作物育种学总论第二章种质资源
园艺植物育种原理(种质资源)
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到 1935 年增加到 8 大起源中心和 3 个亚中心： (1) 中国起源中心, 或称东亚起源中心(主要是中国, 其次有日 本、朝鲜) (2) 印度起源中心 (2a) 马来西亚亚中心 (3) 中亚起源中心 (包括印度西北部、克什米尔、阿富汗、塔 吉克和乌兹别克) (4) 近东起源中心, 或称前亚起源中心 ( 包括小亚细亚、伊朗、 外高加索 ) (5) 地中海起源中心 (6) 埃塞俄比亚 ( 阿比西尼亚 ) 起源中心、埃塞俄比亚巴 (7) 中美起源中心（或称墨西哥南部及中美洲起源中心） (8) 南美起源中心 ( 包括秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚 ) (8a) 智利亚中心 (8b) 巴西一巴拉圭亚中心
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（二）种质资源的类别 物种质资源一般可以归为以下四大类: 1. 本地种质资源 包括在当地自然条件和耕作制度下, 经过 长期培育选择得到的地方品种和当前推广的改 良品种。由于它们对当地生态环境、栽培条件 和消费习惯等有比较好的适应性, 在利用种质 资源时, 可作为主要对象。 地方品种往往是一个遗传类型多样的群体, 有可能从中选择出优良类型。
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二、园艺植物的驯化 现有栽培的果树、蔬菜和花卉均起源于相应的野 生植物。园艺植物早期驯化的种类相对较少, 而品质和 种类的多样化比较重要。而后期驯化的种类相对较多, 如凤梨草莓、树莓、越橘、猕猴桃等都是 18 世纪以来 陆续驯化成栽培植物的。在约 200 年前植物的驯化主 要由产品的生产者农民来承担。近代驯化工作逐渐改 由植物育种者来承担, 驯化过程要快得多。在对象方面 园艺植物特别是观赏植物、工艺植物、能源植物等有 更大的驯化潜力。
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4 人工创造的种质资源
包括人工诱变而产生的突变体、远 缘杂交创造的新类型、育种过程中的中 间材料、基因工程创造的新种质等。这 些材料是培育新品种和进行有关理论研 究的重要遗传资源。
第二章 种质资源
初级基因库（Gp-1）：亲缘关系近、杂交可育。
相当于传统的生物种的概念，即在该基因库内的 各个类型间能相互杂交、杂种可育、基因转移较 简单。
次级基因库(Gp-2)：亲缘关系较远、有杂交不育或 不实。包括能和该物种杂交的生物种与近缘种。 三级基因库（Gp-3）：亲缘关系更远、杂交不育 或不实现象十分严重。与该作物亲缘关系较远的
•所以现代育种工作还利用各种手段创造各
种突变体或中间材料。如利用太谷核不育 基因创造小麦赤霉病抗原。
特点：自然界中没有的，
特殊的优良性状
利用：一些经过几代选育才有利用价值 一些可作为育种的好材料
一、搜 集 方 法
（一）考察收集
第四 节 种质 资源 工作 的内 容
（二）交换与转引 （一）归
二、整 理
3、作物起源中心学说的重要意义 遗传资源的搜集：中心地区遗传类
型丰富往往可获得某些特异目标基因
1、我国是世界重要的作物起源中心之一
存在野生种的作物30多种： 粮食作物：稻、大麦、燕麦、粟、黍、乔麦、绿豆等
经济作物：大豆、白菜型油菜、黄麻等。
药用植物： 牧草： ………… 2、我国栽培植物的种类，400多种 3、我国收集保存的作物种质资源数量：水稻4万多份、大豆1万份、 小麦2.5万份、玉米1万份以上、粟2.3万份
现在利用的种质还很少
现有的作物都是在不同的历史时期 由野生植物驯化而来的。迄今人类利用 的植物资源是很少的。地球上记载的30 万种植物，被人类利用的仅约3000种， 即1%，而作为食用作物的仅1500种， 即0.5%，可见发掘植物资源的潜力还很 大。
