1、2022年10月6日星期四【生物技术】第九讲植【生物技术】第九讲植物种质资源物种质资源&种质资源的作用与现状种质资源的作用与现状&种质资源的类型与特点种质资源的类型与特点&园艺植物的起源与进化园艺植物的起源与进化&种质资源的收集与保存种质资源的收集与保存&种质资源的评价与利用种质资源的评价与利用&种质资源的创新种质资源的创新主要内容主要内容v种质资源种质资源包括：栽培种、野生种及近缘包括：栽培种、野生种及近缘种，人工创造的种质材料。种，人工创造的种质材料。v蕴藏种质的主要材料是：蕴藏种质的主要材料是：植株植株 、种子，根、茎、叶、芽等无、种子，根、茎、叶、芽等无性繁殖器官和营养器官，及愈伤组织
2、、性繁殖器官和营养器官，及愈伤组织、分生组织、花粉、合子、细胞、原生质分生组织、花粉、合子、细胞、原生质体、以及染色体和核酸片段等。体、以及染色体和核酸片段等。1.1 种质资源的作用与现状种质资源的作用与现状1.1.1 种质资源的作用种质资源的作用v种质资源是地球生命的基础。种质资源是地球生命的基础。v是人类赖以生存和发展的基础，是最为宝是人类赖以生存和发展的基础，是最为宝贵的自然财富。贵的自然财富。v是利用和改良生物的物质基础，是育种的是利用和改良生物的物质基础，是育种的原始材料及生命科学研究的基础材料。原始材料及生命科学研究的基础材料。一个基因或者一个物种可以影响一个一个基因或者一个物种可
3、以影响一个国家的有关的经济发展；一个优良的生国家的有关的经济发展；一个优良的生态群落的建立可以改善一个地区的环境。态群落的建立可以改善一个地区的环境。实例：实例：野生稻雄性败育基因野生稻雄性败育基因 矮杆基因（绿色革命）矮杆基因（绿色革命）野生马铃薯抗晚疫病基因野生马铃薯抗晚疫病基因F提供各种工业原料、医药品，在娱乐、提供各种工业原料、医药品，在娱乐、旅游业中也起着重要作用。旅游业中也起着重要作用。F拥有种质资源的拥有种质资源的数量和质量数量和质量，以及对其，以及对其研究的程度研究的程度是决定育种效果的重要条件，是决定育种效果的重要条件，也是衡量一个国家或研究单位育种水平也是衡量一个国家或研究
4、单位育种水平的重要标志。的重要标志。生态系统多样性生态系统多样性生态系统多样性生态系统多样性1.1.2 种质资源的现状与存在问题种质资源的现状与存在问题1.1.2.1发展理念的误区造成种质资源的发展理念的误区造成种质资源的遗传侵蚀遗传侵蚀 v人类对品种良种化和遗传一致性的要求，人类对品种良种化和遗传一致性的要求，使传统的品种被改良品种所取代，并使之使传统的品种被改良品种所取代，并使之加速灭绝。减少了种质资源遗传多样性。加速灭绝。减少了种质资源遗传多样性。v更大的一致性倾向或遗传单一性增加了主更大的一致性倾向或遗传单一性增加了主要作物对流行性病虫害潜在的遗传脆弱性。要作物对流行性病虫害潜在的遗传
5、脆弱性。地质史上已发生过5次自然大灭绝(Wilson,1989)原因：地质变化和大灾变；地球又一次进入大灭绝时期，当代物种灭绝速度比自然灭绝速度快1000倍(Wilson,1989)！有花植物中约有510的物种处于 受威胁或濒危之中（陈心启等,1998）1个物种灭绝可能影响到几十个物种 的生存。生物多样性保育的紧迫性生物多样性保育的紧迫性L人类对资源的需求日趋增长，逐渐造成生态人类对资源的需求日趋增长，逐渐造成生态环境的破坏和生物资源流失。环境的破坏和生物资源流失。L大量砍伐和焚烧森林，过度放牧，使大量野大量砍伐和焚烧森林，过度放牧，使大量野生动物、植物失去栖生、繁衍的场所。生动物、植物失去栖
6、生、繁衍的场所。1.1.2.2人类活动及现代科技的发人类活动及现代科技的发展展 对种质资源的影响对种质资源的影响L城市、工矿的发展占用了大量的绿地，使土城市、工矿的发展占用了大量的绿地，使土壤、水源和大气的污染。植被的破坏加剧了生壤、水源和大气的污染。植被的破坏加剧了生态环境的恶化，反过来又导致了生物资源的进态环境的恶化，反过来又导致了生物资源的进一步流失，形成了恶性循环。一步流失，形成了恶性循环。L现代科技的迅猛发展产生了某些负面的影响。现代科技的迅猛发展产生了某些负面的影响。农业机械的广泛应用，使不适应现代机械要求农业机械的广泛应用，使不适应现代机械要求的品种有逐步消失的危险的品种有逐步消
