种质资源
种质资源
§3 种质资源重点：种质资源的概念，种质资源的重要性、保存、研究、创新与利用。
难点：各类种质资源的特点。
要求：了解作物起源学说的形成、发展和主要内容，明确种质资源的工作内容，掌握种质资源的概念、类别和利用。
§3.1 种质资源的重要性§3.2 作物起源中心学说及其发展§3.3 作物种质资源的类别及利用价值§3.4 种质资源工作的内容§3.1 种质资源的重要性3.1.1 种质资源的概念用以培育新品种的原材料，过去称为育种的原始材料。
在中国20 世纪60 年代初改称为品种资源。
现代育种所利用的现有品种材料和近缘野生植物，主要是利用其内部的遗传物质或种质，所以现在国际上大都采用种质资源这一名词。
在遗传育种领域内，把一切具有一定种质或基因的生物类型总称为资源(germplasm rmuce)。
包括品种、类型、近缘种和野生种的植株、种子、无性繁殖器宫、花粉甚至单个细胞，只要具有种质并能繁殖的生物体，都能归入种质资源之内。
又因为现代的遗传育种研究不但利用现有的种质资源,而且要进行染色体工程、基因工程，所以，遗传学上也常称种质资源为遗传资源(genetic remurees)。
说到底，遗传、育种研究上主要利用的是生物体中的部分基因，甚至是个别基因，所以又称为基因资源(gene resources)。
把蕴藏有形形色色基因资源等各种材料, 概称为基因库或基因银行。
种质资源是在漫长的历史过程中, 由自然演化和人工创造而形成的一种重要的自然资源, 它积累了由于自然和人工引起的极其丰富的遗传变异,即蕴藏着各种性状的遗传基因。
是人类用以选育新品种和发展农业生产的物质基础, 也是进行生物学研究的重要材料, 是极其宝贵的自然财富。
3.1.2 品种资源在作物育种工作中的重要性1. 品种资源是作物育种工作的物质基础作物育种成效的大小, 很大程度上决定于掌握种质资源的数量多少和对其性状表现及遗传规律的研究深度。
第三章种质资源
任何有或有着农业的地方都发生过或正在
发生着植物驯化和作物进化，每种作物的地理
学历史都是独特的，但作物的驯化、进化活动
是一个连续统一体，不是互不相关的中心。
齐文（Zeven）和茹考夫斯基
大基因中心（megaene Center）
1、中国—日本中心； 7、地中海中心； 2、东南亚洲中心； 8、非洲中心；
1. 中国起源中心（东亚中心）
主要起源作物有黍、稷、 粟、高粱、祼粒无芒大 麦、荞麦、大豆、茶、 大麻、苎麻等。
2. 印度起源中心
主要起源作物有水稻、 绿豆、饭豆、豇豆、甘 蔗、芝麻、红麻等。
2A. 印度—马来西亚补充区
主要起源作物有薏苡、 香蕉等。
3. 中亚细亚起源中心
主要起源作物有普通小 麦、密穗小麦、印度圆 粒小麦、豌豆、蚕豆、 非洲棉等
4. 西亚中心
主要起源作物有一粒小 麦、二粒小麦、黑麦、 葡萄、石榴、胡桃、无 花果、苜蓿等。
5. 地中海起源中心
许多蔬菜作物，包括甜菜 和许多古老的牧草都起源 于这一中心。 为小麦、粒用豆类的次生 起源地。
6. 埃塞俄比亚起源中心
小麦、大麦的变种类 型极其多样。
7. 南美和中美洲起源中心
主要起源作物有陆地棉、 甘薯、番茄等。存在大 量玉米变异类型。
野外实地考察收集 征集 交换 转引
第三节 种质资源的研究与利用
二、 种质资源的收集与保存
（三）收集材料的整理
第三节 种质资源的研究与利用
二、 种质资源的收集与保存
（四）种质资源的保存
1.
