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第1章电子教案


第1章
一、授课章节

植物遗传育种技术

第一节 植物遗传的基本知识(1)
第一节 植物遗传的基本知识(1) 。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握遗传、变异、同源染色体、非同源染色体、有丝分裂、减数分裂、受精、双受 精的概念。 2.掌握真核

细胞的结构、染色体的组成。 3.掌握有丝分裂与减数分裂的意义。 4.掌握双受精的过程。 5.了解遗传和变异的关系。

四、教学重点、难点分析 重点:
1.染色体的组成。 2.有丝分裂和减数分裂过程。 3.双受精过程。

难点:
1.有丝分裂和减数分裂过程剖析。 2.DNA 的化学组成。

五、教具
电化教学设备,DNA 模型,有丝分裂与减数分裂挂图。

六、教学方法
讲授法,谈论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
教师展示图片(遗传), 问学生 “为什么马的孩子还是马?猴子的孩子还是猴子?这是什 么现象呢?”那么我们今天就来学习遗传的基本知识。

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II 新课
一、生物的遗传和变异 (一)遗传 亲代与子代以及子代个体之间相似的现象叫做遗传。 子代能表现和亲代一样的特征特性,主要是由遗传物质决定的。 (二)变异 亲代与子代之间,以及子代个体之间存在差异的现象叫做变异。 变异是普遍存在的,有时表现不明显,是变异幅度较小而已。 ★变异分为可遗传的变异和不遗传的变异两类。 变异性状能反复在后代中出现的称为可 遗传的变异,它是由于遗传物质的改变引起的。如红色菊花变异成粉色菊花,并在后代中继 续保持粉色性状, 这是粉色基因取代了红色基因的缘故。 不遗传的变异是由于环境条件的影 响,引起性状的暂时性变异,这种变异仅在当代表现,并不遗传个后代,如肥水条件对植株 高矮和长势的影响。 (三)遗传、变异和环境 遗传和变异是生物界普遍存在的生命现象。 生物性状能够遗传, 保证了物种的相对稳定, 使生物一代一代相延续;生物不断地出现变异,促进了生物的进化。 通常把生物个体的基因组成称为基因型;生物体所表现的性状称为表现型。基因型是性 状发育的基础,一般肉眼看不到;表现型是生物体表现出来的性状,是遗传物质和环境共同 作用的结果。 二、植物遗传的细胞学基础 (一)真核细胞的主要结构与遗传物质的分布 真核细胞的遗传物质主要在细胞核内的染色体上, 细胞质中的线粒体、 叶绿体也具有遗 传功能。 在尚未进行分裂的细胞中,可以见到许多因碱性染料染色较深,纤细的网状物,称为染 色质或染色线。在细胞分裂时,染色线卷曲、收缩,成为在光学显微镜下可识别的具有一定 形态特征的染色体,它由 DNA、蛋白质和少量 RNA 构成。 ★各种生物的染色体数目是恒定的, 它们在体细胞中一般是成双的, 在性细胞中一般是 成单的,体细胞染色体数是性细胞的两倍,分别以 2n 和 n 表示。例如,水稻体细胞染色体 数为 2n=24,性细胞染色体数为 n=12;普通小麦 2n=42,n=21;茶树 2n=30,n=15;人类 2n=46,n=23。
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★在体细胞的染色体中, 形态和结构相同的一对染色体称为同源染色体; 形态和结构不 同的染色体称为非同源染色体。 (二)遗传物质的分子基础——DNA 1953 年,沃森(J.D.Watson)和克里克(F.H.C.Crick)提出了著名的 DNA 双螺旋结构 模型。 1.DNA 的化学组成 DNA 又称脱氧核糖核酸,由四种脱氧核苷酸聚合而成。每种脱氧 核苷酸由一分子磷酸, 一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。 四种脱氧核苷酸的差异在于 含氮碱基的不同,分别是腺嘌呤(A) 、鸟嘌呤(G) 、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T) 。 2.DNA 的双螺旋结构 DNA 分子由两条多核苷酸链构成的。两条链彼此反向平行,围 绕同一轴盘旋,形成一个规则的双螺旋结构。DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替联结,排 列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。两条多核苷酸链上的碱基通过氢键连结起来, 形成碱基对。碱基对的组成遵从碱基互补配对原则,即腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对, 形成两个氢键;鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,形成三个氢键。对于某个物种特定的 DNA 分子来说,都具有其特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序构成了 DNA 分子的特 异性。 3.基因 基因是 DNA 分子上的一个片段,包含有成百上千对的核苷酸,其中极少数核 苷酸的变化,都可能导致遗传性状的改变。 (三)细胞分裂与染色体行为 生物的生长与繁殖离不开细胞分裂。 高等生物的细胞分裂主要是以有丝分裂方式进行的 (分裂过程中出现纺锤丝) ,分为有丝分裂与减数分裂。
1.有丝分裂

有丝分裂是生物生长的基础。 连续分裂的细胞, 从前一次分裂结束到下一次分裂开始为 止所经历的时间称细胞周期。 细胞周期包括: 间期和分裂期。 间期又分为 DNA 复制前期 (G1 期) 、DNA 复制期(S 期)和 DNA 复制后期(G2 期) ;分裂期(M)分为前期、中期、后期 和末期。 (1)间期:是细胞连续两次分裂之间的时期,这时看不到染色体的变化。实际上,间 期的核处于高度活跃的生理、生化的代谢阶段,正进行染色体的复制,为下一次细胞分裂做 准备。

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(2)前期:核内出现细长而卷曲的染色体,逐渐缩短变粗,每个染色体含有两条染色 单体。但染色体的着丝粒还没有分裂。这时核仁和核膜逐渐模糊不清。在动物细胞中,此时 两个中心体向两极分开,出现星状射线,形成纺锤丝。但在高等植物细胞中,没有中心体, 只是从两极形成纺锤丝。 (3)中期:核仁和核膜消失,各染色体均排列在细胞中央赤道板上,两极伸出的纺锤 丝附着在染色体的着丝粒上, 形成一个纺锤体。 此时所有染色体的着丝粒都分散在一个平面 上,所以,最适于染色体的计数和观察。 (4)后期:每个染色体的着丝粒分裂为二,此时每条染色单体成为一个染色体。随着 纺锤丝的收缩分别向两极移动,使两极各具有与母细胞相同数目的染色体。 (5)末期:在两极围绕染色体出现新的核膜,染色体又变得松散细长,核仁又重新出 现。 接着细胞质分裂, 在赤道板区域形成细胞板, 分裂为两个子细胞。 细胞又进入间期状态。 ★有丝分裂顺口溜 ⊙ 有丝分裂分五段,间前中后末相连, 间期首先作准备,染体复制在其间, 膜仁消失现两体,赤道板上排整齐, 均分牵引到两极,两消两现新壁建。 ⊙ 有丝分裂并不难, 间前中后末相连, 间期复制 DNA, 蛋白合成在其间, 前期两消和两现, 中期着丝列在板, 后期丝牵染体分两组, 末期两消两现壁重建。 ★有丝分裂遗传学意义 通过有丝分裂,核内每条染色体准确复制后,均匀地分配到两个子细胞中去,使两个子 细胞具有与母细胞相同的染色体, 在遗传组成上完全一样。 这种分裂方式保证了物种的连续 性和稳定性。 2.减数分裂 减数分裂,是生物有性繁殖的基础。它是在性母细胞成熟时,配子形成过程中发生的一 种特殊的有丝分裂。 (1)第一次分裂。 前期Ⅰ 可分为以下五个时期:

· 细线期:核内出现细长如线的染色体。 · 偶线期:各同源染色体分别配对,出现联会现象;2n 个染色体联会成 n 对染色体, 联会成对的染色体称为二价体。

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· 粗线期:二价体逐渐缩短变粗。这时每个染色体含有两条染色单体,二价体本身含 有四条染色单体,故称为四分体。由一个着丝粒连接着的两条染色单体,互称为姊妹染色单 体;而不同染色体的染色单体,互称为非姊妹染色单体。联会在一起的非姊妹染色单体之间 可能会部分发生交换。 · 双线期:四分体继续缩短变粗,各对同源染色体开始分开,但在相邻的非姊妹染色 单体之间常相互扭曲,出现交叉现象。这是非姊妹染色单体之间发生交换的结果。 · 终变期:染色体变得更粗,核仁、核膜消失,纺锤体出现,各个二价体分散在整个 核内,可以一一区分开,是鉴定染色体数目的最好时期。 中期Ⅰ 各染色体的着丝粒与纺锤丝连接, 二价体分散在赤道板上。 此时也是鉴定染色

体数目的最好时期。 后期Ⅰ 由于纺锤丝的牵引, 各个二价体相互分开, 两条同源染色体彼此分离分别移向

两极,每极只得到同源染色体中的一条,实现了染色体数目的减半。但每一条染色体仍包含 两条染色单体,由一个着丝粒连接。 末期Ⅰ 染色体到达细胞的两极,逐步由粗变细,形成两个子核。同时细胞质分裂为两

部分,形成两个子细胞。很快进入第二次分裂。 (2)第二次分裂。 前期Ⅱ 出现。 中期Ⅱ 后期Ⅱ 末期Ⅱ 每个染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。 着丝粒分裂一分为二,姊妹染色单体分别被拉向两极。 分到两极的染色体形成新的子核,核仁、核膜重新出现。 各染色体含有两条染色单体,着丝粒连在一起,染色体收缩、螺旋化,纺锤体

经过两次细胞分裂,使1个母细胞产生了4个子细胞,统称为四分孢子。每个子细胞的 核内染色体数目减少了一半。 减数分裂的基本特点: · 各对同源染色体在细胞分裂的前期配对,或称联会。后期 I 同源染色体彼此分开, 分别移向两极,非同源染色体之间可自由组合。 · 染色体复制一次,细胞分裂两次,第一次减数,第二次等数,因而产生的 4 个子细 胞染色体数为其母细胞的一半。 · 粗线期少量母细胞会发生相邻的非姊妹染色单体间的片段交换。 ★减数分裂顺口溜
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性原细胞作准备, 排板以后同源分, 次母似与有丝同, 姐妹道别分极去, 染色一复胞二裂, 精质平分卵相异, ★减数分裂的遗传学意义

初母细胞先联会, 从此染色不成对, 排板接着点裂匆, 再次质缢各西东, 数目减半同源别, 往后把题迎刃解。

(1)经过减数分裂所形成的雌雄性细胞,具有半数的染色体,通过受精作用结合成合子, 又恢复为原来的体细胞染色体数目, 保证了亲代和子代之间染色体数目的恒定性, 保持了遗 传的稳定性。 (2)减数分裂过程中,同源染色体的非姊妹染色单体之间还可能发生片段的交换,因而 可以形成各种不同染色体组成的子细胞。所以,杂合基因型的个体,经有性繁殖的后代会出 现性状的分离,产生各种各样的变异类型,有利于生物的进化和人工选择。 3.植物雌雄配子的形成 (1)被子植物的雄性配子的形成过程:雄蕊的花药中分化出孢原细胞,尔后分化为花 粉母细胞(2n),经减数分裂形成四分孢子,再进一步发育成 4 个单核花粉粒。单核花粉粒 经过一次有丝分裂,形成营养细胞和生殖细胞;生殖细胞再经一次有丝分裂,才形成为一个 成熟的花粉粒, 其中包括两个精细胞和一个营养核。 这样一个成熟花粉粒在植物学上称为雄 配子体。 (2)被子植物雌性配子的形成过程:雌蕊子房里着生胚珠,在胚珠的珠心里分化出大 孢子母细胞(2n),由一个大孢子母细胞经减数分裂,形成直线排列的 4 个大孢子,靠近珠 孔方向的三个退化解体,只有远离珠孔的那一个继续发育,成为胚囊。发育的方式是细胞核 经过连续的三次有丝分裂,每次核分裂以后并不接着进行细胞质分裂,形成雌配子体。胚囊 继续发育,体积逐渐增大,侵蚀四周的珠心细胞,直到占据胚珠中央的大部分。8 核胚囊, 每端 4 个核,以后两端各有一个核移向中央,叫做极核。在有的物种中,这两个核融合成中 央细胞。近珠孔的三个核形成三个细胞,一个卵和两个助细胞。近合点端的 3 个核形成三个 反足细胞。 (3)受精:雄配子(精子)和雌配子(卵细胞)融合为一个合子,称为受精。 ★植物在受精前有一个授粉的过程。 成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上的过程叫做授粉。 花 粉落在柱头上以后,吸收珠心上的水分,花粉内壁自萌发孔处突出,形成花粉管。花粉管穿