7、失的危险;化学肥料和农药的化学肥料和农药的大规模使用，造成大量种质资源减少大规模使用，造成大量种质资源减少,用飞机用飞机喷撒农药，使野生资源也受到损失喷撒农药，使野生资源也受到损失;生物工程生物工程的安全性等。的安全性等。B1.2 种质资源的类型和特点种质资源的类型和特点按其来源分类按其来源分类种质资源的类别种质资源的类别：本地的种质资源本地的种质资源外地的种质资源外地的种质资源野生的种质资源野生的种质资源人工创造的种质资源人工创造的种质资源1.2 种质资源的类型和特点种质资源的类型和特点按其来源分类按其来源分类亲缘关系亲缘关系分类分类种质资源的类别种质资源的类别：植物学分类：科、属、种1.2
8、 种质资源的类型和特点种质资源的类型和特点按其来源分类按其来源分类亲缘关系亲缘关系分类分类育种实用育种实用性分类性分类种质资源的类别种质资源的类别：现代优良品种或高产品种、主要商品品种、次要品种、具有特长的、过时类型、育种材料、突变体、原始类型、野草类和野生种十类。1.2 种质资源的类型和特点种质资源的类型和特点按其来源分类按其来源分类亲缘关系亲缘关系分类分类育种实用育种实用性分类性分类生态类型生态类型分类、用途分类分类、用途分类种质资源的类别种质资源的类别：地方品种、主栽品种、原始栽培类型、地方品种、主栽品种、原始栽培类型、野生近缘种和育种材料野生近缘种和育种材料 种质资源的类型及性质来分类
9、种质资源的类型及性质来分类1.2.1 地方品种地方品种z指那些在局部地区内栽培的品种，或古指那些在局部地区内栽培的品种，或古老的农家品种老的农家品种z是长期自然选择和人工选择的结果。特是长期自然选择和人工选择的结果。特定的适应性和抗逆性强定的适应性和抗逆性强z适合当地特殊的饮食或观赏消费习惯和适合当地特殊的饮食或观赏消费习惯和栽培习惯栽培习惯z大多没有经过现代育种技术的改良。大多没有经过现代育种技术的改良。z有些材料虽有明显缺点，但往往具有某有些材料虽有明显缺点，但往往具有某些罕见的特性，以及具备一些在目前看些罕见的特性，以及具备一些在目前看来虽然并不重要的特殊经济价值来虽然并不重要的特殊经济
10、价值z往往因优良新品种的推广而被淘汰（特往往因优良新品种的推广而被淘汰（特别是过时的或极为零星分散的品种）别是过时的或极为零星分散的品种）z 是最重要的，具极大遗传价值和育种潜是最重要的，具极大遗传价值和育种潜力的种质资源力的种质资源。1.2.2 主栽品种主栽品种W经由现代育种技术改良过的品种，或称改良品种。经由现代育种技术改良过的品种，或称改良品种。W遗传多样性较地方品种单一，即基因库较狭窄。遗传多样性较地方品种单一，即基因库较狭窄。W适应当前新的消费习惯和生产方式。适应当前新的消费习惯和生产方式。W具有较好的丰产性和较广的适应性及抗逆性。但外地具有较好的丰产性和较广的适应性及抗逆性。但外地
11、或外国引入的品种对本国（地）的特殊气候条件的适或外国引入的品种对本国（地）的特殊气候条件的适应性差于本国（地）的主栽品种应性差于本国（地）的主栽品种W它们是育种的基本材料。它们是育种的基本材料。1.2.3 原始栽培类型原始栽培类型具有原始农业性状的类型。是现代栽培作物的原具有原始农业性状的类型。是现代栽培作物的原始种或参与种，是经数千年的发展而产生的。始种或参与种，是经数千年的发展而产生的。不少原始栽培类型已经绝灭。现今往往要在人们不少原始栽培类型已经绝灭。现今往往要在人们不容易到达的地区才能搜集到。不容易到达的地区才能搜集到。基因库丰富，对本地区的气候条件适应性更强。基因库丰富，对本地区的气
12、候条件适应性更强。是难得的育种材料。是难得的育种材料。1.2.4 野生种及近缘种野生种及近缘种野生种是生物进化长期自然选择的的结果野生种是生物进化长期自然选择的的结果栽培作物近缘种是介于栽培和野生类型之间的栽培作物近缘种是介于栽培和野生类型之间的不同程度的过渡类型是人工选择的成果。不同程度的过渡类型是人工选择的成果。具备生物多样性具备生物多样性,常带有作物所缺少的某些抗逆常带有作物所缺少的某些抗逆基因，在育种上往往作为抗源资源加以利用。基因，在育种上往往作为抗源资源加以利用。在生产上有些野生近缘种也作为嫁接砧在生产上有些野生近缘种也作为嫁接砧木加以利用。木加以利用。由于人类对生态环境的不断干扰
13、和破坏，由于人类对生态环境的不断干扰和破坏，很多野生近缘种已从开垦地上退走，有很多野生近缘种已从开垦地上退走，有些种已濒于灭绝。些种已濒于灭绝。它的生物科学及植物育种的源泉。它的生物科学及植物育种的源泉。1.2.5 人工育种材料人工育种材料各种育种途径的中间材料。各种育种途径的中间材料。如这种材料可以是杂如这种材料可以是杂种后代、物理化学诱变育成的突变体，人工诱变种后代、物理化学诱变育成的突变体，人工诱变的多倍体、体细胞融合材料、远缘杂交材料、转的多倍体、体细胞融合材料、远缘杂交材料、转基因材料等等，有人称之为育种中间材料。基因材料等等，有人称之为育种中间材料。虽然它们具有某些缺点，而不能成为
