教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 从事园艺植物育种必须研究各类园艺植物的繁殖习性和特点，以便选择相 应的育种策略、方法和程序，园艺植物无论从种类和它们在植物分类中的跨度 来说，都有着不可比拟的多样性。下面我们介绍园艺植物繁殖方式和授粉习性 对遗传变异的影响。 二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 第一节园艺植物繁殖方式和授粉习性对遗传变异的影响 园 有性繁殖 (sexual reproduction) 教 艺植 ●有性繁殖是指经过雌雄配子结合，形成种子繁 繁殖 殖后代的方式 程 式 无性繁殖 asexual reproduction) 。无性繁殖是指没有发生受精作用的繁殖方式。 一、无性繁殖 利用两种营养器官进行繁殖 1营养贮存集中，具备繁殖功能的、特化了的营养器官 2.一般营养器官 共同特点：在繁殖过程中都不经过基因重组，使遗传上杂合程度很大的节 养系品种不发生分离，遗传变异几乎完全来自体细胞变异。长期无性繁殖的影 响下，常常告成它们有性牛殖器官发生不同成度的退化，有的种类其至完全丧 失了有性繁殖能力。 无融合生殖：是一种特殊类型的无性繁殖，是未经授粉受精或有授粉但没 有发生精卵融合过程而产生有生活力种胚的生殖方式。无融合生殖的种类几乎 都是多倍体。苹果、山楂、药用蒲公英
11 教 学 过 程 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 从事园艺植物育种必须研究各类园艺植物的繁殖习性和特点，以便选择相 应的育种策略、方法和程序，园艺植物无论从种类和它们在植物分类中的跨度 来说，都有着不可比拟的多样性。下面我们介绍园艺植物繁殖方式和授粉习性 对遗传变异的影响。 二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 第一节 园艺植物繁殖方式和授粉习性对遗传变异的影响 一、无性繁殖 利用两种营养器官进行繁殖 1.营养贮存集中，具备繁殖功能的、特化了的营养器官 2.一般营养器官 共同特点：在繁殖过程中都不经过基因重组，使遗传上杂合程度很大的营 养系品种不发生分离，遗传变异几乎完全来自体细胞变异。长期无性繁殖的影 响下，常常造成它们有性生殖器官发生不同成度的退化，有的种类甚至完全丧 失了有性繁殖能力。 无融合生殖：是一种特殊类型的无性繁殖，是未经授粉受精或有授粉但没 有发生精卵融合过程而产生有生活力种胚的生殖方式。无融合生殖的种类几乎 都是多倍体。苹果、山楂、药用蒲公英
园艺植物用于无性繁殖的各种特化营养器官 无性繁殖器官和方法 植物种类示例 块基 马铃薯、菊芋、马蹄莲 球茎 季荠、魔芋、唐莒蒲、小苍兰、仙客来 化 鳞茎 蒜、百合、水仙、郁金香、朱顶红 根茎 莲藕、姜、竹、蜘蛛抱蛋 繁 匍茎 草莓、虎耳草、吊当 分 香蕉、金针菜、凤梨、蜀葵 殖 块根 番署、大丽菊、山药、花毛頁 根藥 枣、树荷、香椿、珍珠梅 珠芽 波斯葱、分葱、落地生根、卷丹、山药 吸芽 花叶万年青、芦荟、苏铁、鱼尾葵、 官 无融合生殖种子 积，平邑甜茶，巴哈雀弹aD、早熟禾 园艺植物用于无性繁殖的一般营养器官 无性繁殖器官和方法 植物种类示例 学 叶插 虎尾兰、大岩桐、蟆叶秋海棠、椒草 叶芽插 菊花、橡皮树、山茶、龟背竹、春羽 花 硬枝插 罗汉松、玉兰、叶子花、杨、柳 绿枝插 月季、杜鹃、栀子、茉莉 软枝插 大丽菊、彩叶草、一串红 根插 海棠、丁香、泡桐、芍药、福禄考 嫁接 多数木本和藤本果树、桂花、梅 压条 腊梅、迎春、栀子、夹竹桃 二、有性繁殖 有性繁殖植物根据授粉习性可分为自花授粉和异花授粉植物 围】-52 12