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过珠心沿着花柱向子房伸展。在伸长过程中,花粉粒中的内含物全部移入花粉管,且集中于 花粉管的顶部。 ★被子植物的双受精:花粉管通过花柱,进入子房直达胚珠,然后穿过珠孔进入珠心, 最后到达胚囊。花粉管进入胚囊一旦接触助细胞,其末端就破裂,管内的内含物,包括营养 核和两个精子一起进入胚囊,接着营养核解体,一个精核(n)与卵细胞融合为合子(2n), 将来发育成胚;另一个精核与两个极核融合形成胚乳核(3n),将来发育成胚乳。这一过程 称为双受精。这是被子植物特有的现象。 (4)受精以后,整个胚珠发育为种子。种子的主要组成部分是胚,胚乳和种皮。胚和 胚乳是双受精的产物,种皮不是受精的产物,而是母体组织的一部分。双子叶植物的种皮由 胚珠的珠被发育而来, 单子叶植物中禾本科的种子称为颖果, 颖果上的种皮常与果皮合生而 不易区分。总之,不论是种皮还是果皮都是母本花朵的营养组织,与双受精无关。 胚,胚乳和种皮的染色体数分别为 2n、3n 和 2n。胚和胚乳的遗传组成是雌雄配子结合 的产物,而种皮或是果皮是母体组织的一部分,在遗传学上,种皮与胚,胚乳不属于同一个 世代。其实种子是不同世代组织的嵌合体。

III 作业
1.名词解释:遗传、变异、同源染色体、非同源染色体、有丝分裂、减数分裂、受精、 双受精。 2.简述有丝分裂的意义。 3.简述减数分裂的意义。 4.简述双受精的过程。

第一节
一、授课章节

植物遗传的基本知识(2)

第一节 植物遗传的基本知识(2) 。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.理解掌握分离规律及其在生产实践中的应用。 2.理解掌握自由组合规律及其在生产实践中的应用。

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四、教学重点、难点分析 重点:
1.对分离现象的解释。 2.分离定律的实质。 3.自由组合规律解释。 4.自由组合规律的实质。

难点:
1.分离规律的解释分析。 2.自由组合规律的解释分析。

五、教具
电化教学设备,白花豌豆与红花豌豆杂交试验图、豌豆的七对相对性状表。

六、教学方法
讲授法,讨论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
复习:有丝分裂和减数分裂过程。 提问: (1)有丝分裂的意义?(2)双受精的作用。 孟德尔从事了8年的豌豆杂交试验,提出了分离规律和独立分配规律,1906 年,贝特 生用香豌豆做杂交试验时,发现了连锁遗传现象;1910 年,摩尔根等用果蝇为材料进行了 大量的试验,提出了连锁遗传规律。分离规律、自由组合规律和连锁遗传规律合称为遗传学 的三大经典定律。今天我们学习孟德尔遗传规律,即分离规律和独立分配规律。

II 新课
三、遗传的基本规律 (一)分离规律 ★性状的概念 性状,是生物体所表现的形态特征和生理特性的总称。 每一个具体性状称为单位性状。 同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异,称为相对性状。 如:兔子毛色是单位性状;而灰色与白色是相对性状。豌豆的花色是单位性状;而红花 与白花是相对性状。
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●同学们可以想一下,生活中相对性状和单位性状的例子。 ★遗传实验中相关符合解释: 在植物有性杂交中,把接受花粉的植株叫做母本,用符号“♀”表示;供给花粉的植 株称为父本,用“♂”表示。父母本统称为亲本,用“P”表示,杂交符号用“×”表示, 自交符号用“ ”表示,杂种一代用“F1”表示,杂种二代用“F2”表示,依此类推。

1.一对相对性状的遗传试验 孟德尔选择了七对区别明显的相对性状进行研究, 无论正反交得到了同样的结果。 以豌 豆植株花的颜色为研究对象,说明杂交试验结果。 P 红花(♀) × 白花(♂) ↓ F1 红花 ↓ F2 红花 705 白花 224

3 .15 : 1 图 1 豌豆的杂交结果
表 1-1 孟德尔豌豆杂交试验结果 F2 性状表现 性 状 杂交组合 F1 表现性状 显性性状 个体数 种子形状 子叶颜色 花色 豆荚形状 未成熟豆荚颜色 花的位置 茎的高度 圆形×皱缩 黄色×绿色 红色×白色 饱满×不饱满 绿色×黄色 腋生×顶生 高茎×矮茎 圆形 黄色 红色 饱满 绿色 腋生 高茎 圆形 5474 黄色 6022 红色 705 饱满 822 绿色 428 腋生 651 高茎 787 隐性性状 个体数 皱缩 1850 绿色 2001 白色 224 不饱满 299 黄色 152 顶生 207 矮茎 277 显隐性个体 比例 2.96∶1 3.01∶1 3.15∶1 2.75∶1 2.82∶1 3.14∶1 2.84∶1

可以看出一对一对相对性状的遗传试验的主要特点: (1)F1 只表现出一个亲本的性状,即显性性状(孟德尔把在杂种一代中表现出来的
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亲本性状叫显性性状,未表现出来的另一个亲本的性状叫隐性性状) 。 (2)F2 出现性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于 3:1,具有规律 性。 2.分离现象的解释 ★孟德尔认为: (1)每对相对性状由相对的遗传因子(后改称为基因)控制,遗传因子在体细胞中成对 存在,一个来自父本,一个来自母本。 (2)在生物的体细胞中,每对相对性状由相对的遗传因子控制,遗传因子在体细胞中成 对存在,一个来自父本,一个来自母本。 (3)每一生殖细胞只含有每对遗传因子中的一个。 (4)减数分裂形成配子时,成对的遗传因子彼此分开,分到不同的配子中去,每个配子中 只有成对遗传因子中的一个, 即在每对遗传因子中, 其中一个遗传因子来自母本的雌性生殖 细胞,另一个来自父本的雄性生殖细胞。 (5)在 F1 遗传因子是杂合的(Cc) 。F1 的 Cc 形成配子时,雌雄配子各含 C、c 两种遗传 因子,而且数目相等,同时雌雄配子的结合又是随机的,因此到 F2 隐性性状重新表现出来, 显隐性个体之间呈现一定的比例。 孟德尔的解释: P 红花 CC (减数分裂) 配子 C (受精作用) F1 Cc 红花 × Cc (自交) 红花 × 白花 cc (减数分裂) c

配子

C

c

C

c

基因型及其比例 F2 表现型及其比例

CC 1 红花

Cc ∶ 红花 3 2

Cc

cc ∶ 1 红花 白花 ∶ 1
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★基因与性状的关系 基 因 显性基因 等位基因 隐性基因 等位基因分离 决 定 决 定 决 定 导 致 性 状 显性性状 相对性状 隐性性状 相对性状分离

●在同源染色体相同位点处的一对基因称为等位基因。 ●同源染色体上不同位点处或非同源源染色体上的基因互称非等位基因。 等位基因相同的基因型叫纯合基因型,该个体叫纯合体,如红花(CC) 、白花(cc) 。 等位基因不同的基因型叫杂合基因型,该个体叫杂合体,如红花(Cc) 。纯合体自交可以保 持性状稳定遗传,后代不分离;杂合体自交后代会出现性状分离,表现出各种性状。 3.分离规律的验证 孟德尔利用测交法,验证 F1 的遗传因子在形成配子时彼此分离。 ★ 把被测基因型的个体与相应的隐性纯合体进行杂交,叫测交。 ★测交的理论分析: 由于隐性纯合体只产生一种含隐性基因的配子, 它和含有任何基因 的配子结合时,都表现对方基因控制的性状。所以,测交子代(Ft)中出现的表型种类和比 例,反映了被测个体所产生的配子种类和比例。 ★测交过程与结果: 把 F1(红花)与隐性纯合体(白花)进行测交,测交一代得到红花和白花两种表型, 其比例为 1∶1,证明 F1 的遗传因子(C,c)在形成配子时发生了分离,从而造成了(红花 和白花)性状的分离。 测交 杂种子一代 Cc 红花 × 隐性亲本 cc 白花

配子

C

c

c

测交 后代 ★分离定律的实质是:

基因型 表现型 比例

Cdc 红花 1



cc 白花 1

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(1)在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性; (2)生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离, 分别进入到两个配子中,独立地随着配子遗传给后代。 ★基因分离定律在育种中的应用 杂交育种就是人们按照育种目标,选配亲本杂交,对杂交后代再进行选育,最终培养出 具有稳定遗传性状的品种。 (1)培育显性性状。 如培育纯合的抗晚疫病番茄,由于抗晚疫病是显性性状,所以子代出现抗晚疫病可能是 纯合子,也可能是杂合子,只有让子代连续自交至后代不发生性状分离,才是我们所要的稳 定遗传的抗锈病品种。 (2)培育隐性性状。 后代中一旦出现此性状,便可推广。 (二)自由组合规律 1.两对相对性状的遗传实验 孟德尔选用一个黄色子叶和圆粒种子的豌豆与另一个绿色子叶和皱粒种子的豌豆杂交, 将 F1 种子种下去,长成植株自交得到 F2 种子 556 粒,出现了四种表型:黄圆、绿圆、黄皱、 绿皱,表现 9∶3∶3∶1 的比例。 P 黄色、圆粒 x ↓ F1 黄色、圆粒 ↓自交 F2 种子粒数 比例 黄色、圆粒 315 9 绿色、圆粒 108 3 黄色、皱粒 101 3 绿色、皱粒 32 1 绿色、皱粒

图 2 豌豆两对性状的遗传实验 2.自由组合现象的解释 黄色子叶基因 Y 对绿色子叶基因 y 显性,圆粒基因 R 对皱粒基因 r 显性。用纯合的黄 色、圆粒豌豆(YYRR)和绿色、皱粒豌豆(yyrr)杂交,产生 F1 的基因型为 YyRr,表现 黄色、圆粒;F1 植株产生配子时,等位基因彼此分开,即 Y 与 y、R 与 r 都要分开,各自独

