《作物育种学》教案（首页）
2007--2008 学年 第 2 学期 第 1 周至第 14 周 课程名称 课程性质 任课教师 授课对象 作物育种学总论 必修课 专业课 赵兴俊 职称 助理讲师 总学时：84 理论：60 学时 实验：24 学时 作物生产技术专业 06\\04 年级 3个 班 1、该教材是高职高专\\面向21世纪课程教材 2、教材在内容上侧重理论和实践有机结合，但更注重实际的应用 3、教学对象：植物生产技术专业 4、教学内容：在内容上囊括育种的新技术，具有伸缩性， 通过本课程的学习，学生应达到以下目的和要求： 育种目标的制订及实现目标的相应策略；种植资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新；选择和鉴定的理论与方法；人工创造新变异的途径、方法及技术； 杂种优势利用的途径与方法；作物育种各阶段的田间试验技术；新品种的审定推广和种子生产；当地主栽作物的选育和繁育的理论与方法。 作物种质资源、不同繁殖方式作物的育种原理、以杂交育种和杂种优势利教材分析 教学目的和 要求 教学重点 和难点 用为主的各育种理论与方法、现代生物技术在作物育种中的应用、作物良种繁育的理论和方法。 作物育种学具有很强的综合性和实践性，要注意多学科结合和理论与实践相结合。 教学方法和手段 多媒体教学 1. 吕爱枝等主编《作物遗传育种》北京：高等教育出版社，2005年 2. 潘家驹主编《作物育种学总论》 北京：农业出版社，1994年 主要参考资料 3. 北京农业大学作物育种教研室.《 植物育种学》. 北京：北京农业大学出版社1989 教学进程 教案编写：
①教材和主要参考资料要求表明教材或参考文献的名称、作者、出版社和出版时间。 ②教学方法、手段指使用直观教具、挂图、板图、多媒体教学及双语教学等方法。
③教学进程内容包括课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计和作业布置等。
④板书设计可在教学进程中直接用横线、浪线等标示出来。
⑤教后感是对本次教学过程中自我感觉成功的地方以及存在的不足和学生反馈的信息情况进行总结。
《作物育种学》教案 第1章----第1讲
课标题 第 1章 绪 论 知识目标 育种学的概念、性质、任务。 教掌握品种的概念及其作用物育种学 学的主要内容；常规育种学的技目术特点；作物育种学的发展过程标 与分子育种学兴起的相关知识；近代育种的成就与育种工作的发展趋势。 能力（技能）目标 了解遗传改良在作物生产发展中的作用；了解自然进化与人工进化的区别和联系遗传改良在作物生产发展中的作用；了解自然进化与人工进化的区别和联系掌握常规育种学的技术特点；了解作物育种学的发展过程与分子育种学兴起的相关知识；了解近代育种的成就与育种工作的发展趋势。 重 1、重点：作物品种的概念；遗传改良在作物生产发展中的作用。 点 难2、难点：作物品种与分类学上的变种的区别。 点 教学方法 教具 讲授法 教 学 过 程 导入新课:通过我国人口不断增长、耕地不断减少，人口增长与粮食生产的矛盾将长期存在的事实，说明增加粮食产量的必要性。而作物新品种的应用是增产的重要途径，由此导入作物育种学的概念。 新课教学: 一 作物进化与遗传改良 1．作物品种的概念：品种是某一栽培作用适应于一定的自然条件和栽培条件的群体。 作物品种:是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的一定群体. 这种群体具有相对稳定性的遗传特性，在生物学、形态学及经济性状上的相对一致性，与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别；这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量、抗性、品质等方面都能符合生产发展的需要。作物品种是人工进化、人工选择的结果，即育种的产物，是重要的农业生产资料。作物品种也有其在植物分类学的地位，属于一定的种及亚种，但不同于分类学上的变种。变种是自然选择、自然进化的产物，一般不具上述特性和作用。这个群体中的各个体具有相对一致的，稳定的生物学特性和形态特征，并且在一定的生态环境和栽培条件下，能够表现出品种所特有的优良性状。除此之外，我们还应该明确：①品种是人类劳动的产物；②品种是农业生产中具有一定价值的生产资料；③品种具有一定的地区性；④品种的利用有时间性。 2．自然进化与人工进化 所有生物，包括野生植物和作物的进化决定于三个基本因素，即变异、遗传和选择。