章 第四章种质资源 课时 6 通过本章学习，了解种质资源的重要性，种质资源的起源和分布，以 教学 及我国园艺植物种质资源的概况，进一步掌握种质资源的概念，种质资源 目的 的收集、保存、研究、创新和利用的方法。 1种质资源的概念 教学 2.种质资源评价的方法 3.种质资源保存的方法 重点 4种质资源征集的方法 种质资源评价以及种质资源保存 教学 难点 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 教材：《园艺植物育种学总论》（第二版），景士西编著，中国农业出版社，20 07年 主要参考书目： 1.《园艺植物育种技术》，周俊国编著，中国农业出版社出版社，2006年 2.《园艺植物育种学》，曹家树编著，中国农业大学出版社，2001年 3.《遗传学》，王亚馥、戴灼华主编，高等教育出版社，1999年 26
26 章 第四章 种质资源 课时 6 节 教学 目的 通过本章学习，了解种质资源的重要性，种质资源的起源和分布，以 及我国园艺植物种质资源的概况，进一步掌握种质资源的概念，种质资源 的收集、保存、研究、创新和利用的方法。 教学 重点 1.种质资源的概念 2.种质资源评价的方法 3.种质资源保存的方法 4.种质资源征集的方法 教学 难点 种质资源评价以及种质资源保存 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 教材：《园艺植物育种学总论》(第二版)，景士西编著，中国农业出版社，20 07 年 主要参考书目： 1.《园艺植物育种技术》，周俊国编著，中国农业出版社出版社，2006 年 2.《园艺植物育种学》，曹家树编著，中国农业大学出版社，2001 年 3.《遗传学》，王亚馥、戴灼华主编，高等教育出版社，1999 年
敦师授课思路、设问及讲解要点 引言 原始材料 品种资源 种质资源 教 学 种质：是能从亲代传递给子代的遗传物质。 品种资源和种质资源的区别？ 程 种质资源和矿产资源、林木资源等自然 资源的不同在于哪里？ 简单介绍了几个概念后，下面我们介绍种质资源的概念与重要性
27 教 学 过 程 教师授课思路、设问及讲解要点 引言 简单介绍了几个概念后，下面我们介绍种质资源的概念与重要性
教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 第一节种质资源的概念与重要性 一、种质资源的概念及重要性 (一)概念及类别 种质又称遗传质，是决定生物遗传性状（或种质），并将遗传信息从亲代传 递给子代的遗传物质（的总称）。从两方面理解：首先它能决定生物种性，其次， 它能在亲代与子代之间遗传。宏观上，植物种质可以是一个群落、一株植物、 植物器官（如根、茎、叶、花药、花粉、合子、种子）和组织：微观上来说，携 带种质的载体包括细胞、原生质体、染色体乃至核酸片段。种质库又称基因库， 是指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它由许多个体的不同基因所组成。 种质资源是具有种质并能繁殖的生物体的统称，也称为遗传资源。随着遗传育 种研究的不断发展，种质资源所包含的内容越来越广，凡能用于作物育种的生 物体都可归人种质资源之范畴，包括地方品种、改良品种、新选育的品种、引 进品种、突变体、野生种、近缘植物、人工创造的各种生物类型、无性繁殖器 官、单个细胞、单个染色体、单个基因、甚至DNA片段等。 栽培面积仅次于大豆的食用豆类作物。 1主栽品种指那些经现代育种手段育成，在各地大面积栽培的优良品种 主栽品种通常具有良好的经济性状和较广泛的适应性，是各种育种目标的基本 材料。 