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立地分配到配子中去,自由组合产生雌雄配子为 YR、Yr、yR、yr 四种,且比例相等。F1 自花授粉,雌雄配子完全随机结合可以产生 16 种组合,9 种基因型、4 种表现型,黄圆占 9/16、绿圆占 3/16、黄皱占 3/16、绿皱占 1/16。 3.自由组合规律的验证 测交法进行验证。 ★测交的实际结果:F1 产生了四种类型的配子,且比例接近 1∶1∶1∶1,与预期的结 果相符,表明上述对两对相对性状遗传规律的解释是正确的。 ★自由组合规律的实质 杂种中控制不同性状的遗传因子,在配子形成时的分离互不干扰、彼此独立;它们之间 的组合又是自由的、随机的。这是因为两对或两对以上的基因处在非同源染色体上,在减数 分裂形成配子时,随着同源染色体分开,等位基因彼此分离,随着非同源染色体的随机结合 非等位基因自由组合,即自由组合规律。 ★ 自由组合规律在育种中的应用 人们根据自由组合规律, 可以有目的地把不同的优良性状的两个亲本杂交, 使两个亲本 的优良性状结合在一起,培育出人们需要的稳定的品种,同时也可以估算出种植规模。

III 作业
1.假如在番茄中,红果对黄果为显性,圆形果对椭圆形果为显性,现以黄果、椭圆形 的番茄和纯和的红果、圆形的番茄杂交,F2 代如果出现 5 株黄果、圆形番茄纯和植株,至 少需要种植多少株? 2.简述自由组合规律的实质。 3.简述分离规律的实质。

第一节
一、授课章节

植物遗传的基本知识(3)

第一节 植物遗传的基本知识(3) 。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握与连锁交换有关的主要概念。 2.理解连锁与交换的细胞学基础。
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3.了解连锁交换规律在育种中的应用。

四、教学重点、难点分析 重点:
性状连锁遗传的表现形式。

难点:
性状连锁遗传的表现形式。

五、教具
电化教学设备。

六、教学方法
讲授法,讨论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
复习:自由组合规律中的两对性状的杂交实验。 引入香豌豆的两对性状杂交实验,请同学们分析为什么?

II 新课
(三)连锁遗传规律 1.连锁遗传现象 1906 年,贝特生用香豌豆做了一个两对性状的杂研究。发现 F2 中也出现四种表现型, 但不符合两对性状独立遗传的 9:3:3:1 的分离比例。其中亲本型的性状组合的实际数明 显多于理论数。 而重组类型 (红长和紫圆) 却明显少于理论数。 很难用独立分配规律来解释。 P 紫花、长花粉粒 x 红花、圆花粉粒 PPLL F1 ↓ ppll

紫花、长花粉粒 PpLl ↓自交

F2

紫长 P-L-

紫圆 P-ll
390 1303.5

红长 ppL393 1303.5

红圆 ppll
1338 434.5

总数

实际个体数 按 9:3:3:1 推算

4831 3910.5

6952 6952

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图 1 香豌豆杂交试验(一) 于是,贝特生又改换了性状不同的亲本进行杂交,选用紫花、圆花粉粒的亲本和红花、 长花粉粒亲本杂交。发现 试验的结果与前一试验基本相似,与 9:3:3:1 的独立遗传比例 相比,F2 群体中仍然是亲本型(紫圆、红长 )的实际数多于理论数,重组型(紫长、红圆) 的实际数少于理论数。这个结果也不符合自由组合规律。 P F1 紫花、圆花粉粒 x 红花、长花粉粒 PPll ↓ ppLL 紫花、长花粉粒 PpLl ↓自交 紫长 紫圆 红长 红圆
226 235.8 95 78.5 97 78.5 1 26.2

F2
实际个体数 按 9:3:3:1 推算

总数
419 419

图 2 香豌豆杂交试验(二) 两个试验都表明,原来为同一亲本所具有的两个性状,在 F2 中常常有联系在一起遗传 的倾向,这种现象称为连锁遗传。 2.连锁遗传的解释和验证 就每对相对性状的遗传而言都符合分离规律, 但在两对性状上却表现为连锁遗传, 其原 因在于 F1 形成四种配子的数目不等。在独立遗传情况下,F1 通过减数分裂形成相同数目的 四种配子,才保证在 F2 中出现 9∶3∶3∶1 的性状分离比例。 用测交法验证上述推论。玉米种子的有色(C)对无色(c)为显性,饱满(Sh)对凹 陷(sh)为显性,用纯种的双亲杂交得 F1,再用双隐性(无色、凹陷)纯合亲本与 F1 进行 测交(图 1-16) 。
P 有色、饱满 CCShSh F1 x ↓ 无色、凹陷 ccshsh

有色、饱满 CcShsh x ↓ ccshsh 无色凹陷

Ft

CcShsh 有色饱满

Ccshsh 有色凹陷 149

ccShsh 无色饱满 15

ccshsh 无色凹陷 4035 总 8368

实得粒数

4032

图 3 玉米连锁性状测交试验 亲本型个体=(4032+4035)/8368×100%=96.4%
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组合型个体=(149+152)/8368×100%=3.6% 测交结果说明,F1 形成的四种配子比例是不相等的;同一亲本的两个基因 C 和 Sh 或 c 和 sh 是经常连锁遗传的。所以,测交后代表现亲本型的个体数多,而新组合的个体数目少。 3.连锁和交换的遗传机制 基因连锁和交换的机制已经获得了细胞学上的证明。在减数分裂前期的双线期,在显 微镜下能直接观察到同源染色体两两分开所出现的交叉现象。 双线期交叉的出现, 是同源染 色体非姊妹染色体在粗线期发生了交换的结果。 (1)基因在染色体上呈直线排列,各有其一定的位置。相对基因 C 和 c,位于一对同 源染色体的相等位置上,故称为等位基因。 (2)两对不同的基因,C 和 Sh,c 和 sh,分别位于一对同源染色体不相等的位置上, 故称为非等位基因。 (3)在减数分裂前期,随着同源染色体的配对,等位基因也相互配对,因各个染色体 已经通过复制而含有两条染色单体,在染色体上的基因也随之复制了。 (4)非姊妹染色单体之间某些片段在粗线期发生交换。首先,在两基因之间的某一部 位发生断裂,然后重新接合起来,这种交换只涉及同源染色体的非姊妹染色单体之间,而且 在同一水平上只发生一个交换。 (5)由于基因交换而产生四种基因组合不同的染色单体,其中包括两种亲本组合(C Sh,c sh)和两种新组合(c Sh,C sh) ,经过减数分裂,形成四种不同基因组合的配子。 (6) 在减数分裂过程中, 并不是所有性母细胞都发生同源染色体非姊妹染色单体的交 换,因此,F1 形成亲本类型的配子数总是多于新组合的配子数。 ★连锁遗传在育种实践中的应用 (1)育种工作中,可根据交换值的大小预测杂交后代中理想类型出现的概率,便于确 定育种规模。 (2)利用基因连锁造成性状相关,根据某一性状间接选择相关的另一性状。

III 作业
1.连锁遗传结果是什么? 2.总结比较分离规律、自由组合规律和连锁交换规律三个基本遗传学规律。

第一节

植物遗传的基本知识(4)
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一、授课章节
第一节 植物遗传的基本知识(4) 。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握数量性状遗传的基本特征。 2.掌握遗传力的概念及其在育种实践中的应用。 3.掌握细胞质遗传的特点及应用。

四、教学重点、难点分析 重点:
1.遗传力育种实践中的应用。 2.细胞质遗传的应用。

难点:
遗传力的计算方法。

五、教具
电化教学设备,玉米穗长遗传挂图。

六、教学方法
讲授法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
前面学习的三大遗传定律主要是质量性状的遗传规律, 今天来学习数量性状的遗传和细 胞质遗传知识。

II 新课
(四)数量性状的遗传 ★质量性状与数量性状的区别 质量性状:表现不连续变异的性状。一般用语言来描述,如豌豆的红花和白花、小麦的 无芒和有芒等。 数量性状:表现连续变异的性状。个体间性状表现的差异只能用数量来区别,如植株的 高矮,果实的大小、产量的高低、生育期的长短等。 农业生产上与产品有关的大多数经济性状都属于数量性状遗传。
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1.数量性状遗传的特征 ●数量性状是可以度量的。 ●数量性状的变异表现连续性。 ●数量性状容易受到环境条件的影响。 ●数量性状一般认为由微效多基因控制。 ★玉米穗长遗传实例 有两个玉米品系,一个是短果穗,长 5~8cm,另一个是长果穗,长 13~21cm,二者杂 交,F1 的穗长介于双亲之间。F2 各植株的穗长呈连续分布,不能分组。同时,由于环境条 件的影响,基因型纯合的亲本(P1、P2)和基因型杂合一致的 F1,各个个体的穗长也呈现 连续的分布,而不是只有一个长度。F2 群体中既有由于基因分离造成的基因型之间的差异, 又有由于环境的影响而造成的相同基因型的表型差异,所以 F2 的连续分布范围比亲本和 F1 都更广泛。 玉米穗长的遗传 穗长(cm) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

P1(短穗) 4 21 24 8 P2(长穗) F1 F2 2.遗传力的含义 估算遗传力是一种常用的研究数量性状遗传规律的方法。 已知性状的表现是基因型与环境共同作用的结果。 因此, 一个数量性状的变异包括遗传 的变异和环境的变异(不可遗传)两个组成部分,即 VP(表型方差)=VG(遗传方差)+VE(环境方差) 为了衡量遗传方差和环境方差在表型方差中的作用, 常用遗传力表示。 广义遗传力是指 遗传方差占表型方差的比值, 是表示数量性状从亲代传递给后代的相对能力, 一般以 h2 (%) 表示,其公式为 hB2=VG / VP×100%=VG /(VG + VE)×100% 上式求得的数值称为广义遗传力。 其数值愈大表明这一性状变异受环境的影响愈小, 遗 传的能力越强。反之,表明受环境的影响大,遗传的能力弱。故遗传力可作为性状选择的理 1 3 1 12 12 14 17 10 19 26 47 73 68 11 12 15 9 68 4 39 25 15 9 1 26 15 10 7 2

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论依据。 如进一步分析,遗传方差还可划分为三个组成部分,即 VG=VA(加性方差)+VD(显性方差)+VI(上位性方差) 上式 VA 是多基因累加作用的变异量, 是可固定遗传的部分; VD 是基因显性作用的变异 量,VI 是非等位基因间上位性作用的变异量,二者将随世代的增进而消失,是不能固定遗 传的部分。因此,狭义遗传力是指加性方差占表型方差的比值,即 hN2=VA / VP×100%=VA / [(VA+VD+VI)+ VE]×100% 因为 VA 一定小于 VG,所以狭义遗传力总是小于广义遗传力。狭义遗传力可以更确切 地估算可遗传的变异。 3.遗传力在育种上的应用 (1)不易受环境影响的性状遗传率比较高,易受环境影响的性状则较低。质量性状一 般比数量性状有较高的遗传率。 (2)变异系数小的性状遗传率高,变异系数大的则较低。 (3)性状差距大的两个亲本的杂种后代,一般表现较高的遗传率。 (4)遗传率并不是一个固定数值,对自花授粉植物来说,它因杂种世代推移而有逐渐 升高的趋势。 (五)细胞质遗传 生物的大多数性状是受细胞核内染色体上的基因控制的, 由染色体基因组所控制的遗传 现象和遗传规律叫做细胞核遗传。 生物体还有一些性状受细胞质基因控制, 由细胞质基因所 控制的遗传现象和遗传规律叫做细胞质遗传。 1.细胞质遗传的特点 (1)表现母系遗传。在细胞质遗传中,正反交的结果不一样,杂种只表现母本性状, 呈母系遗传。而在细胞核遗传中,正反交结果是一样的。 (2)遗传方式是非孟德尔式的,杂种后代不表现一定比例的分离。这是因为控制性状 的基因不在染色体上,而在细胞质内的细胞器中。细胞分裂时,细胞器随机地分配到子细胞 中,而不象染色体那样进行有规律的分离。 2.细胞质遗传的应用 在细胞质遗传现象中, 最重要的就是植物雄性不育性的应用。 植物雄性不育的主要特征 是雄蕊发育不正常,不能产生有功能的花粉,但它的雌蕊发育正常,能接受正常花粉而受精
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结实。 可遗传的植物雄性不育主要有细胞核雄性不育、 细胞质雄性不育以及核质互作雄性不 育三种。生产上常用的是核质互作不育型。核质互作型的雄性不育性,既可以找到保持系又 可以找到恢复系,通过不育系、保持系、恢复系的三系配套,可以配置杂交种来利用杂种优 势。利用三系配制杂交种,包括两个环节,第一是不育系的繁殖,第二是杂交制种。这些过 程通常在隔离区内进行。

III 作业
1.简述遗传力的应用。 2.查阅资料,绘制水稻三系配套生产杂交种图解?