贮藏保存
①短期库：可保持种子生活力2~5年 ②中期库：可保持种子生活力25年 ③长期库：可保持种子生活力75年
野生稻的地上茎(匍匐茎) 西藏半野生小麦
种质资源的概念及其重要性(作物育种技术课件)
《作物育种技术 》
——种质资源的概念及其重要性
2016.02.28
目录 CONTENTS
一 种质资源的概念 二 种质资源的重要性
一、种质资源的概念
种质：指亲代传递给子代 的遗传物质。 种质资源： 广义地讲，植 物中可用于育种栽培或其 它生物学研究的各种植物 类型及品种，都可称作种 质资源。
（一）种质资源是育种工作 的物质基础 1．“绿色革命” 与小麦矮 源Rht1、Rht2；台湾“低 脚乌尖”水稻矮源有关。 2．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、种质资源的重要性
（二）稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用 1.水稻籼稻矮源“低脚乌尖”与小麦矮源“农林10号” 对“绿色革命”的贡献。 2 .油菜品种“Libo”、“Bronowski”与双低油菜的选 育。 3 .玉米高赖氨酸突变体Opaque-2与玉米营养品种的改 良。 4 .小麦1BL/1RS易位系与世界小麦抗锈病育种。
二、种质资源的重要性
（三）新的育种目标能否实现决定于所拥有的种质资源 （四）种质资源是生物学理论研究的重要基础材料
一、种质资源的概念
种质资源又称遗传资源 ，基因 资源 ，基因库。
包括地方品种、改良品种、新选 育的品种、引进品种、突变体、野生 种、近缘植物、人工创造的各种生物 类型、无性繁殖器官、单个细胞、单 个染色体、单个基因、甚至DNA片 段，只要具有种质并能繁殖的生物体。 都能归入种质资源之内。
二、种质资源的重要性
种质资源的保存方法
种质资源的保存方法
种质资源的保存方法有以下几种：
1. 冷冻保存：将种子、胚胎、胚乳、芽等种质资源放入低温环境中进行保存，常见的冷冻保存方法包括液氮冷冻、超低温冷冻等。
2. 冷谷保存：将种质资源放入干燥的低温环境中保存，例如在干燥剂中保存。
3. 真空保存：将种质资源放入真空中进行保存，可以减少氧气的作用，减缓种质资源的老化和分解。
4. 无菌保存：将种质资源置于无菌条件下进行保存，防止微生物的污染和传播。
5. 酶处理保存：通过添加酶来保护种质资源，例如添加抗氧化酶来延缓氧化反应，添加脱水酶来抑制水分的作用等。
6. 组织培养保存：将种质资源进行组织培养，使其在人工培养基上生长和繁殖，以便长期保存。
7. 动物胚胎冻存：将种质资源保存在胚胎的形态中，通过冷冻来延长胚胎的存活时间，从而保存种质资源。
以上是常见的种质资源保存方法，不同的种质资源和保存目的可以选择适合的方法进行保存。
第3章 种质资源
第1节 种质资源的重要性
五、是有生命的财富，亟待保护
据估计: 400年前，3年消失一个物种；20世纪以来， 8个月消失一个物种。
7
第 2章 种质资源
第2节 作物起源中心学说及其发展
2.2.1 Vavilov的作物起源中心学说
（一）主要内容 作物起源中心：凡遗传类型有很大的多 样性且比较集中、具有地区特有变种性 状和近亲野生(栽培)类型的地区。 1.主要特征 基因的多样性和显性基因的频率较高。
3. 三级基因库(gene pool 3) 亲缘关系更远，彼此间 杂交不实，杂种不育现象明显，基因转移困难。
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第 2章 种质资源
第3节 种质资源的研究与利用
2.3.2种质资源的收集与保存
（一）收集种质资源的方法 1. 考察收集：指到野外实地考察收集；多用于收 集野生近缘种、原始栽培类型与地方品种。
第 2章
重点与难点
种质源
