第三章 育种目标

第三章育种目标

第一节现代农业对作物品种的要求

一、高产

二、稳产

三、优质

四、适应机械化

一、高产

高产是指单位面积产量高。

高产是作物育种的首要目标。

谷类作物的籽粒产量

油料作物的油脂产量

棉花的皮棉产量

麻类作物的纤维产量

甜菜和甘薯的块根产量

二、稳产

作物品种稳产性：优良品种在推广的不同地区和不同年份间产量变化幅度较小，在环境多变的条件下能够保持均衡的增产作用。

影响作物品种稳产性的因素：

（1）气候因素，如干旱、高温。

（2）土壤因素，如盐碱、瘠薄。

（3）生物因素，如病虫害。

作物品质是指人类所要求的农作物目标产品的质量或其优劣。

四、适应机械化

现代农业发展的需要。

第二节

制定作物育种目标的原则

（一）立足当前，展望未来，富有预见性

新品种的选育周期比较长，在制定育种目标时要充分估计到将来生产的需要，增加预见性。

（二）突出重点，分清主次，抓主要矛盾

育种应以当地品种为基础，分析在生产发展中存在的问题，有针对性地进行改良。

主要目标和次要目标兼顾。

（三）明确具体性状，指标落实

育种目标要落实到具体性状上，有明确的性状指标。如单位面积的产量水平、灾害种类、品质的具体指标等。

（四）面向特定的生态地区和栽培条件

考虑选育具有适当差异的几类品种，生产上搭配使用。这样可避免生产上品种单一化，可减少灾害的风险。

第三节作物育种的主要目标

一、高产

二、优质

三、稳产

四、生育期适宜

五、适应机械化需要

一、高产

产量：单位面积上收获的产品重量。

作物产量受多种因素支配，它是品种各种特征特性与环境条件共同作用的结果。品种的生产潜力只是一种可能性，它的实现有赖于品种和自然、栽培条件的良好配合，这在制定育种目标时必须考虑。

（一）产量的形成

1、生物产量与经济产量

经济系数（收获指数）＝经济产量／生物产量

经济产量＝生物产量×经济系数（收获指数）

2、高产品种的重要特征特性

生育前期：早生快发，建立较大的营养体。

生育中期：营养器官与产品器官协调生长，以积累大量的有

机物质，并形成足够数量的贮藏光合产物的器官。

生育后期：功能叶片多，叶面积指数高，叶片不早衰，保证有足够的有

机物质向产品器官运输。

源、库、流协调：源要足，库要大，流（运转）要畅。

3、作物产量的构成因素

不同作物的产量因素：

●禾本科：亩穗数、穗粒数、粒重

●棉花：亩株数、株铃数、铃重、衣分

●大豆、油菜：亩株数、株荚数、荚粒数、粒重

理论产量＝各项产量因素的乘积。如禾本科作物：

理论产量=亩穗数×穗粒数×粒重

高产类型(如小麦、水稻）：

●以增多穗数为基础，选育多穗型品种。

●通过增加穗重的途径，选育大穗型品种。

●使品种的亩穗数、穗粒数和粒重同时并增，选育中间型品种。

实践证明，三种类型的品种，只要栽培技术恰当，使品种性能充分发挥，都能获得高产。如山东的蚰包麦属多穗型，毛颖阿夫属大穗型。

（二）高产育种策略

1、矮杆育种

在高产栽培中，倒伏是主要威胁。抗倒伏的品种是茎杆坚韧，根系强健，但株高是一个重要因素。矮杆品种并非越矮越好，有的矮杆品种，因茎杆过低，丛生密蔽，带来许多问题，也达不到高产。选择矮杆和半矮秆的品种较好。

一般认为，水稻的株高80－95㎝，小麦70－90㎝。

2、理想株型育种

禾谷类作物的理想株型：株型紧凑、叶片窄而短、挺直上冲，叶与茎的夹角小，叶色深，叶绿素含量高，比叶重（单位面积的叶片重量）大等。

3、高光效育种

高光效育种是指通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高作物产量的育种方法。

合理株型是高产品种的形态特征，高光效则是高产品种的生理原因。生产上的一切增产措施，都是通过改善光合性能而起作用。高光效育种就是选育高光效率的高产品种。

式中前三项代表光合产物的生产，减去呼吸消耗，即为通常所说的生物学产量。经济系数(或收获指数) 代表了光合产物的分配。

从上式可以看出，一个高产品种应具有高光合能力，低呼吸消耗，光合机能保持时间长，叶面积适当，经济系数高。

所以经济系数在一定情况下，可以作为高产育种的一种选择指标。国内外学者指出，稻麦等现有高产品种的收获指数（50%左右）已近于极限，更进一步提高产，则需要兼顾收获指数与生物学产量的协调增长。

