第1页：绪论封面
- 园艺植物育种
- 根据人类需要利用自然变异以及品种间杂交、远缘杂交、人工诱变、离体组织培养和DNA分子改造等途径创造新的变异，按照一定的目标进行选择，筛选出新品种。新品种选育出后要加速繁育，尽快推广应用。
- 园艺植物育种学
- 研究选育与繁殖园艺植物优良新品种的原理和方法的科学。
第2页：育种学是科学也是艺术
植物育种学既是科学又是艺术，是二者的综合，要求育种家兼具科学造诣与艺术修养。由于植物有机体过于复杂，迄今仍有许多未知领域，育种成就不仅依赖科学，也依赖尚未上升到理论的经验，甚至机遇。
- 育种学的任务是改变植物的遗传模式，即基因型，而不是改变其表现型
- 育种学要改变的是与经济用途有关的遗传模式，重视育种的实际意义及生产应用
第3页：育种学的主要内容
- 育种目标的制定及实现目标的策略
- 种质资源的搜集、保存、评价、利用及创新
- 目标性状的遗传、鉴定、标记和选育技术
- 选择的理论和方法
- 人工创造变异的途径、方法和技术
- 杂种优势利用的途径和方法
- 新品种品比、推广和繁育等
第4页：品种的概念与特性
- 品种
- 经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费要求，在一定栽培条件下可和其他群体相区别，个体间主要性状相对相似，以适当繁殖方式能保持其重要特性的一个栽培植物群体，是具有一定经济价值的重要生产资料。
品种的特性：特异性、一致性、稳定性、地区性和时间性。
- 特异性：至少有一个以上明显不同于其他品种的可辨认的标志性状
- 一致性：品种内个体间特征特性整齐一致
第5页：良种的作用
- 稳定性：经过特定的繁殖方法和在特定的繁殖周期内，特征特性保持相对不变
- 地区性：生物学特性适应一定地区生态环境和农业技术的要求
- 时间性：品种的使用周期
良种即优良品种，其作用主要体现在：
- 提高单产
- 改进品质
- 提高抗病虫害能力，减少农药污染
- 增强适应性及抗逆性
- 延长产品的供应和利用时期
- 适应集约化管理
第6页：自然选择与自然进化
决定进化的三个基本因素：变异、遗传和选择。变异和遗传是进化的内因和基础，选择决定进化的发展方向。
- 自然选择使有利于生存和繁殖后代的变异逐代积累加强，不利变异逐代淘汰，从而形成新物种、变种、类型及对环境的适应性
- 自然进化是自然变异和自然选择的结果，选择主体是人以外的生物和非生物自然条件
第7页：人工进化与遗传改良
野生植物经自然选择和人工选择成为栽培植物。人工进化是人有意识地对自然变异进行选择，选择主体是人，保存和积累对人类有利的变异，使野生类型向栽培类型转化并形成若干起源中心。
- 人工选择有利于商品性状的改进，有时与自然选择方向不同
- 遗传改良利用自然变异和人工创造的变异，具有目的性、计划性、快速性、丰富性
第8页：植物育种的历史与发展
人类的食物直接或间接来自植物，植物产品的选育和改良构成了迈向现代植物育种的第一步。孟德尔遗传规律的再发现使植物育种成为科学的重要分支。
- 世界现有约250000个植物种，仅1000多种用作食物来源
- 其中29种为主要农作物，约15种主要蔬菜和15种主要水果，共同构成人类膳食
- 优良品种的选育和应用对作物产量和质量提高起到至关重要的作用
第9页：传统育种与纯系选择
作物产量和质量进一步提高面临人口增长、占地、社会需求、健康需要与环境压力等挑战，在农业用地和资源持续减少条件下必须创造可用于农业的新技术。
- 纯系选择始于从混合群体中获得希望的表现型，利用自然突变
- 纯系的重要性状能稳定遗传
- 该法不能克服有利性状与不利性状连锁时不利性状带来的负作用
第10页：有性杂交、诱变与多倍体育种
- 有性杂交育种
- 最常用的植物育种技术，经历两个阶段：一是对杂交后代自交选择获得性状整齐一致并能稳定遗传的常规品种；二是直接利用杂种一代。
- 诱变育种
- 利用化学物质、辐射等方法诱发突变，变异体经测试和进一步选择获得栽培品种。
