作物育种学第二章种质资源
作物育种学各章主要知识点（杨存义）
作物育种学各章主要知识点（杨存义）《植物育种学》（杨存义）绪论一、名词解释1. 作物品种：是人类在一定的生态条件和经济条件下，在产量、抗性、品质等方面都能符合生产发展的需要，根据人类的需要所选育的某种作物遗传特性稳定、性状一致、特性明显的一定群体。
2．优良品种是指在一定地区和耕作栽培条件下符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。
二、填空题1．每个作物品种一般都有其所适应的地区范围和耕作栽培条件，而且都只在一定历史时期起作用，所以优良品种一般都是具有地区性和时间性。
2．作物品种可分为纯系品种、杂种品种、综合品种、五性系品种。
3. 作物进化决定于3个基本因素：变异、遗传、选择。
三、简答题1．优良品种在发展农艺生产中的作用主要有：1）提高单位面积产量2）改进产品品质3）保持稳产性和产品品质4）扩大作物种质面积5）有利于耕作制度的改良、复种指数的提高、农业机械化的发展及劳动生产率的提高。
2．作物育种学的基本任务是什么？1）研究和掌握作物性状遗传变异规律的基础上，发掘、研究和利用各有关作物资源；2）并根据各地区的育种目标和原有品种基础，采用适当的育种途径和方法，选育适于该地区生产发展的高产、稳产、优质、抗（耐）病虫害及环境胁迫、生育期适当、适应性较广的优良品种或杂种以及新作物；3）在其繁殖、推广过程中，保持和提高其种性，提供数量多、质量好、成本低的生产用种，促进高产、优质、高效农业的发展。
3．作物育种学的主要内容：1）育种目标的制订及实现目标的相应策略；2）种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新；3）选择的理论与方法；4）人工创造变异的途径、方法和技术；5）杂种优势利用的途径和方法；6）目标性状的遗传、鉴定及选育方法；7）作物育种各阶段的田间实验技术；8）新品种的审定、推广和种子生产。
4．现代作物育种的发展动向主要表现在以下几方面：1）育种目标要求要高。
现代农业对新品种不仅要求进一步提高单产潜力，增强对多种病虫害及环境胁迫的抗耐性，广泛的适应性；而且还要求具有优良的产品品质和适应机械操作的特性等。
石河子大学作物育种 第二章 品种资源
二、种质资源工作的重要性
(一)种质资源是育种工作的物质基础 • “绿色革命” 与小麦矮源Rht1、Rht2；台湾“低 脚乌尖”水稻矮源有关。 • 杂交水稻“野败”雄性不育的发现，使我国及世
界杂交水稻生产取得巨大成就。
(二)稀有特异种质对育种成效具有决定性的作 用
• 玉米高赖氨酸突变体Opaque-2与玉米营养品种的改 良。 • 小麦1BL/1RS易位系与世界小麦抗锈病育种。
(三)新的育种目标能否实现决定于所拥有的种 质资源
抗孢囊线虫病的大豆和北京小黑豆
(四)种质资源的生物学理论研究的重要基础材 料
• “中国春”小麦品种的发现为小麦非整倍体的培育奠 定了基础,从而为小麦的遗传分析,特别为普通小麦 的基因定位提供了有效的工具。
12个大基因中心
四、作物起源中心学说的实践意义
• 指导特异种质资源的收集；
• 起源中心与抗源中心一致，不育基因与恢 复基因并存于起源中心：某些作物与其寄 生物往往有共同的起源中心，在共同中心 蕴藏着最大量的抗病类型。 • 指导引种，避免毁灭性灾害。
五、J.R.Harlan(1951)有关作物起源的观点 • 作物起源中心学说存在的问题：遗传多样 性中心不一定就是起源中心；起源中心不 一定是多样性的基因中心，有的次生中心 比原生中心具有更多样的特异物种。
作物8个起源中心示意图
三、起源中心学说的发展与补充
• 在瓦维洛夫提出8个中心的基础上，茹考 夫斯基等在上世纪70年代将其扩大为12个 大基因中心。
1、中国—日本中心； 7、地中海中心；
2、东南亚洲中心；
3、澳大利亚中心； 4、印度中心； 5、中亚细亚中心； 6、西亚细亚中心
