第二章作物繁殖方式与品种类型
作物的繁殖方式及品种类型
不同作物在测定自然异交率时， 适宜选用的标志性状是不同的。有的 是标志植株，有的是标志杂交当代种 子的。
作物种类 水稻 小麦 棉花
玉米
标志性状（显性对隐性） 非糯对糯 无芒对有芒 绿苗对黄苗 红叶对绿叶 黄粒对白粒 非糯对糯
各作物的自然异交率
作物
自然小麦
作物的繁殖方式及品种类型
1、教学的基本要求
（1）了解作物的花器构造、开花习性、繁 殖方式及其不同类型作物的群体的遗传特点；
（2）理解自交与异交的遗传效应； （3）掌握不同繁殖方式作物以及不同类 型品种的群体与个体性状遗传的特点及其与育 种方法的关系。
第一节 作物的繁殖方式
不同作物的繁殖方式不同，由此而引起 不同作物群体及群体内个体的遗传组成、性 状的遗传特点也不相同，对不同的作物则应 根据其遗传方式、群体与个体性状的遗传规 律，采用相适应的育种程序和方法。
---------------------------------------------------------------
可育细胞质N
N（ Rf Rf ） N（ Rf rf ） N（ rfrf ）
不育细胞质S
S（ Rf Rf ） S（ Rf rf ） S（ rfrf ）
----------------------------------------------------------------------
2、雄性不育性 植物不能产生花粉或不能产生有
功能的雄配子（产生的花粉败育）的 特性称为雄性不育性。具有雄性不育 性的植物品种(系)称为雄性不育系。
植物的雄性不育性有的受 遗传控制，有的不受遗传控制， 受遗传控制的雄性不育性分为 两类：
（1）细胞核雄性不育 这种雄性不育性 受细胞核基因控制，并且多数受隐性基因控 制，少数受显性基因控制。这种类型的雄性 不育系在育种中的应用有一定的难度，主要 原因是找不到稳定的保持系，不育系与任一 正常可育的品系杂交，其后代总是会有可育 株出现。
作物学 作物品种选育与育种繁殖
作物品种选育与育种繁殖第一节 品种及种质资源
第二节 作物的繁殖方式
作物的繁殖方式
有性繁殖
概念
有性繁殖: 凡由雌雄配子结合，经过受精过程，最后形成种子繁衍后代的，统称有
性繁殖。
分类
自花授粉
异花授粉
常异花授粉（以自花授粉为主）
无性繁殖
概念无性繁殖: 凡不经过有两性细胞受精过程的方式繁殖后代的统称为无性繁殖。
分类
营养体繁殖
无融合生殖
作物品种类型及育种特点
自交系品种
杂交组合（杂交种品种）
无性系品种
第三节 作物的育种方法
引种
选择育种
杂交育种
杂种优势利用
概念
杂种优势是指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1，表现出的某些性状或综合
性状超过其亲本品种的现象。
营养生长：表现出苗势旺，植株生长势强，营养体增加，绿期长；生殖生长：表
现出结实器官增大，结实性增强，果实与籽粒产量提高。
品质性状：表现出某些
有效成分含量提高、熟期一致、产品外观品质和整齐度提高。
生理功能：表现出
适应性增强，抗病虫性增强，对不良环境条件耐性增强合能力提高。
杂种优势利用的途径
人工去雄
化学杀雄
利用自交不亲和性
雄性不育
其他育种方法。
第二章种子生产基本原理
二、作物繁殖方式与种子生产
（一）有性繁殖与种子生产 1.自花授粉作物
第一，严防机械混杂；田间去杂 第二，防止生物学混杂。 2.异花授粉作物 第一，严防机械混杂，严格隔离、控制授粉 第二，去杂去劣 3.常异花授粉作物 设置隔离区、及时拔除杂株，防止异交。
第二章种子生产基本原理
（二）无性繁殖与种子生产
在育种家的监控下，一次性繁殖够用5～6年的育种 家种子贮藏于低温条件下，以后每年从中取出一部分育 种家种子进行繁殖。
第二章种子生产基本原理
1
育种家种子 育种家种子 育种家种子 育种家种子 （低温贮藏） （低温贮藏） （低温贮藏） （低温贮藏）
2 原原种？
3 原 种？
原原种
4 生产用种？
原种
原原种
5
第二章种子生产基本原理
三、杂种优势利用及其与种子生产的关系
一方面，要保持和提高亲本种子的纯度。 ？？（更好利用杂种优势）
另一方面，不能坚持“优中选优”思想。 ？？（杂株）
第二章种子生产基本原理
Hale Waihona Puke 四、作物品种防杂保纯（一）品种混杂退化的概念及其表现
