之始；國內(nèi)引種；國際引種；中國從世界各國引進(jìn)的植物；西方從中國引走的植物,張騫出使西域時(shí)將核桃、石榴、葡萄引入內(nèi)地引入最早的有懸鈴木在公元430年引入西安后引入的有桉樹、茉莉花（原產(chǎn)我國西部和印度 ）夾竹桃原產(chǎn)印度及伊朗。 菩提樹、塞楝、大花紫薇洋玉蘭（原產(chǎn)于美洲）、洋槐（北美 ）番茄、番木瓜、番薯,來自日本的有

4、龍柏、雞爪槭、黑松、赤松、日本冷杉、日本五針?biāo)?、日本晚櫻等；來自印度的有雪松、柚木等；來自北美的有鉛筆柏、池杉、濕地松、火炬松、香柏、廣玉蘭、北美鵝掌楸、剌槐等；來自地中海的有月桂等。,鉛 筆 柏,雪 松,草本花卉：來自美洲的有霍香薊、蒲包花、波斯菊、蛇目菊、花菱草、銀邊翠、天人菊、千日紅、含羞草、紫茉莉、月見草、矮牽牛、半支蓮、蔦蘿、一串紅、萬壽菊、金蓮花、美女櫻、百日菊、大麗菊、晚香玉等；來自歐洲的有金魚草、雛菊、彩葉

5、甘藍(lán)、矢車菊、桂竹香、飛燕草、香石竹、三色堇、金盞菊、香豌豆等；來自亞洲的有雞冠花、雁來紅、曼陀羅等；來自大洋洲的有麥稈菊；來自非洲的有天竺葵、馬蹄蓮、唐菖蒲、小蒼蘭等。,天人菊,霍香薊,蛇目菊,僅北京植物園引入的栽培植物有3000種杭州植物園4000種。如赤松、黑松、懸鈴木、龍柏、柚木、紅杉、池杉、落羽杉、濕地松、火炬松、廣玉蘭、刺槐、北美鵝掌楸、桉樹、銀杏、木麻黃、歐美楊、健楊、晚花楊紫穗槐、薔薇、櫻花等，草花有蒲包花、波

6、斯菊、紫茉莉、含羞草、矮牽牛、半枝蓮一串紅、萬壽菊、金蓮花、美女櫻、百日草、羽衣甘藍(lán)、矢車菊、飛燕草、香石竹、三色堇、金盞菊、香豌豆、金魚草、貴竹香、大麗菊、郁金香等,刺槐,,,,,,,西方、日本從中國引走大量植物日本：荷花、梅花、牡丹、菊花、芍藥、茶花等；英國從中國引走了紫藤、月季、香水月季及大花香水月季、野薔薇、杜鵑花。英國愛丁堡皇家植物園，有中國原產(chǎn)的活植物1 500種。丘園1/3美國加州70%北美、意大利、 德國

7、、荷蘭等國家引種了大量中國植物類,二、引種馴化的原理（內(nèi)因、外因、歷史）,（一）引種的遺傳學(xué)基礎(chǔ)反應(yīng)規(guī)范（1）概念：同一基因型的植物對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)幅度。 同一基因型在不同的環(huán)境下，能保持相同的表現(xiàn)型，也會(huì)出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型，所以植物有適應(yīng)一定環(huán)境變化的能力,引種是植物在其基因型適應(yīng)范圍內(nèi)遷移。植物的適應(yīng)范圍受到基因型的嚴(yán)格制約。 如垂柳、榕樹雜合程度大的品種具有較大的適應(yīng)性,（2）飾變和形變飾變（modific

8、ation） 植物種類或品種對(duì)在進(jìn)化過程中經(jīng)常發(fā)生的環(huán)境條件，通常都具有較高的適應(yīng)性，這種現(xiàn)象叫飾變。如落葉樹種在節(jié)律性日照長度和溫度的變化下引起的秋季落葉，這是植物本身表現(xiàn)的自體調(diào)節(jié)，有利于增強(qiáng)其對(duì)冬季嚴(yán)酷條件的適應(yīng)性。,形變（morphoses） 植物對(duì)其進(jìn)化過程中很少發(fā)生的環(huán)境條件，則適應(yīng)能力很弱，這種條件下所產(chǎn)生的反應(yīng)叫形變。如秋季多雨引起的枝條徒長，農(nóng)藥引起的藥害等。飾變反映植物種類或品種在擴(kuò)大適應(yīng)范圍上的潛力