随着生产和科学技术的发展，人类将继续不断从野 生植物资源中发展更多的新作物，以满足生产和生活日 益增长的需要。 例：甜叶菊、罗布麻、野苎麻、橡胶草、银胶菊 例：甜叶菊（sweetening chrysanthemum） 学名Stevia rebaudianum Bertoni，属双子叶植物纲，菊 科多年生草本植物。原产南美洲巴拉圭和巴西交界的阿 曼拜山脉，现已成为栽培作物。整株都含有糖分，以叶 片的甜度最高。含糖苷14%，枝梗的糖苷相当于叶片的 一半。其甜度为蔗糖的100倍，而热能几乎为零。
作物育种学作物育种原理教学大纲
作物育种学作物育种原理教学大纲教学大纲作物育种学__作物育种原理教学大纲教学设计doc作物育种学__植物育种学教学大纲教学设计doc作物育种学__植物育种原理教学大纲教学设计doc 绪论作物育种学__绪论教学课件ppt作物育种学__绪论电子教案doc第一章作物的繁殖方式及品种类型作物育种学__作物繁殖方式教学课件ppt作物育种学__作物繁殖方式与品种类型电子教案doc 第二章种质资源作物育种学_孙其信_种质资源-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_种质资源-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_种质资源电子教案doc 第三章育种目标作物育种学_孙其信_育种目标教学课件ppt作物育种学_孙其信_育种目标电子教案doc 第四章引种与选择育种作物育种学_孙其信_引种和选择育种教学课件ppt作物育种学_孙其信_引种与选择育种电子教案doc 第五章杂交育种作物育种学_孙其信_杂交育种-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂交育种-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂交育种电子教案doc 第六章回交育种作物育种学_孙其信_回交育种教学课件ppt作物育种学_孙其信_回交育种电子教案doc 第七章诱变育种作物育种学_孙其信_诱变育种教学课件ppt作物育种学_孙其信_诱变育种-1(english)教学课件ppt作物育种学_孙其信_诱变育种-2(english)教学课件ppt作物育种学_孙其信_诱变育种电子教案doc作物育种学_孙其信_诱变育种（种科专业）电子教案doc第八章远缘杂交育种作物育种学_孙其信_远缘杂交育种-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_远缘杂交育种-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_远缘杂交育种-3教学课件ppt作物育种学_孙其信_远缘杂交育种电子教案doc第九章倍性育种作物育种学_孙其信_倍性育种-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_倍性育种-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_倍性育种-3教学课件ppt作物育种学_孙其信_倍性育种电子教案doc第十章杂种优势利用作物育种学_孙其信_杂种优势利用-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂种优势利用-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂种优势利用-3教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂种优势利用-4教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂种优势利用-5教学课件ppt作物育种学_孙其信_杂种优势利用电子教案doc第十一章雄性不育性及其杂种品种的选育作物育种学_孙其信_雄性不育及杂种优势教学课件ppt作物育种学_孙其信_雄性不育性及其杂种品种的选育电子教案doc 第十二章作物品质育种作物育种学_孙其信_品质育种-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_品质育种-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_品质育种电子教案doc作物育种学_孙其信_品质育种（种科专业）电子教案doc第十三章群体改良及轮回选择作物育种学_孙其信_群体改良和轮回选择电子教案doc作物育种学_孙其信_轮回选择教学课件ppt作物育种学_孙其信_群体改良和轮回选择（种科专业）电子教案doc 