14、新的品种，虽然它们具有某些缺点，而不能成为新的品种，但因具有一些明显的优良性状，仍不失为一种优但因具有一些明显的优良性状，仍不失为一种优良的亲本或种质资源。良的亲本或种质资源。这类材料，因育种工作的不断发展会日益增加，这类材料，因育种工作的不断发展会日益增加，这样会大大丰富种质资源的遗传多样性。这样会大大丰富种质资源的遗传多样性。B13 园艺作物的起源和进化园艺作物的起源和进化远远古时古时期的期的地理地理隔离隔离野野生植生植物就物就地驯地驯化化变变种种和和品品种种全世全世界形界形成了成了不同不同的作的作物起物起源中源中心心社社会发会发展商展商业、业、旅游旅游及战及战争争各起各起源中源中心作心作
15、物向物向着中着中心以心以外传外传播播逐渐演逐渐演化成现化成现今世界今世界园艺作园艺作物分布物分布的现状的现状野野生生植植物物人类人类采集采集移栽移栽选择选择杂交和杂交和培育培育栽培栽培品种品种1.3.1 瓦维洛夫瓦维洛夫（.）的作物起源中心的作物起源中心学说（学说（theory of origin center of crops）v较系统地对作物起源中心研究分类影响较大的较系统地对作物起源中心研究分类影响较大的有三大系统，有三大系统，v即德坎多尔的即德坎多尔的“三大起源中心论三大起源中心论”v瓦维洛夫的瓦维洛夫的“八大起源中心论八大起源中心论”v和茹考夫斯基的和茹考夫斯基的“十二大起源中心论十
16、二大起源中心论”。v瓦维洛夫的起源中心学说瓦维洛夫的起源中心学说v 19201940年间，苏联瓦维洛夫考察年间，苏联瓦维洛夫考察队跨亚、欧、非、美洲队跨亚、欧、非、美洲60多个国家，多个国家，180次，搜集了次，搜集了25万余份植物材料万余份植物材料v于于1935年发表了育种的理论基础一年发表了育种的理论基础一书，提出栽培植物起源中心学说，并首书，提出栽培植物起源中心学说，并首次绘制了栽培植物起源中心图（图次绘制了栽培植物起源中心图（图1-1）1.3.1.1 作物起源中心的主要内容作物起源中心的主要内容提出主要世界作物八大起源中心（提出主要世界作物八大起源中心（center of origin
17、 of crops），及其地理分布和植，及其地理分布和植物种类和特点。物种类和特点。作物起源中心有两个主要特征作物起源中心有两个主要特征 即即基因的多样性基因的多样性和和显性基因的频率较高，显性基因的频率较高，又名为基因中心或变异多样化中心又名为基因中心或变异多样化中心1.3.1.1 作物起源中心的主要内容作物起源中心的主要内容最初始的起源地称为最初始的起源地称为初生起源中心初生起源中心（primary origin center）往往是作物显性性状和最大遗传）往往是作物显性性状和最大遗传多样性的聚集地区。多样性的聚集地区。作物由初生起源中心地向外扩散到一定范围时，作物由初生起源中心地向外扩散
18、到一定范围时，在边缘地又会因作物本身的自交和自然隔离而形在边缘地又会因作物本身的自交和自然隔离而形成新的隐性基因控制的多样化地区，即为成新的隐性基因控制的多样化地区，即为次生起次生起源中心源中心（secondary origin center）。常常具有。常常具有可利用价值的性状，如种子、果实增大等。可利用价值的性状，如种子、果实增大等。在一定的生态环境中，在相近植物的遗在一定的生态环境中，在相近植物的遗传变异性中出现平行现象。即传变异性中出现平行现象。即同源平行同源平行变异律变异律（law of parallel variation）。）。同源平行变异律在作物选育和引种中有同源平行变异律在作
19、物选育和引种中有重要的指导意义。重要的指导意义。1.3.1.1 作物起源中心的主要内容作物起源中心的主要内容提出主要世界作物八大起源中心提出主要世界作物八大起源中心作物起源中心有两个主要特征作物起源中心有两个主要特征起源中心分为起源中心分为初生起源中心次生起源中心初生起源中心次生起源中心同源平行变异律同源平行变异律总结：总结：1.3.1.2 世界世界8个作物起源中心个作物起源中心（1）中国起源中心）中国起源中心 v包括中国中、西部山岳及毗邻低地。包括中国中、西部山岳及毗邻低地。v主要起源的园艺作物如：桃、杏、梅、樱桃、主要起源的园艺作物如：桃、杏、梅、樱桃、山楂、枣、银杏、柿、榛、甜橙、香橙、
