园艺植物育种总论课程

园艺植物育种学课程

（Theory of horticultural plant breeding ）

（48 学时）

一、简要说明

面向园艺专业

本科（四年

制）的专业核

心课。48 学时（其中课堂讲授36学时，实验12 学时），学分 3.0 分。

二、课程教学目的根据近些年国内外园艺植物育种的进展，在常规育种的基础上，着重讲优势杂交育种利用各种制种技术、诱变育种、倍性育种、生物技术育种等。通过园艺植物育种导论的学习，使学生在了解和掌握遗传变异规律及其原因的基础上，理解和掌握植物新品种选育的基本原理和方法。

三、教学基本要求和方法通过教学和实验，让学生掌握资源调查、选种、杂交育种、诱变育种、倍性育种、分子育种、良种繁育等园艺育种的原理和技术，注重学生实践技能的培养。以讲授课为主，同时通过实验来培养学生的动手能力。

四、课程考核方式闭卷考试。平时成绩占30%，期末成绩占70% 。

五、授课教材及主要参考书目授课教材：

景士西．园艺植物育种学总论［M］．北京: 中国农业出版社，2000.

主要参考书目：

1. 程金水．园林植物遗传育种学［M］．北京: 中国林业出版社，2000.

2. 王小佳．蔬菜育种学（各论）［M］．北京: 中国农业出版社，2000.

3. 曹家树，申书兴．园艺植物育种学［M］．北京: 中国农业大学出版社，2001.

4. 周长久．现代蔬菜育种学［M］．北京: 科学技术文献出版社，1996.

5. 吕爱枝．作物遗传育种［M］．北京: 高等教育出版社，2005.