第二节

植物品种的概念和育种目标

第三节

种质资源

一、授课章节
第二节 植物品种的概念和育种目标。 第三节 种质资源。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.理解掌握现代农业对新品种的不同要求。 2.掌握种质资源的概念及利用。 3.了解种质资源的类型。

四、教学重点、难点分析 重点:
1.现代农业对新品种的不同要求。 2.种质资源的收集及利用。

难点:
1.育种目标的剖析。 2.种质资源的收集、保存意义。

五、教具
电化教学设备,种质资源实物或图片。

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六、教学方法
讲授法,讨论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
本次课的学习要介绍的是食用菌栽培方面的一些综合知识。

II 新课 第二节
一、品种的概念 品种是人类在一定的环境条件和经济条件下, 根据生产和生活的需要经过人工选择和培 育获得的,具有一定经济价值和共同遗传特点的一群生物体。 优良品种能充分适应当地自然条件, 抵抗和克服不利因素, 能解决生产上的一些特殊问 题,并具有较大的增产潜力。 二、育种目标 开展育种工作时,首先必须制订育种目标。育种目标是对所选育新品种的具体要求,即 具有哪些优良性状。现代农业对新品种提出了不同的要求: (1)高产稳产; (2)优质; (3)抗逆性强; (4)适应机械化操作; (5)早熟。

植物品种的概念和育种目标

第三节
★种质资源的概念:

种质资源

种质资源又称遗传资源或基因资源。 植物学上的种质资源是指植物材料中能将其特定的 遗传信息传递给后代并能表达的遗传物质的总称,携带种质的载体,可以是群体、个体,也 可以是器官、组织、细胞、个别染色体乃至 DNA 片断,如古老的地方品种、新培育的推 广品种、野生近缘植物、重要的遗传材料、染色体以及基因等,都属于种质资源的范围。 一、种质资源的作用

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没有好的种质资源,就不可能育成好的品种。种质资源是育种工作的物质基础,是不断 发展和创新新品种的基础。育种工作者掌握的种质资源越丰富,对它们的研究越深透,利用 它们选育新品种的成效就越大。 二、种质资源的类别 1.本地种质资源 ●包括古老的地方品种和当地推广的改良品种。 ●特点:本地种质资源是在当地自然和栽培条件下长期形成的,反映本地的风土特点, 对当地生态条件具有高度的适应性; 同时地方品种往往是一个复杂的群体, 包含丰富的基因 型,是重要的育种原始材料。 2.外地种质资源 ●指从外地区和国外引入的品种或材料。 ●特点:它们反映了各自原产地区的生态和栽培特点,具有不同的遗传性状,其中有些 是本地种质资源所不具备的,是改良本地品种宝贵的种质资源。 3.野生种质资源 ●包括栽培植物的近缘野生种和有潜在利用价值的植物野生种。 ●特点: 这些种质材料是在自然条件下经过长期的适应进化和自然选择形成的, 具有很 强的适应性和抗逆性, 或者具备栽培植物所欠缺的某些重要特性, 是培育新品种的重要材料。 4.人工创造的种质资源 ●包括人工诱变产生的各种突变体或中间材料、 远缘杂交创造的新类型、 基因工程创造 的新种质。 ●特点:这些都是丰富的种质资源,也是培育新品种的重要资源。 三、种质资源的收集及保存 1.种质资源收集的范围 种质资源收集的原则是尽可能地广泛收集,收集对象包括: (1)目前正在栽培的品种,尤其是那些濒临灭绝的优稀地方品种; (2)过去栽培但现在生产上已淘汰的品种; (3)栽培物种的近缘野生种; (4)特殊遗传物质,如突变体,自交系等;
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(5)对人类可能有利用价值的野生种。 2.种质资源的收集及登记 种质资源收集的方法,一般有考察收集、赠予、购买和交换四种途径。但是在收集种 质资源前,首先要有一个明确的计划,包括目的、要求、方法和步骤。 收集到的种质资源在入库贮藏之前, 必须进行资料的全面记录和编号登记。 记录内容主 要包括:采种日期、地点、采集人、产地环境、植株性状、入库时间、入库编号、发芽率、 净度、种子数、含水量等。 3.种质资源的保存 搜集到的种质资源, 经整理、归类后, 必须妥善保存,以供研究和长期利用。种质资 源保存是种质资源工作的关键, 如果保存不妥,就会使费了很大力量收集来的资源毁于一 旦,深入研究和充分利用也就成为一句空话。 植物种质资源是有生命的资源, 种质资源保存必须保持其继续繁殖所需要的生活力。 种 质资源保存的具体方法,可分为种植保存、贮藏保存和离体试管保存等。 (1)种植保存:就是将种质资源的种子在田间种植,进行繁殖。 (2)贮藏保存:贮藏保存就是用控制贮藏时的温度和湿度、氧气、种子含水量等的方 法,长期保持种质资源生活力的一种方法。 ★贮藏保存种质资源采用种质库保存。种质库分为三种: ●长期库:温度控制在-10~-20℃,相对湿度控制在 30%,入库种子含水量 5%~6%, 种子存放在真空包装的铝盒中。可保持种子寿命 30~50 年,甚至百年以上。 ●中期库:温度控制在 0~5℃,相对湿度 45%,入库种子含水量 8%~9%,种子放在 密闭的铝盒或玻璃容器中,可保持种子寿命达 25 年。 ● 短期库 温度为 15~20℃,相对湿度 50%左右,种子含水量低于 12%,种子存入 纸带或布袋中,可保持种子寿命 2~5 年。 (3)离体试管保存:又称植物组织培养保存。 (4)超低温冷冻保存:在-40~-196℃的冷冻条件下对培养物实现长期保存。 ★种质资源的保存除资源材料本身外,还应包括种质资源的各种资料。每一份种质资 源材料应有一份档案。档案中记录有编号、名称、来源、研究鉴定年度和结果。档案按材 料的永久编号顺序排列存放,并随时将有关各材料的试验结果及文献资料登记在档案中。

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根据档案记录可以整理出系统的资料和报告。档案资料输入电子计算机贮存,建立数据库, 便于资料检索和进行有关的分类和遗传研究。 4.种质资源的研究及利用 ★种质资源的研究内容主要包括性状、生理生化特性的研究,细胞学的研究,遗传性 状的评价等。 ★种质资源鉴定一般包括农艺性状,如生育期、形态特征或产量因素等,抗逆性如抗 旱、抗寒、抗涝、抗病性、抗虫性等;产品品质,如营养品质、观赏品质等。 ★种质资源的收集、保存和研究,最终目的是为了有效利用。对种质资源的利用方式 一般可以分为: (1)直接利用:对于搜集到的能适应当地生态环境条件的或引进的品种、品系等,通 过试验,如有利用价值,即可在生产上直接利用,往往会收到可观的效益。 (2)间接利用:对于在当地表现不很理想或不能直接用于生产,但具有明显优良性状 的材料,可以作为育种原始材料。 (3)继续研究:对于一些暂时不能直接或间接利用的材料,也不能忽视。其潜在的基 因资源有待进一步深入研究认识、利用。

III 作业
1. 品种的概念。 2. 种质资源在育种上有何作用? 3.植物育种的目标主要有哪些方面? 4.种质资源的类别有哪些? 5.如何对种质资源进行利用?

第四节
一、授课章节
第四节 引种。

引种

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握引种的理论基础。

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2.能够进行引种分析。

四、教学重点、难点分析 重点:
1.引种的理论基础。 2.引种的程序。

难点: 1.影响引种成败的因素。
2.引种的方法。

五、教具
电化教学设备。

六、教学方法
讲授法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
本次课的学习引种,首先我们看一下引种的概念。

II 新课
一、引种的作用及其基本原理 ★ 引种概念 引种是指从外地区或国外引进新植物、 新作物、 新品种以及进行育种和有关理论研究所 需要的各种种质资源材料。 ★引种既包括简单引种, 也包括驯化引种;既包括栽培植物的引种与驯化,也包括野生 植物的驯化。 (一)引种的作用 (1)引种是栽培植物起源与演化的基础。 (2)引种是丰富并改变品种结构,提高生活质量的快速而有效的途径。 (3)引种可为各种育种途径提供丰富多彩的种质资源。 (二)引种的基本原理 1.气候相似论 为了减少引种的盲目性, 提高引种的预见性和成功率, 引种地区间的气候条件必须相似, 即气候相似理论。

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基本要点是: 地区之间在影响植物生产的主要气候因素方面, 应该足以保证植物品种相 互引用成功。 2.生态条件和生态型相似原理 任何植物的正常生长发育,都需要适宜的生态条件。一般来讲,生态条件相似的地区引 种容易成功。生态条件中各组成因子,如水分、温度、光照等组成的气候生态因子对生物体 的影响至关重要。植物由于起源的不同,形成了对生态条件的相应要求和反映。 二、引种的一般规律 1.低温长日照植物的引种规律 ●低温长日照植物从高纬度地区引种至低纬度地区种植,由于低纬度地区冬季温度高于 高纬度地区,春季日照短于高纬度地区,往往不能满足其发育对低温和长日照的要求,表现 生育期延长,甚至不能进行花芽分化,但营养器官生长旺盛; ●低温长日照植物从低纬度地区的植物向高纬度地区引种,由于植物发育过程中对低温 的要求能较早得到满足,过快通过由营养生长向生殖生长的转化,表现生育期缩短,植株矮 小,产量低,也易遭受冷害。 2.高温短日照植物的引种规律 ●高温短日照植物从低纬度地区引种到高纬度地区, 由于高纬度地区不能满足植物生长 发育对温度和日照的要求,往往表现生育期延迟,植株增高,穗、粒可能增大但易遭霜冻; ●高温短日照植物从高纬度地区引种到低纬度地区,则表现生育期缩短,提早成熟,植 株、穗、粒变小,产量下降,特别是引种到低纬度地区又延迟播种。因此高温短日照植物南 种北引,引早熟品种类型;北种南引,引晚熟品种类型,一般较易成功。 ★引种时还必须考虑海拔高度。一般海拔每升高 100 米,相当于纬度增加1度,温度降 低 0.6℃。 ★水稻 南种北引 南方水稻品种引到北方,遇低温长日,生育期都要延长,出穗推迟。要选引 早熟或中熟早稻品种才能成功。 北种南引 南引后遇到短日高温,生育期缩短,出穗早,植株变矮,穗短粒少,粒重降 低。如采用早播种,早追肥,合理密植等措施,也可获得高产。 三、引种的原则和注意事项

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(一)引种的原则 (1)引种要有明确的目的性。 (2)要坚持引入试验。 (3)要有组织地进行引种。 (二)引种的注意事项 (1)加强检疫工作。 (2)进行种子检验。 (3)引种与选择相结合。

III 作业
1. 引种的基本原理有哪些? 2. 对于低温长日照植物应如何进行引种?