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。
牧草及饲料作物育种学 (2.1)--第二章牧草种质资源
长期库： -10 ～ -18℃ ，湿度 35% 以下， 保
存 75 年。
中期库： -1℃ ，湿度 30 ％以下，保存 10 ～ 25
年。
如短：期日库本：的20“℃二，重湿贮度存4法5”% ，：保存 2 ～ 5 年。
种
子库日常工 长期库
作材：料保 存
、中监期测库、提供供种
； 育
种
材料
材料用完后从此取出 繁殖
当前世界上已建成种质资源库 480 余座， 其中有三大基因库：
a 、美国科罗拉多科林斯堡， 1957 年建立，温 -4℃ ，湿度 32% ，库容 50 万份，现有保存近
遗传资源包括：物种、品种、生态类型、植株、种子、
牧草种 质资源
二、牧草种质资源的类别、特点与利用
牧草种质资源根据材料的来源进行分类， 通常分为以下 4 类：
1 、本地种质资源 2 、外地种质资源 3 、野生种质资源 4 、人工创造的种质资源
1 、本地种质资源 1 ）概念：主要来源于当地的地方品种和适应当地 推广 的其他牧草品种。 2 ）特点：一般在当地栽培 30 年以上，适应性强， 1000 亩以上。
应将样本对照现场记录，进行初步整理、归类
、补漏未定名的种子。
三、种质资源的鉴定与评价
1 、室内鉴定：
供试材料一般 5 ～ 20 株为一组，重复 3
～ 5 次。
2 、田间鉴定：
株行距为 1m×1m 或 1m×0.8m ，每份材料一
般鉴定
15 ～ 50 株，每行５ ～ １
０株，重复 3 ～ 5 次。
3 、观察记载的内容：
1 、中国—东部亚洲中心：主要起源作物如 黍（ shu 玉米）、稷（ ji) 、粟（ su ）、 高粱、 荞麦、大豆、茶等 11 种作物， 136 个物种 。
《植物育种学》第二章种质资源复习题及答案
《植物育种学》第二章种质资源复习题及答案一、名词解释（5）1.种质资源：2.作物起源中心：3.原生起源中心：4.次生起源中心：5.初级基因库：二、选择（20）1.种质资源是现代育种的物质基础，什么是育种成败最为关键的一步？（）A.育种的技术B.原材料的选择C.育种的目的D.育种的时间2.下面不属于种质资源的研究和利用重点的是（）A.广泛收集B.妥善保存C.运输管理D.深入研究3.下列不属于哈伦对作物起源中心学说发展的是（）A. 土生型B. 半土生型C. 单一中心D. 多中心4.下列不是种质资源的类型的是（）A.一级基因库B.二级基因库C.三基基因库D.四级基因库5.埃塞俄比亚起源中心（）A.大麦、小麦的变种类型及其多样B.陆地棉、玉米、甘薯、番茄C.木薯、花生和凤梨D.花生、可可、橡胶树6.种质资源的研究内容不包括（）A.收集和保存B.创新和利用C.鉴定D.回收7.地方品种的特点（）A.具有对当地生态条件高度适应性B.具有较好的丰产性C.具有栽培作物欠缺的一些重要性状D.不良性状遗传率高，多于杂草共生8.主栽品种具有的特点（）A. 具有对当地生态条件高度适应性B. 具有较好的丰产性C. 具有栽培作物欠缺的一些重要性状D. 不良性状遗传率高，多于杂草共生9.野生种质资源的用途（）A.可通过远缘杂交及现代生物技术转移进入作物B.培育新品种或进行有关进化论研究C.优良基因的供体D.作为育种的基本材料10.种质资源的利用与创新主要方法不包括（）A.分子标记法B.基因工程C.生物信息学分析D.化学分析11.中期库保存环境是什么（）A.布袋B.密封玻璃瓶C.密封（真空）D.棕色玻璃瓶12.长期库保存的温度为（）A.20℃B.4℃C.-10℃D.-50℃13.初级基因库和次级基因库最大的区别是（）A.是否存在生殖隔离B.基因间能否转移C.亲缘关系的远近D.杂种结果不明14.种质资源的研究不包括（）A.基因组学B.分子标记C.聚类分析D.化学分析15.智利中心（）A.木薯、花生和凤梨B.花生、可可、橡胶树C.普通小麦D.陆地棉、玉米、甘薯和番茄16.不是次生起源中心标志的是（）A.无野生祖先B.有新的特有类型C.有大量的变异D.有大量的显性基因17.人工创造的种质资源具有的特点为（）A.具有某些特点而不能成为品种，但具有一些明显的优良性状。
