第三章種質資源種質庫（germplasmpool）：指以種為單位的群體內的全部遺傳物質，它由許多個體的不同基因所組成。又稱基因庫。種質資源（germplasmresource）

具有種質并能繁殖的生物體的統稱。或稱基因資源（generesourse）。7/20/20234種質資源包括：栽培種、野生種及近緣種，人工創造的種質材料。蘊藏種質的主要材料是：植株、種子，根、莖、葉、芽等無性繁殖器官和營養器官，及愈傷組織、分生組織、花粉、合子、細胞、原生質體、以及染色體和核酸片段等。

7/20/202357/20/202367/20/202377/20/202387/20/202397/20/2023101.1種質資源的作用與現狀1.1.1種質資源的作用種質資源是地球生命的基礎。是人類賴以生存和發展的基礎，是最為寶貴的自然財富。是利用和改良生物的物質基礎，是育種的原始材料及生命科學研究的基礎材料。7/20/202311

一個基因或者一個物種可以影響一個國家的有關的經濟發展；一個優良的生態群落的建立可以改善一個地區的環境。實例：野生稻雄性敗育基因矮桿基因（綠色革命）野生馬鈴薯抗晚疫病基因7/20/202312提供各種工業原料、醫藥品，在娛樂、旅游業中也起著重要作用。

擁有種質資源的數量和質量，以及對其研究的程度是決定育種效果的重要條件，也是衡量一個國家或研究單位育種水平的重要標志。7/20/202313生態系統多樣性熱帶雨林、常綠闊葉林、溫帶落葉闊葉林、寒帶針葉林、紅樹林、草原、高寒草甸、...

7/20/202314生態系統多樣性7/20/2023151.1.2種質資源的現狀與存在問題（1）發展理念的誤區造成種質資源的遺傳侵蝕

人類對品種良種化和遺傳一致性的要求，使傳統的品種被改良品種所取代，并使之加速滅絕。減少了種質資源遺傳多樣性。更大的一致性傾向或遺傳單一性增加了主要作物對流行性病蟲害潛在的遺傳脆弱性。7/20/202316地質史上已發生過5次自然大滅絕(Wilson,1989)原因：地質變化和大災變；地球又一次進入大滅絕時期，當代物種滅絕速度比自然滅絕速度快1000倍(Wilson,1989)！有花植物中約有5％~10％的物種處于受威脅或瀕危之中（陳心啟等,1998）

1個物種滅絕可能影響到幾十個物種的生存。生物多樣性保育的緊迫性7/20/202317人類對資源的需求日趨增長，逐漸造成生態環境的破壞和生物資源流失。如大量采挖野生資源。大量砍伐和焚燒森林，過度放牧，使大量野生動物、植物失去棲生、繁衍的場所。（2）人類活動及現代科技的發展對種質資源的影響7/20/202318城市、工礦的發展占用大量綠地，植被的破壞加劇了生態環境的惡化，反過來又導致了生物資源的進一步流失，形成了惡性循環。現代科技的迅猛發展產生了某些負面的影響。農業機械的廣泛應用，使不適應現代機械要求的品種有逐步消失的危險;化學肥料和農藥的大規模使用，造成大量種質資源減少,用飛機噴撒農藥，使野生資源也受到損失;生物工程的安全性等。B7/20/2023191.2種質資源的類型和特點按其來源分類種質資源的類別：本地的種質資源外地的種質資源野生的種質資源人工創造的種質資源7/20/2023201.2種質資源的類型和特點按其來源分類親緣關系分類種質資源的類別：植物學分類：科、屬、種7/20/2023211.2種質資源的類型和特點按其來源分類親緣關系分類育種實用性分類種質資源的類別：現代優良品種或高產品種、主要商品品種、次要品種、具有特長的、過時類型、育種材料、突變體、原始類型、野草類和野生種十類。