1、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。
1、应注意防杂选优，防止混杂退化；组 织培养技术的应用？
2、目前严防病毒病。
第二章种子生产基本原理
第二节 作物品种的防杂保纯
一、纯系学说及其意义 (一)纯系学说(pure line theory)
1903年丹麦植物学家Johannsen提出，论点： 1.在自花授粉植物的天然混杂群体中，通过单株选择， 可分离出基因型纯合的家系。选择有效。 2.在纯系内继续选择无效。 （二）理论意义：区分了遗传的变异和不遗传的变 异；指出了选择遗传变异的重要性。为自花授粉作 物的选择育种和种子生产提供了理论基础。
第二章植物新品种来源概论
4、自交不亲和性（self-incompatibility）：十字花科、烟草、 甘薯、向日葵等；
5、雄性不育性（male sterility)：（核不育 genic male sterility (GMS)、胞质不育cytoplasmic male sterility (CMS)）；玉米、高粱、水稻、棉花、小麦….. 等
雌花
雌雄同花
4
（二）花序
无限花序：（总状花序类）开花顺序自下而上，或自外而内。
总状花序 圆锥花序伞房花序 伞形花序 复伞形花序
穗状花序 复穗状花序
葇荑花序
头状花序
肉穗花序
隐头花序
5
总 状 花 序
小花梗近等长，排列在花序轴的两侧。 6
伞 形 花 序
小花梗等长，着生在花序轴的顶端虫媒花 风媒花：风媒植物的花常成穗状花序、葇荑花序；
能产生大量花粉。花粉质轻、干燥、表面光滑，常为雌 雄异花或异株，不具香味和色泽。
虫媒花：常能产生特殊气味吸引昆虫；常产生蜜汁； 花大而显著，花粉外壁粗糙。
6、其它传粉方式：如水媒和鸟媒；人工辅助授粉。
19
20
21
22
（四）受精 1、花粉粒的萌发
34
三、果实的形成和类型
（一）果实的形成 1、 真果：完全由子房形成的果实。 2、 假果：除子房外，花的其它部分参与形成果实。
（二）单性结实和无籽果实 子房不经过受精而形成果实，称为单性结实。 单性结实的果实为无籽果实。
35
（三）果实的类型
浆果：
肉质果 核果：
1.单果
梨果： 裂果类：荚果；蓇葖果；角果；蒴
第二章 植物新品种来源
作物繁殖方式及类别-奚雪梅
作物繁殖方式与种子类别班级：园艺技术制作：奚雪梅目录：⏹作物繁殖方式的分类⏹种子特性与种子类别⏹作物品种类型⏹常规品种大田用种生产作物的繁殖方式作物繁殖：是指作物自身由上一代产生下一代的方式。
作物繁殖方式与其遗传特点和育种的方法具有密切的关系。
作物繁殖方式的分类繁殖方式有性繁殖无性繁殖自交繁殖方式（自花授粉）异交繁殖方式（异花授粉）常异交方式（常异花授粉）营养繁殖无融合生殖作物的繁殖方式一、有性繁殖：自花授粉作物异花授粉作物常异花授粉作物二、无性繁殖营养繁殖有性繁殖概念：是通过雌雄配子结经过受精过程，最后形成种子繁衍后代的繁殖方式。
⏹有性繁殖与种子生产自花授粉作物：雌蕊接受同一朵花内的花粉或同一株上的花粉而繁殖后代的作物。
天然异交率在5%以下水稻0.2%～0.4%；大豆0.5%～1%⏹常见作物：小麦、水稻、大豆、花生、菜豆、豌豆作物的繁殖方式⏹有性生殖与种子生产异花授粉作物：在自然授粉条件下，依靠风、昆虫等媒介，进行不同植株或不同品种的异花授粉而繁殖后代。
⏹天然异交率在50%以上⏹有些作物的异交率可达到95%，甚至100%。
⏹常见作物：玉米、大麻、甜菜、向日葵、菠菜作物的繁殖方式⏹有性繁殖与种子生产⏹常异花授粉作物：在自然情况下，这类作物以自花授粉为主，也能异花授粉，是介于二者之间的作物。
⏹天然异交率在5%～50%之间⏹常见作物：棉花、高梁、甘兰、芝麻作物的繁殖方式⏹无性繁殖：指以种子以外的营养器官产生的后代方式。
⏹无性繁殖作物：利用营养器官进行繁殖后代的作物。
⏹如：甘薯、甘蔗、马铃薯⏹无性繁殖系：无性繁殖作物的一个单株经无性繁殖产生的后代。
作物的繁殖方式⏹无性繁殖作物⏹营养体繁殖：指以种子以外的营养器官产生的后代方式。
这类作物在通常情况下不能开花或开花不结实，不以种子进行繁殖，而是利用营养器官所具有再生能力。
作物的繁殖方式⏹无性繁殖作物⏹无融合生殖:植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内某些单、二倍体细胞，不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式作物的繁殖方式⏹无性繁殖作物⏹组织培养利用植物的细胞、组织或器官,在人工控制条件下繁殖植物的方法称为组织培养。
