第2章种质资源.ppt

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1、第二章第二章 作物种质资源作物种质资源第一节第一节 种质资源工作的重要性种质资源工作的重要性第二节第二节 作物起源中心学说作物起源中心学说第三节第三节 种质资源的研究与利用种质资源的研究与利用第四节第四节 电子计算机在种质资源电子计算机在种质资源 管理中的应用管理中的应用第二章第二章 种质资源种质资源包括品种、类型、近缘种、野生种的包括品种、类型、近缘种、野生种的种子、植株、无性繁殖器官、花粉、种子、植株、无性繁殖器官、花粉、单细胞无性系等单细胞无性系等又叫原始材料、遗传资源、基因资源又叫原始材料、遗传资源、基因资源作物种质资源（作物种质资源（germplasm）第一节第一节 种质资源的重要性

2、种质资源的重要性作物种质资源作物种质资源（1）育种工作的突破，关键是种质资源，如水）育种工作的突破，关键是种质资源，如水稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低油菜育种等。油菜育种等。1950s：矮脚南特和矮子黏：矮脚南特和矮子黏 低脚乌尖低脚乌尖 绿色革命绿色革命 水稻矮杆育种水稻矮杆育种作物种质资源作物种质资源（1）育种工作的突破，关键是种质资源，如水）育种工作的突破，关键是种质资源，如水稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低油菜育种等。油菜育种等。小麦：小麦：日本日本-农林农林10号号 CIMMYT-恩斯恩斯 土耳

3、其土耳其-PI178383 作物种质资源作物种质资源（1）育种工作的突破，关键是种质资源，如水）育种工作的突破，关键是种质资源，如水稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低油菜育种等。油菜育种等。玉米：玉米：1964 Opaque-2 作物种质资源作物种质资源（1）育种工作的突破，关键是种质资源，如水）育种工作的突破，关键是种质资源，如水稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低稻的矮杆育种、玉米的高赖氨酸育种和双低油菜育种等。油菜育种等。油菜：油菜：德国德国 双低油菜双低油菜 Oro 低芥酸低芥酸 Bonoweki （低硫甙）（低硫甙）作物种质资源作物种质资源

4、（2）种质资源是人类的宝贵财富。人类的命运）种质资源是人类的宝贵财富。人类的命运将取决于我们对种质资源的理解和发掘能力。将取决于我们对种质资源的理解和发掘能力。第二节第二节 作物起源中心学说作物起源中心学说 及其发展及其发展一、作物起源中心学说的形成及其主要内容一、作物起源中心学说的形成及其主要内容 俄国学者俄国学者瓦维洛夫瓦维洛夫从从1920年开始对年开始对60多个国家进多个国家进行了行了180次考察，收集了次考察，收集了30万份作物及其近缘种万份作物及其近缘种标本，发现作物分布和变异的多样性和不平衡性，标本，发现作物分布和变异的多样性和不平衡性，提出了作物提出了作物起源中心学说起源中心学说

5、(Origin center of crop)（一）作物起源中心学说的主要内容（一）作物起源中心学说的主要内容1 1、作物起源中心的二个特征：基因的多样性和、作物起源中心的二个特征：基因的多样性和显性基因的高频率性。显性基因的高频率性。基因中心基因中心或或变异多样变异多样化中心化中心（一）作物起源中心学说的主要内容（一）作物起源中心学说的主要内容2 2、最初起源地称为、最初起源地称为原生起源中心原生起源中心，扩散后形成，扩散后形成次级中心或次生基因中心次级中心或次生基因中心，次级中心为，次级中心为隐性隐性基因控制的多样化地区基因控制的多样化地区。原生起源中心次生起源中心有野生祖先有原始特有类型

