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作物育种学Plantbreeding课件.ppt

来源：花匠小妙招时间：2024-11-29 10:02

第三章作物的繁殖方式

及品种类型

第三章作物的繁殖方式

及品种类型1第一节作物的繁殖方式

自花授粉异花授粉有性繁殖常异花授粉*自交不亲和性*雄性不育性

营养体繁殖无性繁殖无融合生殖繁殖方式第一节作物的繁殖方式繁殖方式2一、有性繁殖

(一)自花授粉1、概念：同一朵花的花粉传播到同一朵花的雌蕊柱头上,或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上都称为自花授粉。通过自花授粉方式繁殖后代的作物是自花授粉作物,又称自交作物。自花授粉作物有水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、绿豆、花生、芝麻、马铃薯、亚麻、烟草等。一、有性繁殖(一)自花授粉32、自花授粉作物的花器构造特点及开花习性交配制度自交，天然异交率<4%花器构造特点及开花习性雌雄同花，同熟，开花时间较短，常常闭花授粉。作物育种学Plantbreeding课件43、自交的遗传效应（1）自交使纯合基因型保持不变（2）自交使杂合基因型的后代发生性状分离（3）自交引起后代生活力衰退自交代数代号基因型频率杂合型(%)Aa纯合型(%)AAaaAAAaaa0(F1)H0010101(F2)H11/41/21/4(1/2)11-1/2=502(F3)H23/82/83/8(1/2)21-(1/2)2=753(F4)H37/162/167/16(1/2)31-(1/2)3=87.5……………………n(Fn+1)Hn(2n-1)/(2n+1)1/(2n)(2n_1)/(2n+1)(1/2)n1-(1/2)n杂合体Aa自交各世代的基因型频率及基因频率的变动3、自交的遗传效应自交代号基因型频率杂合型(%)纯合型(%)5

4、自花授粉作物的遗传特点（1）个体基因型纯合，群体表现整齐一致；（2）少量变异个体，经不断自交可导致纯合；（3）自交不退化或退化缓慢。

4、自花授粉作物的遗传特点61、概念雌蕊的柱头接受异株花粉授粉的称为异花授粉，通过异花授粉方式繁殖后代的作物是异花授粉作物,又称异交作物。异花授粉作物的自然异交率一般高于50%，有些作物的异交率可达到95%以上，甚至100%。（二）异花授粉1、概念（二）异花授粉72、花器构造及开花习性有四种类型：（1）雌雄异株：如大麻，菠菜，异交率100%；

大麻的雌株和雄株大麻的雌株和雄株8（2）雌雄同株异花，如玉米、西瓜、甜瓜、蓖麻等。蓖麻雌雄同株异花玉米雌雄同株异花（2）雌雄同株异花，如玉米、西瓜、甜瓜、蓖麻等。蓖麻雌雄同株9（3）两性花，但雌蕊与雄蕊不同期成熟，如荞麦等。

（4）两性花，但自交不亲和，如向日葵、黑麦、白菜型油菜、甜菜等。

天然异率一般在90%以上。

（3）两性花，但雌蕊与雄蕊不同期成熟，如荞麦等。（4）两性10黑麦自交不亲和的两性花黑麦自交不亲和的两性花113、异交的遗传效应（1）异交形成杂合基因型（2）异交增强后代的生活力AaAAAAAAaaAaaaAaAAAAAaaaAaAAAaaan1+n2+n3=NDHR

f(AA)=n1

/N=Df(Aa)=n2/N=Hf(aa)=n3/N=RD+H+R=13、异交的遗传效应AaAAAA124、异花授粉作物的遗传特点（1）基因型个体杂合，群体异质；（2）从群体中选择的优良个体后代不能稳定的遗传；

（3）通过人工自交及选择可以获得稳定的自交系；

（4）自交明显退化。4、异花授粉作物的遗传特点（1）基因型个体杂合，群体异质；13（三）常异花授粉

1、概念一种作物同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代。常异花授粉作物通常仍以自花授粉为主要繁殖方式,又存在一定比例的自然异交率。常异花授粉作物有棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、粟等。

