作物繁殖方式及与育种的关系
玉米繁殖特性及其育种基本策略
谢谢大家！
三、玉米受精过程
落在花丝上的花粉粒约5分钟后长 出花粉管
花粉发芽后约12-24小时达到子房 一个精核和两个极核融合，发育
成胚乳 另一个精核和卵细胞融合，发育成 胚 胚和胚乳完成发育和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分积累约
需35-40天 最后形成籽粒约需40-50天，体积增 长约1400倍
四、方法与策略
• 方法 • 1、群体改良轮回选择法与逆境选择法 • 2、环系育种法与密植育种选择法 • 3、单倍体诱导系选育自交法 • 策略 • 1、利用外来种质, 尤其是从先锋系列杂交种改良选育自交系 • 2、高密度压力选择与异地环境压力选择 • 3、现代育种技术与常规育种相结合
玉米繁殖特性及其育种基本策略
一、繁殖特性 玉米是雌雄同株，两种 单性花序异位着生，是 典型的异花授粉作物。
二、玉米花序
1.雄花序 玉米的雄花序又称雄穗，属圆锥花序， 着生于茎秆顶部，由主轴和侧枝组成。雄穗上着 生成对排列的小 穗，小穗由护颖包着两朵雄花。 每朵雄花由1个内颖、1片护颖 和3个雄蕊组成， 雄蕊的花丝顶 端着生花药，每花药约有2500粒花 粉。玉米抽穗后2-5天开始开花，开花顺序是从主 轴中上部开始，然后向上向下同时进行，分支的 小花开放顺序和主轴相同。一般始花后2-5天为盛 花期，以上午 7-11时开花最盛。
二、玉米花序
2.雌花序 玉米的雌花序又称雌穗，属肉穗花序，由叶
腋的腋芽发育而成。雌穗是一个变态的侧枝，果穗生于 侧枝的顶端，侧枝是由短缩的节和节间组成的，通常称 穗柄。枝上每一节着生一变态叶，即苞叶。穗轴节很细 密，每节着生成对排列成行的两个小穗，每一小穗基部 两侧各着生一个护颖，每一小穗内有两朵雌花，上位花 发育结实，下位花退化。其中结实的小花由1个内颖、1 片外颖和一个雌蕊和退化的雌蕊组成，雌蕊由子房、花 柱 和柱头组成。另一个退化的小花仅有膜质的内、外颖 和退化的雌、雄蕊痕迹。
动植物繁殖与遗传育种
动植物繁殖与遗传育种动植物的繁殖与遗传育种是生物学中重要的研究领域，它关乎着物种的进化、生存和繁衍。
在这个过程中，生物体通过遗传物质的传递，将自己的特征和优势传递给下一代，从而保持和改进物种的适应性和生存能力。
本文将从动植物的繁殖方式、遗传原理以及育种方法等方面，探讨动植物繁殖与遗传育种的重要性和应用。
一、动植物的繁殖方式动植物的繁殖方式多种多样，常见的有性繁殖和无性繁殖。
性繁殖是指通过两个个体的配对和交配来产生后代，这样的繁殖方式能够产生基因的重新组合，增加遗传的多样性。
无性繁殖则是指通过无性生殖器官，如根茎、分株、球茎等，或者通过孢子的产生和散布，来繁殖新的个体。
无性繁殖虽然没有基因的重新组合，但能够快速繁殖大量的后代，增加物种的数量。
二、遗传原理遗传是生物学中的基本概念，它描述了遗传物质在生物体之间的传递和变异。
遗传物质主要指的是DNA分子，它携带着生物体的遗传信息。
遗传的基本原理是遗传物质在生物体的复制和分离过程中发生的变异和重组。
变异是指DNA分子在复制过程中发生的突变，这种突变可能是基因的改变或者基因的缺失，从而导致个体的遗传特征发生变化。
重组则是指DNA分子在配子的形成过程中发生的基因的重新组合，这样的重新组合能够产生新的基因组合，从而增加遗传的多样性。
三、育种方法育种是通过选择和改良优良的遗传特征，来培育出具有更好适应性和产量的新品种。
育种方法主要包括选择育种和杂交育种。
选择育种是指通过选择具有优良遗传特征的个体，进行繁殖和交配，从而逐渐固定和提高这些遗传特征。