六、教学内容及学时分配：

六、教学内容及学时分配

（一）理论教学内容（36 学时）第一章绪论（ 2 学时）

1、目的要求：要求学生掌握育种学、品种的概念，熟悉园艺植物育种学的研究任务、园艺植物育种的目

标，了解园艺植物育种的发展趋势。

2、讲授内容

第一节园艺植物育种学简介

1、园艺植物育种的概念和性质

2、园艺植物育种的内容和与其他学科的关系第二节品种的概念与特征

1、品种的概念

2、品种的特征

第三节园艺植物育种的主要目标性状

1、产量

2、品质

3、成熟期

4、对病、虫害的抗逆性

5、对机械化生产的适应性

6、对保护地栽培的适应性

第四节园艺植物育种的历史和发展趋势

1、园艺植物育种的历史

2、园艺植物育种的展望第二章种质资源（3 学时）

1、目的要求：要求学生掌握种质资源的特点、分类、作用、保存、研究的方法，熟悉种质流失产生的原因

及植物多样性保护的迫切性和必要性等。

2、讲授内容

第一节种质资源工作的重要性和迫切性

1、基本概念

2、种质资源的类别

3、种质资源的重要性

第二节种质资源的考察征集与保存

1、种质资源的调查

2、种质资源的收集

3、种质资源的保存

第三节种质资源的研究、利用和创新

1、种质资源的研究

2、种质资源的利用和创新第三章引种（3 学时）

1、目的要求：要求学生掌握引种的概念，分析影响引种成败的因子，掌握引种的程序及引种方法，以便成

功进行引种。

2、讲授内容

第一节引种的概念及意义

1、引种的概念

2、引种的意义第二节引种的原理

1、引种的遗传学原理

2、引种与生态学的研究第三节引种的方法

1、引种的方法

2、引种中应注意的事项

3、引种成功的标准第四章选择育种（4 学时）

1、目的要求：要求学生掌握选择育种的概念、有性繁殖植物的选择方法和芽变选种的方法，了解选择育种

意义等。

2、讲授内容

第一节选择与选择育种

1、概念

2、选择的实质

3、选择标准的制定

第二节有性繁殖植物的选择育种

1、混合选择法

2、单株选择法

3、影响选择效果的因素

4、选种的程序第三节芽变选种

1、芽变与芽变选种

2、芽变的特点

3、芽变的细胞组织学基础

4、芽变选种的程序第五章常规杂交育种（3 学时）

1、目的要求：要求学生掌握园艺植物杂交亲本的选择与组配、杂交方式的确定、杂交技术和杂交后代的选

择方法，熟悉有性杂交育种的意义等。

2、讲授内容

第一节常规杂交育种的意义和杂交方式

1、常规杂交育种的意义

2、常规育种的杂交方式

第二节常规杂交育种亲本的选择与选配

1、常规杂交育种亲本选择原则

2、常规杂交育种亲本选配原则

第三节有性杂交技术

1、杂交育种计划的制定和准备工作

2、隔离措施

3、父本花粉采集

4、去雄、套袋

5、授粉

6、杂交后的管理

第四节杂种后代的选育

1、杂种的培育

2、杂种后代的选择第六章优势杂交育种（4 学时）1、目的要求：要求学生理解优势杂交育种的遗传理论机理，掌握优势杂交育种的利用，

选育一代杂种的一般程序和杂种种子的生产。

2、讲授内容

第一节杂种优势利用的概况及表现

1、优势杂交育种的概念

2、杂种优势的分类与度量

3、优势杂交育种与常规杂交育种的异同

4、杂种优势的早期预测

5、杂种优势固定的途径

第二节优势杂交育种的遗传理论机理

1、显性作用假说

2、超显性作用假说

第三节选育一代杂种的一般程序

1、选育优良自交

2、自交系间配组方式的确定

3、品种比较实验和生产试验

第四节杂种种子的制种方法

1、人工杂交制种法

2、化学去雄制种法

3、利用苗期标志性状的制种法

4、利用单性株的制种法

5、利用雄性不育系制种法

6、利用自交不亲和系制种法

第五节雄性不育系的利用

1、雄性不育的概念及其类别

2、雄性不育系的利用第七章营养系杂交育种（3 学时）1、目的要求：要求学生掌握营养系品种的性状遗传特点、亲本选配及杂交技术的特点，

熟悉营养系杂交育种后代的选择方法等。

2、讲授内容

第一节营养系品种的性状遗传特点

第二节亲本选配及杂交技术的特点

1、亲本选配的特点

2、杂交技术特点

第三节童期、童性和杂种培育选择特点

1、童期、童性及其与成年期性状的相关

2、杂种的培育和选择第八章远缘杂交育种（ 3 学时）1、目的要求：要求学生理解远缘杂交的遗传理论机理，掌握远缘杂交不亲和性、不育性现象和原因及其克服方法，选育一代远缘杂种的一般程序。

2、讲授内容

第一节远缘杂交的概念与意义

1、远缘杂交的概念

2、远缘杂交的特点

3、远缘杂交的意义

第二节远缘杂交不亲和性及其克服方法

1、远缘杂交不亲和性现象及其原因

2、克服远缘杂交不亲和性方法第三节远缘杂种不育性及其克服方法

1、远缘杂种不育性表现及原因

2、远缘杂种不育性克服方法第四节远缘杂种后代的分离与选择

1、远缘杂种的分离

2、远缘杂种的选择第九章诱变育种（ 4 学时）1、目的要求：掌握诱变育种种类与特点，熟悉物理诱变和化学诱变的原理、方法，了解物理诱变和化学诱变的程序。

2、讲授内容

第一节诱变育种的特点和意义

1、诱变育种的特点

2、诱变育种的意义

第二节辐射诱变

1、射线种类

2、辐射诱变的机理

3、辐射处理的方法第三节化学诱变1、化学诱变剂的种类

2、化学诱变方法

第四节诱变后代的选育第十章倍性育种（ 2 学时）1、目的要求：掌握倍性育种的概念，多倍体的种类、特点；熟悉多倍体和单倍体鉴定方法，熟悉多倍体和单倍体的诱导及其在育种上的应用。

