第三章 种质资源

1. 第三章 种质资源 • 第一节 种质资源工作的重要性 • 第二节 作物起源中心学说 • 第三节 种质资源的研究与利用 • 第四节 电子计算机在种质资源管理中的应用

2. 第一节 种质资源工作的重要性 • 一、种质资源的概念 • 二、种质资源工作的重要性

3. 一. 种质资源的概念 • 广义：具有一定种质或基因的生物类型，称为种质资源。（遗传资源、基因资源、基因库、基因银行） • 植株、种子、无性繁殖器官、花粉、单个细胞

4. 狭义：用于选育新品种的材料

5. 二. 种质资源工作的重要性 • 1.种质资源是现代育种的物质基础。 • 2.稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用。 • 矮脚南特、矮子粘 • 低脚乌尖 • 野败型雄性不育籼稻种质 • 农林10号 • P.I.178383 • 奥派克2 • 广西糯玉米、八大行玉米、黄鸭鸡粳玉米、天鹅蛋大豆、接骨糯稻

6. 3.种质资源是不断发展新作物的主要来源。

7. 4.实现新的育种目标，必须拥有更多的基因资源。4.实现新的育种目标，必须拥有更多的基因资源。 • 5.种质资源是理论研究的重要材料。 • Harland指出：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。

9. 第二节 作物起源中心学说 • 一、瓦维洛夫的作物起源中心学说 • 二、作物起源中心学说的发展

10. 一、瓦维洛夫的作物起源中心学说 • 学说的内容： • 1.作物起源中心有两个主要特征： • 基因的多样性和显性基因频率高， • 又名为基因中心或多样化变异中心。 • 2.最初始的起源地为原生起源中心。

11. 瓦维洛夫的作物起源中心学说 引出 显性基因变异 隐性基因变异 选择 原生起源中心 二级起源中心 （次生起源中心）

12. 起源中心的标志

13. 瓦维洛夫的作物起源中心学说 • 3.在一定的生态环境中，一年生草本作物间在性状的遗传变异上存在一种相似的平行现象。 4. 根据驯化的来源，将作物分为两类， 原生作物：人类有目的驯化的植物 次生作物：与原生作物伴生的杂草，当有一定的利用价值时，就被人类分离而成为栽培的主体。

14. 瓦维洛夫的作物起源中心学说 作物起源的八大中心： • 1.中国中心。中国中西部山区及相邻的低地。 • 谷、黍、荞麦、高粱、大豆。 • 2.印度中心。缅甸、印度东部、马莱西亚群岛、菲律宾、印度支那。 • 水稻、甘蔗、亚洲棉。 • 3.中亚细亚中心。印度西北部、阿富汗、 • 前苏联的塔吉克、乌兹别克、天山西部 • 普通小麦、草棉

15. 瓦维洛夫的作物起源中心学说 • 4.西亚中心。土耳其、伊朗的西北部、外高加索、土库曼等 • 一粒小麦、二粒小麦、苜蓿。 • 5.地中海中心。地中海沿岸的南欧和北非地区。 • 甜菜、黑麦。 • 6.阿比西尼亚中心。以埃塞俄比亚高原为中心。 • 小麦、大麦。

16. 瓦维洛夫的作物起源中心学说 • 7.墨西哥南部和中美中心 • 玉米、菜豆、甘薯、陆地棉。 • 8.南美中心。秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚、 • 智利、巴西、巴拉圭等。 • 烟草、马铃薯、花生、海岛棉。

17. 二.作物起源中心学说的发展 • 1. 哈伦对作物起源中心学说的发展 • 根据作物扩散面积的远近和大小，分为5种类型： • ①土生型 • ②半土生型 • ③单一型 • ④有次生中心 • ⑤无中心

18. 2.齐文和茹考夫斯基对起源中心学说的发展 • 将作物起源中心扩大为12个中心： • 1.中国—日本中心 2.东南亚洲中心 • 3.澳大利亚中心 4.印度中心 • 5.中亚细亚中心 6.西亚细亚中心 • 7.地中海中心 8.非洲中心 • 9.欧洲—西伯利亚中心 10.南美中心 • 11.中美和墨西哥中心 12.北美中心

19. 第三节 种质资源的研究和利用 • 一. 种质资源的类别和特点 • 二. 种质资源的搜集 • 三. 收集材料整理 • 四. 种质资源的保存 • 五. 种质资源的鉴定与研究 • 六. 种质资源的利用