园艺植物的繁殖方式和品种类型
多个彼此相似的家系、自交系在隔离条件下随机交配 组成复杂群体，双交种、遗传基础较广，对环境胁迫 有较强的适应性。
三、异型纯合型 (一)杂交合成群体(composite cross
poputation)即多种纯合基因型的混合群体， 在人工选择与自然选择的作用下，逐渐形成一 个较稳定的群体，它对环境条件比纯系品种有 更强的适应性，例如，白芥、利马菜豆等。
(二)多系品种(Multiline cultivar):ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ由若干 个农艺性状表现基本一致而抗性基因多样化的 相似品系的混合体。(near_isogenic lines) 近等基因系
表2-1 园艺植物用于繁殖的各种特化营养器官
营养繁殖 器官
植物种类
块茎 球茎 鳞茎 根茎 匍匐茎 分蘖 块根 根蘖 珠芽 吸芽
马铃薯、菊芋、马蹄莲、大岩桐、花叶芋、球根秋海棠 荸荠、慈姑、青芋、魔芋、唐菖蒲、香雪兰、仙客来、酢浆草 蒜、藏红花、百合、水仙、郁金香、风信子、孤挺花 莲藕、姜、睡莲、竹、根茎鸢尾、美人蕉、竹节草、铃兰 草莓、虎耳草、吊兰、野牛草、狗牙根、地毯草 香蕉、金针菜、凤梨、兰花、萱草、玉簪 番薯、大丽花、山药、花毛莨 枣、石榴、越橘、树莓、平榛、玫瑰、珍珠梅、香椿 落地生根、碎米荠、鳞茎百合、卷丹、山药 芦荟、景天、拟石莲花、龙舌兰
四、异型杂合型品种
(一)自由授粉品种(free cross pollinated cultivar)， 在生产与繁殖过程中，品种内、植株间自由随机传粉， 而且难以完全排除和相邻种植的其它品种之间相互传 粉，群体内难免包括一些其它品种的种质。通过人工 选择，植株间在保存本品种基本特征的基础上，有一 定程度的变异，例如，大白菜、甜瓜等地方品种，果 树实生品种……
作物育种复习题
《作物育种学总论》习题第一章育种目标1.名词术语：育种目标、生物产量、经济产量、收获指数、株型育种、高光效育种2.现代农业对作物品种有哪些基本要求？3.制订育种目标的原则是什么？4.作物育种的主要目标性状有哪些？5.怎样才能正确制订出切实可行的育种目标？6.为什么通过矮秆育种能提高作物的单产？7.针对你所熟悉的某一地区制订某一个作物的育种目标，并说明其理由。
第二章作物的繁殖方式及品种类型1.简述小麦、玉米、棉花、大豆等作物的花器构造及开花习性。
哪些花器构造和开花习性有利于异花授粉？哪些花器构造和开花习性有利于自花授粉？2.结合具体作物简述自交和异交的遗传效应。
3.农作物品种有哪些类型、各有哪些基本特性？4.不同类型的品种群体的育种特点是什么第三章种质资源1.概念解释：种质资源、起源中心、初生中心、次生中心、原生作物、次生作物、遗传多样性中心、基因银行、初级基因库、次级基因库、三级基因库2.简述种质资源在作物育种中的作用。
3.简述本地种质资源的特点与利用价值。
4. 简述外地种质资源的特点与利用价值。
5.Vavilov起源中心学说在作物育种中有何作用？6.如何划分初生中心与次生中心？7.试述作物种质资源研究的主要工作内容与鉴定方法。
8.建拓作物基因库有何意义？如何建拓作物基因库？9.建立作物种质资源数据库有何意义？如何建立作物种质资源数据库？10.发掘、收集、保存种质资源的必要性与意义何在？第四章引种与驯化1.引种驯化的概念及基本原理是什么？2.影响引种的因素和引种规律是什么？第五章选择育种1.试述选择育种的基本原理及程序。
第六章杂交育种1.杂交育种按其指导思想可分为哪两种类型？各自的遗传机理是什么？2.为什么说正确选配亲本是杂交育种的关键？有何重要意义？3.如何理解杂交育种亲本选配的四条原则？4.选用遗传差异大的材料作亲本有何利弊？如何理解双亲来源地远近与双亲亲缘关系远近的关系？5.为什么要求双亲应具有较高的配合力？6.为什么说杂交方式是影响杂交育种成败的重要因素之一？杂交方式有哪些？试说明在单交、三交、四交、双交等杂交方式中，每一亲本遗传比重如何？为什么在三交和四交中要把农艺性状好的亲本放在最后一次杂交？7.解释系谱法、混合法、衍生系统法、单粒传法，简述它们各自的工作要点。