棉花的花器（三）常异花授粉1、概念棉花的花器142.常异花授粉作物的花器构造特点及开花习性交配制度基本自交，天然异交率5%-50%花器构造特点及开花习性雌雄同花，异熟或雌雄蕊不等长，外露，易接受外来花粉，开花时间长，异交率较高。棉花人工授粉棉花人工授粉153、常异花授粉作物的遗传特点（1）多数个体的主要性状处于纯合状态；（2）群体异质，但异质化程度不及异交作物，部分个体杂合，可供选择；

（3）自交退化不显著，自交不如异交有利。3、常异花授粉作物的遗传特点（1）多数个体的主要性状处于纯合16（四）自交不亲和性

1、概念雌雄蕊发育均正常，能散粉，但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。主要作物：甘蔗、黑麦、向日葵、甜菜等。向日葵（四）自交不亲和性1、概念向日葵172、自交不亲和性的主要表现雌蕊排斥自花授粉行为，使自花的雄配子在受精的不同阶段受阻。作物育种学Plantbreeding课件183、自交不亲和性的利用在配制杂交种时，用自交不亲和系作母本，用另一优良的自交亲和的品种或品系作父本，相间种植，不需人工去雄，只需人工辅助授粉，从母本植株上采收的就是杂交种子。在油菜杂交种生产中应用较多。3、自交不亲和性的利用19（五）雄性不育性植株的雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子的特性。这是目前克服人工去雄应用最广、最有效的途径。用具有雄性不育性的品系作母本，可以不去雄。目前生产上应用雄性不育性较广的作物有玉米、高梁、甜菜、水稻等。（五）雄性不育性植株的雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄20小麦正常和不育的花药小麦不育穗和正常穗小麦正常和不育的花药小麦不育穗和正常穗21玉米的不育和可育的雄穗玉米的不育和可育的雄穗22二、无性繁殖二、无性繁殖23（一）营养体繁殖1、概念：不通过雌雄细胞的结合，而是利用作物营养器官的一部分（根、茎、芽、叶及其变态部分）繁殖后代的方式。一般采取分根、扦插、压条、嫁接等方法繁殖后代。无性系：由营养体繁殖产生的后代群体。利用营养体繁殖后代的作物主要有甘薯、马铃薯、木薯、蕉芋、甘蔗、苎麻等。大部分的果树和花卉也是采用营养体繁殖后代。（一）营养体繁殖1、概念：24营养体繁殖石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）营养体繁殖石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）252、营养体繁殖的遗传特点（1）无论个体基因型是否纯合，无性繁殖后代的表现型都是一致的，与母体似；

（2）无性繁殖作物的自然变异较多，芽的分生组织细胞发生的突变，称之为芽变；

（3）无性繁殖作物在适当条件下也可进行有性繁殖，有性杂交的F1代往往就发生分离。2、营养体繁殖的遗传特点（1）无论个体基因型是否纯合，无性繁26红色马铃薯的花红色马铃薯的块茎红色马铃薯的花红色马铃薯的块茎27甘薯的块根甘薯的花甘薯的块根甘薯的花28

（二）无融合生殖植物性细胞的雌雄配子,不经过正常受精、两性配子的融合过程而形成种子以繁衍后代的方式，称之为无融合生殖。主要类型：孤雌生殖孤雄生殖无孢子生殖二倍体孢子生殖不定胚生殖（二）无融合生殖植物性细胞的雌雄配子,不经过正常受精、29无融合生殖获得的种子，只具有亲本一方的遗传物质，表现亲本一方的性状。组织培养正在成为具有生产利用价值的无性繁殖方式。无融合生殖获得的种子，只具有亲本一方的遗传物质，表现亲本一30第二节作物品种的类型区分品种类型的依据:（1）遗传特性（2）繁殖方式与授粉方式（3）育种方法（4）种子生产特点（5）种子利用形式第二节作物品种的类型区分品种类型的依据:31作物品种自交系品种（purelinecultivar）杂交种品种(hybridcultiva）异花授粉作物自花授粉作物群体品种(populationcultiva）无性系品种(clonalcultiva）自由授粉品种综合品种杂交合成群体多系品种作物品种自交系品种杂交种品种异花授粉作物自花授粉作物群体品种32一、自交系（纯合、纯系）品种

由遗传背景相同，基因型纯合的一群植株组成的品种。其遗传特性为个体纯合，群体同质。三大基本特性为稳定性，整齐性和退化性。不同授粉方式的作物都能产生纯系品种，异花授粉作物中最典型的纯系品种是玉米自交系。一、自交系（纯合、纯系）品种33自交系品种的育种特点