20. 一.种质资源的类别和特点 • 种质资源根据亲缘关系进行分类，Harland等，将基因库分为： • 初级基因库：同一种内的材料。 • 次级基因库：种间材料或近缘野生种、近 缘属植物。 • 三级基因库：远缘种属。杂交不实和杂种不育现象十分严重的材料。

21. 按照来源分类，种质资源分为四类： • 本地种质资源 • 外地种质资源 • 野生种质资源 • 人工创造种质资源

22. （一）本地种质资源 • 古老的地方品种和当前推广的改良品种。 • 特点 • ① 对当地自然条件和生态特点具有高度适应性。 • ② 反映了当地人民生产和生活的需要。 • ③ 类型丰富，并具有独特的优良性状。 • ④ 古老的地方品种，不耐肥水，产量较低，抗病性较差。 • 是改良现有品种的基础材料。

23. （二） 外地种质资源： • 由其他国家或地区引入的作物品种和植物类型。 • 特点： • ①能反映各自原产地区的自然条件和生产特点 • ②多数外地种质资源对本地条件适应性差

24. （三）野生种质资源 • 是指各种作物的近缘野生种和有价值的野生植物。 • 特点： • 由于它是在特定的条件下，经过长期自然选择形成的，往往具有栽培作物所不具备的重要性状。

25. （四）人工创造种质资源 • 通过各种途径（杂交、理化诱变等）产生的各种突变体和中间材料。 • 特点： • 人工创造的种质资源是多种多样的，它的特点随创造的资源类型有所不同。

26. 二. 种质资源的搜集 • 直接考察收集 • 征集 • 单位之间彼此交换 • 转引

27. 三.收集材料整理 • 1. 及时进行归类，将同种异名者合并，同名异种者区分开。并进行统一的编号。 • 2.进行简单的分类，确定材料的植物学地位、生态类型、亲缘关系和生育特性。

28. 四.种质资源的保存 • 1.种质资源保存应掌握一定的原则： • ①种植资源经过保存后，必须保持各样本 • 的生活力。 • ②保持原有的遗传变异度。 • ③维持样本的一定数量。

29. 2. 种质资源保存范围 • ①用于应用研究和基础研究的种质。 • ②可能灭绝的稀有种和已经濒危的种质， • 特别是栽培种的野生祖先。 • ③具有经济利用潜力但尚未被利用的种质。 • ④普及教育有用的种质。

30. 3.保存的方式 • （1）种植保存 • （2）贮藏保存 • （3）试管保存(离体保存） • （4）基因文库技术

31. （1）种植保存 • 根据不同作物种子和营养体生活力的长短，隔一定的时间在田间种植一次。 材料多时，可进行轮换种植。 种植保存需要注意两点： ①种植条件尽可能与原产地条件相似，以减少由于生态条件的改变而引起变异。 ②尽可能避免和减少天然杂交和人为混杂，以保持原品种或类型的遗传特点和群体结构。

32. （2）贮藏保存 • 用控制贮藏条件（温度和湿度）的方法保持种质资源的生活力。 • 温度30-0℃，每降低5℃，种子的寿命延长1倍。 • 种子含水量14-4% ，每减少1%，种子的寿命延长1倍。

33. 种质资源的保存 • 资源库 温度 湿度 种子贮藏在 • 短期库 10℃ 50% 纸袋中可保存5年 • 中期库 ０-5℃ 40-50% 密闭容器内保存20年 • 长期库 -10-15℃ 〈35% 真空包装中保存70年

34. （3）试管保存(离体保存） • 用试管保存植物的组织和细胞的培养物。 • 常用的培养物有：愈伤组织、悬浮细胞、幼芽生长点、花粉、花药、体细胞、原生质体、幼胚等。

35. 利用试管保存的优点： • ①所需空间小 • ②可以解决常规方法不易保存的种质资源。 • ③繁殖时不受季节限制，繁殖速度快。 • ④培养物不带病虫害，便于种质交流。

36. （4）基因文库技术 需要某个基因时，“钩取”。 用限制性内切酶切成片段 无性繁殖，产生大量单拷贝基因 连接到载体 转移到大肠杆菌细胞 从动、植物或微生物中提取DNA

37. 五.种质资源的鉴定与研究 • 种质资源鉴定和研究的主要内容有： • ①特征、特性的观察与鉴定 • ②性状遗传特点研究。

38. 六.种质资源的利用 • 1.通过杂交、诱变及其它手段创造新种质 • 2.直接从中选择优良个体培育新品种 • 3.通过杂交、诱变等，从后代中选择优良 • 变异个体，培育成新品种