2地方品种指那些没有经过现代育种手段改进的，在局部地区栽培的品 种，还包括那些过时的或零星分布的品种。（适应性、罕见特性） 3.原生种和原始栽培类型作物的原生种包括介于栽培品种和野生类型 之间不同程度的过渡类型。 4.近缘种菜豆属共有56个种，其中除普通菜豆外还有4个栽培种，即 多花菜豆、利马豆、尖叶菜豆和丛林菜豆，都有它们的栽培品种和野生类型。 5.育种材料包括育种过程中产生的具有某些专长的杂种株系，诱变或筛 选出的专长突变体等中间材料。由于综合性状不符合要求，或存在某些缺点不 能成为商品化栽培的品种，但是其中有些具有明显优于一般品种或类型的专长 性状。 (二)种质资源的重要性 人类的命运将取决于人类理解和发掘植物种质资源的能力(Harlan 1970)。 没有好的种质资源，就不可能育成好的品种 例如19世纪中叶欧洲马铃薯晚疫病大流行 例如19世纪末到20世纪中叶，美国栗疫病、大豆孢囊线虫病 例如中国水稻生产中单季改双季、高秆变矮秆以及杂交水稻的育成 植物种质资源是人类的宝贵财盒
28 二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 第一节 种质资源的概念与重要性 一、种质资源的概念及重要性 （一）概念及类别 种质又称遗传质，是决定生物遗传性状(或种质)，并将遗传信息从亲代传 递给子代的遗传物质(的总称)。从两方面理解：首先它能决定生物种性，其次， 它能在亲代与子代之间遗传。宏观上，植物种质可以是一个群落、一株植物、 植物器官(如根、茎、叶、花药、花粉、合子、种子)和组织；微观上来说，携 带种质的载体包括细胞、原生质体、染色体乃至核酸片段。种质库又称基因库， 是指以种为单位的群体内的全部遗传物质，它由许多个体的不同基因所组成。 种质资源是具有种质并能繁殖的生物体的统称，也称为遗传资源。随着遗传育 种研究的不断发展，种质资源所包含的内容越来越广，凡能用于作物育种的生 物体都可归人种质资源之范畴，包括地方品种、改良品种、新选育的品种、引 进品种、突变体、野生种、近缘植物、人工创造的各种生物类型、无性繁殖器 官、单个细胞、单个染色体、单个基因、甚至 DNA 片段等。 栽培面积仅次于大豆的食用豆类作物。 1.主栽品种 指那些经现代育种手段育成，在各地大面积栽培的优良品种。 主栽品种通常具有良好的经济性状和较广泛的适应性，是各种育种目标的基本 材料。 2.地方品种 指那些没有经过现代育种手段改进的，在局部地区栽培的品 种，还包括那些过时的或零星分布的品种。(适应性、罕见特性） 3.原生种和原始栽培类型 作物的原生种包括介于栽培品种和野生类型 之间不同程度的过渡类型。 4.近缘种 菜豆属共有 56 个种，其中除普通菜豆外还有 4 个栽培种，即 多花菜豆、利马豆、尖叶菜豆和丛林菜豆，都有它们的栽培品种和野生类型。 5.育种材料 包括育种过程中产生的具有某些专长的杂种株系，诱变或筛 选出的专长突变体等中间材料。由于综合性状不符合要求，或存在某些缺点不 能成为商品化栽培的品种，但是其中有些具有明显优于一般品种或类型的专长 性状。 （二）种质资源的重要性 人类的命运将取决于人类理解和发掘植物种质资源的能力（Harlan， 1970）。 没有好的种质资源，就不可能育成好的品种。 例如 19 世纪中叶欧洲马铃薯晚疫病大流行 例如 19 世纪末到 20 世纪中叶，美国栗疫病、大豆孢囊线虫病 例如中国水稻生产中单季改双季、高秆变矮秆以及杂交水稻的育成 植物种质资源是人类的宝贵财富