福建农林大学-研究生复试-作物育种学-第2章-种质资源2012
⏹第二章种质资源本章学习要点：种质资源的概念种质资源的重要性种质资源的搜集、保存和创新、研究利用。
◆据联合国公布，到20世纪末，人类已知的动植物中已有20%绝迹，其中仅植物就有5万种。
◆近二千年来全世界有240多种兽类和鸟类从地球上消失，其中三分之一是近50年绝迹的。
◆现在平均每天就有一种生物从地球上消失。
可知或未知的种质资源。
（一）定义：种质资源（Germplasm Resources):用于作物育种或生物学研究的所有生物资源。
粮食和农业植物遗传资源（U N）。
不同称呼：✓品种资源(Variety Resources)✓遗传资源(Genetic Resources)✓基因资源(Gene Resources)✓基因库(Gene Pool) 或基因银行（Gene Bank）1、本地品种资源：类型多，数量大，包括地方品种( 农家品种〉和改良品种。
⏹栽培历史长，对当地自然条件具有高度的适应性，对不利的气候、土壤因素及病虫害的抵抗力和忍耐力高，有些还具有特殊用途。
⏹具有遗传多样性，其群体多是混合体。
地方品种：提供优良基因，在育种中可作为亲本加以利用；改良品种：综合性状优良，是系统选择、杂交育种和人工诱变的材料。
⏹二、种质资源的重要性包括国外或外地区引入的品种资源。
⏹外地品种资源来自不同的农业生态区, 具有不同的遗传性状，不少性状是本地品种资源欠缺的。
⏹外地品种资源：✓有的通过观察和试验, 直接用于当地生产✓有的可以采用系统育种的方法，培育成新的品种；✓有的与本地品种资源在一些性状上具有互补性，可作为杂交亲本加以利用。
⏹二、种质资源的重要性在各种育种技术中，如杂交、诱变等，产生的各种突变体、品系、多倍体、属间或种间杂种等人工创造的资源，数量大。
它们尽管不具备优良的综合性状，不能在生产上直接利用，但可能携带一些特殊性状，是培育新品种或进行有关理论研究的宝贵材料。
⏹二、种质资源的重要性野生种是在自然条件下，经过长期自然选择的产物，具有高度的遗传多样性，具有一般栽培种所不具备的一些重要性状，如抗逆性、适应性、抗病性及品质。
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。
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作物育种学第二章种质资源
瓦维洛夫的作物 起源中心学说
显性基因变异 原生起源中心
引出 选择
隐性基因变异 二级起源中心
（次生起源中心）
作物育种学第二章种质资源
起源中心的标志
原生起源中心
次生起源中心
①有野生祖先 ②有原始特有类型 ③有明显的遗传多样 性 ④有大量的显性基因
玉米高赖氨酸突变体奥派克2号的发现利用， 大大推动了玉米营养品质育种。可见，农业的 发展，在很大程度上将取决于我们对种质资源 的发掘和利用的程度。
作物育种学第二章种质资源
3.种质资源是不断发展新作物的主要来 源
作物育种学第二章种质资源
4.实现新的育种目标，必须拥有更 多的基因资源
作物育种目标不是一成不变的，人 类物质生活水平的不断提高对作物育种 不断提出新的目标。新的育种目标能否 实现决定于育种家所拥有的种质资源数 量和质量。如在油料、麻类、饲料和药 用等植物方面，常常可以从野生植物中 直接选出一些优良类型，进而培育出具 有经济价值的新作物或新品种。
生态系统退化迅速并不断加快。地球物种消失速度比 自然灭绝的速度要快100到1000倍。
地球史上物种大规模的灭绝发生过五次，最近一次是 发生在6500万年前的恐龙和其他许多物种的灭绝。现 在我们正处在第六次物种大灭绝之际，这是地球上一 个物种（人类）和所有其他物种之间资源竞争的结果。 灭绝过程主要归因于栖息地退化，不断由人类引发的 气候变化对生物多样性的影响愈加严重。