第五节 选择育种
一、授课章节
第五节 选择育种。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握选择的基本方法。 2.掌握选择育种的一般程序。 3.掌握性状鉴定技术。

四、教学重点、难点分析 重点:
1.掌握选择的基本方法。 2.掌握选择育种的一般程序。

难点:
单株选择法和混合选择法的比较。

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五、教具
电化教学设备。

六、教学方法
讲授法,讨论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
复习引种的基本原理。 引授新课:对新引进的品种,要人为地加以选择,以便能更好地适应当地的环境和栽 培条件,发挥更好的生产潜力。这次我们就来学习选择育种的基本知识。

II 新课 一、选择育种的概念
选择育种是对现有品种群体中出现的自然变异进行性状鉴定、选择并通过品种比较试 验、区域试验和生产试验培育新品种的育种途径。 选择育种是植物育种中最基本、简易、快速而又有效的途径。 选择指从自然变异群体中选优汰劣。 选择是选择育种的中心环节, 是育种和良种繁育中 不可缺少的手段。 ★选择的实质是差别选择,要点是优中选优和连续选优。 ★选择不能创造变异,但选择可对变异产生创造性的影响。选择具有创造性作用。

二、选择的基本方法
选择的基本方法有单株选择法和混合选择法两种。 两种方法都可以用于对自然变异和人 工变异材料进行选择。 1.单株选择法 单株选择法是将当选的优良个体分别脱粒、保存,下一年分别种成一行(或小区) ,根 据后代株行的表现来鉴定上年当选单株的优劣,淘汰不良株行。 ★单株选择法可分为一次单株选择法和多次单株选择法。 (1)一次单株选择法:单株选择只进行一次,在株系圃内不再进行单株选择,叫做一 次单株选择法。通常隔一定株系种植一个小区的对照品种。株系圃通常设二次重复。根据各 株系的表现淘汰不良株系,从当选株系内选择优良植株混合采种,然后参加品种预备试验。 (2)多次单株选择法:在第一次株系圃选留的株系内,继续选择优株分别编号、采种, 播种成第二次株系圃,比较株系的优劣。如此反复进行。实践中究竟进行几次单株选择,主 要根据株系内株间的一致性程度而定。
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●优点:选择效果好,株系内基因型纯合程度大,繁殖的后代不易分离 ●缺点:多次单株选择法费工费时,占地面积大,工作程序也比较复杂,成本高 单株选择法适用于自花授粉植物及常异花授粉植物群体中自然变异和人工变异个体的 选择,玉米,为利用杂种优势,选育自交系也可以采用单株选择法。 2.混合选择法 混合选择法是从供选群体中,选择性状优良、相似的个体(单株、单穗、或单铃) ,混 合脱粒,下年播种成小区,与原品种进行比较、鉴定。 ★混合选择法可分为一次混合选择法和多次混合选择法。 (1)一次混合选择法:对原始群体进行一次混合选择,当选择的群体表现优于原群体 或对照品种时即进入品种预备试验圃。 (2)多次混合选择法:在第一次混合选择的群体中继续进行第二次混合选择,或在 以后几代连续进行混合选择,直至产量比较稳定、性状表现比较一致并胜过对照品种为止。 ●优点:方法简便易行、成本低可以结合生产过程进行,推广的速度快, 繁殖材料多。 ●缺点:一次混合选择效果差,多次混合选择的选择速度慢 混合选择法用于自花授粉植物的品种改良效果较小, 但在自花授粉植物的良种繁育工作 中经常采用。混合选择法比较适用于对异花授粉植物进行改良和提纯。 三、性状鉴定技术 性状鉴定是进行有效选择的依据。 运用正确的鉴定方法, 对育种材料做出客观的科学评 价,才能准确的鉴别优劣,做出取舍,从而提高育种效率,加速育种进程。 1.直接鉴定和间接鉴定 直接鉴定是根据被鉴定性状本身的表现进行鉴定。 2.自然鉴定和诱发鉴定 自然鉴定是在田间自然条件下对育种材料进行的一种较直观的鉴定方法。 3.当地鉴定和异地鉴定 育种工作中主要是在当地条件下进行鉴定,有时为了鉴定抗病虫性、光温反应特性、适 应性等,需要到异地进行鉴定。异地鉴定对个别灾害的抗耐性是有效的,不宜同时鉴定其他 目标性状。所以,需要在当地生产条件下表现出的性状,必须在有代表性的地块上进行田间 直接鉴定,结果才可靠。 对性状的鉴定往往需要田间、 室内及多种方法同时进行。 对品质性状和生理生化性状需

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要在实验室内,利用仪器设备才能进行鉴定。 四、选择育种的一般程序 选择育种从搜集材料、选优良单株开始,到育成新品种的过程由一系列的选择、淘汰和 鉴定工作组成,这些工作的先后顺序称之为选种程序。 1.系统育种程序 系统育种是根据育种目标的要求,在现有品种群体中,通过连续单株选择的方法,选出 优良的变异个体(单株、单穗或单铃) ,经过后裔鉴定,进而育成新品种的方法。因为所育 成的品种由自然变异中的一个个体发展而来,故称系统育种。当它应用于自花授粉植物时, 经常称为纯系育种。 (1)选择优良变异植株(穗、铃) :在田间或原始材料圃中选择符合育种目标的优良单 株,田间选株要挂牌标记,以便识别。再经室内复选,淘汰性状表现不好的单株(穗、铃) , 当选的单株(穗、铃)分别脱粒(轧花)保存,留作下年试验播种之用。 (2)株(穗、铃)系试验:将上年入选的单株分别种植成株行(穗行或铃行)也可称 系统。 每隔几个株行种上原品种作为对照, 后代鉴定是系统育种的关键。 在选择的关键时期, 如各个生育期,发病严重期、成熟前期,观察鉴定各个单株后代(株系)的一致性和各种性 状表现,严格选优。入选的优系再经室内复选,保留几个、十几个、最多几十个优良株(穗、 铃) 系。 如果入选的株系在主要性状上表现整齐一致则可称为品系, 下年参加品系比较试验。 个别表现优异但尚有分离的株系可继续选株,下年仍参加株系试验,即采用多次单株选 择,直到选出主要性状符合育种要求,且表现整齐一致的品系。 (3)品系鉴定试验:以较大的小区面积鉴定品系的生产能力和适应性。各入选品系相 邻种植,并设置 2~3 次重复以提高试验结果的准确性。试验条件应与大田生产接近,保证 试验的代表性。品系比较试验,进行 2~3 年。根据田间观察评定和室内较全面的考种以及品 质鉴定,选出比对照显著优越的品系 1~2 个参加品种比较试验。表现优异的品系,在第二 年品系比较试验的同时,应加速繁殖种子,以便进行生产试验。 (4)品种比较试验:对品系鉴定试验选出的优良品系进行最后的筛选和全面评价。在 连续 2~3 年的品种比较试验中,均比对照品种显著增产或质优的为当选品种,即可申请参 加由各省或国家组织的区域性试验,审定合格后,定名推广。 (5)区域化试验:是对各单位选送的品种,根据品种特性划分自然区进行鉴定,以便 客观地鉴定新品种的推广价值和最适宜的推广区域, 对品系鉴定、 品比试验和区域化试验中

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表现优异的品系、 品种可在各地接近大田生产条件下, 同时进行大面积生产试验鉴定和栽培 试验。 2.混合选择育种程序 混合选择育种是按照育种目标从原始群体中,选择一批单株,混合留种,所留种子下季 与原始品种进行种植比较,如果混选群体比原品种优越,就取代原品种,作为改良品种加以 繁殖和推广。 (1)从原始群体中进行混合选择:按育种目标,选择一批优良而一致的个体,经鉴定 淘汰其中的非典型单株,将入选各株混合脱粒。 (2)比较试验:下一季节,将混合脱粒的种子与原品种相邻种植在同一试验小区内, 进行比较,如证明其确比原品种优越,则将其收获、脱粒以供繁殖。 (3)繁殖和推广:经混合选择而改良的群体,加以繁殖,以供大面积推广。

III 作业
1.选择育种的方法有哪些? 2.单株选择的基本要点是什么? 3.混合选择的基本要点是什么? 4.简述系统育种的程序。

第六节 杂交育种
一、授课章节
第六节 杂交育种。

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握杂交亲本的选择、选配原则。 2.掌握杂交育种技术。 3.掌握杂交后代处理方法。 4.了解常用的杂交方法。

四、教学重点、难点分析 重点:
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1.杂交亲本的选择、选配。 2.杂交育种技术。 3.掌握杂交后代处理方法。

难点:
杂交亲本的选择、选配。

五、教具
电化教学设备。

六、教学方法
讲授法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
选择育种不能有目的、有计划地人工创造变异,在应用上存在一定的局限性。通过人工 杂交和选择,可以有意识地将不同亲本的理想基因组合在一起,创造新的种质资源,选育前 所未有的优良新品种。

