作物育种学总论详解.docVIP

作物育种学总论 绪论： 在农业生产中，提高粮食生产水平，实施“粮食安全”策略，主要是通过两个途径来实现的。一是通过作物的遗传改良，选育高产、稳产、优质、高效的农作物优良品种，提高单位面积的产量和效益；二是通过改善和保证优良品种的生长发育条件，充分发挥其高产优质高效的作用。前者属于作物育种学科研究的内容，后者则主要是属于作物栽培学的。联合国粮农组织（FAO）在2002年的报告中指出，今后国际粮食总产量增长的20%可依靠面积的增加，而80%将依赖于单产水平的提高。单产提高的60%～80%将来源于良种的科技进步。 一、作物育种学及其内容、性质和任务 1.什么是作物育种学 作物育种学是研究选育和繁育作物优良品种的理论与方法的科学。 2.作物育种学的主要内容 （1）制定育种目标及其实施策略； （2）搜集并研究、鉴定种质资源； （3）人工创造变异的途径、方法与技术； （4）选择的理论和方法； （5）目标性状的遗传规律及其鉴定与选择方法； （6）杂种优势利用的途径与方法； （7）育种不同阶段的田间试验技术； （8）新品种的审定推广和种子生产。 3.作物育种学的性质和任务 作物育种学的基本任务是在研究和掌握作物性状遗传变异规律的基础上,发掘、研究和利用有关的种质资源，针对一定地区的经济和生产发展的需要，采用适宜的育种途径和方法，选育适于本地区的作物优良品种；同时在其繁育推广过程中，要保持和提高其种性，为农业生产提供充足的优质种子，促进“两高一优”农业的发展。 作物育种学是人工进化的科学，是一门以遗传学、进化论和植物生态学为主要理论的综合性应用科学。随着科学技术的迅猛发展，今天的作物育种科学已远远超出一门学科的范畴，除了上述的主要理论基础外，它还涉及到植物学、植物生理学、、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生物化学、生物技术、生物统计、农产品加工等多学科知识与研究方法，而且与作物栽培学有着密不可分的联系。因此，要做好育种工作，需要渊博的知识，熟练的技巧；还要了解生产中存在的问题，掌握国内外育种工作的现状与动态，在制定出切实可行的育种计划和实施方案的基础上，通过艰苦的劳动才可得以实现。 二、作物进化与遗传改良 今天地球上已经发现的植物大约有39万种，属于人工栽培的约有2300种。这些形形色色、种类繁多的植物无一不是在漫长的历史过程中逐渐演变而来的。现有的各种作物，属于栽培植物，也都是从野生植物演变而来的。这种演变发展过程就称为进化。生物的进化分为自然进化和人工进化。它们的动力取决于三个基本要素，即变异、遗传和选择。遗传和变异是进化的内因和基础，选择决定进化的发展方向。自然进化是在自然条件下发生的自然变异经自然选择的进化，而人工进化则是人们按照自身生产生活的需要，通过人工创造变异，在人为干预下进行选择的结果。二者在进化速度和方向上有很大差别，前者进展缓慢，是一种无意识的选择；后者进展迅速，是一种有意识地按照人类的需要而进行的选择。例如，农作物的大穗、大粒和不易落粒性等高产性状，往往要被自然选择所淘汰，而只能通过人工选择才能够得到保留和提高。从这个意义上讲，作物育种学就是人工进化的科学。事实上，作物品种的选育一直是在人为的干预下，通过运用生物进化的三要素而进行的。这就是首先要创造变异，再从变异中选优去劣，然后在隔离条件下使优良个体稳定遗传并繁殖成优良的品种群体。 遗传改良就是指作物品种改良。将野生植物驯化为栽培作物，就是初步的，缓慢的遗传改良过程。古代人是靠打猎、捕鱼和采摘野生植物的果实和种子生活的。进入新石器时代（约1万年以前），人类开始定居下来，也开始了栽培作物。并且为了对其进行不断地改良，选育出大量的作物品种，积累了丰富的育种经验。但是，在这段漫长的历史过程中，由于缺乏科学的遗传理论指导，只是靠经验选育，育种进展的速度十分缓慢。历史事实表明，育种速度大踏步前进还是近一百年的事。 作物育种学的发展是随着遗传学的发展而进步的。 1865年孟德尔的豌豆杂交试验揭示了生物的遗传规律，为现代育种奠定了科学理论基础，从而使作物育种有了突飞猛进的发展。 约翰生，1903年发表了纯系学说，区分了环境变异和遗传变异，同时提出了群体和纯系的概念，由此发展而来的系统育种，在新品种选育和良种繁育过程中发挥了巨大作用。 舒尔（Shull,G.H,1909）首先提出了杂种优势概念。从上个世纪三十年代开始，美国首先在生产上大规模种植杂种玉米。今天在农作物上已经广泛地利用了杂种优势，这已成为当代最有成效的育种方法之一。 1927年穆勒（Muller,H.J.）利用X射线诱发果蝇突变成功。从此奠定了诱变育种基础。 1937年布莱克斯里（Blakslee,A.F.）利用秋水仙素诱导植物多倍体成功，奠定了作物多倍体育种的理论基础。 1964年印度人古哈（Guha,S.）首先从毛叶