12 教 学 过 程 二、有性繁殖 有性繁殖植物根据授粉习性可分为自花授粉和异花授粉植物
(一)有关授粉习性术语的概念 自花授粉、异花授粉、自交？ 自花授粉：在同一花内完成传粉的过程，即两性花的花粉传到同一花的雌蕊柱 头上。 异花授粉：同株或异株的两花之间的传粉过程 自交：雌雄生物体中，同一个体的雌雄配子的结合。即自交中的“自”不仅包 含自花，而且包括自株异花。营养系品种个体内传粉属于自交。 (二)自花授粉植物和常自花授粉植物 雌蕊接受同一花朵的花粉叫作自花授粉 在自然情况下，以自花授粉为主的植物叫作自花授粉植物，又叫自交植物。通 常以自然异交率5%作为自花授粉的上限。 常自花授粉植物又称常自交植物，指那些有自花授粉习性，但花器结构不太严 密，从而发生部分异花授粉的植物，如蚕豆、莱豆、茄子、辣椒、棉花、高粱 等。自然异交率因植物的种类品种、外界环境和发育状况而有一定的变异，通 常介于5%-50%之间 自花授粉植物花器特点 教 花必须是兼有雌雄蕊的完全花，而且雌雄蕊基本上同时成熟，不存在自交不亲 和等特点。 学 花冠隔离型：有些是整个花冠形成一个隔离空间，使外部花粉不能接触花柱 如小麦、燕麦、狐茅、冰草等：有些是部分花冠由两片龙骨瓣合生形成一个隔 离空间，不仅使外部花粉难以进入，而且可以使花粉受到保护，不易受昆虫吞 程 食和雨水淋湿，如豌豆、香豌豆、豇豆等豆类植物。 粉药包围型：花柱受到裂药雄蕊群的包围，如番茄等由若干枚雄蕊合生的花药 筒将花柱紧紧地句裹在中间，在授粉受精前难以接触外来花粉。莴昔？ 自花授粉植物和常自花授粉植物在长期自交和人工选择的影响下，在遗传上纠 合程度很高，一般不携有致死或半致死基因，因而不发生近交或自交衰退现象。 (三)异花授粉植物和自由授粉植物 在自然状态下雌蕊通过接受其他花朵的花粉受精繁殖后代的植物称为异花授 粉植物，又叫异交植物。 自由授粉植物又称常异交植物，在花器结构和开花授粉习性方面和典型的异花 授粉植物相同，但能够自由接受自花及异花的花粉而正常受精和繁殖后代。 异花授粉植物的花器特点 花虽两性但雌雄蕊异熟或雌雄蕊异长有利于异花授粉： 雌雄异花同株或雌雄异株： 花粉落在本花的柱头上不能萌发或不能完全发育（自交不亲和）等。 风媒花产生大量小、轻而易于飞扬的花粉 雌蕊具有外露表面大而便于捕捉漂浮花粉的柱头： 虫媒花具有对昆虫等传粉动物吸引力很强的艳丽色泽、浓郁而特异的气味、发 达的花冠和蜜腺： 13
13 教 学 过 程 （一）有关授粉习性术语的概念 自花授粉、异花授粉、自交？ 自花授粉：在同一花内完成传粉的过程，即两性花的花粉传到同一花的雌蕊柱 头上。 异花授粉：同株或异株的两花之间的传粉过程。 自交：雌雄生物体中，同一个体的雌雄配子的结合。即自交中的“自”不仅包 含自花，而且包括自株异花。营养系品种个体内传粉属于自交。 （二）自花授粉植物和常自花授粉植物 雌蕊接受同一花朵的花粉叫作自花授粉。 在自然情况下，以自花授粉为主的植物叫作自花授粉植物，又叫自交植物。通 常以自然异交率 5％作为自花授粉的上限。 常自花授粉植物又称常自交植物，指那些有自花授粉习性，但花器结构不太严 密，从而发生部分异花授粉的植物，如蚕豆、菜豆、茄子、辣椒、棉花、高粱 等。自然异交率因植物的种类品种、外界环境和发育状况而有一定的变异，通 常介于 5％－50％之间。 自花授粉植物花器特点 花必须是兼有雌雄蕊的完全花，而且雌雄蕊基本上同时成熟，不存在自交不亲 和等特点。 花冠隔离型：有些是整个花冠形成一个隔离空间，使外部花粉不能接触花柱， 如小麦、燕麦、狐茅、冰草等；有些是部分花冠由两片龙骨瓣合生形成一个隔 离空间，不仅使外部花粉难以进入，而且可以使花粉受到保护，不易受昆虫吞 食和雨水淋湿，如豌豆、香豌豆、豇豆等豆类植物。 粉药包围型：花柱受到裂药雄蕊群的包围，如番茄等由若干枚雄蕊合生的花药 筒将花柱紧紧地包裹在中间，在授粉受精前难以接触外来花粉。