教学课件作物育种学_孙其信_组织培养-1教学课件ppt作物育种学_孙其信_组织培养-2教学课件ppt作物育种学_孙其信_抗病育种-1(english)教学课件ppt作物育种学_孙其信_抗病育种-2(english)教学课件ppt作物育种学_孙其信_抗病育种-3(english)教学课件ppt作物育种学_孙其信_分子标记教学课件ppt作物育种学_孙其信_抗逆育种教学课件ppt作物育种学_孙其信_转基因技术教学课件ppt电子教案作物育种学_孙其信_抗逆育种电子教案doc作物育种学_孙其信_抗病虫育种电子教案doc作物育种学_孙其信_抗病虫育种（种科专业）电子教案doc实验实践作物育种学_孙其信_实验指导实验实践doc试卷习题作物育种学_孙其信_试卷（2005-2006第一学期）试卷doc作物育种学_孙其信_作业习题例题习题。
作物育种学总论整理
作物育种学总论整理绪论1.作物品种的概念：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。
具有三性（DUS）：特异性（Distinctness) 、一致性(Uniformity)、稳定性(Stability)。
2.作物品种类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种。
3.优良品种：指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。
生产上所谓的良种，包括具有优良品种品质和优良播种品质的双重含义。
第一章作物的繁殖方式与品种类型1.不同作物的授粉方式：自花授粉作物（<4%）: 水稻、小麦、大麦、大豆等异花授粉作物（>50%）: 玉米、黑麦、甘薯、白菜型油菜常异花授粉作物（5-50%）: 棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等2.自交不亲和性：具有完全化并可形成正常雌雄配子，但却上自花授粉结实能力的一种自交不育性。
3.雄性不育性：植物的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性。
4.无性系：由营养体繁殖的后代。
5.无融合生殖：植物的雌雄性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，包括无孢子生殖、二倍体孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄生殖。
6.自交的遗传效应①保持纯合基因型②使杂合后代基因型趋于纯合、并发生性状分离Xmn=(1-1/2n)m③自交引起杂合基因型的后代生活力衰退7.异交的遗传效应①异交形成杂合基因型（杂交）②异交增强后代的生活力8.自交系品种（纯系品种）：突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体。
9.杂交种品种：在严格选择亲本（自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。
10.群体品种:遗传基础复杂、群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体。
11.无性系品种：由一个或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成的一个群体。
第二章种质资源1.种质资源：具有特定种质或基因、可供育种或相关研究利用的各种生物类型的总称。
草育种学02 种质资源
长期库 -10--15℃〈35%
真空包装中保存70年。
（3）试管保存(离体保存）
用试管保存植物的组织和细胞的培养物。 常用的培养物有：愈伤组织、悬浮细胞、 幼芽生长点、花粉、花药、体细胞、原生 质体、幼胚等。
利用试管保存的优点：
①所需空间小 ②可以解决常规方法不易保存的种质资源。 ③繁殖时不受季节限制，繁殖速度快。 ④培养物不带病虫害，便于种质交流。