作物起源中心学说的内容, 种质资源地重要性,种质 资源的类别与特点，种质资源的工作内容。
思考题
1.名词解释：品种资源 ,起源中心,初生中心,次生中 心,原生作物,次生作物,基因银行,初级基因库,三级基 因库,次级基因库,野生植物资源 ,人工创造的品种资 源 ,外地品种资源。
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第 2章 种质资源
第3节 种质资源的研究与利用
抗逆性和抗病虫害能力在自然鉴定与诱发鉴定同 时，进行异地鉴定，以评价其对不同病虫生物型 及不同生态条件的反应。 具有优异性状的种质材料鉴定：①目标性状的遗 传特点 ；②用已有种质资源通过杂交、诱变及其 他手段创造新的种质资源 (矮孟牛等)。
将储备的具有形形色色基因资源的各种材料称之 为基因库或基因银行(gene pool，gene bank) 。
第一讲：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
分析现代育种史的几次重大突破，都与新资 源的发现和利用有着密切联系
* “绿色革命”一半矮秆小麦和水稻品种育成都和 日本农林10号（Norin 10），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。
种质资源按来源划分
本地种质资源（地方品种或农家品种、
选育品种）。
外地种质资源 野生植物资源 人工创造的种质资源
本地种质资源
特点：对当地生态条件有良好的适应
性、丰产性。往往作为杂交育种的骨
干亲本。
外地品种资源
特点：从其他国家和地区引入。具有
本地品种不具有的重要遗传特性。丰产、
抗病、优质。是改良本地品种的重要材
人工创造的种质资源
人工创造的原始材料比未经改造的材料有 所提高，类型丰富，而且日新月异，各有 特长，往往更符合现代育种工作需要。
特点：特异基因或基因组合的新作物。
糯麦、蓝糯、紫糯
第三节 种质资源的搜集
一、广泛搜集品种资源的迫切性
1 育种工作的需要 1）新品种 2）新作物 2 物种保存，以免丧失的需要
种质资源保存方法
4、种质库保存
短期库、中期库、长期库 复份异地保存：从种子中分出一部分，放置另一地 方复份保存
5、自然保护区保存
是保存某些野生种质资源的最好方式，也称原地保 存
种质资源保存方法
6、种质资源圃保存
多年生植物如果树、茶树、水生蔬菜等采取田间保 存活植株和用无性繁殖方式保存种质
1974年成立国际性机构——国际植物遗传资源委员 会（IBPGR） 1994年IBPGR改组为国际植物遗传资源研究所 （IPGRI） 目前全世界有38个基础种质库，76个国家具有中、 短期种子贮藏设施，其中56个国家具备长期保存条 件 1985~1986年中国农业科学院国家作物种质库 （CAAS）
种质资源(共51张PPT)
花可提取芳香油；花蕾供药用，浸泡生油中，制成花蕾油，可敷治烫伤； 花又能解暑生津。 蜡梅含有挥发油(为1．8-按叶素、龙脑、芳樟醇等)、腊梅 碱、异蜡梅碱、胡萝卜烃、黄色素。
山茶花
学名：Camellia japonica Linn. 英文名：Japan Camellia 科名：山茶科 Theaceae
四、种质资源的研究与评价
（一）种质资源的研究 1. 分类学性状的研究 2. 生物学特性的研究 3. 观赏特性的研究 4. 经济性状方面的研究 5. 抗逆性及适应性的研究
（二）种质资源的评价
评价工作的原则 1. 反映特定种质资源的遗传特性 2. 适应多学科研究需要 3. 符合 IPGRI 标准 4. 数量化、编码化、简便化、规范化
（三）种质资源的评价 1. 任务和要求 2. 内容和项目 3. 方法和标准 4. 规范化和现代化
五、种质资源的考查
1、野生种质资源的考查 2、栽培种质资源的考查
3、考察方法 4、考察内容
