00 作物育种学绪论.pptx

第1页：植物育种学总论

植物育种学总论

第2页：课堂互动教学，参与知识发现与重建

• 课堂互动教学，参与知识发现与重建
• 课外无限拓展相关知识，培养自学能力，通过阅读文献获取信息的能力，培养提出问题、分析问题和解决问题的能力
• 回答课堂提问、参与讨论，作为平时成绩
• 注重实践，安排综合实验，培养动手能力
• 参观植物育种相关单位，了解植物育种学的实际应用

第3页：上课原则

• 上课原则
• 1、认真对待上课、文献阅读、提问、讨论
• 2、遵守课堂纪律
• 3、掌握植物遗传育种的基本理论、技术
• 4、成绩计算：出勤：5%期末考试：50%；课堂讨论（4次）：20%，含小测验、提问等；实验课（7次）：25%

第4页：育种学基础知识

• 育种学基础知识（绪论
• 3）传统育种方法（4-9）杂种优势利用（10-11，14）植物育种学育种实验技术与种子生产（18-19）生物技术育种（15-17）育种方法应用（12-13）《植物育种学》课程内容

第5页：调查：哪些学生来自农村

• 调查1.中央1号文件的主要精神？关于种业的重要性如何描述？
• 2.哪些学生来自农村？家里种田多少？种哪种作物？种田收入如何？
• 3.用哪些品种？产量水平如何？品质如何？抗性怎样？
• 4.农民对品种有哪些要求？
• 5.最近种业界有哪些热门话题？

第6页：绪论目录

• 作物育种对人类的重要作用
• 作物进化与遗传改良
• 作物育种学的发展
• 作物育种的成就与展望

第7页：人类对作物育种的需求

• 1.人类对作物育种的需求
• 人口的快速增加与食物需求
• 农业可持续发展
• 环境变化与人类生存
• 人类需求的多样化2.作物育种在我国农业中重要地位
• 我国农业的现状
• 对作物育种的强烈要求

第8页：人口增长与粮食安全（绪论）

Population Growth, 1950-2025 Population and food security problem

第9页：人口增长与粮食安全（绪论）

Food and Fiber Requirement

第10页：

第11页：作物产量（绪论）

Ray D et al.2013, Yield Trends Are Insufficient to Double Global CropProduction by 2050. PLOS ONE, 8(6): e66428.doi:10.1371/journal.pone.0066428 Yield Limitation

第12页：作物产量（绪论）

Ray D et al.2013, Yield Trends Are Insufficient to Double Global CropProduction by 2050. PLOS ONE, 8(6): e66428.doi:10.1371/journal.pone.0066428

第13页：作物产量（绪论）

Ray D et al.2013, Yield Trends Are Insufficient to Double Global CropProduction by 2050. PLOS ONE, 8(6): e66428.doi:10.1371/journal.pone.0066428

第14页：作物产量（绪论）

Average annual increase in yields of rice, wheat and maize indeveloping countries by periods. (Conway andToenniessen, 1999, Nature) Agricultural sustainability problem

第15页：肥料与养分利用、作物产量

• Diminishing returns offertilizer application implythat further applications maynot be as effective atincreasing yields.a, Trends in average globalcereal yields
• b, trends in the nitrogen-fertilization efficiency of cropproduction (annual globalcereal production divided byannual global application ofnitrogen fertilizer).Tilman et al., 2002,Nature

第16页：肥料施用量

肥料施用量(万吨）1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化粮食总产（万吨）、单产（kg/10hm2）

第17页：肥料与养分利用、环境与污染

Fertilized to death,Nosengo, 2003, Nature Environmental problem

第18页：

第19页：外海内海内海外海云南滇池近况

外海内海内海外海云南滇池近况

第20页：作物产量（绪论）

Gallo M, Sayre R. Removing allergens and reducing toxins from food crops, CurrOpin Biotechnol (2009), oi:10.1016/j.copbio.2009.03.005Reduce toxins Specific needs forhuman

第21页：品质性状（绪论）

Better nutrition

第22页：品质性状（绪论）

Phamaceutical protein and vaccine

第23页：作物产量、分子遗传

Vega-Sa´nchez et al.,Genetic and biotechnological approaches for biofuel cropimprovement. Current Opinion in Biotechnology 2010, 21:218–224Biofuel

