《 设施作物育种学 》 绪 论

1. 《设施作物育种学》绪 论 2009-02-20

2. 主要内容 • 什么是作物育种学 • 设施作物的育种目标 • 国内外育种成就及进展

3. 1 作物育种学的范畴 改进作物的遗传特性，使选育出的新品种符合生产的需求。

4. 1.1 作物育种学的定义及内涵 Smith（1966）对植物育种学下了一个最为确切、全面和深刻的定义。定义如下：Plant breeding was defined by Smith as the art and science for improving genetic pattern of plants in relation to their economic use.

5. Art——的含意 • 艺术 • 植物育种学发展到今日，虽然其科学的成分日益增多，但由于生物有机体过于复杂，因此迄今还有许多未知的领域，育种的成就不仅依赖于科学，而且也依赖于尚未上升到理论的经验，甚至机遇（chance）。

6. 育种学其它学科的关系 作物育种学是作物人工进化的科学，是一门以遗传学、进化论为主要基础的综合性应用科学，它涉及植物学、植物生态学、植物生理学、生物化学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生物统计与试验设计、生物技术、农产品加工学等领域的知识与研究方法。作物育种学与作物栽培学有着密切的联系，是作物生产科学的两个不可偏缺的主科。

7. 作物育种学的任务 改进作物的遗传特性（genetic pattern）即基因型，而不是仅仅改变其表型（phenotype）；作物育种学的目的在于改变那些与经济用途（economic use）有关的遗传特性，而不是任何遗传特性。

8. 1.2 品种的概念与良种的作用 1.2.1 品种的概念及含义 《中国农业百科全书》作物卷中品种（cultivar，简作CV. 这个词是cultivated和variety的缩简复合词）的概念是“经人工选择培育，在遗传上相对纯合稳定，在形态特征和生物学特性上相对一致，并作为生产资料在农业生产中应用的作物类型。品种一般具有较高经济价值，符合人类需要，能适应一定地区自然条件和栽培条件。”

9. 联合国粮农组织和国际种子检验协会颁布的《种子法指南》（1969）将品种定义为“根据特异性（形态学、细胞学、化学等）可以和其它相区别的栽培植物群体，不会因繁殖（有性或无性）而失去其重要特性”。联合国粮农组织和国际种子检验协会颁布的《种子法指南》（1969）将品种定义为“根据特异性（形态学、细胞学、化学等）可以和其它相区别的栽培植物群体，不会因繁殖（有性或无性）而失去其重要特性”。

10. 沈阳农业大学景士西总结了国内外有关论述，提出了品种必要而充分的属性应包括优良、适应、整齐、稳定和特异五个方面，简称优、适、齐、稳、特。

11. 景士西提出的品种概念为“在一定时期内主要经济性状上符合生产和消费市场的需要；生物学特性适应于一定地区生态环境和农业技术的要求；可用适当的繁殖方式保持群体内不妨碍利用的整齐度和前后代遗传的稳定性，以及具有某些可区别于其它品种的标志性状的家养动植物群体”。

12. 或简单表述为“具有在特定条件下表现为不妨碍利用的优良、适应、整齐、稳定和特异性的家养动植物群体。”或简单表述为“具有在特定条件下表现为不妨碍利用的优良、适应、整齐、稳定和特异性的家养动植物群体。”

13. 优良（elite）是指群体作为品种时，其主要性状或综合经济性状符合市场要求，且有较高的经济效益。优良（elite）是指群体作为品种时，其主要性状或综合经济性状符合市场要求，且有较高的经济效益。

15. 适应（adaptability）包含对一定地区气候、土壤、病虫害和不时出现的逆境的适应和对一定的栽培管理和利用方式，如对肥、水充足的适应，对机械化作业的适应，对加工及其工艺过程的适应等。适应（adaptability）包含对一定地区气候、土壤、病虫害和不时出现的逆境的适应和对一定的栽培管理和利用方式，如对肥、水充足的适应，对机械化作业的适应，对加工及其工艺过程的适应等。

16. 适应不同生态类型

17. 整齐（uniformity）包括品种内个体间在株型、生长习性、物候期等方面的相对整齐一致和产品主要经济性状的相对整齐一致。整齐性的要求对不同作物，不同性状应区别对待。

18. 稳定（stability）指采用适于该类品种的繁殖方式的情况下保持前后代遗传的稳定，营养系品种虽然遗传上是杂合的，但在用扦插、压条、嫁接等方法无性繁殖时能保持前后代遗传的稳定连续，如果树、马铃薯等。

19. 某些蔬菜、花卉在生产中利用杂交种品种，世代间的稳定连续限于每年重复生产杂种一代种子。所以杂交种也属于品种范畴。杂种后代不能继续有性繁殖，也就是说以间接的方式保持前后代之间的稳定连续。

20. 特异（distinctness）指作为一个品种，至少有一个以上明显不同于其它品种的可辩认的标志性状。特异（distinctness）指作为一个品种，至少有一个以上明显不同于其它品种的可辩认的标志性状。 品种不是植物分类的单位，而是栽培经济的概念。虽然栽培植物起源于野生植物，但同是一个野生物种在人工不同栽培条件、不同目的的选择下，将形成不同品种。

