1、第二章 种质资源,一 种质资源的重要性,种质：指由亲本传给子代遗传物质。种质资源（germplasm resources） ：在遗传育种领域内，把一切具有一定种质或基因的生物类型总称为种质资源。种质资源又称为品种资源、遗传资源、基因资源。,种质资源的类型,1 种质资源是作物育种的物质基础 例如： （1）杂种优势利用雄性不育 （2）谷类作物蛋白质、赖氨酸的高含量基因 “”、“高蛋赖”等,2 凡突破性新品种的育成都来自于特异优良 遗传资源的发现和利用 例如： （1）水稻的矮化育种“矮脚南特”、“低脚乌尖” （）矮源小麦的矮化育种“农林号”,3 种质资源是培育新作物的重要来源现有的作物都是在不同的历
2、史时期由野生植物驯化而来的。迄今人类利用的植物资源是很少的。地球上记载的30万种植物，被人类利用的仅约3000种，即1%，而作为食用作物的仅1500种，即0.5%，可见发掘植物资源的潜力还很大。,4 丰富资源是不断培育新品种，并提高品种 水平的重要条件,少数优良品种的推广，以及育种单位和育种家在育种中选用遗传基础相同的一些基因资源，从而导致栽培品种的遗传基础同一化。造成以下不良后果： （）抗逆性脆弱 （）有利基因重组机会减少，育种工作停滞不前, 种质资源是有关生物理论研究的重要材料，包括起源、进化、分类、形态、生理、遗传等研究。,二 作物起源中心学说,瓦维洛夫作物起源中心学说内容瓦维洛夫（Va
3、vilov）从1920年起，先后到过60多个国家，考察了180多次。整理核研究大量考察记录和大量植物标本。创立了作物起源中心学说，提出8个起源中心。,瓦维洛夫起源中心学说的基本内容： 起源中心有两个基本特征：基因多样性、显性基因频率高。 作物起源中心可分为原生起源中心（primary origin center）与次生起源中心（secondary origin center） 。 一年生草本作物在遗传性状上存在相似平行变异现象。 根据作物驯化来源可分为原生作物与次生作物。, 瓦维洛夫作物起源中心,（1）中国-东亚中心 （2）印度中心（2A） （3）中亚细亚中心 （4）西亚中心 （5）地中海中心
4、 （6） 埃塞俄比亚中心 （7）南美-中美中心 （8）南美中心（8A, 8B）,（1）中国-东亚中心,主要起源作物有黍、稷、粟、高粱、荞麦、大豆、茶、大麻、苎麻等。,（2） 印度起源中心,主要起源作物有水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻等。,2A. 印度马来西亚补充区,主要起源作物有 香蕉等。,（3） 中亚细亚起源中心,主要起源作物有普通小麦、密穗小麦、印度圆粒小麦、豌豆、蚕豆、非洲棉等,（4） 西亚中心,主要起源作物有一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄、石榴、胡桃、无花果、苜蓿等。,（5） 地中海起源中心,许多蔬菜作物，包括甜菜和许多古老的牧草都起源于这一中心。 为小麦、粒用豆类的次生起源
5、地。,（6）埃塞俄比亚起源中心,小麦、大麦的变种类型极其多样。,（7） 南美和中美洲起源中心,主要起源作物有陆地棉、甘薯、番茄等。存在大量玉米变异类型。,（8） 南美中心,有多种块茎作物，包括 马铃薯的特有栽培种。,8A. 智利中心,重要的种有木薯、花生和凤梨,8B. 巴西巴拉圭中心,主要有花生、可可、橡胶树等特有种,注：以上各起源中心的地形图图片均引自四川农业大学精品课网站。作物图片源于网络。,3 起源中心学说的重要意义,遗传资源的搜集：中心地区遗传类型 丰富往往可获得某些特异目标基因。,作物起源中心学说的发展与补充,齐文和茹考夫斯基的理论（1970，1975）栽培植物可划分12个起源和类型
