育种的遗传学原理共56页
第2章育种原理
第2章林木选育技术基础提要进化是生物界的基本特征，现在的物种都是经过长期进化而演变过来的。
一切生物都能发生变异，林木种内存在丰富的变异，且有明显的变异层次，认识变异，发掘变异、研究变异、利用变异是育种工作者的任务。
林木育种研究的对象是群体，而群体的主要特征是其所包含的基因种类和各种基因的频率，即群体的遗传结构。
突变、选择、迁移、遗传漂变等因素都影响到群体遗传平衡，使群体基因频率发生变化。
这些因素是促进生物进化的原因，也影响到遗传改良工作。
林木群体的经济性状，多数属数量性状。
数量性状是连续变异的性状，易受环境的影响，通常需借助数理统计方法进行统计分析和研究。
遗传变异和选择是林木育种关键的两个侧面。
选择贯彻了整个育种过程，没有选择就不可能创育新的优良繁殖材料。
本章的学习重点是各遗传参数的概念和估算、选择方法的分类和应用。
2.1物种和生物进化林木育种的主要任务是人工选育和繁殖林木优良繁殖材料和品种。
那么，什么是物种，在自然界繁多的物种是如何产生和演变的，主要动力是什么，在种以内是如何分类的，林木育种应如何合理利用自然资源?本章将对这些问题进行讨论。
2.1.1生物进化和自然选择物种(species)是生物存在的基本形式，任何生物在分类学上都属于一个物种。
在人类认识自然的历史长河中，在相当长的时期内，把物种的稳定性绝对化了。
18世纪瑞典博物学家林奈（C. Linne 1707～1778）认为，物种是由形态相似的个体组成，同种个体间可以自由交配，并能产生可育后代，而不同种间杂交则不育。
他也曾认为物种是永恒不变的。
在他一生中观察到种内存在大量变异的事实后，直到他晚年才在《自然系统》一书的最后一版中删去了物种不变的主张。
关于生物进化(evolution)的理论，最早是由法国的博物学家拉马克(J.B. Lamarck)提出的。
他认为，物种是可变的；在自然界，生物存在着由简单到复杂，由低级向较高级发展的趋向；生物对环境有巨大的适应能力；环境的变化会引起生物的变化。
《遗传与作物育种》课件
04
作物育种实践
水稻育种实践
1 2
杂交育种
利用不同品种的水稻进行杂交，通过选择优良后 代，培育出具有优良性状的水稻新品种。
诱变育种
通过辐射、化学诱变等方法，使水稻基因发生突 变，进而筛选具有优良性状的突变体。
3
分子标记辅助育种
利用分子标记技术，辅助选择具有优良性状的水 稻基因型，提高育种效率和准确性。
体，再从中选择和培育。
群体改良
03
利用地理隔离或人工创造的隔离条件，使不同品种在群体内混
合授粉，产生遗传变异，从中选择和培育。
现代育种技术
分子标记辅助育种
利用分子标记技术识别与目标性 状相关的基因，实现快速、准确 的品种选育和遗传改良。
基因工程育种
通过基因克隆、转基因等技术手 段，将具有优良性状的外源基因 导入作物中，实现定向遗传改良 。
表型与表现型
表型是指生物体的形态、结构、生理 和行为特征；表现型则是表型在特定 环境下的表现形式。
02
作物育种原理
作物改良的目标
提高产量
通过改良作物的遗传特性，提 高单产和总产量，满足不断增
长的食物需求。
增强抗逆性
提高作物对环境胁迫的抗性， 如抗旱、抗寒、抗病虫害等， 以适应各种不利条件。
改善品质
，为人类提供稳定的食物来源。
03
应对气候变化的重要手段
遗传资源具有适应不同环境条件的能力，通过保护和利用遗传资源，可
以培育出适应气候变化的新品种，提高农业生产应对气候变化的能力。
遗传资源的保存
原地保存
在原生地或近原生地自然生长的遗传资源称为原地保存。 这种保存方式能够保持遗传资源的自然生态环境，有利于 种质生态适应性的保持。
高中生物人教版必修 《一轮复习生物育种的原理及应用》课件(16张PPT)
4．最具预见性的育种—— 结合现代生物科技的育种
(基因工程、蛋白质工程、植物体细胞杂交)
5．可明显缩短育种年限的育种—— 单倍体育种
【小试牛刀】
1、改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的
其优点为_克__服__远__缘__杂__交__不__亲__和__障__碍___。
2．若优良基因来自不同的物种，需借助_基___因__工__程__， 其遗传学原理为_基___因__重__组___，其一般流程为：
其优点为__克__服__远__缘__杂__交__不__亲__和__障__碍___，__定__向__改__造__生__物__性__状_____。 3．若优良基因是人工合成的新基因或对现有基因进行了修饰、改造
该过程是否发生基因重组？ 发生， F1产生精子的过程中即发生基因重组。
3. 实例：培育矮杆(d)抗锈病(R)的二倍体水稻
注意亲本的选择，“答有题不需细育节，要育则规没范有完”整；
育种环节要完整，不能只育出还要“选出” 。
* 学习过程 【拓展提升】一、现代生物科技在育种中的几个应用
1．培育八倍体小黑麦，还可以借助__植__物__体___细__胞__杂__交___技术， 其遗传学原理是_染__色___体__数__目___变__异___。其大体培育过程为：