第二章作物的繁殖方式与品种类型
第二章作物的繁殖方式与品种类型第一节作物的繁殖方式1 有性繁殖1.1 自花授粉作物：同一朵花内的♀♂配子结合繁殖后代。
自然异交率一般低于1%，不超过4%。
如水稻、小麦、大豆等。
1.2 异花授粉作物：主要靠不同单株之间的授粉来繁殖后代，从本质上看是不同遗传组成的个体的授粉称异花授粉。
其异交率50%~100%，因作物而不同。
为了实现异花授粉，作物有与之相适应的特点。
（1）♀♂异株作物，异交率100%，如大麻。
（2）♀♂同株异花，如玉米>95%的异交率，<5%的自花授粉。
（3）自交不亲和性，如白菜型油菜，红薯、黑麦。
（4）雄性不育，一种人工选育特殊的异花授粉作物的群体，杂交制种中作母本。
1.3 常异交作物——这类作物以自花授粉为主，但有不同程度的异度率，一般在5%~10%之间。
如棉花异交率可达到或超过20%，甘兰油菜在10%左右，高梁也是常异花授粉作物。
异交率的高低受品种特性和环境条件的影响，如温度的高低，昆虫的多少，风力的大小等对异交率都有影响。
2 无性繁殖作物这类作物通过营养器官繁殖后代。
但在适于发育的自然或人工控制条件下，仍可正常开花结果，进行有性繁殖。
如马铃薯、甘薯、果树、花卉植物等。
它们在有性繁殖时也有自花授粉和异花授粉之分。
如马铃薯为典型的自花授粉作物，甘薯为典型的异花授粉作物。
第二节作物的品种类型1 自交系品种：自交系品种，又称纯系品种。
由多代自交导致基因型的分离和纯合而成。
包括自花授粉作物、常异花授粉作物的自交系品种和异花授粉作物的自交系。
在隔离授粉条件下，可连续多代自交留种，不需每年购买种子。
2 杂交种品种：由自交系或纯系品种杂交而成的F1代。
基因型高度杂合，但群体中不同个体的基因型相对一致，因而植株生长整齐、杂种优势明显，表现出很高的生产力。
但F2代发生分离，生产力明显下降，因此，杂交种子只能利用一年。
3 群体品种：遗传基础比较复杂，群体内不同个体基因型有一定程度的杂合性和/或异质性，但仍具有1、2个能代表本品种特性的性状。
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陆地棉（大陆棉、美棉） （G. hirsutum L.）
叶常3裂，花黄色，副萼3，有尖齿 7—13，花药密生于等长的短花丝 上。原产美洲，我国植棉区普遍栽 培。
海岛棉（光籽棉） （G. barbadense L.）
叶3—5半裂，花淡黄带紫色， 副萼5，边缘浅裂成尖齿， 花药疏生于长短不齐的花丝 上。原产热带美洲。适于无 霜的亚热带种植，我国南部 有栽培。
第二章 作物繁殖方式及品种类型
第一节 作物的繁殖方式
自花授粉作物
异花授粉作物
作 物 繁 殖 方 式
有性繁殖
（sexual reproduction）
常异花授粉作物 雄性不育性
无性繁殖
(asexual reproduction）
植株营养体繁殖 无融合生殖
一、有性繁殖
石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）
AA n1
Aa
AA AA aa Aa aa Aa AA AA Aa aa Aa
Aa + n2 +
aa n3 = N
AA
D
H
R
f (AA) = n1 / N = D f (Aa) = n2 / N = H f (aa) = n3 / N = R
D + H + R = 1
遗传特点
群体异质，个体间遗传上有差 异；个体内等位基因杂合的，遗传 基础复杂。
树棉（中棉） （G.arboreum L.）
叶掌状深裂。副萼顶端有3齿，花 冠淡黄色，具暗紫色心。原产我 国日本等，广植于黄河以南各省 区。
草棉（非洲棉、小棉） （G. herbaceum L.）
叶5—7半裂，副萼广三角形，中部 以上6—8齿，花黄色，中心紫色。 原产西亚，生长期较短（仅130天 左右），适于我国西北各地栽培。
花器构造特点及开花习性
（1） 雌雄异株 银杏、菠菜、芦笋、番木瓜、 石刁柏、大麻
（2）雌雄同株异位：
玉米、蓖麻、西瓜、南瓜、 核桃
（3）雌雄同花自交不亲和
白菜型油菜、向日葵、黑麦、甜菜
交配习性
随机互交，自由交配， 异交率>50%
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
蚕豆 （Vicia faba L.）
高粱 （S.vulgare Pers.）