通常采用组合育种，利用优良基因型相互杂交，基因的分离重组，在其自交后代选择优良的重组个体，自交的目的是使优良组合稳定。1.自花授粉加单株选择的育种方法2.拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择自交系品种的育种特点34二、杂交种品种由两个或两个以上纯合亲本杂交，组配成杂种F1植株组成的品种。其遗传特点是个体杂合，群体同质。杂交种F1代的表现型整齐一致，其杂种优势强，亲本便于控制。杂交种一般只利用杂交F1代，故有人把它称为栽培用种。二、杂交种品种由两个或两个以上纯合亲本杂交，组配成杂种F1植35玉米单交种玉米单交种36玉米双交种玉米双交种37玉米田间制种玉米田间制种38杂交种品种的育种特点1、创建和保持广泛的遗传基础和基因型多样化；2、从群体中选择出优良的基因型，增加优良基因型和基因在群体中的频率，建立新的平衡体。3、经自交纯合后，再杂交产生强大的杂种优势。作物育种学Plantbreeding课件39三、群体品种由一群基因型各不相同的杂合或纯合植株组成的品种。群体品种包括两大类：

（一）异花授粉作物杂合基因型的混合群体

其遗传特点是个体杂合，群体异质。三、群体品种由一群基因型各不相同的杂合或纯合植株组成的品种401、异花授粉作物的自由授粉品种，如玉米、黑麦的地方品种

2、异花授粉作物的综合品种（综合杂交种）

异花授粉作物育成的综合品种是典型的群体品种，如用多个玉米自交系或单交种种子混合，在隔离区多代随机授粉及人工选择而成的玉米的综合品种。

1、异花授粉作物的自由授粉品种，如玉米、41（二）自花授粉作物纯合基因型的混合群体由不同基因型的一群纯合植株组成。其遗传特性为个体纯合，群体异质。

（二）自花授粉作物纯合基因型的混合群体由不同基因型的一群纯合421、自花授粉作物杂交合成群体两个或两个以上自花授粉作物品种（系）杂交的分离后代，在特定环境条件下主要靠自然选择形成的多种纯合基因型混合的群体，如小麦、大豆的农家品种。

1、自花授粉作物杂交合成群体两个或两个以上自花授粉作物品种（432、自花授粉作物的多系品种

如由多个近等基因系的种子混合繁殖而成的多系品种。又如两个或多个纯系品种（系）种子按一定比例混合繁殖而成的群体品种。2、自花授粉作物的多系品种如由多个近等基因系的44群体品种的育种特点1.使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性2.使群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性群体品种的育种特点45四、无性系品种无性系品种是由一个无性系经过营养器官的繁殖而成。它们的基因型由母体决定，表现型和母体相同。马铃薯块茎四、无性系品种无性系品种是由一个无性系经过营养器官的繁殖而成46无性繁殖的甘薯无性繁殖的甘薯47无性系品种的遗传特点类似于杂交种品种，其多数品种的个体是杂合的，而群体是同质的。在生产利用上，通过营养繁殖产生的各个世代都表现整齐一致，与纯系品种又很相似，故有人将其列入纯系品种。无性系品种的遗传特点类似于杂交种品种，其多数品种的48无性系品种的育种特点1.利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势2.选择优良芽变，培育新的优良无性系品种无性系品种的育种特点49复习思考题1、名词：自花授粉、异花授粉、常异花授粉自交不亲和性、雄性不育性2、比较三种授粉方式的遗传特点。3、比较自交和异交的遗传效应。4、比较四类品种的遗传特点和育种特点。复习思考题1、名词：自花授粉、异花授粉、常异花授粉50第三章作物的繁殖方式