用时短的：结合_单__倍__体___育种
（3）杂种优势(Aa):具有相对性状的纯合子杂交（A__A_×_a_a_→_A_a_） 再进行_无___性__繁殖。
2.优点:①可以提高突__变___频__率__,在较短时内获得更多优良变异类型；
植物育种概论
二 、品质 性状 (pǐnzhì)
随人民生活水平的提高，对优质农产品的要求日 益迫切。新育成的品种，不仅应有更高、更稳的产量， 而且还应具有更好适应不同需求的产品品质。品质性 状分为物理品质和化学品质两大类。物理品质主要指 产品的外观、颜色、气味等。化学品质主要指产品的 营养成分的构成(gòuchéng)及含量。
在不同自然、生产条件下，各品种获得高产的群体结 构和组成因素不同。各产量构成因素之间相互制约，常有 一定程度的负相关，改良其中一个指标时，其它性状往往 会变差。但根据育种实践(shíjiàn)，在保持其它性状基本不变 的情况下，定向改良其中单独的指标来提高产量潜力是可 以实现的。
第十八页，共四百五十九页。
3 光合效能
植物产量的干物质，大约90~95%是由光合作用， 通过碳同化过程所构成的，生产上的一切增产措施，归 根结底，是通过改善光合性能而起作用。高光效品种主 要表现为有较强的能力合成糖类和其它营养物质，并将 其更多的用于经济(jīngjì)产量的形成。
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株型育种(yù zhǒng)和高光效育种(yù 虽是 zhǒng) 两个不同的概念，但二者之间联系紧密， 制定育种(yù zhǒng)目标时，应统筹考虑。
•
原生质体融合、培养与再生
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（3）基因工程育种
目的基因克隆、鉴定 植物表达载体(zàitǐ)
载体
转化植株
受体植物 外原体
筛选
转基因植株
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思考题
1.植物品种具有哪些属性？ 2. 简述良种可以解决哪些生产(shēngchǎn)问题？ 3.名词：株系、品系、品种、良种
农作物育种的基本原理与技术进步
农作物育种的基本原理与技术进步农作物育种是农业生产中的重要环节，它关系到农作物的产量、品质、抗逆性等诸多关键因素。
这一领域有着丰富的内涵，既包含着基本的遗传学原理，又随着科技发展不断涌现出新的技术进步成果。
一、农作物育种的基本原理（一）遗传与变异遗传是农作物育种的基础。
子代农作物继承了亲代的特征，这是通过基因传递实现的。
基因是携带遗传信息的基本单位，在染色体上有序排列。
在繁殖过程中，亲代的基因会以特定的方式组合传递给子代，从而保持物种的相对稳定性。
变异也是不可或缺的。
变异为育种提供了原材料。
变异可以分为可遗传变异和不可遗传变异。
不可遗传变异通常是由环境因素引起的，例如同一品种的小麦在肥沃土地和贫瘠土地上生长表现出的差异。
而可遗传变异则包括基因突变、基因重组和染色体变异等。
基因突变是基因内部结构的改变，它可能导致农作物产生新的性状，比如某些水稻品种出现的早熟性状可能就是由基因突变引起的。
基因重组则发生在有性生殖过程中，不同基因的重新组合能够产生多种多样的基因型和表现型。
染色体变异包括染色体结构和数目的变异，像多倍体植物往往具有较大的果实和较强的适应性。
（二）选择的作用选择是农作物育种中的核心环节。
在自然状态下，存在着自然选择。
自然选择倾向于保留那些适应环境的个体，淘汰不适应的个体。
例如，在干旱地区，那些具有较强抗旱性的农作物更有可能生存和繁衍后代。
而在人工育种中，主要进行的是人工选择。
育种者根据自己的目标，如提高产量、改善品质等，从群体中挑选出具有优良性状的个体进行繁殖。
这种选择可以是正向选择，即选择具有期望性状的个体；也可以是负向选择，即淘汰具有不良性状的个体。
经过多代的连续选择，优良性状会逐渐积累，最终培育出符合要求的新品种。
二、农作物育种技术的进步（一）传统育种技术引种引种是一种古老而有效的育种技术。
它是指将外地或外国的优良品种引入本地进行种植。
例如，我国从国外引进了许多优良的蔬菜品种，如西兰花等。
植物遗传育种：原理、方法与现代技术应用
• 缺点：突变体稳定性差、
有益突变率低
多倍体育种方法与原理
01
02
03
多倍体育种方法
多倍体育种原理
多倍体育种的优缺点
• 人工诱导多倍体
• 染色体倍性与生物学特性关系
• 优点：提高产量、抗逆性、品质
• 自然多倍体筛选
• 多倍体遗传与变异
• 缺点：育种周期长、多倍体稳定性差
• 多倍体杂交
• 多倍体适应性优势
03
现代植物育种技术及其应用
分子标记辅助育种技术
分子标记辅助
育种技术原理
分子标记辅助
育种技术方法
分子标记辅助
育种技术的应
用
01
02
03
• DNA分子标记
• RFLP标记