6、有明显的遗传多样性有大量的显性基因无野生祖先有新的特有类型有大量的变异有大量的隐性基因起源中心的类型和特点起源中心的类型和特点（一）作物起源中心学说的主要内容（一）作物起源中心学说的主要内容3 3、在一定的生态环境下，一年生草本作物间的、在一定的生态环境下，一年生草本作物间的遗传性状存在着平行现象，又称为遗传性状存在着平行现象，又称为“遗传变遗传变异性的同源系列规律异性的同源系列规律”，如小麦有一性状，如小麦有一性状，可能在大麦或水稻中也有此基因可能在大麦或水稻中也有此基因（一）作物起源中心学说的主要内容（一）作物起源中心学说的主要内容4 4、根据驯化的来源，作物分为两类：、根据驯化的来源，作

7、物分为两类：有目的的驯化植物称为原生作物有目的的驯化植物称为原生作物 伴原生作物的杂草到异地，原生作物不适，伴原生作物的杂草到异地，原生作物不适，而杂草成为主体，称次生作物如燕麦和黑麦。而杂草成为主体，称次生作物如燕麦和黑麦。（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 1、中国、中国东部亚洲中心：包括中国中部和西部山岳及东部亚洲中心：包括中国中部和西部山岳及其毗邻的低地，主要物种：其毗邻的低地，主要物种：稷、粟、高梁、裸粒无芒大麦、荞麦、大豆、茶、稷、粟、高梁、裸粒无芒大麦、荞麦、大豆、茶、大麻、苎麻等共大麻、苎麻等共136物种，物种，11个作物个作物（二）瓦维洛夫提出的

8、作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 2、印度中心（南亚热带中心）：印度中心（南亚热带中心）：包括缅甸和印度东部包括缅甸和印度东部主要物种：主要物种：水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻等共水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻等共117物种，物种，15个作物（包括补充区）个作物（包括补充区）（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 2a、印度、印度-马来亚补充区马来亚补充区：包括马来亚群岛，一些大岛包括马来亚群岛，一些大岛屿及菲律宾和印度支那，屿及菲律宾和印度支那，主要物种：主要物种：薏苡、香蕉薏苡、香蕉 等等（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛

9、夫提出的作物起源中心 3、中亚细亚、中亚细亚（西南中心）（西南中心）：包括印度西北部、克什米包括印度西北部、克什米尔、阿富汗、苏门答腊、塔吉克和乌兹别克及天山尔、阿富汗、苏门答腊、塔吉克和乌兹别克及天山西部，西部，主要物种：主要物种：普通小麦、密穗小麦、印度园粒小麦、豌豆、蚕豆、普通小麦、密穗小麦、印度园粒小麦、豌豆、蚕豆、草棉等草棉等42个个物种，物种，15个物种个物种（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 4、近东中心（西亚中心）：近东中心（西亚中心）：包括小亚细亚、外高加索、包括小亚细亚、外高加索、伊朗、土库曼斯坦，伊朗、土库曼斯坦，主要物种：主要物种：一粒小麦

10、、二粒小麦、黑麦、葡萄、石榴、胡桃、一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄、石榴、胡桃、无花果、苜蓿等无花果、苜蓿等 83 83 物种，物种，2020个作物个作物 （二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 5、地中海中心地中海中心 ：主要物种：主要物种：大量蔬菜作物、牧草的起源中心，小麦、豆类的次大量蔬菜作物、牧草的起源中心，小麦、豆类的次级起源中心级起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 6、埃塞俄比亚中心：埃塞俄比亚中心：包括包括埃塞俄比亚和厄立特里亚册埃塞俄比亚和厄立特里亚册区，区，主要物种：主要物种：小麦、大麦，亚麻（种子用于面粉），共

11、有小麦、大麦，亚麻（种子用于面粉），共有38个个 物物种，种，15个作物个作物。（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 7、墨西哥南部和中美中心：墨西哥南部和中美中心：包括安的列斯群岛。主要包括安的列斯群岛。主要物种：物种：玉米、陆地棉、甘薯、番茄，共有玉米、陆地棉、甘薯、番茄，共有49 49 物种，物种，9 9 个作个作物物。（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 8、南美（秘鲁南美（秘鲁-厄瓜多尔厄瓜多尔-玻璃维亚）中心：玻璃维亚）中心：主要物种：主要物种：多种块茎作物。包括马铃薯的特有栽培种多种块茎作物。包括马铃薯的特有栽培种 整个南美