9、形變則反映適應(yīng)范圍的狹窄（不良的反應(yīng)）。,潛在基因 生物體的基因只有在適宜的環(huán)境條件下才能得以表達(dá)。 適宜的環(huán)境條件可以激活一些基因表達(dá)，因此原產(chǎn)地沒有表達(dá)出來的性狀有可能在異地條件下表達(dá)出來。,植物的引種是在植物具有潛在的適應(yīng)基因的條件下獲得成功的。,promoter,（二） 植物與生態(tài)環(huán)境的綜合分析（氣候相似性理論）。 引種成效的關(guān)鍵,在于正確掌握植物與環(huán)境關(guān)系的客觀規(guī)律。 德國慕尼黑大學(xué)林學(xué)

10、家麥依爾教授在《自然歷史基礎(chǔ)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(chǎn)地和新栽培地有氣候條件相似的地方。,1.從生態(tài)條件相似的地區(qū)引種容易成功，相反則困難。一二年生植物 容易，調(diào)節(jié)種植期，改進(jìn)栽培措施多年生植物 難，接受全年（多年）各種生態(tài)因子考驗(yàn)，不容易人為控制 如：大葉桉（澳大利亞到我國東南沿海生長良好）、紅松（東北到南方不能成活）、夏蠟梅(杭州植物園的小氣候中生長良好),2.地理位置是

11、影響氣候條件的主要因素緯度相近的地區(qū)，相互引種較易光照長短一致我國從緯度相近的意大利、墨西哥引種冬小麥較易成功。但中國各地與歐洲同緯度地區(qū)相比，冬季氣溫明顯偏低，1月份的月均溫中國東北要偏低14—18℃，華北偏低10—14℃，長江以南偏低8℃左右，華南沿海偏低5℃左右，因此，引種時(shí)仍需注意分析具體氣候特點(diǎn)。 海拔高度對(duì)緯度有補(bǔ)償作用,3.園林植物本身的適應(yīng)能力在引種過程中起一定作用刺槐（濕—干條件下均宜）、輻射松（美國---

12、新西蘭生長更好）垂柳，夏季26.5-43 ℃，冬季-6.5--29 ℃，亞熱帶和溫帶均可適應(yīng)能力較強(qiáng):柳類、槐、榆、椿、香椿、桑、麻櫟、核桃、柿、葡萄、石榴、香水月季適應(yīng)能力較弱：毛白楊（涼爽濕潤，黃河流域）、七葉樹（黃河流域）、楸、梓（溫帶）、毛竹、榕樹、桃花心木,火炬樹是一種外來入侵物種，1959年由中國科學(xué)院植物研究所引入我國，1974年以來陸續(xù)向全國推廣。目前黃河流域、長江流域也廣泛栽培。該物種有非常強(qiáng)的侵占力，凡

13、是海拔500－3000m，降水在300mm以上、溫度在25－45攝氏度之間、年平均溫度在8攝氏度以上均能夠繁殖。,,,,,,,,,（三）主導(dǎo)生態(tài)因子的分析（土、肥、水、光、氣、熱）溫度水分光照土壤生物因素風(fēng)….,溫度 溫度因子最顯著的作用是支配植物的生長發(fā)育，限制著植物的分布。 其中包括年平均溫度、積溫、最高、最低溫度及其持續(xù)時(shí)間、季節(jié)交替特點(diǎn)等。 特別是幾十年一遇的絕對(duì)最低溫度,溫度不僅隨緯度而變化，

14、而且隨著海拔的變化而變化，海拔每升高100m，平均溫度下降0.5—0.6℃。（1）年平均溫度是首要考慮的因子梅喜溫暖而較耐寒，又需冬季一定低溫的刺激，而以年平均溫度在16-23℃的地區(qū)，生長發(fā)育最好 人參喜冷涼氣候,在年平均溫度2.4～13.9℃ （2）有效積溫影響植物的生長發(fā)育對(duì)積溫要求高的植物多分布在較低緯度地區(qū)對(duì)積溫要求低的植物多分布在較高緯度地區(qū)但也有環(huán)境因子相互補(bǔ)償作用,,石榴原產(chǎn)于亞洲中部至近東。中國于漢代

15、引種,云南已有一千多年的栽培歷史。喜溫喜光,在年有效積溫5000℃、日照1100小時(shí)以上環(huán)境生長較好。茶樹生長適宜的年有效積溫應(yīng)在4000℃以上。我國茶區(qū)的年有效積溫一般在4000-8000℃。有效積溫越多，年生長期越長。,（3）低溫是北引的限制因子,高溫是南引的限制因子。例如1977年的嚴(yán)寒使廣西南寧胸徑超過30cm的非洲桃花心木全部凍死，鳳凰木也大部分凍死，木麻黃在絕對(duì)低溫低于-30℃時(shí)遭受凍害。油松由沈陽移栽到長春，起初生

