第三章种质资源课件.ppt

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1、第三章 种质资源,本章要解决的主要问题： 1、种质资源的概念 和种质资源工作的重要性。 2、种质资源的类别有哪些。 3、栽培植物的起源与传播。 4、怎样获得种质资源。 5、怎样研究和利用好种质资源。,1,t课件,本章主要内容,第一节 种质资源的概念及重要性第二节 作物起源中心与我国园艺 植物的主要资源第三节 种质资源的主要工作内容,2,t课件,第一节 种质资源的概念及重要性,一、种质资源的概念二、种质资源的类别三、各国种质资源工作概况四、种质资源工作在育种工作中的重要性五、保护种质资源的迫切性,3,t课件,一、种质资源的概念,种质：又叫遗传质。是能从亲代传递给子代的遗传物质。,种质资源：凡是携

2、带种质的载体都叫做种质资源。它可以是群体、个体、器官、组织、染色体或DNA片段。,园艺植物种质资源：就是指决定园艺植物各种性状的基因资源。,4,t课件,种质库（基因库）：是指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它由许多个体的不同基因所组成。,5,t课件,6,t课件,7,t课件,8,t课件,9,t课件,10,t课件,11,t课件,* 二、种质资源的类别,1、主栽品种：包括本国育成的和国外引进的目前大面积栽培的优良品种。是经现代育种手段育成，具有良好的经济性状和较广泛的适应性。,2、地方品种：在局部地区栽培的较古老的或零星分布的品种。没有经现代育种方法改进，适应性较窄或不符合市场要求，但往往具有某些

3、罕见的特性。,12,t课件,3、近缘野生种和原始栽培类型：包括与栽培作物近缘或介于栽培和野生类型之间的过渡类型。常分布于起源中心附近。具有栽培种缺少的抗耐特性。,4、育种材料：包括杂交过程中产生的具有某些专长的杂交株系、诱变产生的突变体等。综合性状较差，但有明显的专长性状。只能作为育种材料。,13,t课件,野生番茄,14,t课件,野生茄子,15,t课件,山葡萄,16,t课件,野生桃,17,t课件,野生杏,18,t课件,野生苹果,19,t课件,野生白菜,20,t课件,野生柑,21,t课件,野生黑芥,22,t课件,三、各国种质资源工作概况,（一）美国：拥有种质材料43万份以上。其中 柑橘2000多

4、份、苹果900多份。,（二）俄罗斯：拥有63000份种质材料，其中瓜类种质10000份、根菜类5000份、甘蓝类3000份、菜豆10000份、蚕豆5000份、葡萄2300份。,23,t课件,（三）其它国家 西欧，种质材料由国家植物园保存。 北欧五国建有基因中心，保存蔬菜种质34000份。 英国保存了10000份蔬菜种子材料。 日本保存有170种作物类型， 32000多份品种的种质材料。 韩国收集各类种质107000份。,24,t课件,（四）中国：建国以来，进行了三次大规模的（19551965、19791985、19861990）种质资源考察收集工作。现有：,25,t课件,蔬菜种质资源,果树种质

5、资源,26,t课件,各植物园保存的花卉资源,对一些自然保护区野生观赏植物的调查,27,t课件,四 、 种质资源工作的重要性,种质资源是地球生命的基础，是人类赖以生存和发展的根本，是人类拥有的最宝贵的自然财富。,种质资源是动植物育种的物质基础。 是育种的原材料。,种质资源的多样性以维持自然界的生态平衡。,28,t课件,早在1970年就有人提出：“人类的命运将取决于人类理解和发掘植物种质资源的能力。”,29,t课件,为人类利用。资源破坏给人类带来的巨大灾难。从育种的角度讲，植物种质资源是植物品种改良的基因宝库。,五、保护种质资源的迫切性,30,t课件,保护和抢救种质资源刻不容缓：,物种每天都在不断

6、消失：,无意的：自然环境被破坏、洪水泛滥等。,有意的：森林被砍伐、过度放牧，种植结构单一、保护不力等。,必须提高全人类的保护意识，采取适当措施，改善和保护环境条件。,31,t课件,第二节 作物的起源中心与我国 园艺植物的主要资源,一、园艺植物的起源与栽培植物的演化二、作物进化地理学三、起源于我国的园艺植物,32,t课件,一、园艺植物的起源与栽培植物的演化,现有栽培的果树，蔬菜和花卉均起源于相应的野生植物，一般通过采集野生到垃圾野生或管理野生，逐渐进入驯化栽培。 早期人类采吃野果，植物的根、茎等后，将种核，根须丢弃后形成的垃圾堆农业，逐渐演变为原始的驯化栽培。 另一种是在野外清除场地时，将有用的