20、枇杷、山楂、枣、银杏、柿、榛、甜橙、香橙、枇杷、龙眼、荔枝、柚、不结球白菜、大白菜、葱、龙眼、荔枝、柚、不结球白菜、大白菜、葱、莴笋、丝瓜、茼蒿、牡丹、芍药、菊花等。莴笋、丝瓜、茼蒿、牡丹、芍药、菊花等。（2）印度起源中心）印度起源中心 v包括缅甸和阿萨姆（印度东部的省）。包括缅甸和阿萨姆（印度东部的省）。v主要起源的园艺作物如：芒果、桔、柠檬、枸主要起源的园艺作物如：芒果、桔、柠檬、枸橼、椰子、茄子、苦瓜、葫芦、丝瓜、蛇瓜、橼、椰子、茄子、苦瓜、葫芦、丝瓜、蛇瓜、虎尾兰等。虎尾兰等。（2a）印度一马来亚起源中心（印度起源中心的）印度一马来亚起源中心（印度起源中心的补充）补充）v 包括马亚群岛
21、，一些大岛屿如爪哇、婆罗州、包括马亚群岛，一些大岛屿如爪哇、婆罗州、苏门答腊以及菲律宾和印度支那。苏门答腊以及菲律宾和印度支那。v主要起源的园艺作物如：穗桔、棕榈槟榔、面主要起源的园艺作物如：穗桔、棕榈槟榔、面包树、柚、依兰、硕竹、豆蔻等。包树、柚、依兰、硕竹、豆蔻等。（3）中亚起源中心）中亚起源中心 v 包括印度西北部、克什米尔、阿富汗、塔吉克和乌包括印度西北部、克什米尔、阿富汗、塔吉克和乌兹别克。兹别克。v主要起源的园艺作物如：胡萝卜、洋葱、大蒜、菠主要起源的园艺作物如：胡萝卜、洋葱、大蒜、菠菜、杏、梨、扁桃、枣、葡萄、胡桃、阿月浑子等菜、杏、梨、扁桃、枣、葡萄、胡桃、阿月浑子等（4）前亚
22、起源中心）前亚起源中心 v包括小亚细亚、伊朗、外高加索。包括小亚细亚、伊朗、外高加索。v主要起源的园艺作物如：无花果、石榴、葡萄、苹主要起源的园艺作物如：无花果、石榴、葡萄、苹果、柿、梨、胡桃、扁桃、欧洲甜樱桃、欧榛、莴果、柿、梨、胡桃、扁桃、欧洲甜樱桃、欧榛、莴苣、韭葱、甜菜、南瓜、胡萝卜、甘蓝、香芹菜、苣、韭葱、甜菜、南瓜、胡萝卜、甘蓝、香芹菜、月桂、罂粟、番红花等。月桂、罂粟、番红花等。（5）地中海起源中心）地中海起源中心 v 包括地中海沿岸地区。包括地中海沿岸地区。v主要起源的园艺作物如：油橄榄、甘蓝、主要起源的园艺作物如：油橄榄、甘蓝、芹菜、茴香、大蒜、洋葱、萝卜、黑芥、芹菜、茴香、
23、大蒜、洋葱、萝卜、黑芥、白芥、石刁柏、月桂、大马士革蔷薇、白芥、石刁柏、月桂、大马士革蔷薇、鸢尾等。鸢尾等。（6）埃塞俄比亚起源中心）埃塞俄比亚起源中心 v 包括埃塞俄比亚和厄立特里亚山区。包括埃塞俄比亚和厄立特里亚山区。v主要起源的园艺作物如：埃塞俄比亚芭主要起源的园艺作物如：埃塞俄比亚芭蕉、咖啡、油棕、西瓜、豇豆、芫荽、蕉、咖啡、油棕、西瓜、豇豆、芫荽、秋葵等。秋葵等。（7）墨西哥）墨西哥中美起源中心中美起源中心 v包括墨西哥包括墨西哥中美所属地区。中美所属地区。v主要起源的园艺作物如：木瓜、番石榴、番主要起源的园艺作物如：木瓜、番石榴、番茄、辣椒、菜豆、南瓜、仙人掌、龙舌兰、茄、辣椒、菜
24、豆、南瓜、仙人掌、龙舌兰、虎皮兰等。虎皮兰等。（8）南美起源中心）南美起源中心 v包括秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚。包括秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚。v主要起源的园艺作物如：西番莲、番荔枝、主要起源的园艺作物如：西番莲、番荔枝、番石榴、马铃薯、番茄、辣椒、南瓜等。番石榴、马铃薯、番茄、辣椒、南瓜等。（8a）智利亚中心）智利亚中心 主要起源的园艺作物如：马铃薯、草莓等。主要起源的园艺作物如：马铃薯、草莓等。（8b）巴西）巴西巴拉圭亚中心巴拉圭亚中心 主要起源的园艺作物如：番樱桃、风梨、主要起源的园艺作物如：番樱桃、风梨、西番莲等西番莲等 表表1-1 原产于中国的主要园艺作物原产于中国的主要园艺作物种类种
25、类国内栽培国内栽培历史年）历史年）种类种类国内栽国内栽培历史培历史年）年）种类种类国内栽培国内栽培历史年）历史年）种类种类国内栽国内栽培历史培历史年）年）桃桃1300大白菜大白菜1400芋（芋（4）2400白兰花白兰花1000杏杏2600叶芥叶芥2600薹菜薹菜1500菊花菊花3000中国李中国李2600大葱大葱2600芥蓝芥蓝800月季月季2000白梨白梨2600茭白茭白2100根芥根芥400桂花桂花1800砂梨砂梨2600菱菱3000蕹菜蕹菜1600翠菊翠菊1000山楂山楂2000莲藕莲藕2500慈姑慈姑2100百合百合1500柿柿1800萝卜萝卜2200萱草萱草3000腊梅腊梅2000枣
