第三章：遗传育种与农业发展.ppt

第三章 遗传育种与农业发展 第一节 粮食遗传育种 第二节 畜禽遗传育种 第一节 粮食遗传育种 一、作物育种在粮食增产中的作用 作物遗传育种是研究作物性状遗传变异规律，改良种性，创造作物新品种的一门重要学科。 毛主席把粮食增产的途径概括为土、肥、水、种、密、保、工、管八个字，称为农业八字宪法。种是其中投资最少而效益相当高的一项措施，而且是其他增产措施赖以发挥作用的基础。 据1984年美国农艺学会和美国作物学会联合发行的一份题为“五大作物增产中的遗传贡献”小册子所载，高粱、玉米、大豆、棉花、小麦五大作物由于推广种植优良品种，每亩每年增产0.47～6.13公斤不等，占各自作物单产0.70%～1.78%，高粱、玉米的年增产率较高，在1.5%上下；大豆、小麦、棉花较低，为0.7%左右。粗略地说，各类作物通过品种改良每年可提高产量1%上下，如果栽培管理进一步改善，其贡献还会增大。 优良品种除能提高产量潜力外还可抗御自然灾害，改善产量质量和增进生产效率，即高产、稳产、优质、低耗四个方面兼而有之。 譬如：种植抗旱、寒或早熟品种可使作物分布逐渐向高纬度和高海拔地区扩展；选用耐旱品种是半干旱地区稳产的重要途径， 也是发展节水农业的内在因素或基础。 利用品种抵抗病虫为害， 既经济有效又不污染环境， 是各国作物育种研究最活跃的领域。 同一作物不同品种之间， 其产品的营养成分、 加工性能等品质性状有着很大的差异。 选育株矮秆壮， 抗倒伏， 穗层整齐， 成熟一致， 不易落粒的谷类作物品种， 便于机械化收获； 种植有限生长习性和短果枝的棉花， 使大部分棉铃能同期吐絮， 可减少机械收获的损失等。 问题是这些优点往往分散在不同的品种材料中， 而且时常和一些不良性状联系在一起。 育种家的任务就是根据生产和生活的需要， 按照各类性状的遗传规律， 通过育种手段将以上四方面的优越性有重点地逐步集中在一个优良品种上， 使其尽可能臻于完善， 以满足农业生产不断发展的要求。 二、常用的育种方案、途径和做法 从育种学的观点， 作物基本上可分为两大类： 即自花授粉（自交） 作物和异花授粉（异交） 作物。 一般说来， 天然异交率小于4%的为自交作物，如水稻、 小麦、 大麦、 谷子、 花生、 大豆、 烟草、 亚麻、 豌豆、 菜豆、 番茄等。 天然异交率在50%以上的是异交作物， 如向日葵、 黑麦、 甜菜、 大白菜、甘蓝、 萝卜（以上雌雄同花） 、 玉米、 西瓜、 草莓（以上雌雄异花） 、 大麻、菠菜（以上雌雄异株） 等。 天然异交率介于二者之间的叫常异交作物， 如棉花、 高粱、 蚕豆等。 自交作物的自然群体是单一的基因型或一些纯合基因型的混合物， 其个体在遗传上是高度纯合的。 自交后代生育正常， 没有衰退现象。 异交作物的自然群体是异质的，含有很多不同的基因型， 在遗传上是高度杂合的， 自交后呈现不同程度的衰退， 再杂交时又恢育正常的健壮状态。 自交作物最主要的育种方法是品种间杂交， 包括单交、 三交、 双交、 回交等， 其目的是将来自不同亲本品种的优良性状组装在一起， 形成新的纯系。现在也在积极利用杂种第一代的优势挖掘增产潜力， 已在水稻、 烟草、 番茄、小麦等作物上应用。 异交作物最主要的育种方法是自交系间杂交， 包括单交、三交、 双交和顶交， 都是以利用杂种第一代优势为归宿的， 其中以单交种的优势最强， 整齐度最好， 在生产上应用最广。 同时， 还常采用轮回选择的方法来改良育种群体。 它是高一级的混合选择， 即从原始群体中选择优良单株，一方面进行自交， 同时与测验种测交以测定其一般配合力， 然后根据测交结果选择最优的一些自交系进行互相杂交， 组成新的育种群体。 利用杂交种第一代的优势（表现在产量、 品质、 抗逆、 低耗等方面） 是育种工作的发展方向， 但需要每年制种、 换种。 杂种优势：两个遗传性状不同的品种、品系或自交系进行杂交，所产生的杂交种，在生活力、生长势、抗逆性、适应性及产量、品质等方面超过其双亲的现象。 为了节省人工去雄、 授粉的麻烦， 配制杂交种可采用以下几种途径： （１） 核质互作雄性不育系——即不育系、 保持系、 恢复系“三系” 配套法， 已在玉米、 高粱、 水稻、 油菜、 小麦等作物上应用。 （２） 光（温） 敏核雄性不育系——即一系两用（不育系兼保持系） 的“两系法” ， 已开始在水稻、 小麦上应用。 （３） 自交不亲和系——有配子体型（如烟草） 自交不亲和与孢子体型自交不亲和（如白菜、 甘蓝等十字花科植物） 之分。 （４） 化学杀雄， 已在小麦上应用。 其中以核质互作雄性不育系应用最广， 但化学杀雄最