遗传变异是进化的内因和基础，选择决定进化的发展方向。自然进化是自然变异 教 学 过 程 和自然选择的结果。而人工进化则是人类发展生产的需要，人工创造变异并进行人工选择的进化，其中也包括有意识地利用自然变异及自然选择的作用。自然进化一般较为缓慢，而人工进化则比较迅速。自然进化的方向决定于自然选择，而人工进化的方向决定于人工选择。自然选择使有利于个体生存和繁殖后代的变异逐代得到积累加强，不利的变异逐代淘汰，从而形成新物种、变种、类型以及对其所处环境条件的适应性。人工选择则是人类选择所需要的变异，并使其后代得到发展，从而培育出发展生产所需要的品种。作物育种实际上就是作物的人工进化，是适当利用自然进化的人工进化，其进程远比自然进化为快。 3．遗传改良在作物生产发展中的作用 优良品种在发展农业生产中的作用主要有： 3. 1 提高单位面积产量 在同样的地区和耕作栽培条件下，采用产量潜力大的良种，一般可增产 10％或更高，在较高栽培水平下良种的增产作用也较大。1931—1980年世界主要农作物单产提高很快，尤其是玉米、水稻、高粱，单产增加了3—5倍。 3. 2 改进产品品质 优质良种的产品品质显然较优，例如谷类作物籽粒蛋白质含量及组分、油料作物籽粒的含油量及组分、纤维作物的纤维品质性状等，都更符合经济发展的要求。 3. 3 保持稳产性和产品品质 优良品种对常发的病虫害和环境胁迫具有较强的抗耐性，在生产中可减轻或避免产量的损失和品质的变劣。 3. 4 扩大作物种植面积 改良的品种具有较广阔的适应性，还具有对某些特殊有害因素的抗耐性，因此采用这样的良种，可以扩大该作物的栽培地区和种植面积。 3. 5 有利于耕作制度的改良、复种指数的提高、农业机械化的发展及劳动生产率的提高 选用生育特性、生长习性、株型等合适的品种，可满足这些要求，从而提高劳动生产率。 二、作物品种的类型: 1、自交系品种 2、杂交种品种 3、群体品种 3.1异花授粉作物的自由授粉品种 3.2异花授粉作物综合品种 3.3异花授粉作物的杂交合成品种 4、无性系品种 三 作物育种学的发展 1．作物育种学的性质和任务 作物育种学是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。其基本任务是在研究和掌握作物性状遗传变异规律的基础上，发掘、研究和利用各有关作物资源；并根据各地区的育种目标和原有品种基础，采用适当的育种途径和方法，选育适于该地区生产发展需要的高产、稳产、优质、抗(耐)病虫害及环境胁迫、生育期适当、适应性较广的优良品种或杂种以及新作物；此外在其繁殖、推广过程中，保持和提高其种性，提供数量多、质量好、成本低的生产用种，促进高产、优质、高效农业的发展。 作物育种学是作物人工进化的科学，是一门以遗传学、进化论为主要基础的综合性应用科学，它涉及植物学、植物生态学、植物生理学、生物化学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生物统计与实验设计、生物技术、农产品加工学等领域的知识与研究方法。作物育种学与作物栽培学有着密切的联系，是作物生产科学的两个不可偏缺的主要学科。 2．作物育种学的主要内容 作物育种学的内容主要有：育种目标的制订及实现目标的相应策略；种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新；选择的理论与方法；人工创新变异的途径、方法及技术；杂种优势利用的途径与方法；目标性状的遗传、鉴定及选育方法；作物育种各阶段的田间实验技术；新品种的审定、推广和种子生产。 3．常规育种的技术特点 常规育种的主要任务是提高产量、改进品质和增强抵抗不良环境因素的能力，如抗病、虫、草害和抗旱、寒、碱等。常规育种既是一门科学又是一门艺术，它有如下的特点： 3 .1综合多个优良基因，同步改良农作物的产量、品质、抗性水平 通过杂交育种方法，人们可以把分布于不同品种包括野生种中的一些有利基因聚合到一个品系中，培育出高产、优质、多抗的农作物新品种。 3 .2 盲目性较大 由于遗传机理不清等多种原因，育种家每年都要配置大量的杂交组合，而真正能选出品种的组合并不多，随机性大。也就是说并不能定向地改造农作物进行人工变异。 3 .3 育种既是科学又是艺术 育种实践中，无论是谁，进行育种选择，都有赖于育种专家长期积累经验后形成的理性认识。因此，有时育种经验很难说是一项带有普遍性的技术。 4.作物育种学的发展动向与分子育种的兴起 4.1 作物育种学的发展动向 (1) 育种目标要求提高。