莴苣？ 自花授粉植物和常自花授粉植物在长期自交和人工选择的影响下，在遗传上纯 合程度很高，一般不携有致死或半致死基因，因而不发生近交或自交衰退现象。 （三）异花授粉植物和自由授粉植物 在自然状态下雌蕊通过接受其他花朵的花粉受精繁殖后代的植物称为异花授 粉植物，又叫异交植物。 自由授粉植物又称常异交植物，在花器结构和开花授粉习性方面和典型的异花 授粉植物相同，但能够自由接受自花及异花的花粉而正常受精和繁殖后代。 异花授粉植物的花器特点 花虽两性但雌雄蕊异熟或雌雄蕊异长有利于异花授粉； 雌雄异花同株或雌雄异株； 花粉落在本花的柱头上不能萌发或不能完全发育（自交不亲和）等。 风媒花产生大量小、轻而易于飞扬的花粉； 雌蕊具有外露表面大而便于捕捉漂浮花粉的柱头； 虫媒花具有对昆虫等传粉动物吸引力很强的艳丽色泽、浓郁而特异的气味、发 达的花冠和蜜腺；
自交不亲和机制以及上述两个或更多特性的联合机制等 自交不亲和性 严格的异花授粉植物除雌雄异株植物外，常具有自交不亲和性的生理遗传机 制，就是说即使自花花粉落在有正常功能的柱头上也不发生受精作用。 自交不亲和从花器形态和遗传学的差异可分为异型性和同型性不亲和两大类 异型性不亲和指同一种内不同个体间花型上不相同类别间的不亲和性。主要标 志是花柱和雄蕊的相对长度。 同型性不亲和主要分为配子体不亲和和孢子体不亲和两类。 种子植物自然授粉习性 自花授粉植物类 异花授粉植物类 自花授粉亚类 常自花授粉亚类 警豫和（由 自交不亲和（严 格异交) 柱果 豆、番茄、离苣 茄子、辣椒、苋菜、 欧洲南萄 番石 药 苹果、山植、柿 草莓、金盏菊、 蒿，蚕豆、四棱 玫瑰、雏菊批 曼陀罗、凤仙花、豆、菜豆、黄秋要， 花烛、白菜、 把、凤梨、菊花 牵牛、落葵、烟人参、高粱、陆地 草、拟南芥、普 棉 菜、萝卜、大葱 向日葵、宁夏枸 通小寺、水稻 韭菜、黄瓜、洋 杞、薄荷、甘蓝 葱、冬瓜、核桃 (四)授粉习性的研究方法 仔细观察作物的花器结构，是否为雌雄异株、雌雄异花、雌蕊先熟、雄蕊先熟 闭花受精，从而初步判别它们属于异花授粉植物还是自花授粉植物。 观察单一植株在空间隔离状态下的结籽情况。如果雌雄蕊均发育健全，不结籽 表明属于异花授粉，但结籽仅仅表明可自花授粉，不存在自交不亲和性，不能 说明它属于自花授粉植物 播种自交种子观察自交对生活力的影响。生活力下降常表明它属于自由授粉桂 物，自花授粉植物和常自花授粉植物的自交后代一般无近交衰退现象。 研究同时存在自花和异花花粉来源情况下异交的比率。 将同一作物有性繁殖的两个纯合品种混植于空间隔离的试验地内。以一对主 因制的相对状作为传标 以性类刑为母木 ,和具纯显性的品种定 量混合种植 任其自由传粉、结籽，然后从母本植株上采籽播种，统计后代表 现显性性状个体的百分率。 在一个以隐性矮生型番茄为母本与正常高株型品种混植的试验中，从矮生 型植株上采种培有的2170株后代中有43株高株。自然异交率的计算如下：
14 自交不亲和机制以及上述两个或更多特性的联合机制等。 自交不亲和性 严格的异花授粉植物除雌雄异株植物外，常具有自交不亲和性的生理遗传机 制，就是说即使自花花粉落在有正常功能的柱头上也不发生受精作用。 自交不亲和从花器形态和遗传学的差异可分为异型性和同型性不亲和两大类。 异型性不亲和指同一种内不同个体间花型上不相同类别间的不亲和性。主要标 志是花柱和雄蕊的相对长度。 同型性不亲和主要分为配子体不亲和和孢子体不亲和两类。 （四）授粉习性的研究方法 仔细观察作物的花器结构，是否为雌雄异株、雌雄异花、雌蕊先熟、雄蕊先熟、 闭花受精，从而初步判别它们属于异花授粉植物还是自花授粉植物。 观察单一植株在空间隔离状态下的结籽情况。如果雌雄蕊均发育健全，不结籽 表明属于异花授粉，但结籽仅仅表明可自花授粉，不存在自交不亲和性，不能 说明它属于自花授粉植物。 