引种和选择育种

引种和选择育种

引种和选择育种

重点：1、引种规律；2、利用自然变异选育新品种的基本程序。 难点：引种与性状变化。

要求：了解纯系学说和纯系育种、混和选择和混合选择育种；理解引种和选择的概念，明确引种和驯化的原理，系统选择的原理；；掌握引种和选择内容、方法，作物引种规律。 §4.1 引种和驯化 §4.2 选择育种

§4.1 引种和驯化 4.1.1 引种的概念

所谓引种就是从外地或外国引入优良品种或有价值的品种资源，经过试验成功后直接应用于生产，或作为选育新品种的原始材料。驯化则是指选择培育成本地推广的作物品种的措施和过程。

从外地引进的种质资源或品种,在当地种植后,除引种失败,即完全死亡或无法繁殖后代者外,如果能留存下来,可能出现下列情况: (1) 一经引进即能适应。如地中海沿岸国家的小麦品种引到中国长江中下游地区,就很可能有直接利用的价值;中国的中籼稻品种珍珠矮、南京11号,引到非洲一些国家种植,表现产量很高,甚为适应; 美国的陆地棉品种岱字15号等引到中国,在黄河流域和长江流域就被直接推广利用。有的甚至比原产地更好。如河北省培育的冀84-5418小麦品种,在华北麦区未能推广, 而引到黄淮麦区很快发展为该区的主要品种。

(2) 引种后,最初不适应,生长不正常,经过一定的选择培育过程, 逐渐由不适应发展到适应。 引种的目的如果在于直接利用,则须注意一定的引种规律;如果在于间接利用,即从原始群体中通过选择培育、驯化育成新作物或新品种, 则要探讨其一定的驯化规律。

4.1.2 引种的作用和意义

1. 解决当地对品种的需求 如广陆矮4号；广东园果种黄麻→江、浙，增产7-45%，→河北、山东增产37-81%。

2. 扩大良种的种植面积延伸作物种植界限 番茄从原产地墨西哥、秘鲁一带传入我国，大面积种植才几十年，已成为我国的主要蔬菜。 3. 提高产量

4. 改进品质 如陆地棉引种

5. 充实育种资源 如IR系统，从意大利引进的小麦品种阿勃、阿夫等作亲本育成的良种占了很大比如说例。 4.1.3 引种的理论依据 1. 作物的生态环境

作物的生态：是指作物在某一环境条件作用下，生长发育过程中所表现的状态。也就是它所表现的外部形态，内部结构及生物学特性。 生态环境：即作物在生长发育过程中所处的环境。在生态环境中对作物的生长和发育有明显影响和直接为作物所同化的环境因素，就称为生态因素。它包括气候因素、土地因素、生物因素。但是任何一个生态因素都不能单独的对作物起作用。而是相互影响相互制约的，在一定的地段内构成一个不可分割的统一复合体。并对作物起综合作用，生态环境因地而异，也因时而异。在一定的地区范围内具有大致相同的生态环境。我们把作物或品种在一定的生态环境下表现生育正常的反映成为生态适应性。

2 作物生态类型

对于某一种作物他所处的生态因素大致相同的地区称之为生态地区（简称生态区）。同一种作物在不同的环境下，其品种的特征特性表现不同，因而可以把其分为不同品种类型。 作物生态类型（简称生态型）就是一种作物中在一定的生态地区形成与该地区的生态环境以及生产要求最相适应的品种类型。也就是说每一个生态类型都是同每一个生态区的自然条件、栽培条件及生产要求相适应的，不同的生态条件形成不同的生态类型。如水稻可划分为不同的气候生态型、土壤生态型。

对于同一生态型（或同一生态区）的品种来说它们对光、温的效应生育期的长短，各种抗性的表现都是比较一致的，但不是绝对的。

生态型是在光照、温度、雨量、病害等因素作用下长期形成的。对某一作物来说它是在自然条件下经自然选择和栽培条件下经人工选择而形成的。因此，一定生态型的品种，对其分布地区的生态环境和生态条件具有最大的适应性；生态型相似的品种，也具有相近和相似的适应性。