7、植物保留下来称之为管理野生，逐渐演变来的原始驯化栽培。,33,t课件,垃圾野生采集野生 进入驯化栽培 管理野生,34,t课件,二、作物进化地理学,作物进化地理学(evolutionalgeographyofcrops)是植物种质资源工作的重要理论基础。,35,t课件,(一) 瓦维洛夫的作物起源中心学说 瓦维洛夫的考察队考察搜集了25万余份资源，进行形态学、解剖学、分类学、细胞学和遗传学分析以及杂交和育种试验；用地理微分法研究种、变种和栽培植物变异多样性的地理分布，提出”物种形成的地理局部化”和”栽培植物的起源中心”学说。以后又多次进行补充和完善。瓦维洛夫的一系列重要论述，对植物育种特别是植物种

8、质资源工作具有重要的指导意义，主要观点简述如下:,36,t课件,1. 种质资源研究是育种学最重要的内容2. 物种形成过程的地理局部化3 .作物起源中心-古代文明发源地4. 初生起源中心和次生起源中心作物迁移新的隔离出现了新的性状。 5. 同源平行变异律相近种属的遗传变异出现平行（重演）现象。6. 作物起源中心的定位8大中心，3亚中心。,37,t课件,*（二）瓦维洛夫的八大起源中心,（1）中国起源中心 （2）印度起源中心 （2a）马来西亚亚中心（3）中亚起源中心（4）近东起源中心（前亚）（小亚西亚，伊朗，外高加索）（5）地中海起源中心（6）埃塞俄比亚起源中心（7）墨西哥中美起源中心（8）南美起源

9、中心 （8a）智利亚中心 （8b）巴西巴拉圭亚中心,38,t课件,1,2,3,4,5,6,6,7,8,39,t课件,（三）作物进化地理学的发展,1、哈兰的观点： 根据作物驯化中是否扩散，把栽培植物分为5类即：土生型、半土生型、单一中心、有次生中心、无中心。,2、茹考夫斯基的补充和修改：（1）将原来8大起源中心的范围加以扩大。 （2）将作物起源中心增加到12个 。,40,t课件,总的来说，研究和确定作物古老的起源中心是一个非常复杂的问题,瓦维洛夫长期艰辛的科学实践为此奠定了良好的基础。,41,t课件,三、起源于我国的园艺植物,1、我国是8大起源中心之一。2、我国是很多园艺植物的初生起源中心。3、

10、世界上栽培的果树很多原产于我国。4、起源于中国的蔬菜作物在世界上是最多的。5、中国观赏植物的种类和品种非常丰富。,42,t课件,第三节 种质资源的工作内容,一、种质资源的收集二、种质资源的保存三、种质资源的研究四、种质资源的利用与创新,43,t课件,一、种质资源的收集,（一）种质资源收集的范围（二）种质资源收集的方法（三）种质资源的收集与管理,44,t课件,（一）种质资源收集的范围,一般在三个中心：1、起源中心：栽培植物的初生起源中心和 次生起源中心。2、栽培中心：各作物的栽培中心地区。3、遗传育种中心：国内外农业科研、生产、 育种部门。,45,t课件,（二）种质资源收集的方法,1、征集考察前

11、的准备： 查阅资料掌握有关信息制定计划 2、考察中作好调查记载按计划进行 3、材料整理： 分类登记，编号，有遗漏及时补充。4、严格进行植物检疫。,46,t课件,（三）种质资源的管理,1、 登记有关信息2、观察鉴定3、引种或交换,47,t课件,二、种质资源的保存种质保存：利用天然的或人工创造的生态环境，保存种质材料的生活力。（一）就地保存（二）迁地保存（种质圃保存）（三）种子保存（四）离体保存（五）基因文库保存,48,t课件,(一) 就地保存,资源植物在原来所处的生态环境中，不经迁移，采取措施加以保护，如划定自然保护区、国家公园、人工圈护（稀有的良种单株及历史上遗留下来的古树名木）等来保护其生态

12、环境，以达到保存种质资源的目的。,49,t课件,（二）迁地保存（种质圃保存）,就是将种质材料迁出自然生长地，集中改种在植物园、树木园、品种资源圃、种质资源圃等处保存。,特点：占地多、费工、费物；增加混杂的 机会；易引起材料发生变异，丢失原有的基因；不适合保存一、二年生及异花授粉植物，较适合保存多年生及无性繁殖植物。,50,t课件,（三）种子保存,种子保存是对以种子为繁殖材料的种类，将其种子贮藏在种子库中。这是最简便、经济，应用最普遍的种质资源保存方法。,但是，象核桃、板栗、榛、人心果等这类种子，当种子含水量降到1231%，生活力就会下降，所以不能保存在低温干燥的环境下。其保存方法尚未真正解决。