7/20/2023221.2種質資源的類型和特點按其來源分類親緣關系分類育種實用性分類生態類型分類、用途分類種質資源的類別：地方品種、主栽品種、原始栽培類型、野生種及近緣種、育種材料種質資源的類型及性質來分類7/20/2023231.2.1地方品種指那些在局部地區內栽培的品種，或古老的農家品種是長期自然選擇和人工選擇的結果。特定的適應性和抗逆性強適合當地特殊的飲食或觀賞消費習慣和栽培習慣大多沒有經過現代育種技術的改良。7/20/202324有些材料雖有明顯缺點，但往往具有某些罕見的特性，以及具備一些在目前看來雖然并不重要的特殊經濟價值。往往因優良新品種的推廣而被淘汰（特別是過時的或極為零星分散的品種）。是最重要的，具極大遺傳價值和育種潛力的種質資源。7/20/2023251.2.2主栽品種經由現代育種技術改良過的品種，或稱改良品種。遺傳多樣性較地方品種單一，即基因庫較狹窄。適應當前新的消費習慣和生產方式。具有較好的豐產性和較廣的適應性及抗逆性。但外地或外國引入的品種對本國（地）的特殊氣候條件的適應性差于本國（地）的主栽品種它們是育種的基本材料。7/20/2023261.2.3原始栽培類型具有原始農業性狀的類型。是現代栽培作物的原始種或參與種，是經數千年的發展而產生的。不少原始栽培類型已經絕滅。現今往往要在人們不容易到達的地區才能搜集到。基因庫豐富，對本地區氣候條件適應性強。是難得的育種材料。7/20/2023271.2.4野生種及近緣種野生種是生物進化長期自然選擇的的結果栽培作物近緣種是介于栽培和野生類型之間的不同程度的過渡類型，是人工選擇的成果。具備生物多樣性,常帶有作物所缺少的某些抗逆基因，在育種上往往作為抗源資源加以利用。7/20/202328在生產上有些野生近緣種也作為嫁接砧木加以利用。由于人類對生態環境的不斷干擾和破壞，很多野生近緣種已從開墾地上退走，有些種已瀕于滅絕。它是生物科學及植物育種的源泉。7/20/2023291.2.5人工育種材料各種育種途徑的中間材料。如這種材料可以是雜種后代、物理化學誘變育成的突變體，人工誘變的多倍體、體細胞融合材料、遠緣雜交材料、轉基因材料等等，有人稱之為育種中間材料。雖然它們具有某些缺點，而不能成為新的品種，但因具有一些明顯的優良性狀，仍不失為一種優良的親本或種質資源。這類材料，因育種工作的不斷發展會日益增加，這樣會大大豐富種質資源的遺傳多樣性。B7/20/2023301．3園藝作物的起源和進化遠古時期的地理隔離野生植物就地馴化變種和品種全世界形成了不同的作物起源中心社會發展商業、旅游及戰爭各起源中心作物向著中心以外傳播逐漸演化成現今世界園藝作物分布的現狀野生植物人類采集移栽選擇雜交和培育栽培品種7/20/2023311.3.1瓦維洛夫的作物起源中心學說（theoryoforigincenterofcrops）較系統地對作物起源中心研究分類影響較大的有三大系統：即德坎多爾的“三大起源中心論”瓦維洛夫的“八大起源中心論”和茹考夫斯基的“十二大起源中心論”。7/20/202332瓦維洛夫的起源中心學說1920-1940年間，蘇聯瓦維洛夫考察隊跨亞、歐、非、美洲60多個國家，先后180次，搜集了25萬余份植物材料。于1935年發表了《育種的理論基礎》一書，提出栽培植物起源中心學說，并首次繪制了栽培植物起源中心圖。7/20/2023337/20/2023341.3.1.1作物起源中心學說的主要內容提出主要世界作物八大起源中心（centeroforiginofcrops），及其地理分布和植物種類和特點。作物起源中心有兩個主要特征即基因的多樣性和顯性基因的頻率較高，又名為基因中心或變異多樣化中心7/20/2023351.3.1.1作物起源中心的主要內容最初始的起源地稱為初生起源中心（primaryorigincenter）往往是作物顯性性狀和最大遺傳多樣性的聚集地區。作物由初生起源中心地向外擴散到一定范圍時，在邊緣地又會因作物本身的自交和自然隔離而形成新的隱性基因控制的多樣化地區，即為次生起源中心（secondaryorigincenter）。常常具有可利用價值的性狀，如種子、果實增大等。7/20/202336在一定的生態環境中，在相近植物的遺傳變異性中出現平行現象。即同源平行變異律（lawofparallelvariation）。同源平行變異律在作物選育和引種中有重要的指導意義。7/20/2023371.3.1.1作物起源中心的主要內容提出主要世界作物八大起源中心作物起源中心有兩個主要特征（基因的多樣性和顯性基因的頻率較高）起源中心分為初生起源中心次生起源中心同源平行變異律總結：7/20/2023381.3.1.2世界8個作物起源中心（1）中國起源中心或東亞起源中心，主要是中國，其次有日本、朝鮮主要起源的園藝作物如：桃、杏、梅、櫻桃、山楂、棗、銀杏、柿、榛、甜橙、香橙、枇杷、龍眼、荔枝、柚、不結球白菜、大白菜、蔥、萵筍、絲瓜、茼蒿、牡丹、芍藥、菊花等。7/20/202339（2）印度起源中心包括緬甸和阿薩姆（印度東部的省）。主要起源的園藝作物如：芒果、桔、檸檬、枸櫞、椰子、茄子、苦瓜、葫蘆、絲瓜、蛇瓜、虎尾蘭等。（2a）印度一馬來亞起源中心（印度起源中心的補充）包括馬亞群島，一些大島嶼如爪哇、婆羅州、蘇門答臘以及菲律賓和印度支那。主要起源的園藝作物如：穗桔、棕櫚檳榔、面包樹、柚、依蘭、碩竹、豆蔻等。7/20/202340（3）中亞起源中心包括印度西北部、克什米爾、阿富汗、塔吉克和烏茲別克。主要起源的園藝作物如：胡蘿卜、洋蔥、大蒜、菠菜、杏、梨、扁桃、棗、葡萄、胡桃、阿月渾子等（4）近東起源中心包括小亞細亞、伊朗、外高加索。主要起源的園藝作物如：無花果、石榴、葡萄、蘋果、柿、梨、胡桃、扁桃、歐洲甜櫻桃、歐榛、萵苣、韭蔥、甜菜、南瓜、胡蘿卜、甘藍、香芹菜、月桂、罌粟、番紅花等。7/20/202341（5）地中海起源中心包括地中海沿岸地區。主要起源的園藝作物如：油橄欖、甘藍、芹菜、茴香、大蒜、洋蔥、蘿卜、黑芥、白芥、石刁柏、月桂、大馬士革薔薇、鳶尾等。（6）埃塞俄比亞起源中心包括埃塞俄比亞和厄立特里亞山區。主要起源的園藝作物如：埃塞俄比亞芭蕉、咖啡、油棕、西瓜、豇豆、芫荽、秋葵等。7/20/202342（7）墨西哥—中美起源中心包括墨西哥—中美所屬地區。主要起源的園藝作物如：木瓜、番石榴、番茄、辣椒、菜豆、南瓜、仙人掌、龍舌蘭、虎皮蘭等。（8）南美起源中心包括秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞。主要起源的園藝作物如：西番蓮、番荔枝、番石榴、馬鈴薯、番茄、辣椒、南瓜等。7/20/202343（8a）智利亞中心主要起源的園藝作物如：馬鈴薯、草莓等。（8b）巴西—巴拉圭亞中心主要起源的園藝作物如：番櫻桃、風梨、西番蓮等

