第四講

園藝植物的繁殖習(xí)性品種類(lèi)別與育種特點(diǎn)? 園藝植物的繁殖方式有哪幾種？? 有性繁殖方式中，植物授粉習(xí)性的研究? 根據(jù)繁殖方式、授粉習(xí)性、人工選育方法的差異，園藝植物

品種類(lèi)

型有哪幾種？各自的選育特點(diǎn)是什么？研

究

意

義作物的繁殖方式與其遺傳特點(diǎn)是緊密聯(lián)系的，為了選育作物新品種而采用的育種方法和程序，也受到作物繁殖方式的制約。需要解決的問(wèn)題園藝植物的繁殖方式? 有性繁殖? 無(wú)性繁殖實(shí)生苗→

嫁接繁殖嫁接苗→

扦插繁殖→

壓條繁殖自根苗→

分株繁殖→

組培繁殖組培苗一、無(wú)性繁殖沒(méi)有發(fā)生受精作用的繁殖方式第一節(jié) 園藝植物繁殖方式和授粉習(xí)性無(wú)有性過(guò)程（配子———合子）無(wú)性繁殖方式之一：營(yíng)養(yǎng)體繁殖（asexual

reproduction）? 用種子以外的營(yíng)養(yǎng)器官進(jìn)行繁殖，所繁殖的后代稱(chēng)營(yíng)養(yǎng)

系或無(wú)性系--（克隆）clone

。營(yíng)養(yǎng)體繁殖：1、特化的營(yíng)養(yǎng)器官：——P33

表2-1①塊莖；②球莖；③鱗莖；④匍匐莖；⑤塊根；⑥根莖等營(yíng)養(yǎng)體繁殖2、一般營(yíng)養(yǎng)器官：根、莖、葉等①嫁接；②扦插；③壓條。扦插：壓條：無(wú)性繁殖的優(yōu)缺點(diǎn)? 優(yōu)點(diǎn)：繁殖速度快；保留母本優(yōu)良特性。? 缺點(diǎn)：①遺傳變異概率小；②多代之后有性器官容易退化，有的喪失有性繁殖能力；③長(zhǎng)期使用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖，容易積累病原生物，導(dǎo)致后代品質(zhì)與產(chǎn)量下降（品種退化）舉例：馬鈴薯種薯退化?

馬鈴薯脫毒——種薯經(jīng)過(guò)一系列技術(shù)措施清除薯塊體內(nèi)的病毒后，獲得的無(wú)病毒或極少有病毒侵染的種薯。二、有性繁殖1、概念：經(jīng)雌、雄配子結(jié)合成合子，形成種子繁殖后代2、根據(jù)授粉方式分類(lèi)：?自花授粉植物：天然異交率在5%以?xún)?nèi)；?異花授粉植物：天然異交率在50%以上；?常異花(自由)/常自花授粉植物：兩者之間，天然異交率達(dá)

5%—50%。花器構(gòu)造、雌雄花的著生位置、和開(kāi)花習(xí)性都對(duì)授粉有影響兩

性

花單

性

花a).

雌雄同株異花b).

雌雄異株具有不同授粉習(xí)性的有性繁殖植物A、自花授粉植物和常自花授粉植物B、異花授粉植物和自由授粉植物返回?自花授粉

(self-pollination

)：

雌蕊接受同一花朵的花粉。?自花授粉植物——以自花授粉方式繁殖后代的植物,又稱(chēng)自交植物。A-1

自花授粉植物（self-pollination

plant）?完全花；雌雄蕊基本同時(shí)

成熟；不存在自交不親

和；花器構(gòu)造獨(dú)特(花冠隔離型、粉藥包圍型）?異交率0~4%，如水稻、小麥、大豆花生等

。水稻花器結(jié)構(gòu)花器構(gòu)造特點(diǎn)：①

雌雄蕊同花、同熟,

二者長(zhǎng)度接近或雄蕊較長(zhǎng)；②

開(kāi)花時(shí)間較短,甚至閉花授粉(花冠隔離)；③

花器保護(hù)嚴(yán)密,其他花粉不易飛入。花冠隔離：比如水稻、小麥、燕麥、狐茅、冰草等?同時(shí)依靠自花授粉和異花授粉兩種方式繁殖后代的作物【棉花、高粱、蠶豆、茄子、辣椒等】?【自花授粉為主要繁殖方式】，通常自然異交率≥10％