第24页：flower

flower

第25页：我国农业的现状我国农业在国民经济中的地位

• 2.我国农业的现状我国农业在国民经济中的地位：耕地占世界的7%（15亿亩左右）粮食总量占世界的24%（5亿吨左右）养活人口占世界的22%（超过
• 13亿）人均粮食不到400公斤

第26页：宋小青，欧阳竹.1999-2007年中国

宋小青，欧阳竹.1999-2007年中国粮食安全的关键影响因素.地理学报，2012,67（6）：793-803n种植面积继续下降

第27页：2013年中国主要农作物播种面积和产量预

数据出处：国家粮油信息中心2013年10月14日发布的预测数据。

第28页：地区供应失衡

地区供应失衡

第29页：单产水平低

单产水平低

第30页：答案是：提高单产

• 答案是：提高单产
• 怎么提高单产？通过作物的遗传改良（即选育优良品种）和作物生长条件的改善（即作物栽培技术）两个相互结合的途径来实现
• 如何选育作物品种就是作物育种学所研究的内容

第31页：南方土壤属于酸性缺磷红壤

• 南方土壤属于酸性缺磷红壤，同时华南地区土壤重金属污染日趋严重，作物的生长和品质面临铝毒、重金属和缺磷严重影响
• pH<55-66-6.56.5-7.57.5-8.5>8.5中国土壤酸碱度分布图 土地质量不高

第32页：品质性状、人口增长与粮食安全

Yaolin Liu.China‘s Food Security Soiled by contamination. Science,2013

第33页：优缺点与发展策略（绪论）

Susan McCouch . Feeding the future .N AT U R E, 2013 , 4 9 9 : 2 3-24

第34页：要点：人工选育的群体

要点：人工选育的群体；具有三性（DUS）：特异性（Distinctness)、一致性(Uniformity)、稳定性(Stability)。一、作物品种的概念（P2）

第35页：为了获得更多的粮食

• 为了获得更多的粮食，为了满足人类生产、生活的需要，品种必须具有高产、稳产、优质等特点，可进行再生产
• 作物品种属于某一植物分类学的种或亚种，但不同于变种，是经济上类别
• 由于地区间生态、经济、栽培等条件的不同以及各条件随时间的推移而改变，因而作物品种具有地区性和时间性
• 生产资料属性经济类型属性地区性时间性

第36页：品种类型：纯系品种

• 品种类型
• 纯系品种(Pure line cultivar)
• 杂种品种(Hybrid cultivar)
• 综合品种(Synthetic cultivar)
• 无性系品种(Clonal cultivar)等。所有类型的品种都应具有“三性”

第37页：自然进化与人工进化

• 二、自然进化与人工进化
• 什么叫进化？
• 进化的三个基本因素是什么？他们之间的关系如何？
• 什么是自然进化？什么是人工进化？
• 自然进化与人工进化的异同点有哪些？
• 从进化的角度看，作物育种的实质就是适当利用自然进化的人工进化

第38页：变异自然变异

1、变异自然变异：自然突变、天然异交人工创造变异：人工杂交：品种间、物种间人工诱变：理、化、生物技术

第39页：选择自然选择

2.选择自然选择：有利于自身生存——适应性人工选择：符合人类需要——经济性状现代作物品种是在自然选择基础上人工选择的产物

第40页：我们的祖先在采栽野生植物种植时便开始了无

我们的祖先在采栽野生植物种植时便开始了无意识的育种

第41页：遗传改良在作物生产发展中的作用

• 三、遗传改良在作物生产发展中的作用
• 遗传改良就是作物品种改良。新品种的应用对提高作物产量的贡献率为40%
• 优良品种的含义
• 生产上良种的含义

第42页：作物品种的作用

• （三）作物品种的作用
• 1.提高产量
• 2.改善品质

第43页：作物品种的作用

• （三）作物品种的作用
• 3.减轻自然灾害
• 4.扩大栽种地区

第44页：作物品种的作用

• （三）作物品种的作用
• 5.有利改革耕作制度
• 6.促进农业机械化
• 7.提高农业生产经济效益

第45页：品种与良种的区别：良种是品种的播种材料

• 品种与良种的区别：良种是品种的播种材料
• 不好的品种劣质种子好品种劣质种子好品种好种子减产不增产增产

第46页：作物育种学的性质和任务

• 一、作物育种学的性质和任务
• 1、作物育种学的定义
• 2、作物育种学的基本任务（P4）

第47页：综合性的应用学科

• 综合性的应用学科：作物育种学以遗传学、进化论为基础，涉及植物学、植物生态学、植物生理学、生物化学、植物病理学、农业昆虫学生农业气象学、物统计与实验设计、生物技术、农产品加工、作物栽培学等的知识
• 经常需要多学科协同作战