13、,51,t课件,1、种子保存的原理,环境条件,种子本身,52,t课件,2、种子库的类型,中期库：任务是繁育更新，记录存档或向育种者供种。010C，R.H.60%以下,种子含水量8%左右，安全贮存1020年。,长期库： 是中期库的后盾，只在必要时才更新。-10-20C或更低，R.H.50%以下,种子含水量58%，安全贮存50100年。,短期库：临时贮存应用材料，供研究、鉴定和利用。1015C，R.H.5060%,安全贮存5年左右。,53,t课件,一些种子库的贮藏条件及年限,54,t课件,（四）离体保存,离体保存是在适宜条件下，用离体的分生组织、花粉、休眠枝条等保存种质资源。,55,t课件,56,

14、t课件,57,t课件,58,t课件,（五）基因文库保存,基因文库保存是利用DNA重组技术，将种质材料的总DNA或染色体所有片段随机连接到载体上（质粒、病毒），然后转移到寄主细胞（大肠杆菌、农杆菌）中，通过细胞增殖，构成各个DNA片段的克隆系。在超低温下保存这些克隆系，即可保存该种质的DNA 。,59,t课件,60,t课件,三、种质资源的研究,（一）研究的项目,1、特征特性鉴定,2、基础理论研究,61,t课件,（二）研究的具体内容与方法,1、植物学性状：根、茎、叶、花、果实、种子的形态特征。如形状、大小、颜色、刺、毛等。,质量性状：用“+”、“-” 或“M” 表示,数量性状：,62,t课件,2、

15、园艺性状,主要鉴定与栽培相关的性状、产量构成性状及早熟性状等。如生长习性、株高、开展度、第一花序节位、结果数、单果重、早期产量、总产量等。,63,t课件,3、生物学特性,在自然或人工控制的环境条件下，测定生长发育习性、物候期及对环境条件的要求等，了解其生长发育规律。,64,t课件,4、品质鉴定,外观品质：色泽、大小、形状、整齐度等。,风味品质：质地、硬度、含水量、纤维含量、糖酸比、芳香物质含量及其它特殊物质。用仪器测定或品尝。,营养品质：糖、酸、纤维素、蛋白质、维生素或矿物质含量等。用仪器测定。,加工及贮运品质：根据要求不同，通过试验的方法鉴定。,65,t课件,5、抗性鉴定,抗逆性：主要鉴定抗

16、寒性、耐热性、抗盐碱及耐弱光的能力等。鉴定方法有自然条件下鉴定、人工模拟逆境鉴定和间接鉴定法。,抗病性：直接鉴定法有田间自然鉴定和室内接种鉴定。计算发病百分率或病情指数；间接鉴定法是通过毒素测定、酶活性测定、同工酶分析及血清学的方法来进行辅助鉴定。,抗虫性：在自然环境或人工控制环境下，靠自然发生虫害或接种虫源。主要调查虫口密度和危害程度。,66,t课件,6、起源与演化研究,主要研究园艺植物植物的起源地，种与种之间的关系、类型与类型之间的系统发育关系等。研究的方法包括实地考察、搜集考古证据、杂交试验、染色体组分析、核型分析、染色体显带分析、同工酶分析、形态学、解剖学、数量分类学及分子生物学技术等

17、。,67,t课件,7、种内分类研究和生态型研究,在同一个种内，由于长期栽培在不同的生态环境下，因而形成众多不同的生态类型。它们在形态特征及遗传特性上基本相同，但生态适应性及抗性等有着明显的差异。 通常采用形态观察和数量分类方法来研究。也可采用染色体核型分析、同工酶分析、分子标记分析等来进行。,68,t课件,8、遗传分析,包括优异性状的显隐性、配合力、遗传传递力、基因数量及定位、各性状的连锁关系等。 通常通过有性杂交试验、同工酶分析及分子标记技术等来分析。,69,t课件,四、种质资源的利用与创新,（一）种质资源的利用：种质资源各有其特点，为了合理地利用这些资源，应针对不同情况采取不同的利用方式：,70,t课件,1、 直接利用：适应当地环境条件，具有开发潜力的新品种、新品系直接在生产上利用。,2、 间接利用：直接用于生产表现不够理想， 但具有明显的优良性状，可作为育种材料。,3、潜在利用：暂时还不能直接或间接利用的材料也不能丢掉，保存起来以后利用。,71,t课件,（二）种质资源的创新,现有种质资源是有限的，为了获得更多的育种材料和具有特殊价值的种质材料，就需要人工创造新的种质资源。主要方法有：,1、无性变异株系：主要是芽变 。,2、远缘杂交：包括天然杂交和人工杂交。,3、生物工程：细胞工程、染色体工程、基因工程、组织培养等。,72,t课件,