22. 品种不是植物分类的单位，但品种在植物分类学上有它的归属，即某品种属某科、属、种、亚种、变种乃至变型。品种不是植物分类的单位，但品种在植物分类学上有它的归属，即某品种属某科、属、种、亚种、变种乃至变型。

23. 品种的时空性 品种有地域性，并要求一定的栽培方法。 品种的使用价值有时间性。

24. 1.2.2 良种的作用 提高单位面积产量 随着我国人民生活水平的提高和外贸事业的发展，对园艺产品的需求量逐年增加，然而土地面积是有限的。为了降低生产成本，在不增加劳动力、肥料的情况下，一个优良品种可以增产20%~30%以上，有的甚至成倍增长。

25. 提高品质 同一园艺作物的不同品种，品质是有差异的，而市场价格相差很大。反映出园艺作物良种在改进品质，促进生产中的重要作用。

26. 减少污染，节约成本 病虫害严重威胁园艺生产。在防治病虫上，农药耗费很大，而且对产品、土壤、大气、水源造成污染，危害人们的健康。抗病虫品种的育成可起到减少污染，降低成本的作用。

27. 延长产品的供应期 菊花在原有盆栽秋菊的基础上育成了夏菊、夏秋菊和寒菊新品种，大幅度地延长了它的观赏期。

28. 优良品种还可以满足生产中提出的一些特殊要求优良品种还可以满足生产中提出的一些特殊要求 培育早熟品种则可以提高复种指数，增加经济效益。为了实现机械化收获番茄，美国用11年时间育成了新品种，其果实同步成熟，并延长落果时间，果皮耐碰撞，便于实行机械化收获。

29. 人工培育的三倍体无籽西瓜，不仅提高了西瓜产量，而且改进了品质，提高了抗病力。因此，当今世界各国都把培育优良品种作为发展作物生产的一个重要途径。人工培育的三倍体无籽西瓜，不仅提高了西瓜产量，而且改进了品质，提高了抗病力。因此，当今世界各国都把培育优良品种作为发展作物生产的一个重要途径。

30. 2 设施作物育种的主要目标和制订 目标的原则 2.1 主要育种目标 2.1.1 品质 在现代园艺作物育种中品质已逐渐成为最重要、最突出的目标性状。 品质？

31. 欧洲品质控制组织（EOQE，1976）给品质所下的定义是“产品能满足一定需要特征特性的总和”即产品客观属性符合人们主观需要的程度。园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为感官品质、营养品质、加工品质和贮运品质等。欧洲品质控制组织（EOQE，1976）给品质所下的定义是“产品能满足一定需要特征特性的总和”即产品客观属性符合人们主观需要的程度。园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为感官品质、营养品质、加工品质和贮运品质等。

32. 感官品质常包含植株或产品器官的大小、形状、色泽等由视觉、触觉所感受的外质和风味、香气、肉质等由味觉、嗅觉、口感等感知的内质。感官品质常包含植株或产品器官的大小、形状、色泽等由视觉、触觉所感受的外质和风味、香气、肉质等由味觉、嗅觉、口感等感知的内质。

34. 感官品质的评价受到人们传统习惯的影响，有较多的主观成分。这在观赏植物的外观品质评价中尤为突出。如赏菊中有人喜爱色泽艳丽，有人则喜爱色泽淡雅；有人喜爱莲座、圆球花型，还有人以细瓣飞舞花型为上品。感官品质的评价受到人们传统习惯的影响，有较多的主观成分。这在观赏植物的外观品质评价中尤为突出。如赏菊中有人喜爱色泽艳丽，有人则喜爱色泽淡雅；有人喜爱莲座、圆球花型，还有人以细瓣飞舞花型为上品。

36. 营养品质常指人体需要的营养、保健成分含量的提高和不利、有害成分含量的下降和消除。随着人们生活水平的提高和营养保健科学技术的发展，包括测试手段的改进，通过育种改进园艺作物的营养品质，已越来越受到重视。

37. 育种界开始注意到果蔬产品中某些有害成分在品种间的显著差异，并致力于育种中降低乃至消除这些成分。如甘蓝中至少含10种以上的硫代葡糖苷，当它们被同时存在的硫代葡糖苷酶水解后会形成异硫氰酸盐和有机腈等味苦而有毒的成分，有诱发甲状腺肿大和损害肝功能的作用。育种界开始注意到果蔬产品中某些有害成分在品种间的显著差异，并致力于育种中降低乃至消除这些成分。如甘蓝中至少含10种以上的硫代葡糖苷，当它们被同时存在的硫代葡糖苷酶水解后会形成异硫氰酸盐和有机腈等味苦而有毒的成分，有诱发甲状腺肿大和损害肝功能的作用。