(下限)【例外：棉花1-18％，高粱

0.6-50％】A-2

常自花授粉植物(often

self-pollination

plant)自然異交率受植物種類(lèi)、品種、環(huán)境、自身發(fā)育狀況的影響，可變。①雌雄同花；②雌雄異長(zhǎng)或異熟；③雌蕊外露，易接受外來(lái)花粉，花朵開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)。【其它花瓣鮮艷，分泌密汁等】陸地棉核雌蕊伸長(zhǎng)、外露：常自花授粉植物花器構(gòu)造特點(diǎn)：雌、雄蕊異熟特點(diǎn)致死基因環(huán)境影響遺傳純合度遺傳純合度較高（純和基因型）一般不攜帶致死/半致死基因，自交衰退現(xiàn)象不顯著。常自花授粉——具備一定的選

擇優(yōu)勢(shì)對(duì)于自花授粉作物而言，由于自花授粉作物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中已形成了對(duì)自交的適應(yīng)性，所以自交衰退現(xiàn)象不顯著。自花/常自花授粉植物?異交率50％以上，高者95％或100％。★異花授粉作物由于長(zhǎng)期異交、進(jìn)化的結(jié)果，使這類(lèi)作物不能適應(yīng)自交，如果自交，則導(dǎo)致后代的嚴(yán)重衰退，甚至不能生存，而遺傳性不同的親本雜交所得的雜種，一般表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。B-1異花授粉植物（cross-pollination

plants）?普遍發(fā)生在高等植物所有的科?概念：自然狀態(tài)下，雌蕊通過(guò)接受其它花朵的花粉受精繁殖后代的植物。概念比較【植物適應(yīng)異花傳粉的特征】★【機(jī)制1：性別分化、花器發(fā)育】①

單性花——雌雄同株異花（瓜類(lèi)）或雌雄異株（楊、柳）②

兩性花——雌、雄蕊異熟→雄蕊先熟：向日葵、蘋(píng)果、梨等→雌蕊先熟：油菜、木蘭、甜菜、玄參等★【機(jī)制2：花器形態(tài)學(xué)與遺傳學(xué)的差異性】自花授粉不親和（自交不親和，self

incompatibility）——嚴(yán)格的異花授粉植物的遺傳學(xué)機(jī)制①雌雄異株(dioecious)，雌花和雄花分別生長(zhǎng)在不同的植株上。【菠

菜】

②雌雄同株異花（monoecious），雌花和雄花分別著生在同一植株的不同部位。【玉 米】雄穗雌穗玉米：風(fēng)媒花白色胡須狀雌蕊授粉媒介：風(fēng)蟲(chóng)媒花：月季、芍藥、桃等授粉媒介：蟲(chóng)柳蘭：雄蕊成熟，柱頭未伸出。兩性花——雌、雄蕊異熟柳蘭：雄蕊已干癟，柱頭才伸出．1、初開(kāi)放的花,雌蕊成熟,雄蕊尚藏于花冠之內(nèi);2、較老的花朵,雌蕊已萎縮,雄蕊高出花外車(chē)前草的兩蕊異熟——（自交不親和，self

incompatibility）嚴(yán)格的異花授粉植物的遺傳學(xué)機(jī)制廣泛存在于植物界中自花授粉不親和★花器的形態(tài)與遺傳學(xué)差異：①

異型性不親和②

同型不親和同種植物的花器形態(tài)不止一種，導(dǎo)致自交不親和，主要標(biāo)志：花柱與雄蕊長(zhǎng)度

(花器類(lèi)型多少分為：二型、三型)①

異型不親和×√√√受遺傳因素控制的花型多態(tài)性現(xiàn)象【長(zhǎng)花柱型】【短花柱型】?jī)尚突ㄖ?Distyly)【典型的異型花柱植物主要特征】? (1)交互式雌雄異位；? (2)常常具有【異型自交不親和

系統(tǒng)】，

即只有等高的柱頭和

花藥，才能完成授粉與結(jié)實(shí),而自交及型內(nèi)異交的傳粉都是不親和的;? (3)柱頭和花粉具有多態(tài)性（形態(tài)多樣化）【長(zhǎng)花柱型】