现代农业对新品种不仅要求进一步提高增产潜力，增强对多种病虫害及环境胁迫的抗耐性，广泛的适应性；而且还要求具有优良的产品品质和适应机械操作的特性等。 (2) 种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新等一系列工作得到了广泛的重视和加强。 (3) 广泛采用现代技术和仪器，对目标性状进行微量、快速、精确的鉴定分析方法，以提高选育效率。 (4) 除了传统的育种途径外，还大力开拓育种的新途径和新技术，包括人工诱变育种、倍性育种、远缘杂交育种、细胞工程、染色体工程、基因工程等。 4.1 分子育种的兴起 4.1. 1 源于生物的有利基因在人、动物、植物、微生物四大系统内可进行随意交换 4.1. 2基因工程可以获得生物的定向变异 亦即需要哪种性状，就可将带有此性状的目的基因转移到受体细胞，因而可以定向地获得所需要的变异。 4.1. 3基因工程是使个别目的基因转移的技术 由于不像有性杂交那样经过基因的重组，因而在育种速度上也比常规育种法要快得多。但是这也是基因工程技术在作物品种改良中的一个薄弱环节。 四 作物育种的成就与展望 现代作物育种的发展动向主要表现在： 育种目标要求提高。 种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新等得到了广泛的重视和加强。 广泛采用现代技术和仪器，对目标性状进行微量、快速、精确的鉴定和分析，以提高选育效率。 除了传统的育种途径外，还大力开拓育种的新途径和方法，包括人工诱变育种、倍性育种、远缘杂交育种、细胞工程、基因工程等。 1.近代育种的成就 1 .1 新品种的选育与推广1 .2 种质资源的收集、保存和创新 1 .3 育种新方法及技术研制和利用 由于雄性不育性的利用，在杂种优势的利用上取得了很大成就：玉米、高粱、水稻、烟草和甘蓝型油菜等都已先后育成了高产的杂交种，并大面积推广；杂种棉花，也有较大进展。其中杂交水稻和甘蓝型油菜的选育和推广，我国处于国际领先地位。通过远缘杂交创造了新物种、新类型。在国外创造了六倍体小黑麦之后，在我国育成了八倍体小黑麦和八倍体小偃麦；国内外都分别成功地将异种属的优良性状导人作物品种，所产生的易位系在育种中起了较大的作用。在花药培养和单倍体育种工作等方面，也都取得了出色的成绩。在诱变技术和诱变育种上也得到了很大的发展。在我国通过诱变而育成和推广的作物种类和品种数在世界各国中是较多的。 1 .4 目标性状的选育方面 在产量育种上，稻麦等禾谷类作物，由于矮秆高产新品种的育成和推广，使产量得到大幅度提高。我国在同时期进行水稻的矮化育种，也取得了很大的成就。在抗病育种上，玉米抗大、小叶斑病，水稻抗白叶枯病，棉花抗黄、枯萎病等，都取得了显著成效，小麦抗锈育种的成就尤为突出。在我国，由于小麦抗锈育种的成功，使得广大麦区近30年来基本上控制了锈病的危害。又由于20世纪70年代以来育成和推广了一系列抗枯萎病的棉花品种，基本上控制了该病对棉花产量的影响。在品质育种方面，国内外对玉米、大麦、小麦等禾谷类作物的高蛋白、高赖氨酸的选育，对油菜的高含油量、低芥酸、低硫苷的选育，改进棉花纤维强度的选育等，都获得了较大的进展。 2.作物育种工作的展望 2.1 种质资源工作上有待进一步加强 除继续征集国内外种质资源并加以安全保存外，还需要有计划地对已有材料更全面、系统的鉴定，筛选出具有优异性状的材料，并深入研究该性状的遗传特点及其机理，同时在原有资源的基础上进一步创造出便于育种利用的优良新种质。 2.2 深入开展育种理论与方法的研究 今后必须进一步加强各类作物主要目标性状及其组分的遗传变异规律及性状相关的研究；特别需要加强产量、抗性、杂种优势等的生理生化基础的研究。常规育种方法需要进一步发展，如轮回选择与群体改良就很有广泛应用的前景，其他育种途径，包括创造遗传变异的途径及外源基因导人的技术，还需要进一步开拓和完善，此外，必须加强现代生物技术在育种上应用的研究。 2.3 加强多学科的综合研究和育种单位间的协作 由于育种目标的提高，所涉及的性状要求越来越高，从而育种所需要的知识和方法技术就不是作物育种工作者所能全面深入掌握的，必须组织多学科的综合研究才能提高功效。国内外实践证明，多点实验和易地穿梭育种(shuttle breeding)，有助于充分利用所可能产生的有价值的遗传变异，是选育多样化品种的成功途径，应加强育种单位间的协作，保证工作的顺利进行。 2.4 种子产业化 我国与发达国家相比，种子产业在品种选育研究、生产、加工、流通等方面相互脱
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