II 新课
★杂交育种的概念: 杂交育种是指通过不同品种间杂交获得杂种, 再对杂种后代进行选 择、鉴定和培育,产生新品种的方法。 一、杂交育种的亲本选择与选配 选择选配亲本是杂交育种成败的关键, 如果亲本选择选配不当, 即使在杂种后代中精心 选择多年,也会徒劳无功。 ★亲本的选择与选配应遵循的原则 (1)双亲应优点多、缺点少,亲本之间的优、缺点能互补。 (2)至少应选择当地的推广品种作亲本之一。 (3)注意选用遗传差异性大的亲本。 (4)选用遗传力强且一般配合力好的品种做亲本。 ●一般配合力是指某一亲本材料与其他若干亲本材料杂交后, 杂种后代在某个性状上表 现的平均值。平均值高,一般配合力就好。 二、杂交育种技术 (一)杂交技术
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1.制定杂交计划 包括杂交组合数、具体杂交组合、每个杂交组合的花数等。 2.选择杂交种株及花朵 选具有该亲本典型性状、健壮无病、发育良好的植株作为杂交种株。在入选种株上选健 壮的花枝和花蕾进行杂交,疏去过多的、没有进行杂交的花枝或花蕾,以保证杂交种子生长 充实饱满。如果杂交亲本的花期不能相遇,可采用调节播期、人工控制温度、光照处理、植 株调整、肥水管理和使用生长调节剂等措施来调整花期。 3.隔离和去雄 防止自花授粉和天然异花授粉, 需在母本雌蕊成熟前进行人工去雄或隔离。 去雄方法较 多,最常用的方法是人工夹除雄蕊法。去雄的花朵要套以玻璃纸袋或硫酸纸袋等进行隔离。 4.花粉收集 杂交时在父本植株上采集正在散粉的花朵,直接授于母本柱头上,也可在授粉前一天, 摘取次日将开花的花蕾,带回室内取出花药,干燥条件下使花药开裂,将散出花粉收集到容 器中,放在低温(0~5℃) 、黑暗和干燥条件下贮藏备用。 5.授粉 授粉最适时间一般是在该植物每天开花最盛的时候。 授粉时一般可采用橡皮头、 海绵头、 毛笔、棉花球等作为授粉工具。为保证授粉成功率,可连续授 2~3 次。 6.授粉后的管理 杂交后在穗或花序下挂上小纸牌,标明父母本名称,去雄、授粉日期,书写要工整。授 粉后一二日及时检查各花朵状态,对授粉未成功的花可补充授粉,以提高结实率,保证杂种 种子数量。 (二)杂交方式 1.单交(成对杂交) 用两个亲本进行一次杂交称为成对杂交,以符号 A×B 或 A/B 表示。 ★单交的方法简便, 变异较易控制, 在常规杂交育种中普遍采用。 2.复交 在两个以上亲本间进行一次以上的杂交称为复交。 一般先配单交组合, 再将这些组合相 互杂交,或与其他亲本杂交。
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●三交: (A×B)×C,或表示为 A/B//C,A、B 两个亲本的核遗传组成在这个杂交组 合的 F1 中各占 1/4,而 C 为 1/2。 ●四交:[(A×B)×C]×D,或表示为 A/B//C/3/D;其中 A、B 各占 1/8,C 占 1/4,D 占 1/2。 ●双交: 双交是指两个单交的 F1 再次杂交,参加杂交的亲本可以是 3 个或 4 个。 (A×B) ×(C×D) 、 (A×B)×(A×C)或表示为 A/B//C/D、A/B//A/C。 复交的特点是:要进行两次或两次以上的杂交,杂交工作量大,F1 出现性状分离,杂 种遗传基础比较复杂,其后代群体分离更广泛,分离时间长,群体规模要比单交大,经多代 选择有可能获得综合多个亲本性状的优良类型。 应用复交时,一般遵循的原则是,综合性状较好、适应性较强并有一定丰产性的亲本应 放在最后一次杂交和占有较大的比重,以便保证杂种后代的优良性状。 3.回交 指两个亲本杂交后,杂交后代再与亲本之一进行重复杂交。回交可表示为 A/2﹡B 或 A/3﹡B(﹡表示回交,2、3 表示包括第一次杂交在内的回交系数) ,用于重复杂交的亲本称 轮回亲本,只参加一次杂交的亲本称非轮回亲本。回交一般用 A×B→F,F×B→BC1(或 BC1F1) ,BC1×B→BC2(或 BC2F1)?依次类推。回交一次的第一代用 BC1(或 BC1F1)表 示,其自交后代用 BC1F2 表示;回交二次的第一代用 BC2(或 BC2F1)表示,其自交后代用 BC2F2 表示。 ★回交法常用于改良某一推广品种的个别缺点,或转移某个目标性状,如抗病性、早熟 性、矮秆性、产量性状、品质等。 在采用回交法育种时,轮回亲本必须是适应性强、丰产性好、综合性状优良,只存在个 别缺点,经改良后有继续推广前途的品种。而非轮回亲本作为被改良性状的来源,必须具备 轮回亲本需要改良的目标性状,且遗传力强。 (三)杂种后代处理 根据对杂种后代处理方法的不同,可分为系谱法和混合法等若干方法。 1.系谱法 自杂种第一次分离世代开始选单株,分别种植成株行,即系统;以后各世代均在优良系 统中继续进行单株选择,直至选到优良一致的品系。在选择过程中,典型的系谱法要求对材 料所属的杂交组合、单株、株行、株系群等按亲缘关系编制号码并进行性状的记载,以便查
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找系统历史与亲缘关系,所以称系谱法。 (1)杂种一代(F1) :种植 F1 和 F2 的地块通称杂种圃。在杂种圃内按杂交组合顺序排 列,播种杂交种子,并相应播种对照品种及亲本以便比较。在 F1 应注意田间管理,以便获 得足够的种子。 ★主要工作是淘汰有严重缺点的组合和拔除假杂种。 必要时也可选单株。 按组合混合收 获,写明行号或组合号,如果选择单株,应将所选单株单独收获并编号。 (2)杂种二代(F2)或复交一代:按杂交组合播种,同时,在田间均匀布置对照行并 播种亲本行,以便根据各杂种植株最邻近的对照行表现选择单株。对照亲本及 F2 表现,了 解亲本的性状遗传特点,为选配亲本积累经验。 ★主要工作是从优良组合中选择单株, 同时淘汰不良组合。 在当选组合中选择单株的数 量,依育种目标、杂交方式、杂交组合的优良程度而定,一般入选率在 0.05%~10%。当选 单株按组合分别收获,小粒禾谷类作物应连根拔出,分别脱粒、 编号、 保存, 一般不必考种, 但根据育种目标要求也可进行个别性状的考种工作。 (3)杂种第三代(F3) :种植 F3 及其以后世代的地段通称选种圃。主要任务是选择单 株、株行鉴定并最终选出性状优良一致的品系,升入鉴定圃。将 F3 播种成行(株行) ,按组 合排列。在田间均匀分布对照品种行,以利选择。 F3 各株行分别来自 F2 不同的单株,称之为系统,系统间性状差异明显,各系统内有程 度不同的分离。 ★主要任务是从优良组合的优良系统中选拔优良单株,选择时可根据系统的生育期迟 早、株高、抗病性、抗逆性、株型、穗数、穗大小等性状综合表现进行。各组合选择规模在 很大程度上依组合优劣而定,每一株行内选择 5~10 株。将 F3 当选植株按系统分株收获, 分别脱粒和编号。 (4)杂种四代(F4)及其以后各世代:F4 及其以后各世代种植方法同 F3 代。来自同一 F3 系统(即同一 F2 单株)的 F4 代系统称为系统群(株系群) 。系统群内各系统间互为姊妹 系。不同系统群间的差异较同一系统群内各系统间的差异大,而姊妹系间表现往往相近。 ★工作重点也由以选株为主转移到以选拔优良系统为主, 如果系统群表现整齐和相对一 致也可按系统群混合收获以保持相对的异质性和获得较多种子, 有利于将材料分发到不同地 点试验。如果某些组合种植到 F5 或 F6 代仍未出现优良单株或系统可予以淘汰。 2.混合法

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在自花授粉植物的杂种分离世代,按组合混合种植,不予选择,直到估计杂种后代纯合 百分率达到 80%以上时(约 F5~F8) ,或在有利于选择时,如病害流行或某种逆境条件如旱 害、冻害严重年份,才进行一次单株选择,下年种成株行(系统) ,根据其后代表现选拔优 良系统升级鉴定比较。 ★混合法的理论依据是: (1)育种目标性状多属于数量性状,它们由许多具有累加效应的微效基因所控制,在 杂种后代中形成连续性变异,易受环境影响,遗传力在早代很低,所以不如等到高世代纯合 个体百分率增加后再行选择。 (2)杂种 F2 是不同基因型组成的群体,判断优良基因型准确性差,所以 F2 的选择工 作要十分慎重。 (3)由于受到种植群体的限制,对 F2 进行严格选择,不可避免地会损失许多有利基 因,混合法具有较大的杂种群体,可能保存大量的有利基因,提供在各个世代继续重组的机 会。 基于上述情况,混合法要求混播群体较大,每组合可有数万株;每代收获和播种的群体 应尽可能包括各种类型植株的大多数,代表性广泛;在选择世代要求入选的株数也要多些, 如水稻品种间杂交各组合最好选择 3000~5000 株。 3.系谱法与混合法的比较 (1)对质量性状或遗传力较高的数量性状,用系谱法在早代选择,可起到定向选择的 作用。育种工作者可以及早地集中力量掌握少数优良系统,及时组织试验、示范、繁殖,这 是系谱法的优点。 混合法是在种植若干年后才进行个体选择成为系统, 而在杂种群体中选择 个体要比在系统中选择困难得多, 选择数量必须加大, 使得第二年的系统选拔工作更为繁重, 此外花费的年限较长。 (2)系谱法从 F2 代起实行严格选择,中选率极低。为了严格选择,有时不得不把一 些选择可靠性极小的性状也列入选择标准, 实际选择效果并不高, 有时反而淘汰了不少有利 基因,使育成的新品种遗传基础比较狭窄。运用混合法则可为有利基因的保存、重组、累加 提供较多的机会,可能会选到综合性状优良的群体。 (3) 混合法与系谱法相比, 在同等土地面积上能种植更多的杂交组合和保存更多类型 的植株。

III 作业
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1.简述杂交亲本选择选配的原则? 2.简述杂交育种的技术环节? 3.简述系谱法的技术要点?

第七节
一、授课章节
第七节 杂种优势的利用。

杂种优势的利用

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握杂种优势、配合力、自交系、雄性不育系及自交不亲和系的概念。 2.理解配合力概念及计算方法。 3.掌握杂交种种子的生产技术。 4.了解杂种优势的特点及杂交种的类别。

四、教学重点、难点分析 重点:
1.选育一代杂种的程序。 2.杂交种种子的生产。

难点:
配合力概念及计算方法。

五、教具
电化教学设备, 杂种优势的图片。

六、教学方法
讲授法,讨论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
在生产中,经常会见到种子袋后面有这样一句话“本种系一代杂种,不可留种”,如果 留种后种植会有什么样的结果呢?为什么呢? 学生讨论:会出现长势参差不齐,是因为 F2 代植株产生了性状分离。

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教师:同学们,那么这些种子是怎么培育的呢!这就使我们要学习的新课杂种优势的利 用,首先看一下什么叫杂种优势?

