【优质】植物营养的遗传特性与改良.pptVIP

主要内容 第一节 植物营养性状的概念 第二节 植物营养性状基因型 差异的机理 第三节 植物营养性状的遗传学 改良 不同基因型小麦在缺锌条件下籽粒产量(t/ha)比较 在缺铜土壤上不同基因型对铜的反应 根分泌的低分子有机物对根际养分的活化作用 传统育种方法 在植物营养性状改良中的应用 引种 纯系选择 杂交育种 回交育种 诱变育种 杂种优势利用 群体改良 铁效率育种的一些实例 细胞遗传学和体细胞遗传学方法在植物营养性状改良中的应用 染色体工程 染色体加倍 染色体替换和添加 外源染色体导入 体细胞遗传学方法 器官与组织培养 愈伤组织培养 单细胞培养 原生质体培养 分子生物学技术在植物营养性状研究与改良中的应用 基因工程技术 基因文库的建立与基因克隆 基因的转移 分子遗传标记技术 RFLP RAPD AFLP PCR-SSCP STS 串联重复序列 植物元素毒害抗性的遗传学改良 植物抗元素毒害能力的基因潜力 植物对元素毒害抗性的控制机理 植物抗元素毒害能力的改良方法 常规选育良种方法 植物组织与细胞培养方法 植物基因工程方法 养分的利用效率是指植物组织内单位养分所产生的地上部干物质重量。通常养分利用率高的植物体内养分的浓度较低。 （三）利用效率 菜豆和番茄不同品种氮、磷、钾和钙的养分利用效率 植物种类 缺乏的 养分 重新供应养分 的量 （ mg/ 株） 基因型 品种数 （个） 干物重 （ g ） 养分利用效率 （ g 干物重 / g 养分） 菜豆 K 11.3 低效 63 6.00 157 高效 58 8.83 294 番茄 K 5 低效 94 0.95 173 高效 98 1.97 358 菜豆 P 2 低效 2 0.87 562 高效 11 1.50 671 番茄 N 2 低效 51 2.51 83 高效 63 3.62 118 番茄 Ca 10.0 低效 39 1.35 381 高效 39 3.63 434 植物对矿质养分胁迫的适应性机理 养分胁迫类型 作物种类 机 理 硼中毒 小麦，大麦 排斥 磷高效率 白羽扇豆 分泌柠檬酸 油 菜 根际 pH 降低 木 豆 分泌番石榴酸 铁高效率 油 菜 根表铁的还原 向日葵 分泌质子 白羽扇豆 分泌柠檬酸 燕麦，小麦 分泌植物高铁载体 大 麦 分泌植物高铁载体 耐盐性 小 麦 低亲和力，高钠浓度时无排斥作用 硼中毒 翦股颖属 合成金属螯合肽 硝态氮的吸收 玉 米 NO 3 -/OH - 逆运诱导吸收系统 钙磷效率 番 茄 低浓度时吸收快，活化多 磷钾高效率 菜 豆 根和老叶中的吸收和再活化利用能力强 锰中毒 菜 豆 不同的内在忍耐性 水稻，大麦 根系对锰的氧化 苜蓿，西葫芦 分泌具有锰氧化能力的物质 黄瓜，番茄 分泌具有锰氧化能力的物质 水 稻 通过硅增加内部抗性，减轻毒害 锌中毒 翦股颖属 细胞壁对锌的固定 养分高效基因型应具备以下几个方面的特点： 理想的根系形态和合理的根系分布 对低浓度养分有较高的专一性吸收速率（低Km和Cmin值） 胁迫时根际有强烈的适应性反应 体内运输和再利用能力强 利用率高或代谢需求量低 二、遗传学特性 一般认为，大量营养元素的遗传控制比较复杂，大多是由多基因控制的数量性状；而微量元素则相对比较简单，主要是由单基因或主效基因控制的质量性状。 磷营养效率的遗传控制表现为连续变异，具有多基因控制的数量遗传特性。 大豆的铁营养效率是由同一位点的一对等位基因（Fe，Fe和fe，fe）控制的，铁高效基因（Fe，Fe）为显性，其分离方式符合孟德尔遗传规律。进一步研究结果表明，铁营养效率的控制部位在根部而不在地上部。铁高效基因型大豆的根系具有较高还原铁的能力。 大豆铁高效率基因型（FeFe）× 铁低效率基因型（fefe）杂交后代分离的图式 Fefe FeFe Fefe feFe fefe P1P2 F1 F2 3 ： 1 FeFe fefe × （绿叶） （黄化叶） × 自交 （分离） （绿叶） （绿叶） （黄化叶） HA PI HA HA HA PI PI PI 石灰性缺铁土壤中大豆铁高效基因型与低效率基因型嫁接结果示意图 HA铁高效品种， PI铁低效品种 引自Brown等，1958 几种主要植物微量元素的遗传特征 营养特点 作 物 遗传特征 缺铁 大 豆 单位点，显性主基因控制的吸收 燕 麦 单基因，显性 番 茄 主基因 + 微效基因，显性 缺硼 芹 菜 单基因，显性 缺铜 黑 麦 单基因，显性，位于 5RL 缺锰 大多数植物 单基因，显性 锰中毒 大 豆