二、种质资源面临迅速流失的重大威胁 植物种质资源的多样性包含生态系统多样性、物种多样性和种内多样性 个不同的水平。 (一)森林霜盖率下降 8000年前全球天然林面积80.8亿hm2,到1996年底，只剩下30.4亿hm2 共消失了62%。 (一)过度放牧和言目滥层 (三)大面积环境污染造成生态环境恶化 (四)掠夺式的资源开发和利用（兰花、苏铁） (五)育种业发展迅速但缺少可持续发展的观点 第二节作物起源中心与中国园艺植物种质资源 一、园艺植物的起源 采集野生垃圾场野生管理野生 驯化栽培 教 驯化的时代，纪元前驯化的种类较多，接近驯化种类数的80%。特别是 学 谷类和豆类作物，94%左右是纪元前驯化的产物，而果树、蔬菜和薯类作物纪 过 元前驯化种类约占60%。 园艺植物早期驯化的种类相对较少。 程 二、作物进化地理学 (一)瓦维洛夫的作物起源中心学说 简介：1920一1940年，先后180次考察了亚洲、欧洲、北美、中南美洲60多 个国家和地区，搜集了25万余份资源，包括果树12650份、蔬菜17955份、 豆类23636份，这些资源分别在前苏联大约100个试验站点种植，进行形态学、 解剖学、分类学、细胞学和遗传学分析以及杂交和育种试验：用地理微分法研 究种、变种和栽培植物变异多样性的地理分布，提出“物种形成的地理局部化 和“栽培植物的起源中心”学说。 1种质资源研究是育种学最重要的内容 1)种质资源的理论、植物进化地理的研究 2)遗传变异的理论、突变及遗传规律的研究 3)环境对品种性状表现的研究 4)杂交理论的研究 29
29 教 学 过 程 二、种质资源面临迅速流失的重大威胁 植物种质资源的多样性包含生态系统多样性、物种多样性和种内多样性 3 个不同的水平。 （一）森林覆盖率下降 8000 年前全球天然林面积 80.8 亿 hm2，到 1996 年底，只剩下 30.4 亿 hm2， 共消失了 62％。 （二）过度放牧和盲目滥垦 （三）大面积环境污染造成生态环境恶化 （四）掠夺式的资源开发和利用（兰花、苏铁） （五）育种业发展迅速但缺少可持续发展的观点 第二节 作物起源中心与中国园艺植物种质资源 一、园艺植物的起源 驯化的时代，纪元前驯化的种类较多，接近驯化种类数的 80％。特别是 谷类和豆类作物，94％左右是纪元前驯化的产物，而果树、蔬菜和薯类作物纪 元前驯化种类约占 60％。 园艺植物早期驯化的种类相对较少。 二、作物进化地理学 （一）瓦维洛夫的作物起源中心学说 简介：1920－1940 年，先后 180 次考察了亚洲、欧洲、北美、中南美洲 60 多 个国家和地区，搜集了 25 万余份资源，包括果树 12650 份、蔬菜 17955 份、 豆类 23636 份，这些资源分别在前苏联大约 100 个试验站点种植，进行形态学、 解剖学、分类学、细胞学和遗传学分析以及杂交和育种试验；用地理微分法研 究种、变种和栽培植物变异多样性的地理分布，提出“物种形成的地理局部化” 和“栽培植物的起源中心”学说。 1.种质资源研究是育种学最重要的内容 1）种质资源的理论、植物进化地理的研究 2）遗传变异的理论、突变及遗传规律的研究 3）环境对品种性状表现的研究 4）杂交理论的研究
5)选择的理论，自交、异交及其他各类作物育种程序和原则的研究 6)定向育种的理论如品质育种、产量育种、抗病育种，生态可塑性及其他方 面育种的研究 7)育种各论，单一作物育种理论的研究 2.物种形成过程的地理局部化 物种的多样性在地球上的分布是不均匀的 中国东南部、印度支那、印度、马来西亚群岛、 亚洲西南部、热带非洲、开普 敦、埃塞俄比亚、中美洲、南美洲、墨西哥南部、地中海沿岸各国和前亚的植 物区系具有物种多样性异常集中的特点。 