种质资源的考察征集 1. 组织机构 2. 征集范围 3. 征集方法
4. 种质资源征集登记卡
六、种质资源的保存
我国常绿阔叶植物种质资源 的地理分布状况
中国植被分布最为集中的地区 西南山区：四川、云南、广西
中南山区：湖北山区 东北地区：大小兴安岭及长白山区
丰富多彩的中国观赏植物
花期 三、我国花卉种质资源概况
第七章 园林植物种质资源 六、种质资源的创新与利用
花型、花色 遗传资源( genetic resources ) 。
花卉资源大国没有成为花卉产业大国！
应有的工作
种质资源的考察 种质资源圃的建立 种质资源的收集和保存
种质资源的概念
种质资源的概念种质资源是指某一种类生物体内的遗传物质及其背景信息，包括基因、基因型、表型、染色体组成、亲缘关系等具有遗传价值的生物学信息。
它是自然界中不可再生的、珍稀的、具有较高的经济、科学和文化价值的资源。
种质资源的收集、利用和保护是生命科学、农业科技发展以及人类文明进步的必要条件。
1. 种质资源的定义种质资源是指某一群体或生物种中遗传多样性的全部或部分。
它包括自然界中的野生生物和已经人工栽培的现代农作物和动物品种，以及人工选育或基因改良后的植物或动物材料。
种质资源包括基因组、表型指标、生物学性状、遗传背景等要素。
2. 种质资源的意义种质资源对于保护生物多样性、促进农业发展、人类健康、经济发展等方面都具有非常重要的作用。
首先，它是维持生态平衡的基本物质基础，另外也可以用于开发新的药物成分、食品、动物调配等方面的创新性应用；其次，利用种质资源可以对现有品种进行改良与创新，从而提升其产量、品质等方面的性能，有效增加生产效益；最后，种质资源也可以用于文化和科学的交流和共享，推动国际合作。
3. 种质资源的保护种质资源的保护需要采取多种措施。
一是加强对自然界中的野生物种的保护，保障其生存与繁殖；二是强化人工种植、养殖作物和动物的管理与保护，防止过度开发过度利用；三是推广种质资源的利用，培养公众保护生物多样性的意识，提高种质资源的使用价值；还可以通过立法和制定政策，对种质资源进行管理和保护，确保其可持续利用和发展。
总之，种质资源是一种非常珍贵的资源，对于人类的生存和发展具有重要的意义。
我们应该加强其管理和保护，推广其利用，促进人类文明与生态平衡的和谐发展。
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2、印度中心，117物种，15种作物， 包括缅甸。主要起源作物有：水稻、绿
豆、豇豆、甘薯、芝麻、红麻、茄子、
黄瓜、亚洲棉等。 2a . 印度—马来西亚补充区（中 心）。起源作物有：薏苡、香蕉等。
印度起源中心
主要起源作物有水稻、 绿豆、饭豆、豇豆、甘 蔗、芝麻、红麻等。
1、作物起源中心有两个主要特
征，即基因的多样性和显性基因频
率较高，所以起源中心又可称为基
因中心或变异多样化中心（center
of diversity）。
2、作物最初始的起源地称为原生起源
中心（primary origin center），现在一般
称为初生中心，意为当地野生类型被驯化
的区域，一般有4个标志：
第二章 种质资源
1、教学的基本要求
（1）了解种质资源的重要意义；
（2）理解作物起源中心学说的内容及对育
种工作的指导意义； （3）掌握种质资源的搜集、研究、保存方 法，不同类别种质资源的特点及其在育种上的 利用价值。
2、教学基本内容
第一节 种质资源在育种上的重要性
种质资源的概念；种质资源的重要性
第二节 作物起源中心学说及其发展
有决定性的作用
作物育种成效的大小，在很大程度上取 决于所掌握的种质资源的数量和对其性状表 现及遗传规律的研究深度。从世界范围内近 代作物育种的显著成就来看，突破性品种的
育成及育种上大的突破性成就多决定于关键
性优异种质资源的发现和利用。