16、長正常，1956-57年間，20年樹齡被凍死。如北方的紅松、水曲柳南引后越夏就成為難關(guān)。有些植物需低溫以滿足其通過休眠，或二年生植物的春化階段需要例如，要求15℃以下的天數(shù)：油松為90~120天，赤松60天，毛白楊75天，白榆75天，北京小葉楊35天。,水曲柳,,,水曲柳,紅 松,（4）最高最低溫度的持續(xù)時(shí)間的影響例如，藍(lán)桉可忍受-7.3℃的短暫低溫，但在云南省陸良縣，1975年最低溫度僅-5.4℃，持續(xù)低溫5天，即致使大部

17、分遭受嚴(yán)重凍害。1976年冬，低溫持續(xù)時(shí)間長，云南的桉樹、銀樺、西雙版納的三葉橡膠、海南的椰子等均受凍害（5）季節(jié)交替的影響高緯度引到中緯度，初春天氣不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)暖就會(huì)引起萌動(dòng)，一旦寒流再度侵襲就會(huì)造成凍害。如朝鮮楊引種到北京，正因該原因而生長不良。,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,（1）年降水量的影響450—550mm為寒溫帶落葉針葉林區(qū)；500—1000mm為溫帶落葉闊葉林區(qū)；10

18、00—2000mm為亞熱帶常綠闊葉林區(qū)；1200—2200mm為熱帶雨林區(qū)；150—500mm為溫帶草原區(qū)，該區(qū)樹種很少，多為禾本科、豆科、莎草科等草本植物。膠東半島的昆崳山區(qū)從南方引種杉木時(shí)，獲得成功。中國的珙桐在歐洲引種成功，而北京因干旱難以成功。,（2）降水量的季節(jié)分配的影響（雨型的影響）雨量的不同季節(jié)分配型，稱為雨型。我國東部引種夏雨型加勒比松、濕地松生長良好，而引種冬雨型的輻射松、海岸松等則生長不良。非洲南部

19、把輻射松、海岸松種植到冬季降水的西海岸，把夏雨型長葉松種植到夏季降水的東海岸，結(jié)果生長良好。東北的紅瑞木不能引種到北京（冬季降水量少）（3）大氣相對(duì)濕度的影響,光照 光照對(duì)引種的影響大致包括晝夜交替的光周期、日照強(qiáng)度和光質(zhì)。,光周期現(xiàn)象：長期生長在不同緯度的植物，形成對(duì)晝夜長短有一定的反應(yīng)短日照植物，如一品紅、長壽花、秋菊等。 長日照植物，如唐菖蒲、金盞菊等 低緯度到高緯度，推遲封頂，降低了抗寒性 高緯度到低緯

20、度，提前封頂，縮短了生長期，抑制正常生命活動(dòng),光強(qiáng)和光質(zhì)也隨緯度、海拔、地形、坡向等而改變。 光照強(qiáng)度隨緯度增加而減弱，隨海拔升高而增強(qiáng)；北坡的光照比平地弱。光質(zhì)的變化是低緯度短波藍(lán)紫光多，隨著緯度的增高，長波紅光增多；隨著海拔升高短波光逐漸增加。,陽性植物如臭椿、懸鈴木、銀杏、黃連木、烏桕等；陰性植物有杜鵑、蘭花、山茶、海桐、八仙花、黃楊、常春藤等；中性植物有槐樹、七葉樹、側(cè)柏等。,土壤 土壤的理化性質(zhì)、含鹽量

21、、pH值以及地下水位的高低，都會(huì)影響園藝植物的生長發(fā)育。 我國南方引種油橄欖，因缺銅而葉端變黑； 澳大利亞引種輻射松，由于土壤中缺鋅和磷，而生長不良，施加這類元素后生長有所改善。,油橄欖,最主要因素是酸堿度的差異。土壤酸堿度決定了植物分布范圍，從而形成各種不同植物群落。植物根據(jù)對(duì)土壤酸堿度的要求不同酸性土植物，如馬尾松、杜鵑、梔子花、山茶等；中性土植物，大多數(shù)園林植物屬于此類；堿性土植物，如檉柳、紫穗槐