12、共有整个南美共有6262个物种，个物种，1717个作物个作物（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 8a、智利中心、智利中心：主要物种：主要物种：木薯、花生和凤梨木薯、花生和凤梨（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 8b、巴西、巴西巴拉圭中心巴拉圭中心：主要物种：主要物种：花生、可可、橡胶树花生、可可、橡胶树瓦维洛夫认为，以上瓦维洛夫认为，以上8个起源种心由于天然隔个起源种心由于天然隔离而形成独特的生长、栽培方式，每个中心离而形成独特的生长、栽培方式，每个中心物种多样普遍，具有特殊的种质资源，是育物种多样普遍，具有特殊的种质资源，是育种的资

13、源宝库种的资源宝库寻找新种质：方向性寻找新种质：方向性（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心（二）瓦维洛夫提出的作物起源中心 二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展1.哈伦对作物起源中心学说的发展哈伦对作物起源中心学说的发展：Harlan（1951）将作物变异从空间和时间两方面来论）将作物变异从空间和时间两方面来论证，并将其分为证，并将其分为5种类型种类型二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展土生型：土生型：如非洲几内亚的弯臂粟(Brachiaria deflexa)、美洲墨西哥的印第安稷(Panicum sonorum)等二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的

14、发展半土生型：半土生型：被驯化栽培的植物只在邻近地区扩被驯化栽培的植物只在邻近地区扩散，如非洲稻散，如非洲稻(Oryza laberrima)的起源地可能在的起源地可能在尼日尔河的泛滥盆地，扩散栽培区域仅西达塞尼日尔河的泛滥盆地，扩散栽培区域仅西达塞内加尔及几内亚海岸、东至乍得湖这一范围，内加尔及几内亚海岸、东至乍得湖这一范围，别处即无栽培别处即无栽培二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展单一中心型：单一中心型：在原产地被驯化后迅速在相似的在原产地被驯化后迅速在相似的其他适宜地区大量栽培，不产生次生中心。如其他适宜地区大量栽培，不产生次生中心。如橡胶、咖啡、可可等即属此类型橡胶、

15、咖啡、可可等即属此类型二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展有次级中心型有次级中心型：作物从一个明确的原生起源中作物从一个明确的原生起源中心广泛扩散栽培，在一个或几个地点形成次生心广泛扩散栽培，在一个或几个地点形成次生变异起源中心。一些重要作物如小麦、大麦、变异起源中心。一些重要作物如小麦、大麦、玉米等属于此类型。玉米等属于此类型。二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展无无中心：中心：有些作物看不出有明显的原生起源地点，如有些作物看不出有明显的原生起源地点，如高梁、菜豆、油菜、香蕉高梁、菜豆、油菜、香蕉等在相当大的范围内似乎都能等在相当大的范围内似乎都能驯化栽培。因

16、此时间久远并不是多样化变异中心形成的驯化栽培。因此时间久远并不是多样化变异中心形成的唯一因素，栽培环境的复杂性更易引起多种变异类型的唯一因素，栽培环境的复杂性更易引起多种变异类型的形成。山区，尤其是低纬度山区植物变异类型多样的原形成。山区，尤其是低纬度山区植物变异类型多样的原因就在于此。变异产生以后再通过主要是人的有意识或因就在于此。变异产生以后再通过主要是人的有意识或无意识的选择，就形成不同地区作物类型的不同特点无意识的选择，就形成不同地区作物类型的不同特点二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展此外，哈伦认为某些作物的特殊隐性基因类型出现于一此外，哈伦认为某些作物的特殊隐性基因类型出现于一些较窄的生态地区，形成基因小中心，同样具有推动作些较窄的生态地区，形成基因小中心，同样具有推动作物进化的作用，如土耳其的物进化的作用，如土耳其的3处小麦基因小中心。处小麦基因小中心。二、作物起源中心学说的发展二、作物起源中心学说的发展（2）茹科夫斯基茹科夫斯基对作物起源中心的发展：对作物起源中心的发展：在瓦维洛夫的基在瓦维洛夫的基础上，增加了四个中心，使其包括所有的作物。础上，增加了四