第48页：作物育种学的主要内容

• 二、作物育种学的主要内容
• 育种目标的制定及实现目标的相应策略
• 种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新
• 选择的理论和方法
• 人工创新变异的途径、方法几技术
• 杂种优势利用的途径和方法
• 目标性状的遗传、鉴定及选育方法
• 作物育种各阶段的田间实验技术
• 新品种的审定、推广和种子生产

第49页：作物育种学的发展与分子育种的兴起

• 三、作物育种学的发展与分子育种的兴起（一）作物育种学的发展
• 1927美国Hayes & Garber《作物育种》
• 1935前苏联Vavilov《植物育种的科学基础》
• 1942美国Hayes & Immer《植物育种方法》第1版；1955年第2版；1962中译本《植物育种学》
• 1960美国Allard《作物育种原理》

第50页：中国：1936王绶《中国作物育种学》

• 中国：1936王绶《中国作物育种学》
• 1948沈学年《作物育种学泛论》
• 1976蔡旭《植物遗传育种学》第1版；1988第2版
• 1981西北农学院《作物育种学》
• 1994潘家驹《作物育种学总论》
• 1997盖钧镒《作物育种学各论》
• 2003张天真《作物育种学总论》

第51页：现代作物育种的发展动向主要表现在

• 现代作物育种的发展动向主要表现在
• 育种目标要求提高
• 种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新等得到了广泛的重视和加强
• 广泛采用现代技术和仪器，对目标性状进行微量、快速、精确的鉴定和分析，以提高选育效率
• 利用传统育种途径外，还大力开拓育种的新途径和方法，包括人工诱变育种、倍性育种、远缘杂交育种、细胞工程、基因工程等

第52页：分子育种的兴起

• （二）分子育种的兴起
• 植物基因工程在育种上应用最重要的突破是在抗逆性育种方面：TMV外壳蛋白基因（烟草）；Bt杀虫晶体蛋白基因（棉花、玉米），抗除草剂基因（大豆）基因工程有3大优点
• 源于生物的有利基因在人、动物、植物、微生物四大系统内可进行随机交换
• 基因工程可以获得生物的定向变异
• 基因工程是使个别目的基因转移的技术

第53页：近代育种的成就

• 一、近代育种的成就：(一）新品种的选育与推广
• 如被誉为“绿色革命”的IR8水稻（图片），矮秆小麦，高产玉米等

第54页：

第55页：种质资源的收集、保存和创新

（二）种质资源的收集、保存和创新

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第57页：

第58页：

第59页：育种新方法及技术研制和应用杂种优势利用

• （三）育种新方法及技术研制和应用杂种优势利用（图片）
• 远缘杂交：八倍体小黑麦
• 花药培养和单倍体育种
• 单粒法测定玉米含油量等微量、快速鉴定技术
• 分子标记辅助育种:抗病聚合育种转基因育种：抗虫棉

第60页：籼型杂种稻“汕优63”

籼型杂种稻“汕优63”

第61页：玉米杂交种的利用

玉米杂交种的利用

第62页：目标性状的选育方面

• （四）目标性状的选育方面
• 高产
• 高效
• 抗病
• 抗逆
• 品质：谷类高蛋白、高赖氨酸；水稻低谷蛋白；油菜高含油量、低芥酸、低硫苷；棉花高纤维强度等

第63页：品质性状、诱变与突变体筛选

WTwxdu1du2du3du4du5Mutants modifying amylose contentI2・KI15.58%0.76%5.32%6.48%7.22%3.80%5.32%Amylose content

第64页：种质资源的搜集、保存、研究、创新

• 种质资源的搜集、保存、研究、创新
• 育种理论与方法的研究，目标性状的研究、传统方法的改进、新技术的开拓和完善
• 加强多学科的综合研究和协作
• 种子产业化（五）展望