26、枣2300姜姜2000中国兰花中国兰花2000芍药芍药4000板栗板栗2300茎芥茎芥1000梅花梅花2000山茶山茶1400猕猴桃猕猴桃1200毛豆毛豆5000牡丹牡丹2000丁香丁香1000荔枝荔枝2000冬瓜冬瓜2000杜鹃杜鹃1500水仙水仙2000枇杷枇杷1700苘蒿苘蒿900玉簪玉簪2000不结球白菜不结球白菜1500荸荠荸荠2100凤仙花凤仙花400B1.4 种质资源的搜集与保存种质资源的搜集与保存国务院办公厅于国务院办公厅于2004年年25号文发布号文发布“关于加强生关于加强生物物种资源保护和管理的通知物物种资源保护和管理的通知”要求各地区、各有关部门充分认识生物物种资源要求各
27、地区、各有关部门充分认识生物物种资源保护和管理的重要性和紧迫性，开展生物物种资源保护和管理的重要性和紧迫性，开展生物物种资源调查，做好生物物种资源编目工作，制定生物物种调查，做好生物物种资源编目工作，制定生物物种资源保护与利用规划，加强生物物种资源保护基础资源保护与利用规划，加强生物物种资源保护基础能力建设、管理制度建设和科学研究等。能力建设、管理制度建设和科学研究等。1.4 种质资源的搜集与保存种质资源的搜集与保存1.4.1 种质资源的调查种质资源的调查1.4.1.1 种质资源调查的目的和意义种质资源调查的目的和意义v摸清当地的生物资源，可以直接或间接地应用摸清当地的生物资源，可以直接或间接
28、地应用于生产。于生产。v为作物发展规划或品种区域化提供资料。为作物发展规划或品种区域化提供资料。v编写作物志，或整理成文献。为资源的搜集、编写作物志，或整理成文献。为资源的搜集、保存和研究利用提供了信息。保存和研究利用提供了信息。1.4.1.2 种质资源调查的主要内容种质资源调查的主要内容地区情况调查地区情况调查:社会经济和自然社会经济和自然(地形、气象、土壤、植被等地形、气象、土壤、植被等)生物资源概况调查生物资源概况调查:栽培历史和分布，种类和品种，繁殖方法栽培历史和分布，种类和品种，繁殖方法和栽培管理，生产供销和利用及存在的问题和提出的要求。和栽培管理，生产供销和利用及存在的问题和提出的
29、要求。生物种类品种调查生物种类品种调查:记载种类和品种的一般概况，生物学特性，记载种类和品种的一般概况，生物学特性，形态特征，经济性状以及某些潜在的可利用价值等。形态特征，经济性状以及某些潜在的可利用价值等。标本资料采集和制作标本资料采集和制作:对植物的根、茎、叶、花、果等器官进对植物的根、茎、叶、花、果等器官进行录相或绘图，成分分析和标本的制作。行录相或绘图，成分分析和标本的制作。资源调查整理和总结资源调查整理和总结 做好最后的资料整理和总结分析工作。做好最后的资料整理和总结分析工作。1.4.2 种质资源的搜集种质资源的搜集根据需要和目的，有针对性地搜集种质资源。根据需要和目的，有针对性地搜
30、集种质资源。对需要的种质资源要采用一切必要途径进行搜集。对需要的种质资源要采用一切必要途径进行搜集。如，通讯联系、现场引种。组织考察队进行搜集。如，通讯联系、现场引种。组织考察队进行搜集。种苗的搜集要遵照种苗的调拨制度。要求质量高、种苗的搜集要遵照种苗的调拨制度。要求质量高、典型、有生活力，以便繁殖和保存。一定要注意检典型、有生活力，以便繁殖和保存。一定要注意检疫。疫。搜集时应由近及远，从本地到外地，逐步进行搜集。搜集时应由近及远，从本地到外地，逐步进行搜集。集时要做到细致、无误、分类，不重复、不遗漏。集时要做到细致、无误、分类，不重复、不遗漏。1.4.2.1 种质资源搜集的一般原则种质资源搜
31、集的一般原则1.4.2.2 种质资源搜集的方法种质资源搜集的方法（1）当地种质资源的搜集 主要是当地的优良品种或品系，不用主要是当地的优良品种或品系，不用鉴鉴定或生态适应等问题，只要采用适当的材料定或生态适应等问题，只要采用适当的材料就地保存即可。就地保存即可。1.4.2.2 种质资源搜集的方法种质资源搜集的方法（1）当地种质资源的搜集）当地种质资源的搜集（2）野生种质资源的搜集）野生种质资源的搜集 必须搜集本属内每个种的野生植物，必须搜集本属内每个种的野生植物，获取属内获取属内全部的有利基因全部的有利基因。搜集区域应注重种类丰富的遗传多样性中心和搜集区域应注重种类丰富的遗传多样性中心和经常出