【短花柱型】?jī)尚突ㄖ?Distyly)三型花柱（Tristyly）【長(zhǎng)花柱型】【短花柱型】【中花柱型】【長(zhǎng)花柱型】【中花柱型】【短花柱型】? 花器形態(tài)——無(wú)差異? 遺傳基礎(chǔ)——有差異?配子水平——二核花粉?孢子水平——三核花粉花粉與柱頭不親和②

同型不親和?常異交植物，花器結(jié)構(gòu)與開(kāi)花授粉習(xí)性方面與典型的異花

授粉植物相同，但是能夠自由接受自花及異花的花粉，正常受精并繁殖后代。B-2

自由授粉植物（free

crossing-pollinated

plant）異花授粉植物中，具有自花授粉親和性?

大多數(shù)花卉、蔬菜、果樹(shù)，例如：白菜、蘿

卜、芥菜、芹菜、大蔥、韭、萬(wàn)壽菊、石竹、虞美人、一串紅等。【玉

米】——自由授粉雄穗雌穗自花授粉?遺傳純合度高——純合基因型保持不變?一般不發(fā)生近交/自交衰退現(xiàn)象異花授粉?雌雄異株、雌雄同株異花、自交不親和??普遍發(fā)生在高等植物所有的科，會(huì)發(fā)生近交衰退?常自花授粉自花授粉為主要方式自由授粉?具有自交親和性的異花授粉植物?攜帶隱性有害/致死基因，會(huì)發(fā)生近交衰退(弱于異花授粉)相對(duì)的遺傳穩(wěn)定性?花器構(gòu)造、授粉習(xí)性在外界因素的影響下，可發(fā)生變化?遺傳基礎(chǔ)的變化是漸進(jìn)的“自然選擇”的力量！雜合基因型——雜種優(yōu)勢(shì)自花授粉?遺傳純合度高——純合基因型保持不變?一般不發(fā)生近交/自交衰退現(xiàn)象異花授粉?雌雄異株、雌雄同株異花、自交不親和??普遍發(fā)生在高等植物所有的科，會(huì)發(fā)生近交衰退?常自花授粉自花授粉為主要方式；其基本群體主要是由自交產(chǎn)生的后代組成。自由授粉?具有自交親和性的異花授粉植物?攜帶隱性有害/致死基因，會(huì)發(fā)生近交衰退(弱于異花授粉)相對(duì)的遺傳穩(wěn)定性?花器構(gòu)造、授粉習(xí)性在外界因素的影響下，可發(fā)生變化?遺傳基礎(chǔ)的變化是漸進(jìn)的“自然選擇”的力量雜合度較高——雜種優(yōu)勢(shì)三、授粉習(xí)性研究【等位基因、純合、雜合】一條染色體上有許多個(gè)基因，基因在染色體上呈線(xiàn)性排列D

dD看不見(jiàn)基因基因在染色體上看得見(jiàn)染色體d基因在體細(xì)胞內(nèi)是成對(duì)存在的【遺傳學(xué)回顧】?相對(duì)性狀：同一單位性狀在不同個(gè)體間所表現(xiàn)出來(lái)的相對(duì)差異。特定座位：【頭發(fā)顏色】【純合基因型】等位基因一樣，如CC、cc【雜合基因型】等位基因不同，如Cc三、授粉習(xí)性的研究方法授粉習(xí)性的研究步驟自交對(duì)生活力的影響結(jié)籽情況(空間隔離)花器構(gòu)造①②③④【自然異交率】

——

10%

——

50%

————自花常自花自由，異花②中產(chǎn)生的自交種子單一植株＋父本 ０母本田間設(shè)計(jì)圖? 一般作法：選具隱性性狀的品種作母本，用具純合顯性性狀的另一品種作父本。按父、母本成間行或圍繞式種植，任其自由授粉，從母本植株上收獲種子，統(tǒng)計(jì)F1

群體中顯性性狀個(gè)體百分率，即為自然異交率。【自然異交率】

——

10%

——

50%

————自花常自花自由，異花同

型

純

合異

型

雜

合同

型

雜

合異

型

純

合1234第二節(jié)

園藝植物的品種類(lèi)型形成的群體內(nèi)，個(gè)體間的基因型異/同，個(gè)體的基因型純合/雜合來(lái)分類(lèi)純育品種pure

breedingcultivar，遺傳背景相同和基因型純合的植物群體? 理論親本系數(shù)≥0.87?