生态区和生态类型的划分,可为制订育种目标、正确进行品种区域试验,特别是对引种工作有一个基本的参考依据。

4.1.4 纬度、海拔与日照，温度和雨量的关系

作物的引种，受气候因素和土地因素的影响。但对作物生长发育影响最大的是光照、温度。而且它们随着纬度的变化而呈规律性的变化。 1. 纬度、海拔与日照的关系

春分秋分，目夜平分；夏至最长，冬至最短。

夏半年：夏至到冬至之间,低纬度地区,白昼日照短,太阳辐射较强；高纬度地区,白昼日照长,太阳辐射较弱。 冬半年：冬至夏至到夏至之间,低纬度地区,白昼日照长,太阳辐射较强；高纬度地区,白昼日照短,太阳辐射较弱。

2. 纬度、海拔与温度的关系 南高、北低。 3. 我国雨量的分布

南方、春夏雨水较多。 4.1.5 不同作物对温光的反应

1. 不同作物对温度的反应：作物对温度的反应称为感温性。根据作物或品种类型对温度反应的强弱，可分为敏感型和迟钝型两类。有些作物通过春化阶段要求低温，否则会延迟发育过程或不能通过春化阶段。但同一类型作物由于生态类型不同对低温的要求和反应也不一样，如小麦根据其通过春化阶段所需的低温条件和时间长短而分为春性、弱冬性、冬性等不同类型。对低温反应迟钝（感温性弱）的品种类型引种范围较大(如春小麦)，相反，另一些作物通过春化阶段要求较高的温度，否则延缓其发育。因此，引种时必须注意两地的温度条件不能相差太大。

2. 不同作物对光照的反应：作物对光照的反应称为感光性。长日照作物（如小麦、大麦、燕麦等）在长日照条件下发育快，光照时间缩短其发育延迟。而短日照作物（如水稻、大豆等）则与此相反。还有一些作物对光照的反映不明显，我们称为中间型作物（如棉花、玉米等）。

4.1.6 引种的规律

1 不同纬度南北相互引种的反应 短日照作物的引种：

南种北引表现生育延长，抽穗推迟，但植株变高穗增多，粒增大，病虫减少等，因此要引地

早熟或对短日照反应迟钝的品种。

北种南引表现早熟往往植株变矮，分蘖减少，穗短粒少，粒小导致减产，因此要引种晚熟品种，并增加水肥。 一般来说，对于短日照作物由南→北引种如栽培技术适宜引种较易成功，由北→南引种生态型相似的品种也可以成功。

长日照作物南北的引种：

南种北引 生育期缩短，表现植株矮小，穗短粒少产量低且易受冻害不能安全越冬。 北种南引 往往不能抽穗开花。但春小麦的春化阶段短，要求温度范围较宽，较适应性强，引种的范围广。

中间性的作物引种范围较广，相互引种一般容易获得成功。

总之，不同作物品种或类型对光照温度的反应不同，反应敏感的引种范围小，反应迟钝的引种范围大。

2 纬度相同的不同地区间引种的反应 海拔相同地区间引种：

纬度、海拔都相同的地区引种易成功。纬度偏低海拔偏高与纬度偏高海拔偏低的地区间引种也易成功。但也必须注意两地自然栽培条件的相似性。

海拔不同地区间引种：

纬度相同而海拔高度不同的地区由于温度、光质的差别，故相互引种会使生育期等发生较大的变化。一般从低海拔地区（平原）向高海拔（山地、高原）引种，由于温度变低紫外线增强，使的作物的生育期延长，植株变矮。 3 主要作物引种的地区范围

生态型相同或相似的品种，具有大致相似的适应性。所以，生态条件（因素）相同的地区，相互引种容易成功。

如甘肃省陇东地区主要作物品种引种的方向是：

小麦一般可在津、京、河北、山东 、陕北、胶东半岛(以东)引种，南部也可引种河北、山东、山西南部、陕西关中、天水、河南中北部的品种。

玉米由于适应性较广，一般异地引种成功的可能性大，可在东北各省、北京、河北、山西、陕西等省的部分地区引种。但应注意两地温度条件不能相差太大，纬度跨度也不能太大。要引种短光性弱的早熟品种。