II 新课 ★杂种优势的概念: 杂种优势是指由两个或两个以上遗传性不同的亲本杂交所产生的杂
种一代,在生长势、生长量、生活力、结实性、发育速度以及对不良环境的抗性等方面,优 于其亲本的现象。 一、杂种优势的概念与表现特点 (一)杂种优势的表现特点 (1)杂种优势具有普遍性和复杂多样性。 (2)杂种优势的大小与亲本遗传差异和纯度有关。 (3)F2 及以后世代杂种优势衰退。F1 群体基因型的高度杂合性和表型的整齐一致性是 构成杂种优势的基本条件。F2 由于基因的分离,产生多种基因型的个体,个体间性状发生 分离,使 F2 群体的整齐度和优势明显下降。所以,生产上一般只利用杂种一代。 二、杂交种的类别 1.品种间杂交种 ●应用范围:对于雌雄异花或雌雄同花但去雄方便的植物(如玉米、棉花等) ,可采用 品种间杂交的方式。 ●利用特点:育种程序简单,但由于品种间没有严格自交的过程,品种内株间的遗传基 础不完全一致,所以杂种 F1 表现不太整齐,优势也相对低于自交系间杂交种。 2.自交系间杂交种 ●应用范围:对于容易人工自交的植物(如玉米等) ,可利用自交系间杂交种。 ●利用特点: 育种程序复杂, 所需时间长, 但所配出的杂交种生长整齐一致, 优势明显。 由于 F2 出现严重的性状分离,优势急剧下降,所以一般不宜利用自交系间杂种的 F2 及以后 各世代。 3.自交不亲和系杂交种 ●基本概念:自交或系内兄妹交均不结实或结实极少,这种特性称自交不亲和性,具有 这种特性的品系叫自交不亲和系。 ●应用范围:十字花科蔬菜如甘蓝、白菜、萝卜、油菜等,利用自交不亲和性配制单交
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种是国内通行方法。 ●利用特点:易获得不亲和株,杂交制种方便; 亲本须采用蕾期授粉获得种子。 4.种间杂交种 ●应用范围:某些种间杂交一代结实率不降低的植物,可利用种间杂种优势。如陆地棉 产量较高、早熟,海岛棉纤维品质好,但成熟晚、产量低,用陆地棉和海岛棉杂交,可获得 产量高、纤维品质好的杂交种。 三、利用杂种优势的基本条件 (1)亲本间杂交一代要有强大的杂种优势。 (2)亲本的繁殖和杂交种的配制简单易行、杂交种种子生产成本低。 四、选育一代杂种的一般程序 (一)选育优良自交系 选育自交系是异花授粉植物和常异花授粉植物利用杂种优势的第一步工作。 选育优良自交系的方法和步骤: (1)选择优良的品种或杂种作为育成优良自交系的原始材料。 (2)选择优良的单株进行自交。 (3)逐代选择淘汰。首先进行株系间的比较鉴定,根据选育目标淘汰部分不良的株系。 对入选的株系选优良单株自交。一般经过 4~6 代,至主要性状不再分离、生活力不再衰退 为止可得到自交系。自交系选出后,每个自交系种成小区进行隔离繁殖,系内株间可以自由 授粉。 (二)配合力测定 ★几个概念: ●配合力是指作为亲本杂交后 F1 表现优良与否的能力。 ●一般配合力又称普通配合力, 指在一个交配群体中某个亲本的若干杂交组合子代平均 值与子代总平均值的离差。 ●特殊配合力指在一个交配群体中某个交配组合子代平均值与子代总平均值及双亲一 般配合力的离差。 ★两种测定配合力的配组方法。 1.简单配组法(不规则配组法)
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把育成的自交系按育种目标、 亲本选配原则和育种者所掌握的性状遗传规律配成若干组 合,进行人工交配取得各组合的杂种种子,并对杂种一代进行评定,选定好的杂种组合及其 双亲自交系作为制种亲本。 例如:现有 1× 2.、1× 3、1× 4、1× 5、1× 6、2× 3、2× 4、2× 5、2× 6、3× 4、5× 6 等杂交组合, 通过对 F1 代测定,表现好的组合有 1× 5,2× 4,则选定组合 1× 5,2× 4 及其亲本 1 号、5 号、 2 号、4 号自交系作为制种亲本.。 2.轮配法 既能测定一般配合力大小,又能测定特殊配合力大小。一般配合力采用顶交法测定。该 方法是将选出的亲本同一系列其他亲本杂交,比较各组合 F1 优势程度。一般顶交法中选当 地优良的品种做顶交亲本与供试亲本杂交以便测定供试亲本一般配合力大小;选配合力大、 外观性状也好的品种作为亲本材料。 例如,现有供试菊花品种 1、2,、3、4、5 号,选当地优良品种 A、B、C 作为顶交亲本 与这 5 个品种分别杂交,以测定这 5 个品种在花径方面一般配合力大小。 表 1 菊花各杂交组合花径平均值(cm) Pi Pj A B C 1号 8 10 9 9 2号 10 11 12 11 3号 6 7 8 7 4号 11 10 9 10 5号 13 12 14 13

X? j
9.3 10 10.4

X i?

X ij =10

则品种 I 号一般配合力=9-10= -1 品种 2 号一般配合力=11-10= 1 品种 3 号一般配合力=7-10= -3 品种 4 号一般配合力=10-10= 0 品种 5 号一般配合力=13-10= 3 C 亲木一般配合力=10.4-10= 0.4 5 号× C 杂交组合特殊配合力=14-10-0.4-3=0.6 由此可见 2 号、5 号品种一般配合力较高,若这两个品种外表性状也较好,则可选作为 亲本材料。特殊配合力测定多采用轮配法。该法是将各品种彼此全部加以配合,比较各杂交 组合 F1 代的优劣状况,选出特殊配合力大的杂交组合。例如有 1、2、3、4、5 号供试品种

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则它们的杂交组合如表 1-3。 表 2 5 个供试品种的杂交组合 1号 1号 2号 3号 4号 5号 × × × × 2号 × × × × 3号 × × × × 4号 × × × × 5号 × × × ×

注:× 表示产生的杂交组合 若认为正、反交效果相同,则这 5 个品种杂交组合为 1× 2、1× 3、1× 4、1× 5、2× 3、2× 4、 2× 5、3× 4、3× 5、4× 5。 (三)自交系间配组方式的确定 经过配合力测验选出优良自交系及其优势组合后, 还需要进一步确定各自交系的最优组 合方式,以期获得综合性状最好的杂交种。生产上一般选择一般配合力高的亲本进行配组, 选择特殊配合力强的组合作为杂交种的苗头组合。 杂交种根据参与杂交的亲本数可分为单交种、双交种和三交种。 (四)品种比较试验和生产试验 五、杂交种种子的生产 1.人工去雄制种 人工去雄配制杂交种是生产杂交种的最原始方法。 ★适于人工去雄配制杂交种的植物应具备三个条件: ●花器较大,易于人工去雄。 ●人工杂交一朵花能得到数量较多的种子。 ●种植杂交种时,用种量小。 2.利用化学药剂杀雄制种 化学杀雄是在植物花粉形成以前或发育过程中,选用内吸性化学药剂,用适当的浓度, 在特定的时期,喷洒植株,由于雌雄性器官对化学药剂反应的敏感程度不同,在不影响雌性 器官的前提下阻止花粉的形成或抑制花粉的正常发育, 使花粉失去受精能力, 达到去雄的目 的。 适用于花器小,人工去雄困难的植物,如水稻、小麦等。 ★良好化学杀雄剂应具备以下条件:
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● 杀雄效果的选择性强。 ● 对植株的副作用小,处理后不会引起植株畸变或遗传性变异。 ● 喷施药剂的适宜期要长、杀雄彻底、稳定,重演性好。 ● 药源广泛,价格低廉,使用方便。 ● 对人、畜无害,无环境污染。 常用的化学杀雄剂有 2,3 二氯异丁酸钠、三碘苯甲酸、2-氯乙基磷酸、二氯乙酸等。 3.利用标记性状制种 用某一显性或隐性性状作标志,区别真假杂种,就可以避开去雄工作获得杂种。 具体作法是, 给杂交父本选育或转育一个苗期出现的显性标志性状, 或给杂交母本选育 或转育一个苗期出现的隐性标志性状,用这样的父、母本进行不去雄放任杂交,从母本上可 收获自交和杂交两类种子。播种后根据标志性状,在间苗时拔除具有隐性性状的幼苗,即假 杂种或母本苗,留下的具有显性性状的幼苗就是杂种植株。 可利用作标志的显性性状有水稻的紫色叶枕, 小麦的红色芽鞘, 棉花的红叶和鸡脚叶等。 棉花的芽黄(幼苗第 1~6 片真叶平展初期皆为黄绿色)和无腺体(子叶柄、叶柄、铃柄、 茎秆及铃壳的表面均无腺体)可作为标志的隐性性状。我国棉花陆海杂种(芽黄彭泽 1 号× 长 4923) ,利用芽黄这个受一对基因控制的隐性标志性状制种,可获得 65%~70%的杂种。 4.利用自交不亲和性制种 在生产杂交种子时,利用自交不亲和系作母本,以另一个自交亲和系作父本,从母本上 收获的就是杂交种。如果双亲都是自交不亲和系,就可以互为父、母本,从两个亲本上采收 的种子都是杂交种。我国在油菜上已大面积利用了自交不亲和性繁育杂交种。 5.利用雄性不育性制种 利用雄性不育性制种,是克服人工去雄困难最有效的途径。 6.雌性系的利用 使雌雄同株异花的植物中雄花的发育受抑制,而得到纯雌花的植株,即为雌性系。用它 配制杂交种,手续简便,易于得到较多数量的杂交种种子。 六、杂交制种技术 主要技术环节是: (一)安全隔离
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杂交种种子生产制种区必须安全隔离, 严防非父本的花粉飞入制种区, 影响杂交种的质 量。 ★隔离的方法有四种: (1)空间隔离。在空间距离上把制种区与父本以外的其他品种隔离开,在制种区周围 一定范围内, 不种非父本品种。 隔离距离要根据植物传粉的远近和对纯度要求的宽严来确定。 花粉传播较近的植物如玉米、高粱,空间隔离几百米即可;花粉传播较远的植物,如甜菜、 向日葵,空间距离应在 1 500 m 以上。玉米自交系和水稻、高粱三系育种对纯度要求较严, 空间隔离一般要在 1 000 m 以上; 有些植物对杂交制种的纯度要求稍宽, 空间隔离距离 300 m 以上即可。 (2)时间隔离。可以在开花时间上与其他品种隔离开,一般玉米和高粱制种区的播种 期和周围其他品种的播种期错开 40 天左右, 便能防止外来花粉吹入制种区。 水稻可错开 20~ 30 天。 (3)自然屏障隔离。利用高山、湖泊、村庄、河流等自然屏障起到隔离的作用。 (4) 高秆植物隔离。 在需要隔离的方向种植数十行或百行以上的茎秆较高的其他植物, 以隔绝非父本品种的花粉。 2.规范播种 (1)确定父、母本播种期。一般情况下,若父、母本花期相同或母本比父本早开花二 三天,父、母本可同期播种;若母本开花过早或较父本开花晚,父、母本应分期播种,先种 开花晚的亲本,隔一定天数再种另一亲本。分期播种相隔的时间,通常用天数计算,但由于 父、 母本对环境条件的反应不同, 根据早播亲本的苗龄和幼苗生育状况来确定晚播亲本的播 种期,更易达到父、母本花期相遇。若父、母本花期相差不大,分期播种相差不超过 3 天, 可把要早播的亲本进行温汤浸种而后同期播种, 以避免分期播种的麻烦。 秋播植物分期播种 不易控制花期,父、母本的生育期最好相同。为了保证花期相遇,有时父本可分两期播种, 相隔 5~7 天,以延长父本供花时间。 确定父、母本行比 在保证有足够父本花粉前提下,应尽量增加母本行数,以便多收杂 交种种子。 (2)提高播种质量。 (二)精细管理 (三)去杂去劣
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(四)去雄授粉 (五)分收分藏

III 作业
1. 试比较常规杂交育种与优势杂交育种的差异。 2. 简述杂种优势利用的基本条件? 3. 选育一代杂种的程序有哪些? 4. 简述杂交种的制种技术?