- 多倍体育种
- 四倍体在一个位点有一对等位基因A和a时，群体中可能存在AAAA、AAAa、AAaa、Aaaa、aaaa五种基因型，多倍体增加了基因的多样性。
第11页：传统育种引起的绿色革命
过去约50年中，传统植物育种和绿色革命使世界农业总产量与人口增长基本保持同步。但自1990年起，小麦、稻米和玉米三大谷物产量增长变慢，甚至出现平台期。
- 世界人口每年约增长2%，而主要谷物平均产量仅增加1.1%，约为人口增长速度的一半
- 绿色革命指亚洲国家稻米和小麦产量2~3倍的增长及其社会经济影响
- 批评者认为以密集型农业、大农场和高质量耕地为重点的绿色革命损害了环境，也未给贫穷农民带来多少利益
第12页：细胞培养与体细胞杂交
- 细胞培养技术
- 细胞或组织培养能使经过基因操作的细胞快速繁殖和再生，是产生转基因植物的根本性步骤。
- 体细胞杂交技术
- 1972年Carlson等首次将烟草属N.glauca与N.langsdorffii的原生质体融合，产物先称多性杂交种，后命名为体细胞杂交种。
理论上不论亲缘关系远近，所有细胞间的融合都可能，为基因互换提供了无限可能。
第13页：体细胞杂种的尝试与局限
植物生物学家设想培育兼具固氮能力、高蛋白与高产的大豆玉米体细胞杂种，也让番茄、马铃薯和烟草杂种的叶片、果实和块茎都具经济价值，但多数远缘原生质体融合实验都失败了。
- 1978年Melchers等首次获得马铃薯和番茄的属间体细胞杂种“马铃薯番茄”
- 杂交株兼具双亲形态特征，部分形成“类似块茎的生殖根”
- 未产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎，迄今不能产生经济效益
第14页：基因工程与基因添加
基因转移至少有五个系统可用：微注射、电击法、直接DNA摄取、微粒轰击法以及农杆菌介导的转移系统，其中农杆菌法最为高效，重复性和稳定性最高。
- 可将来源于微生物、动物或植物的特定基因转移到任何目标植物种中
- 克服了杂交中亲本范围的限制，避开了传统育种中耗时的回交选择
- 基因添加：确定携带有用性状的基因并转入目标植物表达，如抗虫、抗除草剂、抗病毒基因
第15页：基因剔除与反义技术
利用分子生物学和转基因技术使转基因植物某一基因的产物（mRNA或蛋白质）减少以至完全消失，从而获得希望的作物生产性能，这一过程需使用反义技术。
- 抑制乙烯合成使转基因番茄成熟期延长、货架寿命增加（Hamilton等，1990；Oeller等，1991）
- 抑制ACC氧化酶使转基因康乃馨乙烯减少、花瓣衰老明显延迟（Mol等，1995）
- 还用于抗病毒能力、花色调节以及代谢途径转向等性状改良
第16页：代谢途径转向
通过基因插入或基因剔除对编码代谢途径关键酶的基因进行操作，产生具有理想数量、成分构成与功能特征的目标产物，实际是对代谢途径方向重新安排。
- 碳水化合物：转基因植物块茎淀粉含量比非转基因株高35%
- 脂类：反义技术抑制欧洲油菜硬脂酰-ACP脱氢酶表达，导致转基因种子中硬脂酸积累
- 蛋白质：转入基因使目标植物生产特定蛋白产品
第17页：植物作为生物反应器
1988年有人将人干扰素在芜菁上表达以检验其抑制病毒感染的效果，结果虽为否定，却揭示植物可用于生产具药用功能的外源蛋白质。
- 通过转变代谢途径，植物可生产脂类、碳水化合物、药用多肽、工业用酶等化合物
- 与细菌、酵母或动物细胞培养相比，优点是低成本、容易上规模、可避免动物性病原污染
第18页：数量性状位点分析与标记辅助选择
伴随分子生物技术进步，个体选择可在基因型基础上借助相连的DNA分子标记进行。用图谱辅助单基因性状选择比传统表现型选择节约成本、劳力和时间。
- 对多基因性状（数量性状位点QTLs）进行选择的过程复杂，迄今尚不能有效应用于实践
- 农业生物技术不是传统植物育种方法的替代物，而是发展农业的重要途径
- 需做到传统育种技术与现代生物技术有效结合，才能实现农业现代化