杂交育种则是指通过不同亲本的交配，将两者的优点结合起来，产生具有更好遗传特征的后代。
杂交育种能够产生较大的遗传变异，从而提高了新品种的适应性和产量。
四、动植物繁殖与遗传育种的重要性和应用动植物的繁殖与遗传育种对于保护物种的多样性和提高农作物的产量至关重要。
通过繁殖和育种，人类能够选择和改良具有优良特征的个体，从而培育出更适应环境和更高产的新品种。
作物育种学-1
绪论一、作物育种学的意义及与其他学科的关系1.1、作物育种学：作物育种学是研究改良现有品种和创造新品种的科学，即改良植物的遗传性，使之更符合人类生产和生活的需要，从而可将之为人工进化的科学。
1.2、作物育种学的基本任务是：研究育种规律，创造优良品种，当良种育成后，繁殖和推广应防止混杂、退化。
良种选育和良种繁育是作物育种地方2个阶段。
现代作物育种学是一门综合性的科学，在理论指导和具体工作中要涉及许多有关学科，育种工作者要掌握有关基础理论，关心有关学科的新进展，综合利用多学科的成就和现代技术手段，加速优良品种的选育。
二、品种在农业生产中的作用2.1 优良品种是劳动人民长期劳动的产物查理士。
达尔文（1809—1882）在《物种起源》（1859）提出生物进化的三个因素：变异、遗传和选择。
2.2品种的概念品种是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据需要而创造的一种植物群体，它具有相对稳定的遗传性，在生物学上，经济上和形态学上相对的一致性，在一定的地区和一定的栽培条件下，在产量、品质、生育期、抗性和适应性等方面符合人类生产、生活的需要，并能用普通的繁殖方法保证其恒久性。
[1]品种是经济上的类别，野生植物中，只有类型之分，没有品种之分，作物品种生产即是商品生产。
[2]品种是重要的农业生产资料[3]品种的推广有地区性，并要求一定的栽培方法[4]品种利用有时间性, 自然条件，经济条件，耕作栽培条件的变化，要求不断培育新品种[5]品种性状具有一致性: 这种一致性指群体具有不妨碍使用的整齐程度，如棉花纤维长度的整齐性要高，这对纺织具有重要意义，植物品种的株高，熟期，品质，抗逆性的一致性对机械收获，商品质量等有很大影响。
[6]品种可以使用普通的繁殖方法保持其原有状态和使用价值。
2.3 优质品种在农业生产中的作用[1]提高产量[2]提高品质，以棉花纤维长度为例[3]新植物的引种[4]提高复种指数方面，优良品种具有重要意义[5]抗逆稳产三、我国育种工作的成就第一章育种目标育种目标：是选育新品种的设计蓝图，也就是在一定的自然、栽培和经济条件下，要选育的品种应该具有哪些优良的特征特性。
第三章作物繁殖方式与育种
1、自花授粉 2、自花受精
3、花器构造特
点
第三章作物繁殖方式与育种
1. 自花授粉（self-pollination） 同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊
柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌 蕊柱头上。
第三章作物繁殖方式与育种
2. 自花受精 同株或同花的雌雄配子相结合的受 精过程。
第三章作物繁殖方式与育种
作物的遗传组成特点 三、异交的遗传效应 四、异花授粉作物的遗传特点
第三章作物繁殖方式与育种
一 自交的遗传效应 （一）纯合基因型 （二）性状分离 （三）自交衰退
第三章作物繁殖方式与育种
（一）使杂合的基因型趋向纯合
一对杂合基因型，经过连续的自交，后代中纯合 基因型的个体出现的频率逐代增加，后代中杂合 体数每代递减1/2，纯合体每代递增1/2。
• 用套袋或其他措施，强迫自交，观察其结实 是否正常及后代表现。