第八节
一、授课章节
第八节 良种繁育。

良种繁育

二、学时安排
2 学时。

三、教学目标
1.掌握良种繁育的概念。 2.理解品种退化的原因。 3.了解品种审定的程序。 4.掌握良种繁育的程序。

四、教学重点、难点分析 重点:
良种繁育。

难点:
原种生产程序。

五、教具
电化教学设备等。

六、教学方法
讲授法,讨论法,多媒体课件。

七、教学过程 Ⅰ导入
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本次课的学习要介绍的是食用菌栽培方面的一些综合知识。

II 新课
良种繁育就是将育成的新品种,在保证种子质量的前提下,迅速地扩大种子数量,满足 生产需要的过程。 良种繁育是连接育种与生产的桥梁和纽带, 是新品种尽快推广应用的关键, 其主要任务是防止品种混杂、退化和保持优良种性及良种的迅捷快繁。

一、品种审定
(一)品种审定的概念 品种审定是指省级或国家品种审定委员会, 根据新选育或新引进的品种在区域试验和生 产试验后的试验结果,审定能否推广、在什么范围推广的审查决定步骤,是对通过品种鉴定 的品种,依其区域试验和生产试验情况,进行审查评价,确定其推广价值和适应范围的管理 程序。 品种审定是良种繁育和推广的前提, 未经过审定或审定未通过的品系或品种不得推广, 否则由此造成的生产损失由该种子的出售者负全部责任。 (二)品种审定的程序 1.申请 (1)申请者:申请品种审定的单位和个人(以下简称申请者) ,可以直接向国家品种 审定委员会或省级品种审定委员会提出申请。在中国没有经常居所或者营业场所的外国人、 外国企业或者其他组织在中国申请品种审定的, 应当委托具有法人资格的中国种子科研、 生 产、经营机构代理。稻、小麦、玉米、棉花、大豆以及农业部确定的主要农作物品种实行国 家或省级审定, 申请者可以申请国家审定或省级审定, 也可以同时申请国家审定和省级审定, 也可以同时向几个省(直辖市、自治区)申请审定。省级农业行政主管部门确定的主要农作 物品种实行省级审定。 从境外引进的农作物品种和转基因农作物品种的审定权限按国务院有 关规定执行。 (2)申请书:申请品种审定的,应当向品种审定委员会办公室提交申请书。申请书包 括以下内容: · 申请者名称、地址、邮政编码、联系人、电话号码、传真、国籍。 · 品种选育的单位或个人。 · 作物种类和品种暂定名称。品种暂定名称应当符合《中华人民共和国植物新品种保 护条例》的规定。 · 建议的试验区域和栽培要点。

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· 品种选育报告,包括亲本组合以及杂交种的亲本血缘、选育方法、世代和特性描述。 · 品种(含杂交种亲本)特征描述以及标准图片。 转基因品种还应当提供在试验区域内的安全性评价批准书。在完成品种试验提交审定 前,还应提供安全评估报告。 (3)申请审定的品种应当具备的条件: · 人工选育或发现并经过改良。 · 与现有品种(本级品审会已受理或审定通过的品种)有明显区别。 · 遗传性状相对稳定。 · 形态特征和生物学特性一致。 · 具有适当的名称。 2.受理 品种审定委员会办公室在收到申请书 2 个月内做出受理或不予受理的决定,并通知申 请者。对于符合规定的,应当受理,并通知申请者在 1 个月内交纳试验费和试验种子。对于 交纳试验费和试验种子的,由办公室安排品种试验。逾期不交纳试验费或者试验种子的,视 同撤回申请。对于不符合规定的,不予受理。申请者可以在接到通知 2 个月内陈述意见或者 予以修正,逾期未答复的视同撤回申请;修正后仍然不合格的,驳回申请。 3.品种试验 品种试验包括区域试验和生产试验。具体试验办法由品种审定委员会制定并发布。 4.审定 对完成品种试验程序的品种,由品种审定委员会专业委员会初审,主任委员会审核, 审核同意,通过审定。 5.公告 审定通过的品种,由品种审定委员会编号、颁发证书,同级农业行政主管部门公告。 审定公告公布的品种名称为该品种的通用名称。 审定未通过的品种, 由品种审定委员会办公 室在 15 日内通知申请者。申请者对审定结果有异议的,在接到通知之日起 30 日内,可以向 原品种审定委员会或者上一级品种审定委员会提出复审。 品种审定委员会对复审理由、 原审 定文件和原审定程序进行复审,在 6 个月内做出复审决定,并通知申请者。

二、品种的混杂、退化
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(一)品种混杂、退化的原因 品种的混杂是指一个品种群体中, 掺杂有不同于本品种的各种异型株, 造成品种纯度降 低的现象。品种的退化则指品种原有的优良性状部分或全部消失,生活力下降,品质变劣, 抗性减退,以致降低或丧失原品种在生产上的利用价值。一个优良品种混杂退化以后,直接 影响产量或品质。引起植物品种混杂退化的原因很多,主要有以下几个方面: 1.机械混杂 良种繁育过程中,在种子处理(浸种、拌种) 、播种、移苗、补种、收获、脱粒、干燥、 装运及贮藏等作业时,不按原(良)种生产技术规程进行操作,使繁育的品种中混入其他品 种的种子或其他植物和杂草的种子。 2.生物学混杂 由于天然杂交产生的混杂称生物学混杂。 天然杂交后代产生各种性状分离, 导致品种出 现不良个体,从而破坏了品种的一致性和丰产性。例如,植株的高矮不齐、成熟不一、籽粒 形状及颜色多样等。各种植物都可能发生生物学混杂,但异花和常异花授粉植物,在同一地 区内种植较多品种时,天然杂交的机会更多。有时,某些远缘植物在自然情况下也能发生种 间天然杂交,如甘蓝型油菜与白菜型油菜、粳稻与籼稻间常发生的天然杂交。 3.品种本身的变异 大致有以下两种情况:一是目前生产上推广的品种,绝大多数是通过杂交选育而成的, 有些品种推广时尽管在主要性状方面看起来稳定一致, 但仍有某些性状不完全稳定, 特别是 由多基因控制的数量性状, 在品种繁殖过程中发生分离和重组, 使品种的典型性和一致性下 降,导致品种混杂退化;另一种情况是品种受自然环境的影响,发生基因突变,自然突变以 隐性突变为较多,而隐性突变多数是不利的。如果不注意人工选择和淘汰,则不良的变异类 型和个体日见增多,造成品种纯度下降,混杂退化。所以,自然突变也是导致品种混杂退化 的原因之一。 4.其他因素 品种的优良性状是在一定的自然条件下,经过人工选择形成的。若不注意自然条件,采 取粗放栽培管理,进行不正确的人工选择,以及繁殖方法不适当等,都会加速品种的混杂退 化。例如,棉花岱字 15 的幼苗生长较弱,若在繁殖过程中不注意其幼苗特点,间苗时拔除 弱苗,留下生长势强的混杂苗,势必造成混杂;甘薯剪蔓繁殖时,往往将早爬蔓长蔓型的杂

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苗株剪蔓栽植,使品质变差,产量下降。 (二)防止混杂和退化的方法 1.严格技术操作规程,避免机械混杂 从种到收以至贮藏、包装的全过程,必须认真遵守良种繁育规则,合理安排繁殖田的轮 作,认真核实种子的接收和发放手续,做好种子的处理和播种各项工作,从种、收、运、脱、 晒、藏、包装等各环节杜绝机械混杂的发生。 2.采取严格隔离措施,防止生物学混杂 为了确保良种的纯度,在繁种时,对易于相互杂交的变种、品种或类型,必须采取严格 的隔离措施。 3.应用正确的选择方法和留种方式防止品种劣变 (1)掌握正确选种标准,定期去杂去劣:去杂去劣就是把因生物学混杂、机械混杂以及 基因重组或基因突变等原因造成的不符合本品种典型性状的植株, 还有发生了病虫害的植株 及生长势很弱的劣株去掉。 去杂去劣应在整个生育期进行, 其中以主要性状形成期的选择最 为重要。 (2)繁殖原种要有一定大小的群体:为了防止群体过小、造成遗传漂变和近亲繁殖,一 般要求采种群体至少 50 株以上,而且选留的种株间要在主要经济性状一致的前提下,允许 有细微的差异,以丰富遗传基础。 (3)执行合理的选择和留种制度,坚持连续定向选择:制定和执行合理的选择制度,每 年连续定向地分生育期对所留种株进行分次选择和淘汰。 原种生产时要严格株选; 生产用种 繁殖时,进行片选,但要去杂去劣。 4.选择适宜的采种条件和技术,防止品种退化 良种繁育的目的是收获高质量的种子,创造良好的生长发育条件是防止品种退化的重要 措施。良种繁育对播期、栽培环境及田间管理要求严格,播期保证了种株的发育和开花结实 能在最适宜的季节,田间管理能使个体植株的主要经济性状充分表现,便于选择。

三、加速繁殖良种的方法
要使优良品种尽快在生产上发挥作用,必须加快繁殖过程,为生产提供大量良种。常用 的措施是提高繁殖系数和一年多代繁殖。提高繁殖系数可以通过单株播插、育苗移栽、宽行 稀播等措施来实现, 一年多代繁殖可利用我国南北自然气候的差异, 异地繁种, 或利用大棚、

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温室等保护设施和特殊化处理(如光照、春化处理)来增加繁殖代数,如到海南岛进行繁殖 加代。

四、良种繁育程序
良种繁育是按原原种、原种、良种三级程序进行的。原原种是由育种单位(或个人)提 供的最原始的一批种子。 用原原种直接繁育出来的, 或推广品种经过提纯后达到原种质量标 准的种子称原种。原种再繁殖一二代的,符合质量标准供应大田生产播种的种子称为良种。 原种生产是良种繁育工作中最基本的环节。 (一)自花授粉和常异花授粉植物的原种生产 一般采用单株选择、分系比较、混系繁殖法生产原种。具体过程如下(图 1-28) 。 1.选择典型优株(穗) 在品种纯度高的地块或即将推广的品种中, 根据品种的特点, 选择植株健壮、 丰产性好、 抗病力强及生育期适当, 不倒伏、 结实性好、 籽粒饱满的典型优良单株 (穗) 。 入选单株 (穗) 分别收获、脱粒、装袋,充分晒干后妥善贮藏,供下年株(穗)行比较鉴定用。选择的标准 要严,数量要大,使原种包含有较多的原始单株(穗)后代,并能生产足够的原种。 2.株(穗)行圃 上年入选的单株(穗)种在株(穗)行圃,进行比较鉴定。要求地势平坦,肥力均匀, 土壤肥沃、旱涝保收,以便进行正确的比较鉴定。注意隔离安全,尤其是常异花授粉植物要 防止生物学混杂。生长期间进行必要的观察记载和比较鉴定。收获前综合各株(穗)行的全 部表现进行决选。严格淘汰生长差,典型性不符合要求的株(穗)行。入选的株(穗)行, 既要行内各株优良整齐, 无杂、 劣株, 又要行间主要性状表现一致。 收获时先将杂、 劣株 (行) 运出,以免遗漏混杂在入选的株行中。再将优良典型、整齐一致的株(穗)行混收,下年混 合繁殖。有的植物也可将入选株(穗)行分别收获,分别脱粒。以便下年进行株(穗)系比 较试验。 3.株(穗)系圃 上年分别收获的株(穗)行不混合,分别种于株(穗)系圃,即每系为一小区,对其 典型性、丰产性等进一步比较鉴定。观察评比的选留标准与株(穗)行圃相仿。入选株(穗) 系视情况以系为单位收获,脱粒后,再混合或混合收获脱粒。所得种子,精选后妥善贮藏。 4.原种圃

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将上年入选株系的种子混系播种于原种圃,以繁殖产生原种。原种圃要隔离安全,土 壤肥沃, 采用先进的农业技术和稀播等措施, 提高繁殖系数。 要严格去杂去劣。 收获后单脱、 单藏、严防机械混杂和各种损害。 上述原种生产程序,经过株(穗)行圃、株(穗)系圃、原种圃的称为三年三圃制, 常异花授粉植物常采用三圃制,以便在株系圃中再进行一次鉴定和选择。由株(穗)行圃去 劣混收直接进入原种圃混合繁殖的称为二年二圃制。 自花授粉植物多采用二年二圃制, 既简 单易行又可达到提纯目的。原种生产程序中,选择典型优株是基础,株(穗)行比较鉴定是 关键,因为单株性状,尤其是数量性状易受环境的影响,只有通过后代鉴定才更为可靠。选 株数量宜多,这样可使后代群体保持较大的异质性,不致降低适应性与丰产性。作为提纯选 株的基本材料必须是纯度高,符合原品种典型性的材料。

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图 1-28 原种生产程序图

III 作业
1.简述品种审定的一般程序。 2.品种混杂、退化的原因有哪些?如何预防? 3.如何进行原种生产?

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