中美洲小国哥斯达黎加和萨尔瓦多，按面积只相当于美国的1100而物种数量 不次于整个北美洲。 结论：无论在我国还是在外国，在寻找有益的植物新物种时，应该考虑到多样 性的局部化，并把更多的注意力放在适宜的地区， 3.作物起源中心一古代文明发源地 早期人类难以跨越沙漠、山脉和海洋，从而产生了各个隔离区自己的农业，形 教 成了大大小小的独立的作物起源中心 这些中心植物群落异常丰富，而且这些中心和古代文明发源地相一致，一种作 学 物有时起源于几个中心，而每个中心有自己的种。一种作物起源于不同的地方 过 常有不同的生理和细胞学特征。 例如薯蓣属植物的驯化在亚洲、热带美洲和非洲是分别独立进行的。 程4.初生及次生起源中心 用地理微分法找到物种的最大多样性聚集地区，通常就是这个种的初生起源中 心。 初生起源中心经常包含大量遗传上显性的性状 在栽培植物物种古代分布区的边缘以及在隔离地区（岛上、山上），由于自交 和突变的结果优先形成和分离出隐性类型。 当物种远离初生起源中心到达新的隔离环境时，杂交或突变常导致出现隐性的 遗传性状。这种次生起源中心的变异多样性有时也是大量的，并且常常是有价 值的。 5.同源平行性变异规律 瓦维洛夫提出了同源平行性变异规律： 在种的范围内详细研究变异性，揭示了一个明显的规律，就是在相近的种和 的遗传变异性中出现惊人的平行现象。 例如：瓦维洛夫资源考察队1916年在帕米尔山区发现叶片上举适于密植的无 叶舌小麦，当时曾预测近缘的大麦属也可能存在这类型。后来通过诱变获得的 无叶舌突变类型。 6.作物起源中心的定位 30
30 教 学 过 程 5）选择的理论，自交、异交及其他各类作物育种程序和原则的研究 6）定向育种的理论如品质育种、产量育种、抗病育种，生态可塑性及其他方 面育种的研究 7）育种各论，单一作物育种理论的研究 2.物种形成过程的地理局部化 物种的多样性在地球上的分布是不均匀的 中国东南部、印度支那、印度、马来西亚群岛、亚洲西南部、热带非洲、开普 敦、埃塞俄比亚、中美洲、南美洲、墨西哥南部、地中海沿岸各国和前亚的植 物区系具有物种多样性异常集中的特点。 中美洲小国哥斯达黎加和萨尔瓦多，按面积只相当于美国的 1/100 而物种数量 不次于整个北美洲。 结论：无论在我国还是在外国，在寻找有益的植物新物种时，应该考虑到多样 性的局部化，并把更多的注意力放在适宜的地区。 3.作物起源中心－古代文明发源地 早期人类难以跨越沙漠、山脉和海洋，从而产生了各个隔离区自己的农业，形 成了大大小小的独立的作物起源中心。 这些中心植物群落异常丰富，而且这些中心和古代文明发源地相一致，一种作 物有时起源于几个中心，而每个中心有自己的种。一种作物起源于不同的地方 常有不同的生理和细胞学特征。 例如薯蓣属植物的驯化在亚洲、热带美洲和非洲是分别独立进行的。 4.初生及次生起源中心 用地理微分法找到物种的最大多样性聚集地区，通常就是这个种的初生起源中 心。 初生起源中心经常包含大量遗传上显性的性状。 在栽培植物物种古代分布区的边缘以及在隔离地区（岛上、山上），由于自交 和突变的结果优先形成和分离出隐性类型。 当物种远离初生起源中心到达新的隔离环境时，杂交或突变常导致出现隐性的 遗传性状。这种次生起源中心的变异多样性有时也是大量的，并且常常是有价 值的。 5.同源平行性变异规律 瓦维洛夫提出了同源平行性变异规律： 在种的范围内详细研究变异性，揭示了一个明显的规律，就是在相近的种和属 的遗传变异性中出现惊人的平行现象。 例如：瓦维洛夫资源考察队 1916 年在帕米尔山区发现叶片上举适于密植的无 叶舌小麦，当时曾预测近缘的大麦属也可能存在这类型。后来通过诱变获得的 无叶舌突变类型。 6.作物起源中心的定位