作物育种学第二章种质资源.pptVIP

第二章 种 质 资 源 第一节 种质资源工作的重要性 第二节 作物起源中心学说 第三节 种质资源的研究与利用 第四节 电子计算机在种质资源 管理中的应用 第一节 种质资源工作的重要性 一. 种质资源(germplasm resources)的概念： 具有一定种质或基因的生物类型，称为种质资源（又称遗传资源(genetic resources)、基因资源(gene resources)、基因银行(gene bank)） 。 二、种质资源工作的重要性 1.种质资源是育种工作的物质基础。 2.育种工作突破性的成就，取决于关键性基因资源的发掘与利用。 3.种质资源是不断发展新作物的主要来源。 4.实现新的育种目标，必须拥有更多的基因资源。 5.种质资源是理论研究的重要材料。 1.种质资源是育种工作的物质基础 没有好的种质资源，就不可能育成好的品种。如19世纪中叶欧洲马铃薯晚疫病大流行，后来利用从墨西哥引入的抗病的野生种杂交育成抗病品种，才使欧洲马铃薯种植业得到挽救。 20世纪50年代中期，美国大豆产区孢囊线虫病大发生，大豆生产濒临停滞，是从中国引入北京小黑豆育成了一批抗线虫品种，才使病害得到有效控制。 2.育种工作突破性的成就，取决于关键性基因资源的发掘与利用 当代植物育种中的每一重大成就，突破性品种的育成几乎都是和种质资源方面的重大发现和开发利用分不开的。 50年代我国发现并利用了矮脚南特、矮子粘等水稻矮源，育成一批矮秆、抗倒、高产的籼稻良种（广场矮、珍珠矮）。同时，随着低脚乌尖等的发现和利用，推动了全球范围的水稻“绿色革命”。 水稻矮化育种关键是基于矮秆基因sd1的发现和利用。 70年代，由于野败型雄性不育籼稻种质的发现(李必湖)和从国外引入强恢复性种质资源(IR系列)，使我国的籼稻杂种优势利用有了突破性进展，处于世界领先水平。 超级稻育种采用籼粳杂种F1优势的利用，关键是广亲和基因S5-n的发现和利用。 玉米高赖氨酸突变体奥派克2号的发现利用，大大推动了玉米营养品质育种。可见，农业的发展，在很大程度上将取决于我们对种质资源的发掘和利用的程度。 3.种质资源是不断发展新作物的主要来源 4.实现新的育种目标，必须拥有更多的基因资源 作物育种目标不是一成不变的，人类物质生活水平的不断提高对作物育种不断提出新的目标。新的育种目标能否实现决定于育种家所拥有的种质资源数量和质量。如在油料、麻类、饲料和药用等植物方面，常常可以从野生植物中直接选出一些优良类型，进而培育出具有经济价值的新作物或新品种。 5.种质资源是理论研究的重要材料。 种质资源是人类的宝贵财富。 农业科学的未来，在很大程度上取决于人类在多大程度上发掘和利用植物种质资源。 J.R.Harlan(1970)指出，“人类的命运将取决于人类了解和发掘植物资源的能力”。 三、保护种质资源 生态系统退化迅速并不断加快。地球物种消失速度比自然灭绝的速度要快100到1000倍。 地球史上物种大规模的灭绝发生过五次，最近一次是发生在6500万年前的恐龙和其他许多物种的灭绝。现在我们正处在第六次物种大灭绝之际，这是地球上一个物种（人类）和所有其他物种之间资源竞争的结果。灭绝过程主要归因于栖息地退化，不断由人类引发的气候变化对生物多样性的影响愈加严重。 哥本哈根大学卡斯滕教授说，生物多样性危机即物种迅速消失和生态系统快速退化对于未来地球上人类的稳定和繁荣很可能是一个更大的威胁。如果我们要解决这个危机，需要科学家、政治家和政府部门的紧密合作。 第二节 作物起源中心学说 一、瓦维洛夫的作物起源中心学说 为了搜集、研究、利用种质资源，需要到各种植物的原产地考察，了解种质资源的来源、遗传变异程度及其分布情况。 作物起源中心的研究是整个种质资源研究的基础。 一、瓦维洛夫的作物起源中心学说 瓦维洛夫(Vavilov)从1920年起，组织了一支庞大的植物采集队，先后到过60多个国家，并对采集到的30余万份植物标本及种子进行了研究，提出了作物起源中心学说（Theory of origin center of crops）。 （一）学说的内容 1.作物起源中心有两个主要特征： 基因的多样性和显性基因频率高，又名为基因中心或多样化变异中心。 2.最初始的起源地为原生起源中心(primary origin center)。 当作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时，因自交和自然隔离形成新的隐性基因控制的多样化地区，称次生起源中心 （ secondary origin center ）。 3. 在一