自花授粉植物的育成品種?

自交使純合基因型保持不變自交系inbred

line，異花授粉植物經(jīng)過(guò)若干代連續(xù)強(qiáng)制自交嚴(yán)格選擇而獲得的群體?

一般不直接用于生產(chǎn)而作為親本用于配制雜交種一、同型純合??

自交引起的雜合基因型的后代性狀發(fā)生分離，逐漸趨向于產(chǎn)生若干種遺傳上不同的純合基因型

。雜交種品種hybrid

cultivar，用遺傳上純合的親本在控制授粉條件下生產(chǎn)的特定組合的一代雜種群體。?

基因型相同，高度純合的F1代群體，雜種優(yōu)勢(shì)明顯，生產(chǎn)力較高營(yíng)養(yǎng)系品種clonal

cultivar，由單一優(yōu)選植株或變異器官無(wú)性繁殖而成的群體。二、同型雜合?

品種內(nèi)個(gè)體表現(xiàn)型一致，遺傳基礎(chǔ)是

高度雜合的。雜交合成群體composite

crosspopulation，自花授粉作物2個(gè)以上的品種雜交，形成分離的群體。?

人工或自然選擇的作用下，使群體發(fā)生遺傳變異，并期望在后代中這些變異不斷加強(qiáng)和向一定的方向發(fā)展。?

群體內(nèi)個(gè)體的基因型是純合的，個(gè)體之間基因型存在一定程度的差異，主要農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)型差異較小。多系品種multiline

cultivar，由

若干個(gè)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)性基本一致而抗性基

因多樣化的相似品系的混合體。三、異型純合?

保持了親本品系的大部分性狀，而使個(gè)別性狀得到改進(jìn)，即抗病性發(fā)生變化（針對(duì)病原菌的不同生理小種）近等基因系自由授粉綜合品種四、異型雜合free

cross

pollinatedcultivar，由自由授粉的植物在品種內(nèi)進(jìn)行

自由隨機(jī)傳粉時(shí)，產(chǎn)生的與其他品種混交的植物群體。synthetic

cultivar，由異花授粉植物的若干個(gè)自交系、家系在隔離條件下，隨機(jī)交配組成的復(fù)雜群體。?

品種群體內(nèi)包含有自交、近交、雜交產(chǎn)生的后代，個(gè)體間基因型有差異，個(gè)體基因型是雜合的，保持本品種的一些主要特性

以區(qū)別于其他品種。?

品種的群體遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，個(gè)體的基因型是雜合的，個(gè)體間的基因型不同?

就群體而言，具有一個(gè)或多個(gè)代表本品種特征的性狀。品種第三節(jié)

各類(lèi)品種的遺傳育種特點(diǎn)?【雜合基因型的個(gè)體自交】其后代的性狀發(fā)生分離，這為育種工作提供了選擇的材料，自交是選擇性狀優(yōu)

良的純合基因型后代的一種基本方法。雜合基因型

→

若干種遺傳上不同的純合基因型不利的純合基因型(自交衰退)優(yōu)良性狀的純合基因型★自交在育種工作中的作用第三節(jié)

各類(lèi)品種的遺傳育種特點(diǎn)二、各類(lèi)品種的育種方法特點(diǎn)（一）純育品種?【選育方法】★自花授粉與單株選擇相結(jié)合，經(jīng)1-2代獲得純合穩(wěn)定的純育品種。? 【育種要求】基因型純合并且性狀整齊一致? 【注意事項(xiàng)】若該性狀是由主基因控制的，只需經(jīng)1-2代的單株選擇，該性狀就可以穩(wěn)定下來(lái)；如屬多基因控制的數(shù)量性狀，則需經(jīng)多代的單株選擇，才能獲得能穩(wěn)定遺傳的純育品種。※自學(xué)【一】繁殖習(xí)性及其對(duì)遺傳變異的影響（二）異花授粉作物的自交系（自交衰退）?

【育種要求】經(jīng)濟(jì)性狀不嚴(yán)格要求，主要經(jīng)濟(jì)性狀上必須具有良好的配合力，重視與繁育相關(guān)性狀（希望自交系的生活力衰退小一些，能夠保持一定的制種產(chǎn)量）。? 【選育方法】連續(xù)多代