几十年来的育种实践表明，育种 工作之所以能取得突破性进展，多取 决于发现和利用了具有关键性基因的 种质资源。
水稻矮化育种工作，关键是导入 了矮脚南特和矮仔占的矮源，也就是
发现和利用了原产于我国台湾的低脚
乌尖矮源。
美国和国际玉米小麦改良中心， 用日本的农林10号矮秆基因育成了高 产、半矮秆的冬小麦品种Gains，主
要是利用了农林10号的矮秆基因。
我国杂交水稻的育种和生产
之所以处于世界领先地位，关键 在于野生稻胞质雄性不育基因的
种质资源（germplasm resources）
一词。
种质资源是用以培育新品 种的原始材料，在我国，20世
纪60年代初称为品种资源。
因为现代的遗传育种研究不但
要利用现有的种质资源，而且要进
行染色体工程、基因工程，所以也
将种质资源称为遗传资源（genetic
resources）。
说到底，遗传育种研究上主要采
前苏联著名植物学家瓦维洛夫（Nikolai I. Vavilov） 从1916年开始，在全世界范围内对 60多个国家进行了长达20年的植物资源的考察 和搜集工作，对采集到的30多万份作物及其近 缘植物标本进行了多方面的研究。
瓦维洛夫
在此基础上，瓦维洛夫用地理分 区法，从地图上观察这些植物种类和 变种的分布情况，进而发现了物种变 异多样性地理分布的不平衡，在其撰
如水稻、玉米、小麦、棉花等，称原
生作物。
另一类是与原生作物伴生的杂 草，当其被传播到不适宜于原生作
物而对杂草有利的环境时，就被人
类分离而形成栽培的主体，这类作 物称为次生作物，如燕麦和黑麦。
现在的作物起源中心概念为：野 生植物最先被人类栽培利用或产生大
量栽培变异类型的比较独立的农业地
理中心。
㈡瓦维洛夫提出的作物起源中心
3、中亚中心（包括印度的西北部、
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。
当作物由原生起源中心地向外扩散
到一定范围时，在边缘地区又会因作物
本身的基因突变、自交和自然隔离而形
成新的由隐性基因控制的多样化地区，
即次生起源中心（secondary origin center ），或称次生基因中心。
同初生中心相比，它也有4个特点即：
中筛选对某种病害的抗性基因；矮化
育种可以通过从种质资源中选取优异
的矮杆基因，将二者结合育成抗病、
矮杆新品种。
对熟期、品质、适应性、产量潜 力等性状的改良也都依赖于种质资源
的目标基因，只要将这些目标基因加
以聚合，就可以实现育种目标。
种质资源是人类用以选育新 品种或发展农业生产的物质基础。
二、稀有特异种质对育种成效具
未来作物育种上的重大突破仍将
取决于关键性优异种质资源的发现和
利用。
一个育种工作者或一个国家、地区拥有
种质资源的数量和质量，以及对其研究的深
度和广度，将决定其在遗传育种领域的地位。
显然，将来谁在拥有和利用种质资源方面占
有优势，谁就有可能在农业生产及其发展上 占有优势。
我国的种质资源丰富，已发现了许多特
随着生产和科学的发展，现在和将来
都会继续不断地从野生植物资源中驯化出
更多的作物，以满足生产和生活日益增长
的需要。
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育出
一批优良类型，进而培育出具有经济价值
的新作物或新品种，没有这些种质资源， 新作物就无从获得。
四、种质资源是生物学理论研究
一、瓦维洛夫的起源中心学说 *瓦维洛夫作物起源中心学说主要内容及有关基本概念 二、作物起源中心学说的发展与补充 三、*瓦维洛夫作物起源中心学说在作物育种上的意义
第三节 种质资源的研究与利用
一、种质资源的类别及特点 *＃按育种实用价值和按亲缘关系对种质资源的分类及各类种质资 源在育种上的利用价值 二、种质资源的搜集和整理 三、种质资源的保存 种质资源保存的范围、*种质资源保存的原理和方法。 四、种质资源的研究利用 种质资源的鉴定和创新；基因库及核心种质的概念。