38. 2.1.2 产量 丰产是所有作物育种的基本要求，具有丰产潜力的优良品种是获得高产的物质基础。产量可分为生物产量和经济产量。前者指一定时间内，单位面积内全部光合产物的总量，后者指其中作为商品利用部分的收获量，两者比值叫做经济系数（coefficient of economics）。

39. 产量的高低和产量构成因素有关。如葡萄产量构成因素包括单株（或单位面积）总枝数、结果枝%、结果枝平均果穗数、单穗平均重等。根据产量构成因素进行选择有时比直接根据植株产果量进行的选择更能反映株系间的丰产潜力。产量的高低和产量构成因素有关。如葡萄产量构成因素包括单株（或单位面积）总枝数、结果枝%、结果枝平均果穗数、单穗平均重等。根据产量构成因素进行选择有时比直接根据植株产果量进行的选择更能反映株系间的丰产潜力。

40. 园艺作物生产中常采取分批采收的方式，可按采收期分为早期、中期和后期产量。由于早期产品价格和中、后期差异悬殊，所以有时早期产量是比总产量更为重要的选择指标。园艺作物生产中常采取分批采收的方式，可按采收期分为早期、中期和后期产量。由于早期产品价格和中、后期差异悬殊，所以有时早期产量是比总产量更为重要的选择指标。

41. 2.1.3 熟性 成熟期的早晚对许多园艺作物都是重要的目标性状。由于绝大多数园艺产品都不像粮食那样易于贮运，所以生产上需要早、中、晚熟品种配套，加上提前延后的栽培措施，才能基本上做到均衡供应。

42. 早熟品种可以提前上市调节淡季，售价较高，给生产者和消费者带来好处。品种间生育期长短的差异有利于茬口和劳动力安排，提高复种指数。但是早熟品种由于生育期（或果实发育期）较短，往往产量不高，品质较差从而在经济效益方面带来一些负面影响。

43. 花卉植物的所谓成熟期主要是花期的早、晚和延续时间，如菊花花期方面的目标性状是在原有10月底到12月中开花的秋菊的基础上选育出从10月初到10月下旬开花的早菊，12月中旬以后开花的寒菊，6月至10月两次开花的夏菊。特别是不需特殊的加光或遮花处理，在“五一”、“七一”、“十一”等节日开花的品种。

44. 2.1.4 对不利环境的适应性 园艺作物的环境胁迫大体上可分为温度胁迫、水分胁迫、土壤矿物质协迫、大气污染胁迫以及农药（含除莠剂）胁迫等。温度方面有高温胁迫和低温胁迫，低温胁迫又可分为冻害（≤0℃）和冷害（＞0℃）。水分方面有干旱胁迫和湿渍胁迫。干旱又有大气干旱和土壤干旱之别。

45. 矿物质方面有盐碱土和酸性土胁迫，有由于矿质营养元素不足造成的饥饿胁迫，还有由于土壤中某些矿质元素过多构成的毒害胁迫等。作为目标性状的抗逆性常常不是单纯地追求抗逆程度而是和产量、品质等其它因素相结合，要求在某种逆境条件下保持相对稳定的产量和产品品质。矿物质方面有盐碱土和酸性土胁迫，有由于矿质营养元素不足造成的饥饿胁迫，还有由于土壤中某些矿质元素过多构成的毒害胁迫等。作为目标性状的抗逆性常常不是单纯地追求抗逆程度而是和产量、品质等其它因素相结合，要求在某种逆境条件下保持相对稳定的产量和产品品质。

46. 2.2.5 对病虫害的抗性 病虫害对园艺作物的产量和品质都有很大影响。在园艺作物的生产中为防治病虫害而大量使用化学药剂，不仅大幅度地提高生产成本，而且带来残毒为害和环境污染等严重问题。

47. 抗性育种中要求新品种对病虫害有绝对的抗性常常是不切实际的，从生态学和经济学的观点来看，品种的抗性一般只要求在病虫害流行时能把病原菌数量和虫口密度压缩到经济允许的阈值以下，对产量和品质不至发生显著影响，就基本上达到了要求。

48. 2.2.6 对设施栽培的适应性 近年来，我国园艺作物的设施栽培，尤其是塑料大棚的蔬菜、花卉和果树生产发展很快。原先用于露地生产的品种就难以适应，这就给园艺作物育种提出了新的要求，主要是对设施生态条件如弱光照和高温多湿环境的适应性。

49. 如黄瓜保护地专用品种要求具备以下性状： ① 在深秋和冬季低温弱光下能形成较高的产量； ② 在后期出现32℃以上的高温下能保持较高的净 同化率； ③ 对保护地易发病如枯萎、霜霉、白粉、黑星、 角斑、疫病等有较强的抗性； ④ 株型紧凑，叶较小、叶量不过大、分枝较少、 主侧蔓结瓜、节成性强。 ⑤ 良好的单性结实能力

50. 2.2 制订育种目标的原则 2.2.1 根据市场的需求和生产发展前景 在制订育种目标时，既要从现实情况出发，又要预见一定时期内生产、科学技术的发展变化，选育出相适宜的优良品种。