32、现某些特异性状的地区。经常出现某些特异性状的地区。搜集时间以花期或果实成熟期为宜，有利于材搜集时间以花期或果实成熟期为宜，有利于材料开花结果习性，果实经济性状等性状的鉴定。料开花结果习性，果实经济性状等性状的鉴定。搜集这类种质时应注意某些特定性状，特别是搜集这类种质时应注意某些特定性状，特别是经济性状和抗性。特别是在恶劣的气候条件下依经济性状和抗性。特别是在恶劣的气候条件下依然生存的植株。然生存的植株。1.4.2.2 种质资源搜集的方法种质资源搜集的方法（1）当地种质资源的搜集）当地种质资源的搜集（2）野生种质资源的搜集）野生种质资源的搜集（3）外地种质资源的搜集）外地种质资源的搜集 是指从国
33、内外其它地区引入种质资源，简单引是指从国内外其它地区引入种质资源，简单引种或驯化引种。种或驯化引种。搜集时要调查两地生态环境，一般来讲，驯化搜集时要调查两地生态环境，一般来讲，驯化引种必须搜集种子，简单引种可引进接穗或无引种必须搜集种子，简单引种可引进接穗或无性繁殖材料。性繁殖材料。搜集时一定要严格遵守检疫和编号登记制度搜集时一定要严格遵守检疫和编号登记制度搜集后的外地种质要多点试验，再进行大规模搜集后的外地种质要多点试验，再进行大规模推广。推广。1.4.3 种质资源的整理搜集到的种质资源将样本对照现场记录，进行初步整理归类，将同物异名者合并，将同名异物者予以订正。给以科学的登记和编号，包括统
34、一编号、品种名称、原产地、来源地、保存单位，或用以查找重复和定位号等项目以便为保存和进一步研究提供依据。1.4.4 种质资源的保存种质资源的保存是指利用天然或人工创造的适宜环境保存种质资源。是指利用天然或人工创造的适宜环境保存种质资源。防止资源流失，便于研究利用。防止资源流失，便于研究利用。保存的种质资源主要包括以下几个方面：保存的种质资源主要包括以下几个方面：（1）主栽品种、地方品种、过时品种、原始栽培类型、）主栽品种、地方品种、过时品种、原始栽培类型、野生近缘种、育种材料等。野生近缘种、育种材料等。（2）可能灭绝的稀有种和已经濒危的种质，特别是栽）可能灭绝的稀有种和已经濒危的种质，特别是栽
35、培种的野生祖先。培种的野生祖先。（3）尚未很好改良利用，但具有潜在利用价值的种质。）尚未很好改良利用，但具有潜在利用价值的种质。种质资源保存的方式种质资源保存的方式（1）就地保存）就地保存 指在园艺植物生长所处的自然环境中采取措施，指在园艺植物生长所处的自然环境中采取措施，来保护和保存种质资源。建立自然保护区、人为来保护和保存种质资源。建立自然保护区、人为圈护古树和名花。圈护古树和名花。可可西里自然保护区可可西里自然保护区贵州茂兰自然保护区贵州茂兰自然保护区自然保护区自然保护区（2）迁地保存（种植保存、资源圃保存）迁地保存（种植保存、资源圃保存）指将园艺植物由原产地或次生地整株迁离，移栽在资指
36、将园艺植物由原产地或次生地整株迁离，移栽在资源圃等圃中加以保存。源圃等圃中加以保存。建立诸如园艺种质资源圃、品种园、植物观赏园、原建立诸如园艺种质资源圃、品种园、植物观赏园、原始材料圃。始材料圃。主要适用于无性繁殖园艺植物的保存。主要适用于无性繁殖园艺植物的保存。广东省农业科学院果树研究所资源圃目前收集保存国内外香蕉种质广东省农业科学院果树研究所资源圃目前收集保存国内外香蕉种质215份，份，还收集了国内外柑桔、龙眼、番石榴、木瓜、芒果、西番莲、还收集了国内外柑桔、龙眼、番石榴、木瓜、芒果、西番莲、杨桃、菠萝、树菠萝、枇杷、黄皮等优良果树种质资源，其中柑桔种杨桃、菠萝、树菠萝、枇杷、黄皮等优良果
37、树种质资源，其中柑桔种质资源共有质资源共有30份，龙眼份，龙眼50份、枇杷份、枇杷32份，芒果份，芒果46份，菠萝份，菠萝29个品种个品种（品系），橄榄（品系），橄榄31份，板栗份，板栗18份，柿份，柿18份，其他份，其他49份，共份，共23个树种，个树种，303份种质资源。份种质资源。（3）种子保存）种子保存 建立植物种子库保存种子，这是目前以建立植物种子库保存种子，这是目前以种子为繁殖材种子为繁殖材料的植物应用最普通的资源保存方法。料的植物应用最普通的资源保存方法。正常性种子（正常性种子（orthodox）种子含水量干燥到种子含水量干燥到5 5或更低，但不影响其寿命，或更低，但不影响其寿命