7/20/2023447/20/202345表1-1原產于中國的主要園藝作物種類國內栽培歷史年）種類國內栽培歷史年）種類國內栽培歷史年）種類國內栽培歷史年）桃>1300大白菜>1400芋（4）>2400白蘭花>1000杏>2600葉芥>2600薹菜>1500菊花>3000中國李>2600大蔥>2600芥藍>800月季>2000白梨>2600茭白>2100根芥>400桂花>1800砂梨>2600菱>3000蕹菜>1600翠菊>1000山楂>2000蓮藕>2500慈姑>2100百合>1500柿>1800蘿卜>2200萱草>3000臘梅>2000棗>2300姜>2000中國蘭花>2000芍藥>4000板栗>2300莖芥>1000梅花>2000山茶>1400獼猴桃>1200毛豆>5000牡丹>2000丁香>1000荔枝>2000冬瓜>2000杜鵑>1500水仙>2000枇杷>1700苘蒿>900玉簪>2000不結球白菜>1500荸薺>2100鳳仙花>400B7/20/2023461.4種質資源的搜集與保存國務院辦公廳于2004年25號文發布“關于加強生物物種資源保護和管理的通知”要求各地區、各有關部門充分認識生物物種資源保護和管理的重要性和緊迫性，開展生物物種資源調查，做好生物物種資源編目工作，制定生物物種資源保護與利用規劃，加強生物物種資源保護基礎能力建設、管理制度建設和科學研究等。2004年，江蘇省政府辦公廳根據《國辦通知》，頒布了《省政府辦公廳關于加強生物物種資源保護和管理工作的通知》。7/20/2023471.4種質資源的搜集與保存1.4.1種質資源的調查1.4.1.1種質資源調查的目的和意義摸清當地的園藝資源，可以直接或間接地應用于生產。為園藝作物發展規劃或品種區域化提供資料。編寫園藝作物志，或整理成文獻。為資源的搜集、保存和研究利用提供了信息。7/20/2023481.4.1.2種質資源調查的主要內容地區情況調查:社會經濟和自然(地形、氣象、土壤、植被等)園藝資源概況調查:栽培歷史和分布，種類和品種，繁殖方法和栽培管理，生產供銷和利用及存在的問題和提出的要求。園藝種類品種調查:

記載種類和品種的一般概況，生物學特性，形態特征，經濟性狀以及某些潛在的可利用價值等。標本資料采集和制作:對植物的根、莖、葉、花、果等器官進行錄相或繪圖，成分分析和標本的制作。資源調查整理和總結做好最后的資料整理和總結分析工作。7/20/2023491.4.2種質資源的搜集根據需要和目的，有針對性地搜集種質資源。對需要的種質資源要采用一切必要途徑進行搜集。如，通訊聯系、現場引種。組織考察隊進行搜集。種苗的搜集要遵照種苗的調撥制度。要求質量高、典型、有生活力，以便繁殖和保存。一定要注意檢疫。搜集時應由近及遠，從本地到外地，逐步進行搜集。集時要做到細致、無誤、分類，不重復、不遺漏。1.4.2.1種質資源搜集的一般原則7/20/2023501.4.2.2種質資源搜集的方法（1）當地種質資源的搜集

主要是當地的優良品種或品系，不用鑒定或生態適應等問題，只要采用適當的材料就地保存即可。

7/20/2023511.4.2.2種質資源搜集的方法（1）當地種質資源的搜集

（2）野生種質資源的搜集

必須搜集本屬內每個種的野生植物，獲取屬內全部的有利基因。搜集區域應注重種類豐富的遺傳多樣性中心和經常出現某些特異性狀的地區。搜集時間以花期或果實成熟期為宜，有利于材料開花結果習性，果實經濟性狀等性狀的鑒定。搜集這類種質時應注意某些特定性狀，特別是經濟性狀和抗性。特別是在惡劣的氣候條件下依然生存的植株。7/20/2023521.4.2.2種質資源搜集的方法（1）當地種質資源的搜集