39. 第四节 电子计算机在种质资源 管理中的应用 • 著名的种质资源数据库： • ①芬兰、瑞典、挪威、冰岛、丹麦共同建立的北欧五国作物种质资源数据库 • ②前民主德国建立的欧洲大麦数据库 • ③前联邦德国建立的作物品种资源数据库 • ④前捷克斯洛伐克的作物种质信息系统 • ⑤前苏联的农作物种质资源数据库

40. ⑥日本农林水产省的作物种质资源信息系统 • ⑦美国农业部的作物种质资源信息网络系统 • ⑧中国国家作物种质资源数据库系统 • ⑨菲律宾国际水稻所的国际水稻种质资源数据库

41. 一.种质资源数据库的目标与功能 • 1.目标： • 满足育种家和研究人员对种质资源信息需求。 • 2.功能： • ①查询定向培育的有用基因 • ②查找亲本 • ③追踪品种系谱

42. 二.种质资源数据库的建立 数据分类和规范化处理 数据库管理系统设计 数据收集

43. The end !

44. 复习思考题 • 一、选择题：在每题下面的几个答案中选择你认为正确的答案作上记号。（共7题） • 1.大豆（水稻、芝麻、普通小麦、玉米）起源于下列哪个中心 ( ) ： • A. 中国-东部亚洲中心 B. 印度中心 C. 中亚细亚中心 D. 西部亚洲中心 E、南美和中美起源中心 • 2．种质资源就是指作物的( )。 • A. 所有品种 B．地方品种 C．新品种 D．一切基因资源

45. 3．瓦维洛夫把栽培植物的起源地划分为( )个起源中心。 • A．6 B．8 C．10 D．12 • 4．作物起源中心学说的创始人是( )。 • A．达尔文 B. 孟德尔 C．摩尔根 D．瓦维洛夫 • 5．在基因库中按照遗传类型分类为( )。 • A. 初级基因库 B．次级基因库 C. 三级基因库 • D．四级基因库 E. 高级基因库

46. 6．在近代作物育种中，凡突破性品种的育成均来自( )的发现和利用。 • A．突破性育种新技术 B．突破性育种新理论 • C．突破性育种新方法 D. 突破性特异种质资源 • 7．本地种质资源的最大特点是具有( )。 • A. 较高的丰产性和稳产性 B．较高的抗病性和抗虫性C．较高的适应性 　 D．生产上最熟悉

47. 二、填空：（共 4题）1.品种资源的保存方法分、、、。 • 2.下列作物起源于什么中心？ • 大豆玉米普通小麦马铃薯陆地棉。 • 3.根据种质资源的来源不同，可将种质资源划分为、、、等四个类型。4.品种资源贮藏保存的条件是必须、。

48. 三、判断下面各题的正误，正确的划“√”，错误的划“×”。（共 10题） • 1.地方品种对当地条件具有最大适应性，能保持比较稳定的产量和一定的生产水平。可以从中评选出地方良种。也用作选育新品种的原始材料。 ( ) • 2.实践表明，在育种过程中，能否准确地选择原始材料，决定于发掘和掌握品种资源的数量和质量，以及对其研究的广度和深度；育种工作能否有突破，则决定于关键性基因资源的发现和利用。 ( ) • 3.本地品种资源对本地的自然和栽培条件具有高度的适应性，对当地不良气候条件和病虫害有较强的耐性和抗性。 ( ) • 4.外地品种一般对本地区的适应性较差，必须经过试验，才能决定利用与否和如何利用。 ( )

49. 5.品种资源收集的步骤是先收集本地区有关作物品种，再根据育种目标要求，有目的，有计划，有重点地从外地转引某一方面或某几方面具育种目标性状的材料。( ) • 6.收集品种资源的方式有国内外考察收集、发信征集和单位之间彼此交换材料等。 ( ) • 7.不同的种质资源类型具有不同的遗传特点及利用价值。本地品种资源的主要特点是具较突出的丰产性。( ) • 8. 作物种质资源包括育种及遗传研究中可利用的一切基因资源，它是作物育种的理论基础。( )

50. 9. 外来种质资源一般不具有良好的丰产性，但它可以带来丰富的新遗传特性，因而也是育种重要的种质资源。( ) • 10. 在作物的起源中，多样性中心必然是起源中心。( ) • 四、名词解释（共1题）1.种质资源：