一年生栽培作物。秆实心， 基部具支柱根。叶片狭长 披针形，宽3—6厘米。小 穗卵状椭圆形。我国广为 栽培，东北最多。重要杂 粮之一。有栽培。
3. 常异花授粉植物
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
2.二倍体孢子及其特点
作 物 品 种 的 三 个 特 性
特异性
（distinctness）
一致性
(uniformity）
DUS
稳定性
(stability）
自交系品种
（pure line cultivar）
作 物 品 种
杂交种品种
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
杂种品种的育种特点
遵循下列三点：
1.创建和保持广泛的遗传基础和基因型多样化；
2.从群体中选出优良的基因型，增加优良基因型和 基因在群体中频率，建立新的平衡群体；
3.经自交纯合后，再杂交产生强大的杂种优势。
群体品种的育种特点
同 质
个体内 基因型
纯 合
主要繁 殖方式
自交或 近交 纯系亲本 间杂交
遗 传 代表品 表 现 种（系）
稳 定 自交作物的 纯系品种 单交种 无性系 异交作物地 方品种, 综合品种 自交作物 地方品种和 多系品种
同
质
杂
合
有性分离 无性稳定 自交衰退， 自由交配 遗传稳定 稳定,但 需保持其 多样性
异
质
杂
合
异
交
异
质
纯
合
自
交
复习思考题
1.简述作物开花习性对授粉方式的影响。 2.简述自交的遗传效应。 3.简述异交的遗传效应。 4.农作物品种有哪些基本特性？ 5.简述自交系品种的育种特点。 6.简述杂交品种的育种特点。 7.简述群体品种的育种特点。 8.简述无性系品种的育种特点。 9.简述花器构造对作物授粉方式的影响。 10.简述群体品种各种类型的特点。
受外来花粉，
开花时间长，
异交率较高。
交配习性
基本自交 异交率5~50%
遗传特点
品种的主要性状基因型纯合， 一致；自交生活力衰退不显著。
4.特殊的有性繁殖方式
雄性不育性
人民的儿子
本土专家——谢崇华
二、无性繁殖
营养体繁殖
石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）
无融合生殖
1.无孢子生殖
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
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质
2.选择优良芽变，培育新的优良无性系品种
作物品种分为四种类型
类 同 纯
同 杂 异 杂 异 纯
别 质 合
质 合 质 合 质 合
个体间 基因型
蓖麻雌雄同株异花
1. 自花授粉植物
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。
交配习性
自交，异交率<4%
天然异交率
=—————— X100% F 总个体数
1
F1中显性性状个体数
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
(hybrid cultiva）
异花授粉作物的 自由授粉品种 异花授粉作物的 综合品种 自花授粉作物的 杂交合成群体 自花授粉作物的 多系品种
群体品种
(population cultiva）
无性系品种
(clonal cultiva）
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 (1/2)1 (1/2)2 (1/2)3
0 1-1/2=50
1-(1/2)2=75
1-(1/2)3=87.5
…
(2n-1)/(2n+1)
…
1/(2n)
…
(2n1)/(2n+1)
…
(1/2)n
……
1-(1/2)n
遗传特点
群体同质，个体基因型纯合，基 因型与表现型相对一致，不断自交导 致纯合。
2. 异花授粉植物
自交 代数 杂合体Aa自交各世代的基因型频率及基因频率的变动 基因型频率 杂合型(%) 纯合型(%) 代 号 Aa AA aa AA Aa aa
0(F1) 1(F2) 2(F3) 3(F4) …
n(Fn+1)
H0 H1 H2 H3 …
Hn
0 1/4 3/8 7/16
1 1/2 2/8 2/16
0 1/4 3/8 7/16