（2）野生種質資源的搜集

（3）外地種質資源的搜集

是指從國內外其它地區引入種質資源，簡單引種或馴化引種。搜集時要調查兩地生態環境，一般來講，馴化引種必須搜集種子，簡單引種可引進接穗或無性繁殖材料。搜集時一定要嚴格遵守檢疫和編號登記制度搜集后的外地種質要多點試驗，再進行大規模推廣。7/20/2023531.4.3種質資源的整理搜集到的種質資源將樣本對照現場記錄，進行初步整理歸類，將同物異名者合并，將同名異物者予以訂正。給以科學的登記和編號，包括統一編號、品種名稱、原產地、來源地、保存單位，或用以查找重復和定位號等項目以便為保存和進一步研究提供依據。7/20/2023541.4.4種質資源的保存是指利用天然或人工創造的適宜環境保存種質資源。防止資源流失，便于研究利用。保存的種質資源主要包括以下幾個方面：（1）主栽品種、地方品種、過時品種、原始栽培類型、野生近緣種、育種材料等。（2）可能滅絕的稀有種和已經瀕危的種質，特別是栽培種的野生祖先。（3）尚未很好改良利用，但具有潛在利用價值的種質。7/20/202355

種質資源保存的方式（1）就地保存指在園藝植物生長所處的自然環境中采取措施，來保護和保存種質資源。建立自然保護區、人為圈護古樹和名花。

可可西里自然保護區貴州茂蘭自然保護區自然保護區7/20/2023567/20/202357（2）遷地保存（種植保存、資源圃保存）指將園藝植物由原產地或次生地整株遷離，移栽在資源圃等圃中加以保存。

建立諸如園藝種質資源圃、品種園、植物觀賞園、原始材料圃。

主要適用于無性繁殖園藝植物的保存。廣東省農業科學院果樹研究所資源圃目前收集保存國內外香蕉種質215份，

還收集了國內外柑桔、龍眼、番石榴、木瓜、芒果、西番蓮、楊桃、菠蘿、樹菠蘿、枇杷、黃皮等優良果樹種質資源，其中柑桔種質資源共有30份，龍眼50份、枇杷32份，芒果46份，菠蘿29個品種（品系），橄欖31份，板栗18份，柿18份，其他49份，共23個樹種，303份種質資源。7/20/202358（3）種子保存

建立植物種子庫保存種子，這是目前以種子為繁殖材料的植物應用最普通的資源保存方法。

正常性種子（orthodox）種子含水量干燥到5％或更低，但不影響其壽命，這類種子為正常性種子。一般的糧食、蔬菜和花卉種子都是正常性種子。頑拗性（recalitrant）種子頑拗性種子大多是產于熱帶、亞熱帶植物及水生植物的種子，如：枇杷、荔枝、芒果、鱷梨、菠蘿蜜、番櫻桃、茭白等的種子在干燥過程中往往發生脫水損害，其含水量降低到12~31％之間時，就會迅速降低活力，甚至全部死亡。7/20/202359種子的壽命

種子的壽命決定于植物的遺傳外，影響種子壽命的主要環境因素是貯存濕度和溫度。不同植物的種子壽命對溫度和濕度的反應有所差異，一般種子含水量在8％以下，密封在薄鐵罐或玻璃容器內放在陰涼室內，多數種子可保持生活力10年左右。7/20/202360保存種子的種質庫的類型

短期庫任務是臨時貯存應用材料，并分發種子供研究、鑒定、利用，庫溫10~20℃，相對濕度45~60％，種子存入紙袋或布袋，一般可存放5年左右。

7/20/202361保存種子的種質庫的類型

短期庫中期庫任務是繁殖更新，對種質進行描述鑒定、記錄存檔，向育種家提供種子，庫溫0~10℃，相對濕度60％以下，種子含水量8％左右，種子存入防潮布袋，硅膠的聚乙烯瓶或螺旋口鐵罐，要求安全貯存10~20年；7/20/202362保存種子的種質庫的類型

短期庫中期庫長期庫是中期庫的后盾，防備中期庫種質丟失，一般不分發種子；為確保遺傳完整性，只有在必要時才進行繁殖更新，庫溫在-10℃，-18℃或-20℃，相對濕度50％以下，種子含水量5％~8％，種子存入盒口密封的種子盒內，每5~10年檢測種子發芽力，要求能安全貯存種子50~100年。國家種質庫

7/20/202363一般用于多年生無性繁殖植物、水生植物和其它種子為頑拗性的種類。可以生態習性分，如水生植物資源圃。或以科或屬為單位，如梨屬、山茶屬、杜鵑屬等各類植物的資源圃。（4）資源圃種質保存7/20/202364（5）離體保存