22、、桂香柳等。,檉 柳,生物因素土壤微生物、病蟲害、風(fēng) 植物在原產(chǎn)地和土壤系統(tǒng)形成共生關(guān)系,對(duì)一某些土壤微生物產(chǎn)生依賴.如蘭花、松樹1974年廣東引進(jìn)加勒比松 失敗 有些難以控制的嚴(yán)重病蟲害影響植物引種。,（四）歷史生態(tài)條件的分析 植物適應(yīng)性的大小，不僅與目前分布區(qū)的生態(tài)條件有關(guān)，而且與其系統(tǒng)發(fā)育歷史上經(jīng)歷的生態(tài)條件有關(guān)。,蘇聯(lián)庫利季亞索夫在20世紀(jì)50年代初提出。許多植物分布受地質(zhì)及古氣候變

23、遷的影響,只有了解植物區(qū)系歷史發(fā)展,才有助于選擇引種對(duì)象,制定引種馴化措施,確定適宜栽培區(qū)。根據(jù)生態(tài)歷史方法，引種時(shí)應(yīng)對(duì)起源古老的單型屬（1屬內(nèi)只有1種）和少型屬（1屬內(nèi)只有2～6種植物）加以重視。中國有很多單型或少型屬植物,它們目前分布范圍很窄,但其抗性及適應(yīng)性較強(qiáng)，引種成功的較多，如杜仲、水杉、金錢松、鵝掌楸等。,（1）植物生態(tài)歷史愈復(fù)雜，適應(yīng)潛力和范圍可能愈大。植物的現(xiàn)代自然分布區(qū)只是在一定的地質(zhì)時(shí)期，特別是最近一次冰

24、川時(shí)期形成的。例如我國特有的水杉，在地質(zhì)年代中，廣泛分布于歐洲西部、美國、日本等地。歐、美許多國家都進(jìn)行了引種栽培，且都生長良好。而引種華北地區(qū)的油松則屢遭失敗,（2）進(jìn)化程度較高的植物，引種更易成功。該類植物系統(tǒng)發(fā)育中所經(jīng)歷的生態(tài)條件可能較為復(fù)雜，適應(yīng)性的潛在能力更大喬木類型的較灌木類型為原始；木本較草本為原始；針葉樹較闊葉樹為原始例如：北京植物園，曾引進(jìn)進(jìn)化程度低的松屬70個(gè)種和變種，若干年后，保留下22個(gè)種；進(jìn)化

25、程度高的丁香屬，引進(jìn)77個(gè)種和變種，保留下49個(gè)種。,三、引種馴化的原則與方法,（一）引種馴化的原則適地適樹；改樹適地；改地適樹。,（二）引種的程序確定引種馴化目標(biāo)及其可行性分析；選擇引入材料（1）本地沒有的新材料；（2）與引入地植物有系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；（3）以往有相關(guān)引種的技術(shù)記載；（4）對(duì)改良本地植物提供新的基因資源。,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膱@林發(fā)展情況，了解人們的生活需求，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀?、?jīng)濟(jì)條件和現(xiàn)有品種存在的問題，有目的、有

26、計(jì)劃地從國內(nèi)外引進(jìn)新品種。廣州市的引種馴化目標(biāo)：（1）引進(jìn)冠大蔭濃的行道樹新樹種；（2）注重彩葉植物引種馴化；（3）蘭科植物的引種馴化 （4）…..,2．引種材料的收集和登記充分了解與引種目標(biāo)相關(guān)種的分布范圍和種內(nèi)變異類型。篩選出適合引進(jìn)的植物種類。,收集途徑：交換，購買、贈(zèng)送、考察收集登記：材料名稱 編號(hào)來源地引種時(shí)間引種人材料狀況,3. 引種材料的檢疫對(duì)新引進(jìn)者進(jìn)行嚴(yán)格檢疫。危險(xiǎn)病蟲害；疫區(qū)植物的

27、消毒處理；隔離種植。特設(shè)檢疫圃種植避免潛在的病蟲害和雜草。澳大利亞等地引入的仙人掌 Opuntia spp. 成災(zāi)，后用天敵昆蟲 Cactoblastis cactorum 得以控制滇池的水葫蘆四川等地的紫莖澤蘭桉樹的引進(jìn)腫柄菊,,,紫莖澤蘭,桉樹引進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)：三四年就能成材，防止水土流失，桉油可以制成清涼油等產(chǎn)品。缺點(diǎn)：它需要大量的水分，象一部抽水機(jī)一樣，引起地下水水位下降.樹葉不容易腐爛，土壤板結(jié)，失去肥力。