大豆可考虑在东北、河北、山西中北部及陕西等地引种短光性弱的早熟品种。 江西从湖南、浙江引种水稻品种容易成功。 4.1.7 引种的原则

1、要有明确的目的性

2、要了解被引地区的生态条件，掌握引种规律 3、要坚持引种试验、繁殖、推广三步走的原则 引入品种的试验：

①引进观察：引入的种子量要少（品种数可多一些）试种面积要小。生育期间进行观察鉴定。了解生育期产量性状、抗逆、适应性等，并与当地的当家品种作比较。 ②进行品种比较试验和多点试验：更进一步了解引入品种的生产力和适应性，确定适宜的推广范围和相产的栽培技术特别突出的（试种时）。也可直接应用。

繁殖推广及调种：急需时组织大量调种，但应注意质量，做好防杂保纯工作。 4、引种要有组织的进行：

① 统一组织领导规划下进行；

② 建立严格引种手续和试验制度；

③ 大量调种前应经上级部门主管批准； ④ 迅速介绍资源。

4.1.8 引种的注意事项

1、加强检疫工作 如线虫、 病等 2、进行种子检验

3、引种与选择相结合

复习思考题

1、长日照作物和短日照作物在我国南北引种的变化如何？为什么发生变化？应怎样引种？ 2、海拔高低对作物引种有什么影响？怎样引种才能成功？ 3、引种的原则有那些？为什么要坚持这些原则？ 4、引种应注意哪些事项？ §4.2 选择育种

利用作物品种的自然变异进行选择育种, 是所有作物育种最基本的简易、快速而有效的途径。这是最早采用的 , 而现在和将来仍不失其应用价值的育种途径。

4.2.1 作物品种群体中的遗传变异及其利用

作物品种在种植或引种过程中, 其群体内常会出现遗传变异。如果其中有符合育种需要的基因型, 加以选择和试验, 则可以省去人工创造变异这样繁重的工作环节, 而直接进入育种试验程序。

1、出现自然变异的原因

作物品种群体内发生自然变异的原因： (1)、自然异交而引起基因重组 作物品种在繁殖推广和引种过程中, 不可避免地会发生异交, 即使是自花授粉作物, 其异交率也有 1%~4%, 常异花和异花授粉作物的异交率则更高。一个品种与不同基因型的品种或类型互交后, 必然引起基因重组, 而出现遗传变异。 (2)、自然变异 作物品种在繁殖和种植过程中, 由于环境条件的作用, 如受营养、温度、天然辐射、化学物质等不同因素的影响, 都会发生突变; 还有由于植株和种子内部的生理和生化过程中的变化而发生自发突变; 块茎和块根作物常会发生芽变等。虽然自然突变率远小于人工诱发的突变率, 但是自然突变体有时具有较大的育种利用价值。从不同生态地区引种中时常出现遗传变异。这或者由于原品种纯合程度不高, 在新的生态条件下暴露出其中的变异; 或者由于生态条件差异较大, 较易引起自然突变。只要所发生的变异有价值, 就应不失时机地加以选择利用。

(3)、新育成品种群体中的变异 这多半是由有些品种在其育成时, 有的性状并未达到真正的纯合程度, 以至在开始推广后仍然出现分离现象; 也可能有其他原因引起的变异, 其中有价值的变异也应注意研究利用。 2 自然变异在育种上的利用

作物品种群体的自然变异, 特别是在适应本地区条件的综合性状良好的品种群体中的自然变异; 原有地方品种中所蕴藏的大量有利变异, 在育种上往往都有较高的利用价值。因为在良好的遗传基础上如出现其某些优良的变异类型, 从而进行选育, 往往就能很快地育成符合生产发展所需要的新良种。当然, 在品种群体中出现了个别的特殊优异的变异, 如其综合性状不够理想或其他性状欠佳, 也可提供杂交育种所需要的亲本材料。前者可以说是自然变异在育种上的直接利用, 后者可以说是其间接利用。

直接利用自然变异, 即不需要人工创造新变异而从中进行选择，并通过比较试验育成新品种的育种途径称为选择育种。选择育种 (breediIIg by selection) 主要是通过个体 ( 单株、单穗、