2、讲授内容

第一节多倍体的起源和种类

1、多倍体的起源

2、多倍体的种类第二节多倍体的特点

1、巨大性

2、生理特性发生变化

3、适应性强

4、多倍种类育性降低

第三节人工诱导多倍体的方法

1、诱导多倍体材料的选择

2、秋水仙素的理化性质、配制与贮藏

3、处理材料的适宜时期

4、秋水仙素的浓度与处理时间

5、常用秋水仙素处理的方法

第四节多倍体的鉴定与后代选育

1、植物多倍体的鉴定

2、多倍体后代选育

第五节单倍体植物的特点及其产生的途径

1、单倍体的特点

2、获得单倍体的途径

第十一章生物技术在园艺植物育种中的应用（ 3 学时）

1、目的要求：掌握植物组织培养的基本方法和植物基因工程的基本流程；熟悉植物基因

工程的常见方法；了解植物组织培养和基因工程在园艺植物上的应用。

2、讲授内容

第一节植物组织培养

1、植物组织培养的简介

2、植物组织培养的基本步骤

3、植物组织培养的应用

第二节基因工程

1、基因工程的发展史

2、基因工程的基本步骤

3、基因工程的应用第十二章新品种的审定与良种繁育（ 2 学时）1、目的要求：要求学生掌握良种繁育的概念、意义、任务、品种退化的原因以及解决方法，了解新品种的审定和推广工作。

2、讲授内容

第一节品种审定

1、品种审定意义

2、品种审定的组织机构

3、品种审定的程序

第二节品种推广

1、品种推广原则

2、品种推广的方法

3、品种区域化

第三节良种繁育

1、良种繁育的概念

2、品种退化

二）实验教学内容（根据季节和实际情况选做12 学时实验，选做实验一+ 实验三或实验

四，实验二+实验三或实验五）

实验一园艺植物多倍体的诱导和鉴别（9 学时）

1、实验目的：要求学生提早自主制定诱变的植物种类、具体的材料、处理方法、秋水仙素浓度、处理时期、时间以及今后田间观察对比等详细的方案。明确多倍体植物在细胞、组织、器官上的巨大性，明显大于二倍体植物。

2、实验方法：学生自主设计诱导方案，由指导老师审阅并在实验室指导实施；田间种植观察，形态鉴别初步获得多倍体的植株；实验室观察比较园艺植物多倍体叶片表皮气孔大小和密度、染色体数目的差异。

3、实验仪器：生物显微镜，载玻片等。

4、实验操作方法：

1）多倍体的诱导

秋水仙素溶液的配制：称取1g 秋水仙素粉末，先溶于少量酒精中，然后加冷水定容至100mL ，配成1％质量浓度的母液，装于棕色瓶内，1-4 ℃冰箱保存备用，使

用时再稀释成所需要的浓度。

秋水仙素处理：对种子进行处理时，先用清水浸种，使种子处于萌动状态；然后用

0.1% - 1% 的秋水仙素溶液浸泡种子，浸泡后用清水洗净，略阴干后播种。对相同实验材料的同学进行分组

管理并确定田间种植小区。以没有处理的作对照。

2）多倍体的鉴定

外部形态鉴定：观察多倍体与二倍体幼苗，从叶片厚度、颜色深浅、植株生长强弱等方面加以区别。

气孔鉴定：在载玻片上滴上一滴水，撕下中部的叶片表皮，在水滴上展开，盖上盖玻片；随机测定10 个气孔的纵径和横径的大小，计算平均值，分别比较多倍体和二倍体气孔纵径和横径的差异；

随机计数10 个视野的气孔个数，测定视野的直径，计算视野面积，计算平均气孔密度并比较。

染色体鉴定：直接用诱变植株的根尖细胞或花粉母细胞制片染色，在显微镜下检测染色体的数目。

5、实验项目类型：综合性实验。

6 、作业：提交实验设计和实验结果。

实验二园艺植物有性杂交实验（9 学时）

1、实验目的：掌握用TTC染色法快速测定花粉生活力的方法；掌握基本的杂交技术，明确杂交过程的关键步骤。了解不同园艺植物种类的花器官结构特征、开花授粉特点和采种方法。