• 若结实不正常或后代显著退化则为——异花 授粉。
第三章作物繁殖方式与育种
（三）遗 传 试 验
测定天然异交率，方法步骤： ① 父本——显性标记性状；
母本——相应隐性性状；
第三章作物繁殖方式与育种
② 父母本间行种植或父本种在母本周围
×××××××× ○○○○○○○○ ×××××××× ○○○○○○○○
×××××××× ×○○○○○○× ×○○○○○○× ××××××××
第三章作物繁殖方式与育种
×—父本 ○—母本
③ 收母本植株种子，播种，统计：
天然异交 (%率 ) F1具F 有 1总显 植性株性数状植 10% 株 0
第三章作物繁殖方式与育种
第二节 自交和异交的遗传效应
一、自交的遗传效应 二、自花授粉作物和常异花授粉
农作物遗传育种与繁殖
农作物遗传育种与繁殖农作物是人类食物链的重要基石。
而在人类历史长河中，人们通过遗传育种和繁殖手段可谓取得了很多农作物生产方面的成就。
在这篇文章中，我们将从概述农作物遗传育种和繁殖的意义、介绍相关技术手段、讨论如何应对当今严峻的气候环境等方面展开探讨。
一、农作物遗传育种和繁殖的意义农作物遗传育种和繁殖是指通过改变作物基因型的方法来获得更好的品质、更高的产量和更好的适应能力。
这项技术的来源可以追溯到史前时期人类在对植物的观察和试验基础上，通过选择更加有利于自己生计的植物进行繁殖。
随着人类对遗传学的研究不断深入，在现代，我们已经可以基于这些原理，利用更加先进的技术手段进行农作物遗传育种和繁殖。
农作物遗传育种和繁殖的意义非常重大。
对于发展中国家来说，通过这项技术，可以获得更高的农作物产量，进而缓解口粮不足等问题；而对于发达国家，农作物遗传育种和繁殖则可以帮助自己创造更多的经济收益和社会效益。
此外，对于普通百姓来说，这项技术也能够在绿化居住区、创建花园和种植屋顶菜园等方面产生积极的影响。
二、相关技术手段农作物遗传育种和繁殖涉及的技术手段主要有：1、选择依据。
选择依据意味着，根据需求选择更加有利于自己的品种进行繁殖。
这个依据可能是作物的耐逆性、产量、品质、适应性等等。
2、配对法。
配对法是指，根据已有的遗传学知识，将不同的基因型进行配对，以期从中筛选出新的优秀品种。
3、突变法。
突变法是指，通过辐射或化学等手段诱发作物基因变异，以期获得新的品种。
这个技术手段虽然有些“冒险”，但是成功率极高，可以获得新的先天特性和品种。
4、DNA克隆技术。
DNA克隆技术是指，将某一生物体的DNA分离并制备成克隆，以期获得更多的种子或研究材料。
这个技术主要用于选育高产的种子或繁殖研究材料。
5、基因编辑技术。
基因编辑技术是指，通过人为干预某一基因，使作物获得更好的抗病能力或适应环境。
这个技术被广泛应用于农作物领域和医学领域。
三、应对气候环境的挑战未来，作物收成面临着越来越多的挑战。
作物育种原理复习资料
绪论一、作物品种的概念：人类在一定的生态条件和经济条件下，根据自己的需要所选育的某种作物的特定栽培群体；具有特异性、稳定性和一致性；这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量，抗性，品质等方面能符合生产发展的需要。
二、品种在农业生产发展中的作用：①提高作物增产潜力，提高单位面积产量；②改进农产品品质；③增强作物对病虫害和环境胁迫的抗耐性，保证稳产和优质；④促进农业产业结构调整，改良耕作制度、提高复种指数；⑤利于发展农业机械化，提高劳动生产率。