28、因?yàn)楫a(chǎn)生的桉油，在樹底下的草都不長了。,4. 引種試驗(yàn)（1）種源試驗(yàn)（2）品種比較試驗(yàn) （3）區(qū)域化試驗(yàn),,（1）種源試驗(yàn) 對(duì)同一種植物材料不同地理種源材料的對(duì)比栽培試驗(yàn)特點(diǎn)：品種多每個(gè)品種材料數(shù)量少圃地要求多樣化目的：比較在新環(huán)境中的反應(yīng)，選出最適宜的類型，作為進(jìn)一步引種馴化試驗(yàn)的原始材料。,（2）品種比較試驗(yàn) 試驗(yàn)對(duì)象：種源試驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)良的生態(tài)型試驗(yàn)面積較大試驗(yàn)時(shí)間：?jiǎn)棠绢?長期試驗(yàn)灌木類和多年生草本

29、植物 中期試驗(yàn)一年生草本植物 短期試驗(yàn)（2—3年）。試驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步淘汰不適宜種類,（3）區(qū)域化試驗(yàn) 對(duì)象：品種比較試驗(yàn)的優(yōu)良者查明適宜推廣范圍試驗(yàn)內(nèi)容：試驗(yàn)地點(diǎn)、試驗(yàn)面積、引種數(shù)量、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及完成試驗(yàn)計(jì)劃的措施等。,引種試驗(yàn)的觀測(cè)指標(biāo)（1）觀賞特性（2）物候期（3）抗逆性指標(biāo)（4）適生環(huán)境,5. 栽培推廣,品種繁殖栽培技術(shù)推廣品種評(píng)價(jià)和品種管理,種質(zhì)資源的調(diào)查,環(huán)境資料分析,材料收集,繁殖推廣,,,,引種試

30、驗(yàn),,（種源試驗(yàn)）（品種比較試驗(yàn)）（區(qū)域試驗(yàn)）,交換、購買、贈(zèng)送、考察收集,自然生境、栽培地條件、主導(dǎo)生態(tài)因子,種的分布范圍種內(nèi)變異栽培分布狀況,加強(qiáng)檢疫,引種馴化的基本程序,（三）引種方法引種遺傳可塑性大的植物材料種子引種，雜種實(shí)生苗引種；逐代遷移馴化法 （設(shè)中間點(diǎn)）；多代連續(xù)馴化（一直在引種地）；引種馴化栽培技術(shù)的研究；引種結(jié)合選擇；引種結(jié)合育種（雜交、基因工程）。,引種馴化栽培技術(shù)的研究；播種南種北移延

31、期播種（避免小苗受凍）北種南移提早播種（增加在長日照條件下的生長期和生長量）栽植密度南種北移 密植（相互保護(hù)）北種南移 稀植苗期管理南種北移 控水、冬前施P、K肥北種南移 苗期施N肥和追肥，延遲封頂減少熱害,4. 土壤南種北移 微酸性北種南移 選取酸性樹種5. 日照處理南種北移 苗期遮早晚光北種南移 延長生長期6. 防寒、遮蔭7. 種子的特殊處理種子萌動(dòng)時(shí)，（低溫、高溫）變

32、溫處理萌動(dòng)后干燥處理，增強(qiáng)植物的抗旱能力,低溫春季旱風(fēng)光照長短變化季節(jié)變化空氣濕度水分、水質(zhì)變化土壤性質(zhì),南樹北移的技術(shù)措施,防寒防風(fēng)（臨冬修剪）遮陽網(wǎng)加強(qiáng)管理人工噴霧補(bǔ)充酸性成分土壤改良,北樹南移的技術(shù)措施,高溫高濕光照短季節(jié)變化水分,適當(dāng)稀植補(bǔ)光栽培措施增加灌溉（延遲封頂）,引種要結(jié)合選擇來進(jìn)行 引入的品種栽培在不同于原產(chǎn)的的自然條件下，必須會(huì)發(fā)生變異。 這種變異的大

33、小決定于原產(chǎn)地和引入地區(qū)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(yǎng)繁殖的群體 —— 選擇優(yōu)良單株，或建立優(yōu)良單株的無性系，培育新品種。,四、引種馴化成功的標(biāo)準(zhǔn)在與原產(chǎn)地時(shí)比較，不需要特殊的保護(hù)能夠露地越冬或越夏而生長良好;沒有降低原來的經(jīng)濟(jì)或觀賞品質(zhì);能夠用原來的繁殖方式（有性或營養(yǎng)）進(jìn)行正常的繁殖。沒有明顯或致命的病蟲害危害,五、引種中應(yīng)注意的問題,堅(jiān)持“既積極又慎重”的原