及品种类型

第三章作物的繁殖方式

及品种类型51第一节作物的繁殖方式

自花授粉异花授粉有性繁殖常异花授粉*自交不亲和性*雄性不育性

营养体繁殖无性繁殖无融合生殖繁殖方式第一节作物的繁殖方式繁殖方式52一、有性繁殖

(一)自花授粉1、概念：同一朵花的花粉传播到同一朵花的雌蕊柱头上,或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上都称为自花授粉。通过自花授粉方式繁殖后代的作物是自花授粉作物,又称自交作物。自花授粉作物有水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、绿豆、花生、芝麻、马铃薯、亚麻、烟草等。一、有性繁殖(一)自花授粉532、自花授粉作物的花器构造特点及开花习性交配制度自交，天然异交率<4%花器构造特点及开花习性雌雄同花，同熟，开花时间较短，常常闭花授粉。作物育种学Plantbreeding课件543、自交的遗传效应（1）自交使纯合基因型保持不变（2）自交使杂合基因型的后代发生性状分离（3）自交引起后代生活力衰退自交代数代号基因型频率杂合型(%)Aa纯合型(%)AAaaAAAaaa0(F1)H0010101(F2)H11/41/21/4(1/2)11-1/2=502(F3)H23/82/83/8(1/2)21-(1/2)2=753(F4)H37/162/167/16(1/2)31-(1/2)3=87.5……………………n(Fn+1)Hn(2n-1)/(2n+1)1/(2n)(2n_1)/(2n+1)(1/2)n1-(1/2)n杂合体Aa自交各世代的基因型频率及基因频率的变动3、自交的遗传效应自交代号基因型频率杂合型(%)纯合型(%)55

4、自花授粉作物的遗传特点（1）个体基因型纯合，群体表现整齐一致；（2）少量变异个体，经不断自交可导致纯合；（3）自交不退化或退化缓慢。

4、自花授粉作物的遗传特点561、概念雌蕊的柱头接受异株花粉授粉的称为异花授粉，通过异花授粉方式繁殖后代的作物是异花授粉作物,又称异交作物。异花授粉作物的自然异交率一般高于50%，有些作物的异交率可达到95%以上，甚至100%。（二）异花授粉1、概念（二）异花授粉572、花器构造及开花习性有四种类型：（1）雌雄异株：如大麻，菠菜，异交率100%；

大麻的雌株和雄株大麻的雌株和雄株58（2）雌雄同株异花，如玉米、西瓜、甜瓜、蓖麻等。蓖麻雌雄同株异花玉米雌雄同株异花（2）雌雄同株异花，如玉米、西瓜、甜瓜、蓖麻等。蓖麻雌雄同株59（3）两性花，但雌蕊与雄蕊不同期成熟，如荞麦等。

（4）两性花，但自交不亲和，如向日葵、黑麦、白菜型油菜、甜菜等。

天然异率一般在90%以上。

（3）两性花，但雌蕊与雄蕊不同期成熟，如荞麦等。（4）两性60黑麦自交不亲和的两性花黑麦自交不亲和的两性花613、异交的遗传效应（1）异交形成杂合基因型（2）异交增强后代的生活力AaAAAAAAaaAaaaAaAAAAAaaaAaAAAaaan1+n2+n3=NDHR

f(AA)=n1

/N=Df(Aa)=n2/N=Hf(aa)=n3/N=RD+H+R=13、异交的遗传效应AaAAAA624、异花授粉作物的遗传特点（1）基因型个体杂合，群体异质；（2）从群体中选择的优良个体后代不能稳定的遗传；

（3）通过人工自交及选择可以获得稳定的自交系；

（4）自交明显退化。4、异花授粉作物的遗传特点（1）基因型个体杂合，群体异质；63（三）常异花授粉

棉花的花器（三）常异花授粉1、概念棉花的花器642.常异花授粉作物的花器构造特点及开花习性交配制度基本自交，天然异交率5%-50%花器构造特点及开花习性雌雄同花，异熟或雌雄蕊不等长，外露，易接受外来花粉，开花时间长，异交率较高。棉花人工授粉棉花人工授粉653、常异花授粉作物的遗传特点（1）多数个体的主要性状处于纯合状态；（2）群体异质，但异质化程度不及异交作物，部分个体杂合，可供选择；