次级基因库：种间材料或近缘野生种、近 缘属植物。 三级基因库：远缘种属。杂交不实和杂种 不育现象十分严重的材料。
第四节 种质资源的收集、鉴定与保存
1 种质资源的搜集方法
直接考察收集 征集 单位之间彼此交换 转引
2、搜集的重点地区：
作物的起源中心；遗传多样性中心；尚未 进行考察搜集的地区； 丧失威胁最大的地区。 3、搜集的重点类型： 野生种和近缘植物：野生稻； 特有类型：高蛋白质，高油等； 新类型：药用植物。
（三）野生种质资源
包括作物的野生种和近缘野生植物（一般指属以上）。 特点：可获得栽培作物中没有的新基因。 利用：作杂交亲本，培育新品种或新材料；可驯化成新作物；可杂交培育 新作物或新类型。
（四）人工创造种质资源
特点：具有某些特异优良性状，可获得现有资源中没有的特殊性状。
第二节 作物起源中心学说
一、瓦维NA
需要某个基因时， “钩取”。
用限制性内切酶切成片段
作物育种学 第二章 种质资源
1.种质资源是育种工作的物质基础
没有好的种质资源，就不可能育成好的品种。 如19世纪中叶欧洲马铃薯晚疫病大流行，后 来利用从墨西哥引入的抗病的野生种杂交育 成抗病品种，才使欧洲马铃薯种植业得到挽 救。 20世纪50年代中期，美国大豆产区孢囊线虫 病大发生，大豆生产濒临停滞，是从中国引 入北京小黑豆育成了一批抗线虫品种，才使 病害得到有效控制。
3. 在一定的生态环境中，一年生草本作物间
在性状上存在一种相似的平行现象。 如：地中海的禾本科作物表现为植株 繁茂，穗大粒多，粒色淡，高产抗病；我 国的禾本科作物则生育期短，植株较矮， 穗粒小，后期灌浆快等。
4. 根据驯化的来源，将作物分为两类。 原生作物：人类有目的驯化的植物 次生作物：与原生作物伴生的杂草， 当有一定的利用价值时，就被人类分离而 成为栽培的主体。
②作为选择育种的基本材料 外地品种引入后，由于生态条件的改变， 品种的遗传性可能发生变异，是选择育种的材 料。棉花育种中，直接或间接选自岱字棉15号 的品种有180多个。 ③作为杂交育种的亲本，可得丰富遗传变异 利用外地种质与本地种质杂交，是杂交育 种中常用的育种方法。引进陆地棉种质，到上 世纪80年代末，杂交育成的陆地棉新品种已超 过350个。
1、 哈伦对作物起源中心学说的发展 根据作物扩散面积的远近和大小，分 为5种类型： ①土生型：植物在一个地区驯化后，从未 扩散出这一地区。如几内亚的弯臂粟、墨 西哥的印第安稞 ②半土生型：被驯化的植物只在邻近地区 扩散，如非洲稻，起源于尼日尔河盆地， 扩散东至乍得湖，西至达塞内加尔和几内 亚海岸。
3、野生种质资源
野生种质资源是指各种作物的近缘野生种 和有价值的野生植物。 （1）特点 由于它是在特定的条件下,经过长 期自然选择形成的,往往具有栽培作物所不具 备的重要性状，如高抗病性。
作物育种学总论第二章种质资源
通过保护和利用种质资源，不断改良和优化作物品种，提高农业生产效 率，促进农业可持续发展。
03
CHAPTER
种质资源的评价与利用
种质资源的评价
生态适应性评价
评估种质资源在不同生态环境下的生长表现， 以确定其适Байду номын сангаас范围。
产量与品质评价
对种质资源的产量和品质特性进行评估，以 筛选出具有优良性状的种质。
抗逆性评价
评估种质资源对各种不利环境条件的抗性， 如抗旱、抗病、抗虫等。
遗传多样性评价
通过遗传标记等方法评估种质资源的遗传多 样性，以了解其遗传背景。
种质资源的利用方式
直接利用
将具有优良性状的种质直接用于生产或育种。
杂交利用
利用种质资源之间的遗传差异进行杂交，以创造新的种质或品种。
基因挖掘
通过基因组学手段挖掘种质资源中的有利基因，用于分子育种。
作物育种学总论第二章种质资 源
目录
CONTENTS
• 种质资源的定义与重要性 • 种质资源的收集与保存 • 种质资源的评价与利用 • 种质资源的研究进展与展望
01
CHAPTER
种质资源的定义与重要性
种质资源的定义
种质资源是指具有实际或潜在利用价值的遗传资源，包括栽培种、野生种和中间类 型等。
种质资源是作物育种和农业生产的物质基础，是实现农业可持续发展的关键因素之 一。
有重要作用。
种质资源的分类
01
根据来源，种质资源可以分为本地种质资源和外来 种质资源。
02
根据利用价值，种质资源可以分为核心种质资源和 一般种质资源。