单铃等 ) 选择及其后代试验的育种途径, 亦称为系统育种〔 line (pedigree)breeding method 〕, 即通过选择具有自然变异的个体, 可以追溯其系统来源的育种方法; 对典型的自花授粉作物可称为纯系育种(pure line breeding)。国内外在开展作物育种的初期大都通过这种育种途径而取得实效; 随着其他育种途径的开拓, 依靠这种育种途径所育成和推广的品种数相对地减少, 但只要有利的自然变异出现，是应该不失时机地采用这种简易有效的方法, 快速地育成新品种。

4.2.2 性状鉴定与选择

性状鉴定是性状选择的依据, 选择的效率主要决定于鉴定的手段及其准确性。

1 性状鉴定的方法类别 性状鉴定方法 , 按所根据的性状、鉴定的条件、场所及手段等, 有如下的类别：

(1)、按所根据的性状可分为直接鉴定和间接鉴定 根据目标性状的直接表现进行鉴定为直接鉴定 (direct evaluation)；根据与目标性状有高度相关的性状的表现来评定该目标性状时, 为间接鉴定(indirect evaluation)。直接鉴定的结果当然最可靠, 但是有些性状的直接鉴定需要较大的样本、或者鉴定条件不容易创造、或者鉴定程序复杂、鉴定费时费工本等, 则需要采用间接鉴定以适当代替直接鉴定, 而最后结论还是要根据直接鉴定的结果。间接鉴定的性状必须与目标性状有密切而稳定的相关关系或因果关系, 而且其鉴定方法、技术必须具备微量、简便、快速、精确的特点, 适于对大量育种材料早期进行选择, 才有采用的价值。 (2)、按鉴定的条件可分为自然鉴定与诱发鉴定，对病虫害和环境胁迫因素的抗耐性,如为害因素在试验田地上经常充分出现, 则可就地直接鉴定试验材料的抗耐性, 这就是自然鉴定; 否则就需要人工模拟为害条件, 包括病虫的接种, 使试验材料能够及时地充分表现其抗耐性, 而获得鉴定结果, 这就是诱发鉴定 (evaluation by induction) 。对当地关键性的灾害的抗耐性最后还是依靠自然鉴定, 但是在人工控制下的诱发鉴定, 可以提高选育工作的效率, 保证及时进行。在利用诱发鉴定时, 必须适当掌握所诱发的危害程度及全部诱发材料所处条件的一致性, 危害的时期, 以免发生偏差。 (3)、根据鉴定的场所及手段可分为当地鉴定和异地鉴定(evaluation in afferent lotion)、田间鉴定和实验室鉴定 当一种灾害在当地试验地上常年以相当的程度发生时,则可以在当地鉴定其抗耐性; 如果这种灾害在当地年份间或田区间有较大差异, 而且在当地又不易或不便人工诱发, 则可以将试验材料送到这种灾害常年严重发生地区进行鉴定其抗耐性, 这就是异地鉴定。异地鉴定对个别灾害的抗耐性往往是有效的, 但不易同时鉴定其他目标性状。对需要在生产条件下才能表现的性状, 则应在具有一定代表性的地块上进行鉴定, 如生育期、生长习性、株型、产量及其构成因素等, 只有田间鉴定才能得到确切的结果。品质性状以及其他生理生化性状则需要在实验室内, 借助于专门的仪器设备, 才能得到精确的鉴定。有些性状需要田间鉴定与实验室鉴定结合进行。

在选择育种中, 根据条件和需要, 采用合适的鉴定方法, 或者同时兼用两三种鉴定方法, 以提高选择效率。

2 性状鉴定效率与选择效率的提高

性状选择的依据是性状鉴定，选择效率的提高主要决定于鉴定效率的提高。随着有关科学技术的发展, 性状鉴定技术也得到显著的改进。所鉴定的性状不仅只根据其外观的形态表现, 而且还要深入测定有关的生理生化指标。除了在当地自然和耕作栽培条件下进行田间鉴定外, 还采用经改进和发展的人工模拟和诱发鉴定方法, 以保证对病虫害和环境胁迫因素的抗耐性得到及时、全面、深入的鉴定。对品质性状、生理生化特性等的鉴定, 陆续研制测定的仪器和技术, 使鉴定和选择效率不断得到提高。

现代化的性状分析测定已向微量或超微量、精确或高精度、快速和自动化的方向发展, 并可同时测定许多样本, 这使大量的小样本能够得到快速而精确的鉴定, 从而就可以相应地提高