高光效植株的鉴定标准：矮杆抗倒、叶片上举、色深、着生合理、互相遮光少，绿叶时间长等；生理特性有光补偿点低，二氧化碳补偿点低，光呼吸少、光合产物转运率高，对光不敏感等。

二、优质

农作物产品的品质可分为：

营养品质

加工品质

卫生品质

商品品质

作物品质育种的意义

１、品质育种是提高作物营养成分和作物总产量的重要途径

我国蛋白质、油脂营养水平低于世界粮农组织（FAO ）和世界卫生组织（WHO）推荐的最低保证量和世界人均摄入量，更远远低于发达国家等。这就要求我国需大力发展蛋白质、脂肪等营养成分的生产。

２、优质品种有利于增进人体健康

蛋白质和各种必需氨基酸、脂肪、碳水化合物、纤维素、维生素以及各种矿物质，是人类营养和维持生命活动不可缺少的物质。这些物质中的某些成分欠缺或过剩，往往引起人体代谢异常甚至患病。所以近年来国外新兴一门植物营养药理学，专门研究植物中的各种成分对人体的生理作用，过量饮食或缺乏引起的症状，以及它们在治疗人体各种疾病中的作用。育种工作者可以按照人体生理和健康要求，有目的地改造植物，使之朝着更适于人类需要的方向发展。

３、优质品种有利于发展畜牧业生产

畜牧业的生产力与饲料品质有很大关系。优质的饲料品种应该多叶、细茎、绿色、甜味、高蛋白、氨基酸平衡，可消化能量高，易消化、适口性好、

维生素和矿物质含量丰富、败质因素低。用高赖氨酸玉米所做的大量试验证明，优质饲料可大大提高单胃动物的生产能力，增重快，出栏率高，饲料消耗少，有利于获得较高的经济效益。

４、作物品质与食品加工

随着人民生活水平的提高，主、副食品的生产会逐步社会化和方便化，这就要求优质而适于各种加工的品种。如小麦烤面包品质,我国大部分品种不具备这种特性。

５、优质品种有利于促进工业发展

棉花纤维品质对纺织业影响极大。甘蔗、甜菜的含糖量、薯类作物的淀粉含量，与制糖业和淀粉加工业有关。我国缺乏优质而高产的啤酒大麦品种，需进口大量原料。

2、小麦

(1)营养品质指小麦籽粒的各种化学成份的含量及组成，其中主要是蛋白质含量和蛋白质中各种氨基酸的组成，尤其是赖氨酸的含量。

(2)磨粉品质（一次加工品质）

指小麦在磨粉过程中出粉率高，能耗低，面粉中灰分含量低，粉色洁白，胚乳与麸皮易分离、易研磨、易筛理。

(3)食品加工品质（二次加工品质）

不同的面食对面的加工品质要求不同。小麦的食品加工品质主要取决于面粉中的蛋白质和面筋的含量和质量。

如制作面包一般要求面粉蛋白质含量高，吸水力强，面筋质好，强度大；制作糕点和饼干的要求则相反。

3、玉米

特殊品质的玉米，高赖氨酸的玉米，玉米籽粒中赖氨酸含量不低于0.4%；高油玉米、籽粒中含油量不低于7%；普通甜玉米乳熟期籽粒中水溶性糖含量不低于8%。超甜玉米要达到18%以上。

（二）油料作物

1、大豆

(1)子粒外观品质黄种皮，有光泽、百粒重18g以上，近球形、种脐浅色，种皮无褐斑或紫斑，种粒健全完整。

(2)油脂及蛋白质含量高油脂品种油脂23%以上；高蛋白品种44%-46%。

(3)亚麻酸含量2%以下可解决豆油氧化变味问题。

(4)含硫氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸）提高到4%以上。

(4)营养成份抑制因子胰蛋白酶抑制物降至没有。棉子糖与水苏糖等寡聚糖不易为人体、消化而产生涨气，要降低含量。

2、油菜

(1) 含油量和产油量

由于品种和类型不同，油菜的含油量和出油率差异很大。甘蓝型油菜含油量较大（40%左右），白菜型次之，芥菜型又次之。

优质的标准：常规品种超过42%，黄籽油菜含油量达到或超过45%。

(2)脂肪酸组成

芥酸：油的品质改良的第一个目标，芥酸含量由45%-50%降至1%以下。芥酸含量高对人体营养不利。要求原原种＜1%，原种或杂交种第一代＜2%，商品种子＜5%。

其它脂肪酸含量亚麻酸从8%-10%降至3%，是油的品质改良的第二个目标。第三个目标，增加短链脂肪酸的含量，棕榈酸和棕榈油酸的含量提高到合计10%-12%，即可保证生菜油的贮藏品质（不致形成内结晶的沉淀）。