（3）自交退化不显著，自交不如异交有利。3、常异花授粉作物的遗传特点（1）多数个体的主要性状处于纯合66（四）自交不亲和性

1、概念雌雄蕊发育均正常，能散粉，但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。主要作物：甘蔗、黑麦、向日葵、甜菜等。向日葵（四）自交不亲和性1、概念向日葵672、自交不亲和性的主要表现雌蕊排斥自花授粉行为，使自花的雄配子在受精的不同阶段受阻。作物育种学Plantbreeding课件683、自交不亲和性的利用在配制杂交种时，用自交不亲和系作母本，用另一优良的自交亲和的品种或品系作父本，相间种植，不需人工去雄，只需人工辅助授粉，从母本植株上采收的就是杂交种子。在油菜杂交种生产中应用较多。3、自交不亲和性的利用69（五）雄性不育性植株的雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子的特性。这是目前克服人工去雄应用最广、最有效的途径。用具有雄性不育性的品系作母本，可以不去雄。目前生产上应用雄性不育性较广的作物有玉米、高梁、甜菜、水稻等。（五）雄性不育性植株的雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄70小麦正常和不育的花药小麦不育穗和正常穗小麦正常和不育的花药小麦不育穗和正常穗71玉米的不育和可育的雄穗玉米的不育和可育的雄穗72二、无性繁殖二、无性繁殖73（一）营养体繁殖1、概念：不通过雌雄细胞的结合，而是利用作物营养器官的一部分（根、茎、芽、叶及其变态部分）繁殖后代的方式。一般采取分根、扦插、压条、嫁接等方法繁殖后代。无性系：由营养体繁殖产生的后代群体。利用营养体繁殖后代的作物主要有甘薯、马铃薯、木薯、蕉芋、甘蔗、苎麻等。大部分的果树和花卉也是采用营养体繁殖后代。（一）营养体繁殖1、概念：74营养体繁殖石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）营养体繁殖石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）752、营养体繁殖的遗传特点（1）无论个体基因型是否纯合，无性繁殖后代的表现型都是一致的，与母体似；

（2）无性繁殖作物的自然变异较多，芽的分生组织细胞发生的突变，称之为芽变；

（3）无性繁殖作物在适当条件下也可进行有性繁殖，有性杂交的F1代往往就发生分离。2、营养体繁殖的遗传特点（1）无论个体基因型是否纯合，无性繁76红色马铃薯的花红色马铃薯的块茎红色马铃薯的花红色马铃薯的块茎77甘薯的块根甘薯的花甘薯的块根甘薯的花78

（二）无融合生殖植物性细胞的雌雄配子,不经过正常受精、两性配子的融合过程而形成种子以繁衍后代的方式，称之为无融合生殖。主要类型：孤雌生殖孤雄生殖无孢子生殖二倍体孢子生殖不定胚生殖（二）无融合生殖植物性细胞的雌雄配子,不经过正常受精、79无融合生殖获得的种子，只具有亲本一方的遗传物质，表现亲本一方的性状。组织培养正在成为具有生产利用价值的无性繁殖方式。无融合生殖获得的种子，只具有亲本一方的遗传物质，表现亲本一80第二节作物品种的类型区分品种类型的依据:（1）遗传特性（2）繁殖方式与授粉方式（3）育种方法（4）种子生产特点（5）种子利用形式第二节作物品种的类型区分品种类型的依据:81作物品种自交系品种（purelinecultivar）杂交种品种(hybridcultiva）异花授粉作物自花授粉作物群体品种(populationcultiva）无性系品种(clonalcultiva）自由授粉品种综合品种杂交合成群体多系品种作物品种自交系品种杂交种品种异花授粉作物自花授粉作物群体品种82一、自交系（纯合、纯系）品种

由遗传背景相同，基因型纯合的一群植株组成的品种。其遗传特性为个体纯合，群体同质。三大基本特性为稳定性，整齐性和退化性。不同授粉方式的作物都能产生纯系品种，异花授粉作物中最典型的纯系品种是玉米自交系。一、自交系（纯合、纯系）品种83自交系品种的育种特点

通常采用组合育种，利用优良基因型相互杂交，基因的分离重组，在其自交后代选择优良的重组个体，自交的目的是使优良组合稳定。1.自花授粉加单株选择的育种方法2.拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择自交系品种的育种特点84二、杂交种品种由两个或两个以上纯合亲本杂交，组配成杂种F1植株组成的品种。其遗传特点是个体杂合，群体同质。杂交种F1代的表现型整齐一致，其杂种优势强，亲本便于控制。杂交种一般只利用杂交F1代，故有人把它称为栽培用种。二、杂交种品种由两个或两个以上纯合亲本杂交，组配成杂种F1植85玉米单交种玉米单交种86玉米双交种玉米双交种87玉米田间制种玉米田间制种88杂交种品种的育种特点1、创建和保持广泛的遗传基础和基因型多样化；2、从群体中选择出优良的基因型，增加优良基因型和基因在