第二章 种质资源
作物育种学第二章种质资源
本章主要内容
第一节 种质资源工作的重要性 第二节 作物起源中心学说 第三节 种质资源的研究与利用 第四节 电子计算机在种质资源
管理中的应用
作物育种学第二章种质资源
第一节 种质资源工作的重要性
一. 种质资源(germplasm resources)的概念： 具有一定种质或基因的生物类型，
作物育种学第二章种质资源
（一）学说的内容
1.作物起源中心有两个主要特征：
基因的多样性和显性基因频率高，又
名为基因中心或多样化变异中心。
2.最初始的起源地为原生起源中心 (primary origin center)。 当作物由原生起源中心地向外扩散到 一定范围时，因自交和自然隔离形成新的 隐性基因控制的多样化地区，称次生起源 中心 （ secondary origin center ）。
称为种质资源（又称遗传资源(genetic resources)、基因资源(gene resources)、 基因银行(gene bank)） 。
作物育种学第二章种质资源
二、种质资源工作的重要性
1.种质资源是育种工作的物质基础。 2.育种工作突破性的成就，取决于关键性
基因资源的发掘与利用。 3.种质资源是不断发展新作物的主要来源。 4.实现新的育种目标，必须拥有更多的基
哥本哈根大学卡斯滕教授说，生物多样性危机即物种
迅速消失和生态系统快速退化对于未来地球上人类的
稳定和繁荣很可能是一个更大的威胁。如果我们要解
决这个危机，需要科学家、政治家和政府部门的紧密
合作。
作物育种学第二章种质资源
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 为了搜集、研究、利用种质资源，需要
作物育种学第二章种质资源
5.种质资源是理论研究的重要材料。
种质资源是人类的宝贵财富。 农业科学的未来，在很大程度上取决于
人类在多大程度上发掘和利用植物种质 资源。 J.R.Harlan(1970)指出，“人类的命运 将取决于人类了解和发掘植物资源的能 力”。
作物育种学第二章种质资源
三、保护种质资源
水稻矮化育种关键是基于矮秆基因sd1的发现 和利用。
作物育种学第二章种质资源
70年代，由于野败型雄性不育籼稻种质的发现 (李必湖)和从国外引入强恢复性种质资源(IR系 列)，使我国的籼稻杂种优势利用有了突破性 进展，处于世界领先水平。
超级稻育种采用籼粳杂种F1优势的利用，关键 是广亲和基因S5-n的发现和利用。
作物育种学第二章种质资源
2.育种工作突破性的成就，取决于关键 性基因资源的发掘与利用
当代植物育种中的每一重大成就，突破性品种 的育成几乎都是和种质资源方面的重大发现和 开发利用分不开的。
50年代我国发现并利用了矮脚南特、矮子粘等 水稻矮源，育成一批矮秆、抗倒、高产的籼稻 良种（广场矮、珍珠矮）。同时，随着低脚乌 尖等的发现和利用，推动了全球范围的水稻 “绿色革命”。
作物育种学第二章种质资源
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，
因资源。 5.种质资源是理论研究的重要材料。
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。
到各种植物的原产地考察，了解种质资源 的来源、遗传变异程度及其分布情况。
作物起源中心的研究是整个种质资源研 究的基础。
作物育种学第二章种质资源
一、瓦维洛夫的作物起源中心学说
瓦维洛夫(Vavilov)从1920年起，组织 了一支庞大的植物采集队，先后到过60 多个国家，并对采集到的30余万份植物 标本及种子进行了研究，提出了作物起 源中心学说（Theory of origin center of crops）。
①无野生祖先 ②有新的特有类型 ③有大量的变异 ④有大量的隐性基因
作物育种学第二章种质资源
（二）作物起源的八大中心
瓦维洛夫的 作物起源中 心学说
1.中国-东部亚洲中心：中国中西部山区及相 邻的低地