6、形成中心，又称“12个大基因中心” 。在1975年，又提出以“地区”代替“中心”,4 我国是作物的重要起源中心之一,我国存在野生种的作物300多种： 粮食作物： 稻、大麦、燕麦、粟、荞麦、绿豆等 经济作物： 大豆、白菜型油菜、黄麻等。 我国栽培植物的种类，400多种。 我国收集保存的作物种质资源数量：水稻4万多份、大豆1万多份、小麦2、5万份、粟2.3万份。,三 种质资源的类别 、特点及利用价值,1、种质资源的分类按来源分按亲缘关系分从育种角度分,按来源分：,（）本地品种资源（农家品种、改良品种）特点：高度的适应性（生态、耕作栽培、病虫、自然灾害）。其次，类型多，群体复杂，变异大，但少有高产因
7、素。利用：以本地品种为基础进行改良提高。,（2）外地品种资源特点：具有本地资源中没有的遗传性状，如玉米大穗、大粒性状；O2基因，水稻矮杆性状等，某些抗病性等；适应性差。利用：选择决定优良性状的基因改良本地品种。,（3）野生种质资源（包括作物的野生种和近缘野生植物）特点：可获得栽培作物中没有的新基因。利用：作杂交亲本，培育新品种或新材料；可驯化成新作物；可杂交培育新作物或新类型。,（4）人工创造种质资源特点：具有某些特异优良性状，可获得现有资源中没有的特殊性状。利用：新物种，新基因。,按亲缘关系分：,种内材料,种间材料和 近缘野生种,亲缘关系更 远的类型,从育种角度分,（） 地方品种 也称农家品
8、种，在局部地区内栽培， 经过现代育种技术的修饰。特点：有明显的缺点但具有具有稀有可利用特性。,（） 主栽品种 经现代育种技术改良过的品种，包括自己育成和引进的品种。特点：具有较好的丰产性和较广的适应性。一般被用作育种的基本材料。,（）野生近缘种 包括作物的近缘野生种和有价值的野生植物。特点：在某一地区的自然条件下经过长期自然选择形成的具有一般栽培作物欠缺的一些重要性状。,（）人工创造的种质资源 人类通过诱变、杂交等手段创造的各种突变体及其它育种材料,也称中间材料。特点：多具有某些缺点，但具有一些明显的优良性状。,四 种质资源的收集、保存、研 究、创新和利用,1 种质资源的收集 （1）收集的方法
9、考察搜集；通讯征集；市场购买；交换资源。,（2）作物的重点地区作物的起源中心；遗传多样性中心；尚未进行考察搜集的地区；丧失威胁最大的地区。,（3）搜集的重点类型 野生种和近缘植物：野生稻；特有类型：高蛋白质，高油等；新作物类型：药用植物。,（4）整理分类及时进行整理分类，建档（计算机数据库），去掉重复种名等。a 归类将同种异名者归类，以减少重复；将同名异种者分开，订正错误。b 系统分类确定每份材料所属的植物分类学地位和生态类型，为保存和进一步研究利用提供依据。,2 种质资源的保存 保存要求保存生活力：发芽率50%保存遗传性：防止丢失、变异、混杂,（1）种植保存：一般每年种植一次，以保存生活力。
10、原则：尽量少种；集中和分散保存。 （2）贮藏保存：控制温度和湿度原理：迫使种子处于代谢作用的最低限度.,影响因素 温度: 呈负相关 湿度：呈负相关 氧气、未成熟、不饱和、损伤：方法 干燥器 设置天然资源库 品种资源库：包括短期库、中期库和长期库,（3）试管保存 原理：细胞全能性 培养物：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 优点 所需空间小，不受季节限制 可解决常规贮藏方法不易保存的种质资源 繁殖速度快 便于种质交流,（4）基因文库技术程序：提取DNA 目的DNA片段 克隆化 大肠杆菌大量繁殖 产生大量的生物体中的单拷贝基因,3 种质资源的研究 （1）研究遗传多样性的来源； （2）研究突出性状的遗产方式以及与其他性状的关系。,4 种质资源的利用 我国利用不到3%。 根据性状的遗传特点，采用不同的育种方法。,5 种质资源的创新 创新途径：基因重组杂交基因突变理化诱变异源基因导入遗传工程,