38、，这类种子为正常性种子。一般的粮食、蔬菜和花卉种子这类种子为正常性种子。一般的粮食、蔬菜和花卉种子都是正常性种子。都是正常性种子。顽拗性（顽拗性（recalitrant）种子）种子 顽拗性种子大多是产于热带、亚热带植物及水生植物顽拗性种子大多是产于热带、亚热带植物及水生植物的种子，如：枇杷、荔枝、芒果、鳄梨、菠萝蜜、番樱桃、的种子，如：枇杷、荔枝、芒果、鳄梨、菠萝蜜、番樱桃、茭白等的种子在干燥过程中往往发生脱水损害，其含水量茭白等的种子在干燥过程中往往发生脱水损害，其含水量降低到降低到12311231之间时，就会迅速降低活力，甚至全部死之间时，就会迅速降低活力，甚至全部死亡。亡。种子的寿命 v
39、种子的寿命决定于植物的遗传外，影响种子种子的寿命决定于植物的遗传外，影响种子寿命的主要环境因素是贮存湿度和温度。寿命的主要环境因素是贮存湿度和温度。不同植物的种子寿命对温度和湿度的反应有不同植物的种子寿命对温度和湿度的反应有所差异，一般种子含水量在所差异，一般种子含水量在8以下，密封在以下，密封在薄铁罐或玻璃容器内放在阴凉室内，多数种子薄铁罐或玻璃容器内放在阴凉室内，多数种子可保持生活力可保持生活力10年左右。年左右。保存种子的种质库的类型保存种子的种质库的类型 v短期库短期库 任务是临时贮存应用材料，并分发种子供研任务是临时贮存应用材料，并分发种子供研究、鉴定、利用，库温究、鉴定、利用，库温
40、1020，相对湿度，相对湿度4560，种子存入纸袋或布袋，一般可存放，种子存入纸袋或布袋，一般可存放5年左右。年左右。保存种子的种质库的类型保存种子的种质库的类型 v短期库短期库v中期库中期库 任务是繁殖更新，对种质进行描述鉴定、记任务是繁殖更新，对种质进行描述鉴定、记录存档，向育种家提供种子，库温录存档，向育种家提供种子，库温010，相，相对湿度对湿度60以下，种子含水量以下，种子含水量8左右，种子左右，种子存入防潮布袋，硅胶的聚乙烯瓶或螺旋口铁罐，存入防潮布袋，硅胶的聚乙烯瓶或螺旋口铁罐，要求安全贮存要求安全贮存1020年；年；保存种子的种质库的类型保存种子的种质库的类型 v短期库短期库v
41、中期库中期库v长期库长期库 是中期库的后盾，防备中期库种质丢失，一是中期库的后盾，防备中期库种质丢失，一般不分发种子；为确保遗传完整性，只有在必般不分发种子；为确保遗传完整性，只有在必要时才进行繁殖更新，库温在要时才进行繁殖更新，库温在-10，-18或或-20，相对湿度，相对湿度50以下，种子含水量以下，种子含水量58，种子存入盒口密封的种子盒内，每，种子存入盒口密封的种子盒内，每510年年检测种子发芽力，要求能安全贮存种子检测种子发芽力，要求能安全贮存种子50100年。年。国家国家种质库种质库（4）离体保存）离体保存 离体条件下，保存植物的细胞、组织或器官等方式保离体条件下，保存植物的细胞、
42、组织或器官等方式保存种质资源。存种质资源。最适合的植物：顽拗性植物、水生植物和无性繁殖植物最适合的植物：顽拗性植物、水生植物和无性繁殖植物的种质资源离体保存。的种质资源离体保存。（4）基因文库保存基因文库保存 B 从植物中提取大分子量的从植物中提取大分子量的DNADNA，用限制性内切酶，用限制性内切酶将其切成许多将其切成许多DNADNA片段。然后再通过载体把该片段。然后再通过载体把该DNADNA片片段转移到繁殖速度快的大肠杆菌中去，通过大肠杆段转移到繁殖速度快的大肠杆菌中去，通过大肠杆菌的无性繁殖，产生大量的、生物体中的单拷贝基菌的无性繁殖，产生大量的、生物体中的单拷贝基因。因。不仅可以长期保
43、存该物种的遗传资源，而且还可不仅可以长期保存该物种的遗传资源，而且还可以通过反复的培养繁殖、筛选，来获得各种基因。以通过反复的培养繁殖、筛选，来获得各种基因。1.5 种质资源的评价与利用种质资源的评价与利用1.5.1 种质资源的鉴定种质资源的鉴定v对搜集保存的资源进行全面的性状鉴定对搜集保存的资源进行全面的性状鉴定和研究，作出科学评价。可以说知之越和研究，作出科学评价。可以说知之越深则用之越当。深则用之越当。v种质资源鉴定技术经历了从外部形态到种质资源鉴定技术经历了从外部形态到内部生化，最后深入到内部生化，最后深入到DNA的三个研究的三个研究层次。层次。v目前，种质资源鉴定技术正朝着综合化、目
44、前，种质资源鉴定技术正朝着综合化、自动化、计算机化的方向发展。自动化、计算机化的方向发展。表表1-2 种质资源鉴定技术分类种质资源鉴定技术分类研究层次研究层次鉴定依据鉴定依据鉴定方法、技术鉴定方法、技术备注备注形态学形态学形态特征形态特征种子形态特征鉴定法种子形态特征鉴定法幼苗形态特征鉴定法幼苗形态特征鉴定法植株形态特征鉴定法植株形态特征鉴定法直观、经济直观、经济栽培学栽培学栽培性状栽培性状栽培性状鉴定法栽培性状鉴定法分辨率低分辨率低细胞学细胞学染色体特征染色体特征染色体计数鉴定法染色体计数鉴定法染色体核型鉴定法染色体核型鉴定法标记少标记少解剖学解剖学组织构造特征组织构造特征种皮解剖鉴定法种皮