離體條件下，保存植物的細胞、組織或器官等方式保存種質資源。最適合的植物：頑拗性植物、水生植物和無性繁殖植物的種質資源離體保存。7/20/202365（6）基因文庫保存

B從植物中提取大分子量的DNA，用限制性內切酶將其切成許多DNA片段。然后再通過載體把該DNA片段轉移到繁殖速度快的大腸桿菌中去，通過大腸桿菌的無性繁殖，產生大量的、生物體中的單拷貝基因。不僅可以長期保存該物種的遺傳資源，而且還可以通過反復的培養繁殖、篩選，來獲得各種基因。7/20/2023661.5種質資源的評價與利用1.5.1種質資源的鑒定對搜集保存的資源進行全面的性狀鑒定和研究，作出科學評價。可以說知之越深則用之越當。種質資源鑒定技術經歷了從外部形態到內部生化，最后深入到DNA的三個研究層次。目前，種質資源鑒定技術正朝著綜合化、自動化、計算機化的方向發展。7/20/202367表1-2種質資源鑒定技術分類研究層次鑒定依據鑒定方法、技術備注形態學形態特征種子形態特征鑒定法幼苗形態特征鑒定法植株形態特征鑒定法直觀、經濟栽培學栽培性狀栽培性狀鑒定法分辨率低細胞學染色體特征染色體計數鑒定法染色體核型鑒定法標記少解剖學組織構造特征種皮解剖鑒定法果皮解剖鑒定法根皮率鑒定法分辨率低物理學熒光特性超顯微結構特征電導性熒光鑒定法熒光掃描圖譜鑒定法花粉電鏡掃描鑒定法電阻、電導率鑒定法分辨率低標記少穩定性差7/20/202368表1-2種質資源鑒定技術分類（續表）生理學生理反應激素反應敏感性鑒定法光周期反應鑒定法缺礦質元素反應鑒定法穩定性差穩定性差標記少化學化學成分色譜鑒定法層析鑒定法酚類染色鑒定法碘化鉀鑒定法次生物質鑒定法多態性低多態性低多態性低多態性低生物化學蛋白質生化特性同工酶電泳鑒定法醇溶蛋白電泳鑒定法谷蛋白電泳鑒定法多態性較強分子生物學DNA序列差異RFLP技術鑒定法RAPD技術鑒定法SSR技術鑒定法AFLP技術鑒定法原位雜交技術鑒定法多態性高精度高標記多7/20/2023691.5.2種質資源的評價在搜集、保存、研究鑒定種質資源的基礎上，對種質資源進行恰如其分的評價，是有效合理地利用種質資源的重要前提。評價涉及到多層次的研究領域，需要多個學科協作完成，國際標準化以及編碼化的種質資源的評價體系和有效的操作程序。7/20/202370所基因庫研究所計算機化數據室外單位贈予田間搜集增殖復份樣品送其它長期保存中心登記性狀描述全面評價交流學科評價遺傳學細胞學植物化學生理學等農藝評價抗病性抗逆性豐產性品質鑒定發芽生長

基因庫

研究所計算機化數據室基因庫登記資源的評價及操作程序（CGIAR，1982

7/20/2023711.5.3種質資源的利用園藝資源的直接利用如許多野生種、近緣野生種或半栽培種園藝材料經過鑒定評價后直接用作砧木或觀賞植物

園藝資源的間接利用可以作為育種原始材料加以利用。特別是近緣野生種綜合性狀較差或很差，但往往有著某些潛在的育種利用價值，如抗逆性很強等特性。7/20/2023721.6種質資源的創新種質創新（germplasmenhancement）泛指人們利用各種變異，通過人工選擇的方法，根據不同目的而創造成的新作物、新品種、新類型、新材料。廣義的種質創新除了上述含義外還應包括種質拓展（germplasmdevelopment），指使種質具有較多的優良性狀，如將高產與優質結合起來；以及種質改進（germplasmimprovement）泛指改進種質的某一性狀。