⑥扩大作物种植区域；第一章育种目标一、作物育种的主要目标：高产、优质、稳产、生育期适当、适应机械化操作二、制定育种目标的原则：①适应国民经济和生产发展的需要；②针对作物生产中面临的主要问题和依赖现有的种质资源；③与特定的生态环境及种植制度相适应；④落实到具体性状和指标；⑤用前瞻性和发展的眼光审视与中目标；第二章种质资源一、种质资源在育种上的重要性：1. 种质资源是现代育种的物质基础；2. 作物育种工作的突破性进展取决于关键性种质资资源的发掘与利用；3. 种质资源是不断发展新作物的主要来源，是实现新育种目标的前提；4. 种质资源是生物学基础理论研究的重要材料；二、作物起源中心学说主要内容：1、起源中心有两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率较高。
故又可称为基因中心或变异多样性中心；2、作物起源中心可分为原生起源中心与次生起源中心；三、种质资源的类别按来源分类：１.本地种质资源（农家品种、改良品种）；2.外地种质资源；3.野生种质资源；4.人工创造种质资源；四、种质资源的收集方法：考察收集，征集，交换、转引；五、种质资源的保存方法：种植保存、储藏保存、离体保存、基因文库技术；第三章作物繁殖方式及其育种特点一、作物的繁殖方式：有性繁殖和无性繁殖；有性繁殖：自花授粉、异花授粉、常异花授粉；无性繁殖：营养体繁殖、无融合生殖；二、有性繁殖作物的主要授粉方式1、自花授粉定义：同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上。
第三章3作物的繁殖方式与育种特点
群体品种类型
➢异花授粉作物的自由授粉品种：品种内植株间、及 与相邻的异品种间随机授粉产生的后代。故其个体的 基因型是杂合的，群体是异质的，保持一些本品种的 主要特征区别于其他品种。
➢异花授粉作物的综合品种: 是由一组选择的自交系 采用人工控制授粉和在隔离区多代随机授粉组成的遗 传平衡的群体。 个体内杂合、个体间异质， 但具一 个或多个代表本品种的性状。
二、自交和异交的 遗传效应
二、自交和异交的遗传效应
➢自交的遗传效应 ➢自花授粉和常异花授粉的遗传特点 ➢异交的遗传效应 ➢异交的遗传特点
自交的遗传效应
➢使杂合的基因型趋向纯合。 一对杂合基因型，经过连续的自交，后代中杂 合体数每代递减1/2，纯合体每代递增1/2 。 ➢自交引起杂合基因后代发生性状分离。 ➢后代生活力衰退。
① 雌雄异株（ dioecious ）， 雌花和 雄花分别生长在不同的植株上，如大 麻、菠菜等；
② 雌雄同株异花（ monoecious ）， 雌花和雄花分别着生在同一植株的不 同部位，如玉米、黄 瓜；
③ 雌雄同花但自交不亲和 ，如甘薯、 白菜、向日葵等。
常异花授粉作物：
同时依靠自花和异花授粉两种方式 繁殖后代的作物，中间类型，通常以 自花授粉为主，天然异交率为 4-50% ， 如棉花、高粱等。
自花授粉作物，又名自交作 物，即主要以自花授粉方式 繁殖后代的作物。异交率为 0-4%。如水稻、小麦、大 豆、花生、黄麻等。
异花授粉 （ cross-pollination ） 雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。
异花授粉作物：又名异交作物， 主要以异花授粉方式繁殖后代 的作物。 异交率 > 50% ，甚 至高达 95% 或 100% 。
营养繁殖 (vegetitive propagtion）
作物育种学第三章作物的繁殖方式及品种类型
无性繁殖asexual reproduction：营养 体繁殖、无融合生殖
一、有性繁殖
有性繁殖是由雌雄配子结合， 经过受精过程，最后形成种子繁 衍后代的繁殖类型。包括自花授 粉植物、异花授粉植物和常异花 授粉植物三种类型。
一、自花授粉作物群体遗传特点
2、稳定性：亲代和子代间遗传行为的相对稳定性 纯系的自交后代仍然是纯系，性状与父母