03
根据遗传关系，种质资源可以分为近缘种和远缘种。
育种学-种质资源
资源或基因资源。 种质库（germplasm pool）：以种为单位的群体
内的全部遗传物质，由许多个体的不同基因组成， 又称为基因库。
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❖种质资源 包括：栽培种、野生种及近
缘种，人工创造的种质材料。 ❖蕴藏种质的主要材料：
➢ 这类材料因育种工作的不断发展而日益增加，将 大大丰富种质资源的遗传多样性。
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一个基因或者一个物种可以影响一个国家 的经济发展；一个优良的生态群落的建立可以 改善一个地区的环境。 实例：
• 野生稻雄性败育基因 • 矮杆基因（绿色革命） • 野生马铃薯抗晚疫病基因 • 江西赣州脐橙产业
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提供各种工业原料、医药品，在娱乐、 旅游业中也起重要作用。
拥有种质资源的数量和质量，以及对其 研究的程度是决定育种效果的重要条件， 也是衡量一个国家或研究单位育种水平 的重要标志。
第二章 种质资源
1
本章主要内容
一．种质资源的作用与现状 二．种质资源的类型与特点 三．园艺植物的起源与进化 四．种质资源的收集与保存 五．种质资源的评价与利用 六．种质资源的创新
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种质资源的定义
种质（germplasm）：决定生物性状遗传（种 性），并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传
物质，也称为基因。
往往因优良新品种的推广而被淘汰（特 别是过时或极为零星分散）的品种是最 重要的，具有极大遗传价值和育种潜力 的种质资源。
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1.2.2 主栽品种
经现代育种技术改良的品种，或称改良品种； 遗传多样性较地方品种单一，即基因库较狭窄； 适应当前新的消费习惯和生产方式； 具有较好的丰产性和较广的适应性及抗逆性。但外地
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12个大基因中心 补充了东南亚、澳洲、欧洲-西伯利亚、北美
育种意义 指导种质资源的搜集 指导重要基因发掘：抗源、不育基因与恢复基因 指导引种实践
第二章 种质资源
二、Harlan的中心-非中心体系
起源中心与多样性中心？文明进程与作物进化
认为农业开始于3个中心和3个非中心
近东
非洲
中国
东南亚
中美
南美
地理学连续统一体学说
1、中国-东亚（大豆、高粱、苎麻、稷、荞麦、茶、大麻…） 2、印度（水稻、甘蔗、芝麻、绿豆、香蕉……） 3、中亚（普通小麦、豌豆、蚕豆、非洲棉……） 4、西亚（一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄……）
第二章 种质资源
5、地中海：十字花科的蔬菜作物、小麦、牧草 6、埃塞俄比亚：小麦和大麦的次生中心 7、南美-中美：玉米、陆地棉、甘薯、番茄 8、南美：马铃薯、花生、木薯、橡胶
1A水稻 小麦1B 大豆2A…… 生态类型、农艺性状……
第二章 种质资源
3、种质资源保存 （1）种植保存
原生境保存：自然保护区、天然公园 保护野生种和近缘野生物种
迁地种植保存：植物园、种植园 按不同生态地区分点种植 避免天然杂交和人为混杂
第二章 种质资源
（2）储藏保存 主要的保存方式， 减少人为差错、天然杂交、自然选择导致变异 减少工作量 长期库：-10℃，RH 30-40%，50年以上 国家长期库 青海复份长期库 中期库：0-5℃，RH50%，10-30年 各地及各专业院所 短期库
第二章 种质资源
四、种质资源是基础理论研究的重要材料 人类生存和发展，需要不断认识自然，包括植物。 作物起源、演变、分类、形态、生态、遗传、生理等方面
的研究 五、种质资源保护与知识产权
第三世界资源的被掠夺 种中国豆、侵美国权…..