45、解剖鉴定法果皮解剖鉴定法果皮解剖鉴定法根皮率鉴定法根皮率鉴定法分辨率低分辨率低物理学物理学荧光特性荧光特性超显微结构特征超显微结构特征电导性电导性荧光鉴定法荧光鉴定法荧光扫描图谱鉴定法荧光扫描图谱鉴定法花粉电镜扫描鉴定法花粉电镜扫描鉴定法电阻、电导率鉴定法电阻、电导率鉴定法分辨率低分辨率低标记少标记少稳定性差稳定性差表表1-2 种质资源鉴定技术分类（续表）种质资源鉴定技术分类（续表）生理学生理学生理反应生理反应激素反应敏感性鉴定法激素反应敏感性鉴定法光周期反应鉴定法光周期反应鉴定法缺矿质元素反应鉴定法缺矿质元素反应鉴定法稳定性差稳定性差稳定性差稳定性差标记少标记少化化 学学化学成分化学成分色谱
46、鉴定法色谱鉴定法层析鉴定法层析鉴定法酚类染色鉴定法酚类染色鉴定法碘化钾鉴定法碘化钾鉴定法次生物质鉴定法次生物质鉴定法多态性低多态性低多态性低多态性低多态性低多态性低多态性低多态性低生物化学生物化学蛋白质生蛋白质生化特性化特性同工酶电泳鉴定法同工酶电泳鉴定法醇溶蛋白电泳鉴定法醇溶蛋白电泳鉴定法谷蛋白电泳鉴定法谷蛋白电泳鉴定法多态性较强多态性较强分子生物分子生物学学DNA序列序列差异差异RFLP技术鉴定法技术鉴定法RAPD技术鉴定法技术鉴定法SSR技术鉴定法技术鉴定法AFLP技术鉴定法技术鉴定法原位杂交技术鉴定法原位杂交技术鉴定法多态性高多态性高精度高精度高标记多标记多1.5.2 种质资源的评价种
47、质资源的评价在搜集、保存、研究鉴定种质资源的基础上，在搜集、保存、研究鉴定种质资源的基础上，对种质资源进行恰如其分的评价，是有效合对种质资源进行恰如其分的评价，是有效合理地利用种质资源的重要前提。理地利用种质资源的重要前提。评价涉及到多层次的研究领域，需要多个学评价涉及到多层次的研究领域，需要多个学科协作完成，国际标准化以及编码化的种质科协作完成，国际标准化以及编码化的种质资源的评价体系和有效的操作程序。资源的评价体系和有效的操作程序。所基因库研究所计算机化数据室外单位赠予外单位赠予田间搜集田间搜集增殖增殖复份样品复份样品送其它长期送其它长期保存中心保存中心登记登记性状性状描述描述全面全面评价
48、评价交流交流学科评学科评价价遗传学遗传学细胞学细胞学植物化植物化学学生理学生理学等等农艺评价农艺评价抗病性抗病性抗逆性抗逆性丰产性丰产性品质鉴定品质鉴定发芽发芽生长生长 基因库基因库 研究所研究所 计算机化数据计算机化数据室室基因库登记资源的评价及操作程序（CGIAR，1982 1.5.3 种质资源的利用园艺资源的直接利用园艺资源的直接利用 如许多野生种、近缘野生种或半栽培种园艺材如许多野生种、近缘野生种或半栽培种园艺材料经过鉴定评价后直接用作砧木或观赏植物料经过鉴定评价后直接用作砧木或观赏植物 园艺资源的间接利用园艺资源的间接利用 可以作为育种原始材料加以利用。特别是近缘可以作为育种原始材料
49、加以利用。特别是近缘野生种综合性状较差或很差，但往往有着某些潜在野生种综合性状较差或很差，但往往有着某些潜在的育种利用价值，如抗逆性很强等特性。的育种利用价值，如抗逆性很强等特性。1.6 种质资源的创新种质资源的创新种质创新（种质创新（germplasm enhancement）泛指人们利用）泛指人们利用各种变异，通过人工选择的方法，根据不同目的而创造各种变异，通过人工选择的方法，根据不同目的而创造成的新作物、新品种、新类型、新材料。成的新作物、新品种、新类型、新材料。广义的种质创新除了上述含义外还应包括种质拓展广义的种质创新除了上述含义外还应包括种质拓展（germplasm developm
50、ent），指使种质具有较多的），指使种质具有较多的优良性状，如将高产与优质结合起来；以及种质改进优良性状，如将高产与优质结合起来；以及种质改进（germplasm improvement）泛指改进种质的某一性）泛指改进种质的某一性状。状。狭义的种质创新是指对种质做较大难度的改造，如通过狭义的种质创新是指对种质做较大难度的改造，如通过远缘杂交进行基因导入，利用基因突变形成具有特殊基远缘杂交进行基因导入，利用基因突变形成具有特殊基因源的材料，综合不同类型的多个优良性状而进行聚合因源的材料，综合不同类型的多个优良性状而进行聚合杂交。种质资源研究中所进行的种质创新，一般指的是杂交。种质资源研究中所进行