本一致，不通过人工自交都能较稳定地保持下去。 但有 4%以下的异交率，偶然会出现异交或基因 突变，但频率低，且随繁殖世代增加，纯合体比 率增加。. 3、自交不退化、耐自交：自花授粉方式是在长期 的自然选择下产生和保存下来的、对于种的生存 繁衍有利的特性，自花授粉作物具有自交不退化 或退化缓慢的特点。
2、在杂种优势种用中：主要的途径也是 利用雄性不育性来生产杂交种子（如高 粱三系法、棉花二系法）。
3、种子生产：做好安全隔离，防止生物 学混杂（棉花到新疆繁种多）。
四、无性繁殖作物群体
1、无性繁殖的后代，表现型与母体相似，没有分离。 原因：无性系是由母体体细胞分裂繁衍而来,
没有经过两性受精过程。不论母体遗传基础的纯杂， 其后代的表现型与母体完全相似，通常也没有分离 现象。 2、同一无性繁殖系内的植株遗传基础相同。 3、无性繁殖作物，没有经过自交纯化，如果来自杂 交的后代，个体的基因型是杂合的，若用种子繁殖， 后代出现分离。
（5）孤雌生殖（6）孤雄生殖
（1）单倍配子体无融合生殖：指雌雄配子 体不经过正常受精而产生单倍体胚的一种 生殖方式。
A、孤雌生殖(1n)：卵细胞未经受精而直接 发育成单倍体胚。
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作物繁殖方式及与育种的关系
二 自交和异交的遗传效应
1 自交的遗传效应
（1） 自交使杂合基因型趋于纯合
xn=1-（1/2）n n---自交代数
作物繁殖方式及与育种的关系
(1)开花特点：通常不开花，或开花不结实。但在 一定条件下，也能开花结实，进行有性繁殖。在 有性繁殖时，马铃薯为自花授粉，甘薯为异花授 粉。 (2)遗传特点：群体的个体间具有高度的同质性， 个体内的基因型具有高度的杂合性，表现具有显 著的杂种优势，自交分离大、衰退严重。
（1）生物学特点： 自然异交率：一般在50%以上，最大可达95%以
上。由风媒或虫媒传粉。
作物繁殖方式及与育种的关系
花器构造： 雌雄异株（大麻、菠菜、石刁柏）； 同株异花（玉米、蓖麻 ）； 雌雄同花，但在进化过程中形成自交不亲和性
（黑麦、白菜型油菜、甜菜、向日葵、荞麦、甘 薯等）。虫媒花（瓜花）往往有显眼的颜色。 开花习性：
作物繁殖方式及与育种的关系
芽变：芽的分生组织细胞发生的突变。
作物繁殖方式及与育种的关系
无性系：一个个体通过无性繁殖而产生后代，称为 无性繁殖系，简称为无性系。
无性系起源于母体的体细胞，无论母本的基因 型纯杂如何，产生的后代通常都没有分离，表型 与母本完全相似。无性繁殖为作物利用杂种优势 提供了很大的方便。
大豆、谷子、花生、豌豆 0.5-1
棉花
1-5
＞30
甘兰型油菜
10
＞30
蚕豆
＞10
高梁
0.6-50
玉米
＞95
甘薯、黑麦、苜蓿
＞99
白菜型油菜
＞99（自交不亲和）
作物繁殖方式及与育种的关系
异交率的测定方法：
（1）显性基因控制的性状作标记性状（如小麦的芽鞘色红 对绿）。
（2）显隐性植株相间种植，任其自由传粉。 （3）从隐性植株上收种子F1。 （4）种植F1，调查显性性状的株数。 （5）计算
雌雄不同熟，自交不亲和等现象。一般开花时 间长。
作物繁殖方式及与育种的关系
石刁柏的雄株（黄花）和雌株（红果） 作物繁殖方式及与育种的关系
玉米
作物繁殖方式及与育种的关系
蓖麻的花器
作物繁殖方式及与育种的关系
蓖麻的植株 作物繁殖方式及与育种的关系
蓖麻
作物繁殖方式及与育种的关系
（2）遗传特点：
个体的遗传组成杂合，群体异质，单个个体的后 代分离大，选择效果差。
作物繁殖方式及与育种的关系
（2）遗传特点：