用生物体部分基因，甚至个别基因，
所以种质资源又称为基因资源，并将
保存或储备有形形色色的基因资源材
料的地方（种。
中国国家种质库
第一节 种质资源在育种上的重要性
种质资源在作物育种中的作用主要
表现在以下几个方面：
一、种质资源是现代育种工作的物质基础
育种目标能否实现决定于育种者所拥有的 种质资源。
如人类需求的新作物、适合于农 业可持续发展的作物新品种等育种目
标能否实现就决定于育种者所拥有的
种质资源。
种质资源还是不断发展新作物的 主要来源，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 。从
野生植物到栽培作物，就是人类改造 和利用植物资源的过程。
二、稀有特异种质对育种成效具有决定性
的作用
三、新的育种目标能否实现决定于所拥有
的种质资源
四、种质资源是生物学理论研究的重要基 础材料
Harland 说，人类的命运将
取决与我们的理解、发掘栽培植物 种质的能力。
N.E.Borlaug说，我一生
的科研工作的经验告诉我，需要 不断地寻找新的遗传资源，才能
丰富自己的创造。
育种实践证明：在现有遗传资源中，
任何品种和类型都不可能具备与社会发展
完全相适应的全部优良基因，但是可以通
过育种，将分别具有某些或个别育种目标 所需要的特殊基因有效地加以综合，育成 新品种。
种质资源是在漫长的生物进化与人类文明发
展过程中形成的。在这个过程中，野生植物先被
驯化成多样化的原始作物，经种植选育变为各种
育种工作就是对各种各样的种质资源按照
人类的意志进行加工和改造，而且育种工
作越向高级阶段发展，种质资源的重要性
就越加突出。
现代育种工作之所以取得巨大成
就，除了育种途径的发展和采用新技
术外，关键还在于广泛收集和较深入
地研究和利用了优良的种质资源。
在某种意义上讲，育种工作者或一
个国家、地区拥有种质资源的数量和质
种质资源的数量和质量，以及对其研究的深
度和广度，将决定其在遗传育种领域的地位。
显然，将来谁在拥有和利用种质资源方面占
有优势，谁就有可能在农业生产及其发展上 占有优势。
第二节 作物起源中心学说及其发展
为了丰富作物育种的种质资源，必须
了解种质资源的来源、各个物种遗传变异 的程度，种质资源的地理分布以及与其相 适应的生态环境，在此基础上，开展种质 资源的搜集工作，以丰富育种的物质基础。
发现和利用。
美国在50年代中期，大豆生产由 于孢囊线虫的危害而处于停滞状态，
后来以1907年从我国引进北京小黑
豆为抗源，育成了抗线虫病的品种， 才使大豆生产得以恢复。
此外，小麦抗条锈病育种、玉米高赖
氨酸育种、油菜品种Liho、Bronowski与
双低油菜新品种选育即油菜低硫苷育种及
低芥酸育种，都是由于关键基因的发现和 利用才取得突破性进展。这些特异种质资 源对人类和平与发展起到了不可替代的作 用。
的重要基础材料
种质资源不但是选育新作物、新品种
的基础，也是生物学研究必不可少的重要 材料。
不同的种质资源，各具有不同的生理
和遗传特性以及不同的生态特点，对其进
行深入研究，有助于阐明作物的起源、演
变、分类、形态、生态、生理和遗传等方 面的问题，并为育种工作提供理论依据， 从而克服盲目性，增强预见性，提高育种 效率。
①无野生祖先；
②有新的特有类型，如高粱，初生
中心在非洲，但是在中国形成糯质高粱， 中国即为次生中心； ③有大量的变异； ④有大量的隐性基因。
初生中心
次生中心
① 有野生祖先
② 有原始特有类型
无野生祖先
有新的特有类型
③ 有明显的遗传多样性
④ 有大量的显性基因
有大量的变异
有大量的隐性基因
3、在一定的生态环境中，一
根据上述四点内容，瓦氏1935年将世 界上栽培作物划分为8个起源中心：
瓦维洛夫的作物起源中心