播种自交种子观察自交对生活力的影响。生活力下降常表明它属于自由授粉植 物，自花授粉植物和常自花授粉植物的自交后代一般无近交衰退现象。 研究同时存在自花和异花花粉来源情况下异交的比率。 将同一作物有性繁殖的两个纯合品种混植于空间隔离的试验地内。以一对主 基因控制的相对性状作为遗传标志，以隐性类型为母本，和具纯显性的品种定 量混合种植，任其自由传粉、结籽，然后从母本植株上采籽播种，统计后代表 现显性性状个体的百分率。 在一个以隐性矮生型番茄为母本与正常高株型品种混植的试验中，从矮生 型植株上采种培育的 2170 株后代中有 43 株高株。自然异交率的计算如下：
自然异交率一 F,显性个体数 43 F,总个体数 ×100%= 2170×10%=198% 有人认为由于母本品种的其他植株参与授粉也属于异交，但在F,中无法鉴 别，建议用上述求得的数字乘以2。自然异交率5%可作为自花授粉与常自花 授粉植物的参考界限，50%可作为常自花授粉植物与自由授粉植物划分的参考 指标。 三、繁殖及授粉习性对遗传变异的影响 自花授粉植物的遗传变异 长期自花授粉加上定向选择，造成自花授粉植物品种群体内绝大多数个体基因 型纯合，遗传性一致而稳定，品种保存比较容易。 偶然杂交或自然突变都会产生性状分离，但频率很低，而且随者繁殖世代的增 加，杂结合类型的比率会迅速下降。 自花授粉植物在长期自交和自然选择、人工选择的作用下，对严重影响植物生 长发育的致死、半致死基因已淘汰殆尽，因此继续自交也不会出现明显衰退， 在自花授粉植物中也可以看到生态类型差异较大的品种间杂交存在可利用的 杂种优势。 常自花授粉植物的遗传变异 常自花授粉植物品种的基本群体是自花授粉的后代，个体间差异较小，大多数 基因型纯合。 群体中常包含三类基因型： 品种基本群体的纯合基因型，包括品种内株间杂交的后代，它们占群体的绝大 多数 少数正在分离过程中的杂合基因型： 由杂合基因型自交分离形成的非基本群体的各种重组基因型。 异花授粉植物的遗传变异 遗传上杂合程度较大，在品种群体内基本上没有基因型完全相同的个体。 它们是人工选择的情况下构成的一个遗传基础比较复杂、又在主要经济性状上 相对一致而保持遗传平衡的异质群体
15 自然异交率＝ 100 ％＝ 1.98 ％ 2170 43 100 ％＝ F 总个体数 F 显性个体数 1 1 有人认为由于母本品种的其他植株参与授粉也属于异交，但在 F1中无法鉴 别，建议用上述求得的数字乘以 2。自然异交率 5％可作为自花授粉与常自花 授粉植物的参考界限，50％可作为常自花授粉植物与自由授粉植物划分的参考 指标。 三、繁殖及授粉习性对遗传变异的影响 自花授粉植物的遗传变异 长期自花授粉加上定向选择，造成自花授粉植物品种群体内绝大多数个体基因 型纯合，遗传性一致而稳定，品种保存比较容易。 偶然杂交或自然突变都会产生性状分离，但频率很低，而且随着繁殖世代的增 加，杂结合类型的比率会迅速下降。 自花授粉植物在长期自交和自然选择、人工选择的作用下，对严重影响植物生 长发育的致死、半致死基因已淘汰殆尽，因此继续自交也不会出现明显衰退。 在自花授粉植物中也可以看到生态类型差异较大的品种间杂交存在可利用的 杂种优势。 常自花授粉植物的遗传变异 常自花授粉植物品种的基本群体是自花授粉的后代，个体间差异较小，大多数 基因型纯合。 群体中常包含三类基因型： 品种基本群体的纯合基因型，包括品种内株间杂交的后代，它们占群体的绝大 多数； 少数正在分离过程中的杂合基因型； 由杂合基因型自交分离形成的非基本群体的各种重组基因型。 异花授粉植物的遗传变异 遗传上杂合程度较大，在品种群体内基本上没有基因型完全相同的个体。 它们是人工选择的情况下构成的一个遗传基础比较复杂、又在主要经济性状上 相对一致而保持遗传平衡的异质群体