群体内的个体遗传基础纯合，个体间的遗传 基础可以存在差异。
耐自交，自交衰退轻。 因此，自交作物便于良种繁育，种性易于得到
保持。但是，这类作物尽管自交衰退小，杂种优势 不及其他授粉方式的作物。
作物繁殖方式及与育种的关系
3 异花授粉作物及其遗传特点
异花授粉作物：通过不同植株花朵的花粉进行 传粉而繁殖后代的作物。
异花授粉—异花授粉作物—玉米、黑麦 常异花授粉—常异花授粉作物—棉花、高粱
营养繁殖—甘薯、马铃薯、芋头 无融合生殖—孤雌生殖、孤雄生殖、无配子
生殖，人工组织、细胞培养
作物繁殖方式及与育种的关系
作物的授粉方式是根据自然异交率（%） 来划分的：
不同有性繁殖作物的自然异交率：
作物
异交率（%）
自花授粉作物
自交衰退，自交后可能出现育性降低、畸形以致 自交不育。但可获得显著的杂种优势。在良种繁 育中，必须严格隔离，防止串粉。
作物繁殖方式及与育种的关系
4 常异花授粉作物及其遗传特点
常异花授粉作物：一种作物同时依靠自、高粱、粟、蚕豆、苜蓿、甘蓝、油菜、 芝麻等。
F1中显性性状的植株数 自然异交率（%）=———————————×100
F1总植株数
作物繁殖方式及与育种的关系
2 自花授粉作物及其遗传特点
自花授粉作物：同一朵花内花粉进行传粉而繁殖 后代的作物。
例如：水稻、小麦、大麦、燕麦、豌豆、大豆、绿豆、 花生、烟草、亚麻、马铃薯等。
作物繁殖方式及与育种的关系
棉花的花器
作物繁殖方式及与育种的关系
（2）遗传特点：
由于异交率较高，群体存在异质性和杂合个体， 但农艺经济性状基本一致；自交能正常结实，无 明显自交衰退现象。良种繁育需要隔离。
作物繁殖方式及与育种的关系
5 无性繁殖作物及其遗传特点
无性繁殖：不经过两性细胞受精过程繁殖后代。
作物繁殖方式及与育种的关系
营养（器官）繁殖 无性繁殖作物主要有甘薯，马铃薯、甘蔗。
如利用根、茎、芽或其它器官繁殖。 无融合生殖
例如单性繁殖，无配子生殖，人工花药培养 和体细胞融合等。
作物繁殖方式及与育种的关系
作物繁殖方式及与育种的关系
作物繁殖方式及与育种的关系
作物繁殖方式及与育种的关系
作物繁殖方式及与育种的关系
作物繁殖方式及与育种的关系
（1）生物学特点：
自然异交率：5-50%。这类作物异交率高低受 环境条件（地理、气候、昆虫）的影响。
花器构造：雌雄同花，花器多较大，常有较显 眼的颜色，或能分泌密汁，引诱昆虫传粉。雌雄 不等长等。
开花习性：雌雄同熟或不同熟，开花时间长， 开花（颖开张角度大）有利于异交。
作物繁殖方式及与育种的关系
0 － 4% （通常小于1%）
常异花授粉作物 5 － 50％
异花授粉作物
50％以上（一般90%以上）
影响植物自然异交率的因素： 株距、风力及风向、温度、湿度、昆虫情况等
作物繁殖方式及与育种的关系
各作物的自然异交率
作物
自然异交率（％） 最高（％）
水稻
0.2－4
5
小麦
＜1
4
大麦（闭花授粉）
0.04－0.15
第三章 作物繁殖方式及与育种的关系
作物繁殖方式及与育种的关系
一、作物不同繁殖方式及其遗传特点 二、自交和异交的遗传效应 三、作物品种的遗传类型及其特点 四、繁殖方式与育种
作物繁殖方式及与育种的关系
一、作物不同繁殖方式及其遗传特点
1 作物繁殖方式的分类
自花授粉—自花授粉作物—水稻、小麦、大豆
有性繁殖 作物 繁殖 方式 无性繁殖
燕 麦 作物繁殖方式及与育种的关系
（1）生物学特点：
这类作物绝大多数植株为自花授粉自然异交 率一般不大于1%。在0-4%范围内。
花器构造：花器小。多数无颜色，无香味， 雌雄同花等长等。
作物繁殖方式及与育种的关系
开花习性：雌雄同熟，开放时间短，多数是闭花 授粉。豌豆、大豆在开花前完成授粉受精（闭花 受精）。