（三）纤维作物

棉花

纤维的长度、强度、成熟度、细度、整齐度。

绒长是主要品质性状。淮北平原，春耕中熟，绒长29mm，适纺高支纱；夏播中早熟，绒长27-29mm，适纺中支纱；长江流域，绒长29mm，适纺中支纱；31mm适纺高支纱。

三、稳产

（一）抗病虫性

（二）抗旱耐瘠

（三）抗倒伏性

（四）适应性

（一）抗病虫性

标准：从经济学和生态学的观点来看，作物或品种对病虫害的抗性，一般只要求在病菌流行或害虫发生时，能把病原菌的数量和虫口密度压低到经济允许的阀值以下，即要求品种对病虫有相对的抗性，而不要求绝对的抗性；

当病虫害发生时，对产量和品质的影响不很大，有一定耐病性或耐虫性，就基本达到要求。

各种作物主要病虫害类型

（二）抗旱耐瘠

作物抗旱性形态指标：

株型：株型紧凑的品种常较株型松散的品种更抗旱。

根系的发达程度：发达的根系使作物的吸水率提高，从而使旱情缓解。

茎的水分疏导能力：茎的疏导组织越发达，抗旱性就越强。

叶片的形态：具有叶小、细胞小、表皮层发达、叶脉发达、蜡质层和角质层厚、茸毛多、叶组织密、栅栏组织发达等特征的品种抗旱性较强。

根冠比：较大的根冠比有利于植物抗旱。

气孔特征：气孔调节对控制水分和减轻干旱的进一步发展起着重要作用。气孔扩散阻力的大小可指示作物的抗旱性。多数研究表明，抗旱品种的气孔扩散阻力大于不抗旱品种。

作物抗旱性生理生化指标：水势?￠叶片相对含水量?￠叶片保水率、茎叶耐化学

脱水性、叶片膨压、光合作用、渗透调节物质和渗透调节能力、脱落酸、酶指标等。

（三）抗倒伏性

倒伏的原因：植株高大，茎干强度差、韧性差，根系不发达，病虫害为害。 抗倒伏育种：矮化育种，抗病虫害育种，选择茎干强度高、根系发达的品种。

（四）适应性

适应性是指作物品种对生态环境的适应范围及程度。

适应强的品种种植地区广、推广面积大、产量稳定。

四、生育期适宜

生育期与产量呈正相关。

水稻

早熟性的光温反应特性，早稻的早熟品种是：对日长反应无感或钝感，前期在较低温度条件下能早生快发，中后期感温性较强，短日高温生育性较弱。晚稻的早熟品种是：感光性较弱，感温性较强，短日高温生育性较弱。

早熟性还要求稻株早生快发，分蘖力强，分蘖快，在较短时间内能获得较多苗数，而且成穗率高。

南方广大稻区，晚稻开花时常遇低温危害，影响受精结实，选育早熟品种，对于避免或减轻灾害程度，有明显作用。

双季稻区为了克服季节矛盾，也要求早稻早熟品种。

小麦

小麦的生育期可划分为：出苗至拔节（前期），拔节至抽穗（中期）、抽穗至成熟（后期）。抽穗至成熟还可以划分为抽穗至开花，开花至成熟两个时期。

一般用抽穗期早晚作为小麦熟性的指标。但它不能准确地反映成熟的早晚，因为开花的早晚，子粒灌浆和脱水的快慢对成熟期也有较大影响。但由于抽穗期与成熟期高度相关，且观察方便和准确，育种家常乐于采用。

棉花

在两熟地区棉花适当早熟，可较好解决茬口矛盾，获得粮棉（油）双增产。早熟与丰产常矛盾，因此在一特定地区，早熟性适度，不能因早熟而使丰产性受影响。

目前在育种中常用来表示早熟性的指标有：(1)吐絮期，50%棉株第一个棉铃吐絮期，50%棉株第一个棉铃吐絮的日期。(2)生育期，由播种到吐絮的天数。(3)霜前花（%），第一次重霜后5天前所收获的籽棉占总收花量的百分率。在北方棉区，霜前花达80%以上为早熟品种，70%-80%为中熟品种，60%-70%为中晚熟品种，60%以下为晚熟品种。在霜期晚的地区，以10月5日或10日前收花量百分率表示早熟性，其划分标准同上。

油菜

不论春油菜区或冬油菜区，由于无霜期长短或作物安排，都要考虑油菜品种的早熟性。甘蓝型冬播品种花期迟早与成熟迟早有关。

在长江中下游油菜产区选择适当早开花，花期耐春寒性强(无分段结实现象)，花期较短(25-30天)，开花较为集中，且终花适时，终花后30天左右正常成熟的品种。

五、适应机械化需要

一般应具备的性状有：

◆株型紧凑

◆杆壮不倒

◆生长整齐

◆成熟一致

◆结实部位适中

◆不裂荚,不落粒

◆……