2、实验方法：观察几种园艺植物花器官的组成与结构特征，学生自主制定实验方案，开展园艺植物有性杂交。

3、实验仪器：生物显微镜、调温培养箱、镊子、大头针、标签、硫酸纸、牛皮纸袋等。

4、实验操作方法：

（1）制定具体详细的计划，确定各个步骤的具体实践的日期。

（2）花器结构及开花授粉习性的观察：观察花器官的结构特征、开花时间及花期长短、花性、雄蕊和雌蕊生长发育情况等。

（3）花粉生活力测定：

①在载玻片上滴上一滴TTC（氯化三苯基四氮唑），撒上花粉或把花药夹破去渣，盖上盖玻片，

让其漂浮，注意不要压片；

②37 ℃下恒温处理20 分钟，取出计算视野下深红色花粉粒占全部花粉粒的比例，计数10 个视

野，算平均值。

（4）杂交实验：

① 采集花药开裂的父本盛开的花朵，选取含苞欲放的母本的花蕾；

② 对母本花蕾去雄，夹断花丝，注意不要用力拔，防止拔断花柄和损伤花器，尤其注意不要损伤柱

头，单花直接授粉或采集花粉混合授粉；

③套袋：袋口折好并穿上大头针，尽可能封紧，防止昆虫进出；

④挂标签：注意一定要用铅笔或其它惰性笔书写；

⑤画田间示意图，定位到植株位置和枝条的方位；并于授粉后7-15 天去袋检查坐果的情况。

（5）田间管理及种子采收：杂交后要细心管理，注意观察记录，及时防治病虫和人为

伤害。适时采种，杂种成熟后，采收时连同挂牌放入牛皮纸袋中，注明收获时期。

5、实验项目类型：综合性实验。

6、作业：撰写实验计划，描述几种园艺植物花器官的结构特征；计算花粉平均生活力；交田间示意图，标明杂交授粉的株数、套袋个数、具体位置、操作人、日期等。

实验三园艺植物芽变嵌合体观察（ 3 学时）

1、实验目的：巩固理解扇形嵌合体和周缘嵌合体以及组织发生层的概念。

2、实验方法：观察比较园艺植物不同类型的嵌合芽变类型。

3、实验仪器：镊子、厘米尺等。

4、实验操作方法：观察芽变类型，描述芽变的性状表现，比较扇形嵌合体和周缘嵌合

体的形态差异；分析不同嵌合体组织发生层的嵌合类型。

5、实验项目类型：基础性实验。

6 、作业：描述嵌合体各种类型的表型状况并分析它们互相转化的机理。

实验四园艺植物花粉生活力测定（ 3 学时）

1、实验目的：掌握用TTC 染色法快速测定花粉生活力的方法。

2、实验方法：利用TTC 染色法测定花粉生活力。

3、实验仪器：生物显微镜、镊子等。

4、实验操作方法：在载玻片上滴上一滴TTC （氯化三苯基四氮唑），撒上花粉或把花

药夹破去渣，盖上盖玻片，让其漂浮，注意不要压片；37℃下恒温处

理20 分钟，取出计算视野下深红色花粉粒占全部花粉粒的比例。

5、实验项目类型：基础性实验。

6、作业：比较两种贮藏不同时间的花粉平均生活力。

实验五园艺植物多倍体的鉴别（ 3 学时）

1、实验目的：明确多倍体植物在细胞、组织、器官上的巨大性，明显大于二倍体植物。

2、实验方法：观察比较园艺植物多倍体和二倍体叶片表皮气孔大小和密度的差异。

3、实验仪器：生物显微镜、镊子等。

4、实验操作方法：在载玻片上滴上一滴水，撕下中部的叶片表皮，在水滴上展开，盖上盖玻片；随机测定

10 个气孔的纵径和横径的大小，计算平均值，分别比较多倍体和二倍体气孔纵径和横径的差异；随机计数

10 个视野的气孔个数，测定视野的直径，计算视野面积，计算平均气孔密度并比较。

5、实验项目类型：基础性实验。

6 、作业：比较多倍体和二倍体气孔纵径和横径的差异；比较多倍体和二倍体气孔密度的差异。

编写人：园艺植物遗传育种教研部吴菁华讲师