• 遗传图谱构建
• 基因型检测与筛选
• RAPD标记
• 基因定位与克隆
• 分子标记辅助选择
• SSR标记
• 育种亲本筛选与组合优化
• 伦理审查与监管
• 法律法规完善与执行
• 提高公众科普与认知
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
遗传信息传递途径
• 核遗传信息传递
• 叶绿体遗传信息传递
• 遗传信息表达与调控
基因组研究与育种应用
• 基因组测序与比较分析
• 基因组关联分析
• 基因功能研究
02
传统植物育种方法及其优缺点
杂交育种方法与原理
01
杂交育种方法
• 人工杂交
02
杂交育种原理
• 杂种优势原理
03
杂交育种的优缺点
• 优点：提高产量、品质、
抗病基因的挖掘与利用
第一节蔬菜种子生产的遗传学原理
第一节蔬菜种子生产的遗传学原理一、蔬菜种子的繁殖方式与种子的生产种子生产的目的：获得遗传纯度高和播种品质好的种子应用于生产。
（一）有性繁殖：由雌雄配子结合形成合子，在经过细胞分裂、分化、生长、发育，产生后代的繁殖方式。
如：十字花科蔬菜、茄子、番茄、辣椒等以种子播种的作物。
（二）无性繁殖：不经过雌雄配子结合而产生后代的繁殖方式，如：嫁接、扦插、组培快繁等。
马铃薯、甘薯、大蒜、生姜、山药、菊芋、藕等有性繁殖蔬菜的授粉方式：自花授粉：由同一朵花内的雌雄蕊授粉、结实的方式，自然异交率0~4%。
主要蔬菜，芸豆、豌豆、番茄、茄子等异花授粉：由不同植株花朵的花粉进行传粉而繁殖后代方式，自然异交率95%以上。
主要蔬菜，大葱、胡萝卜、瓜类、十字花科蔬菜等常异花授粉：以自花授粉为主但有相当高的异花授粉率（5-50%）的一类蔬菜。
主要蔬菜,辣椒、芥菜、蚕豆等二、品种的混杂与退化（一）发育学上的变异种子生产的不同世代在不同的环境条件下进行，由于所处的土壤、肥力、气温、光周期、海拔高度等不同条件，作为对不同生长条件的反应，不同世代间便会产生发育学上的差异，从而失去原品种的典型性，造成品种退化。
（二）机械混杂即在种子生产、加工、贮藏及包装运输过程中，在繁殖的品种内人为因素混入了其他品种造成的混杂现象。
（三）生物学混杂由于繁殖品种与其他品种或作物类型间发生天然杂交引起的品种混杂。
（四）自然突变作物在繁殖过程中总会有一定的自然变异发生，微小的变异频率很高，但是不易被发现，微小的变异累积到一定程度时，便会加快品种的退化速度，失去原品种的典型性。
（五）品种本身的遗传性变化任何高纯度的品种，其群体的基因型都不是一个，品种就是多基因型的复合群体，品种表型大体一致，但是基因型却是不同的。
（六）病害的选择性影响无性繁殖的作物表现突出，如感染上病毒、真菌、细菌性病害退化非常快。
种子繁殖作物由于病害的生理小种的变化造成基因型的变化，使品种失去原品种的典型性而退化。
育种方法及原理
育种方法及原理回答杂交育种其原理为基因重组；多倍体育种其原理为染色体变异；单倍体育种其原理为染色体变异；基因工程育种其原理为基因重组；细胞工程育种其原理为植物体细胞杂交、细胞核移植；植物激素育种其原理为使用适宜浓度的生长素促进果实发育；诱变育种其原理为基因突变。
一、杂交育种不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子，原理为基因重组。
具有使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体的优点。
二、多倍体育种使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，原理为染色体变异。
具有产量高、培育出的植物器官大等优点。
三、单倍体育种花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍，原理为染色体变异。
优点为能明显缩短育种年限，加速育种进程。
四、基因工程育种（转基因育种）经过目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等操作，完成育种工作，原理为基因重组。
优点为育种周期短。
五、细胞工程育种用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体，原理为植物体细胞杂交、细胞核移植。
优点为可以克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种。
六、植物激素育种在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，促使子房发育成无子果实，原理为使用适宜浓度的生长素促进果实发育。
优点为促进作物发育，提高果树产量。
七、诱变育种用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA 复制时发生差错，从而引起基因突变，原理为基因突变。
具有可以提高变异频率、加速育种进程、大幅度改良某些性状等优点。