美国孟山都，大豆种质的编号是PI407305
第二章 种质资源
第二节 作物起源中心学说 一：瓦维洛夫的作物起源中心学说 物种分布的不平衡特点 作物起源中心：遗传类型有很大的多样性、比较集中、具有 地区特有的变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。
作物育种学总论第二章种质资源
第二章 种质资源
第一节 种质资源工作的重要性与迫切性 一、种质资源是现代育种的物质基础
原材料—各种技术和手段进行加工---优良新品种 原材料数量的多少、类型的丰富状况是育种成败的关键 育种工作重大突破的关键与种质资源 矮化育种成为第一次绿色革命 野败发现与中国杂交水稻的成功 油菜Liho—Oro（低芥酸）、Bronowski（低硫苷） 突变体Opaque-2与高赖氨酸玉米培育
按亲缘关系分类
初级基因库
次级基因库
三级基因库
第二章 种质资源
二、种质资源的收集、整理与保存 1、收集方法：
实地考察收集 征集 交换 转引 2、整理：分类、编排、登记、合并与更正等； 如美国的引进资源统一编号为 P. I. 我国种质资源分：I农作物 II蔬菜 III绿肥牧草 IV园林花卉 农作物中分：1禾谷 2豆类 3纤维 4油料 5烟草 6糖料
两个特点：基因多样性 显性基因高频率
现在定义为： 野生植物最先被人类栽培利用（原生起源中心）或产生
大量栽培变异类型（次生起源中心）的独立农业地理中心。
第二章 种质资源
原生起源中心标志：野生祖先、原始类型、多样性、大量显性基因。 次生起源中心标志：无野生祖先、新的特有类型、大量变异、
大量隐性基因。 遗传变异的同源系列规律 原生作物与次生作物 八大中心：
特征：多样性；异质性；数量少
构建：数据收集整理：基本数据、评价鉴定数据、分子数据 聚类分组： 样品选择：各组中选取，组成初级核心 （考虑多样性分布不平衡性） 评价：各性状方差、变异系数与幅度、
矫正
均值与标准差
第二章 种质资源
五、种质创新与基因库建拓 突变体库：理化诱变，如美国花生种质的X射线处理
T-DNA插入（遗传） 性状聚合：杂交
第二章 种质资源
二、种质资源是人类开发新作物的物质基础 全球有记载的植物20万种，其中陆生植物8万种 栽培植物只有150多种，粮食作物20种
三、种质资源可以保护遗传多样性、避免遗传脆弱性 野生种、近缘种、地方品种数量和面积减少 现代品种的大面积应用导致地方品种丢失 新品种的单一性导致作物遗传脆弱性 19世纪的欧洲马铃薯晚疫病流行 1970-71年美国南方玉米小斑病的流行 1963年美国西部小麦条锈病流行与 P.I. 178383应用 遗传脆弱性的潜在危险：水稻、小麦、棉花……. 野生种、近缘种、农家种的广泛的抗病抗逆特点
第二章 种质资源
第三节 种质资源的研究和利用
研究内容：收集、保存、鉴定、创新和利用
一、种质资源分类
按育种价值分类
主栽品种：经现代育种技术改良过的品种
地方品种：局部地区栽培的未经现代育种技术改良的品种
原始栽培种：栽培种的原始种，以杂草或伴生形式保留
野生近缘种：现代作物的近缘种、近缘杂草，亲和性差。
人工创造种质：杂交、诱变后代、远缘杂种
第二章 种质资源
（3）离体保存：愈伤组织、悬浮细胞、花粉花药…. 液氮-196℃ 组织培养（4）基因技术 三：种质资源的研究 研究内容：
性状鉴定 包括农艺学和生物学性状的鉴定 明确性状的利用价值
遗传机理分析，明确性状的利用途径
第二章 种质资源
四、核心种质
1972年，Harlen提出资源亚库以便于保存、评价和利用 1984年，Frankel提出核心种质：采用一定方法，选择部分种 质，以最小的资源数量和遗传重复，最大程度的代表种质多样 性。