烟草育种学

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1、烟草育种学复习资料山东农业大学 植保学院 烟草绪论P(性状)=G(遗传)+E(环境).1烟草育种学：研究选育和繁殖烟草优良品种的理论与技术的科学。2. 进化的三要素：变异、遗传、选择3品种:人类在一定的生态和经济条件下，根据自己的需要所创造的某种作物群 体，它具有特异性，一致性，稳定性。4相关判断题：(1)品种不存在野生植物中(V) (2) 一粒种子不是品种(V).(3)万能的品种是没有的(V)。(4)永久牌的品种是没有的(V) (5)品种是 人工创造的(V)(6)品种是经济学上的类别，无直接利用价值就不是品种(V)。第一章 育种目标1.育种目标(breeding objective)：在一定

2、自然、栽培和经济条件下，对选育新 品种提出应具备的优良特征特性,也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的 具体要求。2制定作物育种目标的一般原则：(1)根据卷烟工业发展对原料的要求优先突出 质量(适应市场需要，即卷烟工业的要求(2)根据当地自然条件和栽培条件解 决主要限制因素(适应当地生态条件)(3)育种目标必须落实到具体性状上(4) 抓主要矛盾，育种目标考虑品种搭配3烤烟育种目标的制定要求：优质、适产、高抗5.烟气中的有害物质主要是焦迪。6亩产量=每亩株数X每株叶片数X单叶重第二章种质资源(重要)1.种质资源(germplasm resources):具有特定种质或基因，可供育种及相关研究

3、利用的各种生物类型的总称。又叫：品种资源(cultivar resources ),遗传资源 (genetic resources),基因资源(gene resources).2种子资源在烟草育种中的应用：(1)种质资源是现代育种的物质基础(2)不 断发展新作物的主要来源(3)种质资源可以保护遗传多样性(4)种质资源是基 础理论研究的重要材料(5)种质资源保护与知识产权3. 原生起源中心(primary origin center)：最初始的起源地称为原生起源中心；4 个标志：有野生祖先；有原始特有类型；有明显的遗传多样性；有大量 的显性基因。4次生起源中心(secondary origin

4、center):作物由原生起源中心地向外扩散到一 定范围时，在边缘地点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。4个特点：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。5烟草被认为起源于南美中心。6烟草属于双子叶植物纲，管花目茄科，烟草属;以2n=12II的种最多，烟草 属分为3个亚属，14个组，66个种；现在栽培的烟草有2个种：普通烟草种和 黄花烟草种;他们都是异源四倍体7栽培烟草种的起源：圆锥烟草（pp）X波叶2n=1 2 I p IF1（ st）林烟草（ss）X绒毛烟草（tt） 烟草（ uu）2n=12 II s I 2n=12 II t2n=1

5、2IIuF1（ st）2n=12 I s+12 I t2n=12 I p+12IuI加倍I加倍普通烟草（sstt）黄花烟草（ppuu）2n=12Is+12It=24Isstt2n=12Ip+12Iu=24Ippuu8烟草种质资源的工作内容：搜集、保存、鉴定、创新和利用。8烟草种质资源的分类：（1）按亲缘关系：初级基因库,次级基因库，三级基因 （2）育种的使用角度：本地的、外地的、野生的和人工创造的9本地种质资源特点：（1）对当地自然条件和生态特点具有高度适应性（2）反映了当地人民生产生活的需要（3）类型丰富具有独特的优良性状（4）古老的地 方品种,不耐肥水,产量较低,抗病性较差。10外地种质资

6、源特点：（1）能反映各自原产地区的自然条件和生产特点（2）多 数外地资源对本地条件适应性差（判断）11. 野生种质资源特点：（1）特定条件下,长期自然选择形成（2）往往具有栽培 作物所不具备的重要性状。12. 人工创造的种质资源特点：（1）一般在生产上无直接利用价值（判断）（2） 扩大遗传变异、选育新品种或进行有关理论研究的珍贵资料。13.引入的材料有两种应用方式：直接应用和间接应用。14种质资源的保存要求:（1）.维持样本数量（2） 保持样本的生活力（发芽率 50%） （3）.保持原有的遗传变异性。15种质资源的保存方法:（1）种植保存（就地，迁地）（2）贮藏保存（3）离体 保存种质（原理是

7、植物细胞的遗传全能性）16.核心种质：采用一定方法,选择部分种质,以最小的资源数量和遗传 第三章 烟草性状遗传1作物的繁殖方式：（1）有性繁殖：自花授粉作物（异交率04%）,异花授粉 作物（异交率50%以上），常异花授粉作物（自然异交率4-50%） （2）无性繁殖: 无融合生殖，营养体繁殖3烟草属于自花授粉作物4天然异交：作物不同品种间的天然杂交5天然异交率（）=阿中具显性性状的植株数/F代总植株数）X100%6自交的遗传效应:（1）保持纯合基因型（2）使杂合后代基因型趋于纯合，并发 生性状分离（3）后代生活力衰退7烟草的遗传特点：基因型和表现型相对一致性世代间遗传的相对稳定性 自交退化缓慢的

8、耐自交性。&作物品种的类型：（1）自交（纯）系品种（2）杂交种品种（3）群体品种（4）无 性系品种9现代种植的烟草都以纯系为主第四章 烟草的引种与选择育种 1.引种：引进外地区（国）的新植物、新作物、新品种以及为育种和有关理论研究 所需要的各种遗传资源材料。2.气候相似论基本要点：地区之间在影响作物生产的主要气候因素上，应相似到 足以保证作物品种互相引用成功时，引种才有成功的可能性。强调主要气候因素 上的相似，忽略作物对环境适应（驯化）3.生态地区（生态区）:一种植物大致相同生态环境的地区。4生态条件相似的地区引种容易成功，不同生态型之间相互引种有一定困难（判 断）5影响引种成功的因素（大题）

9、:（1）温度;影响作物的生长和发育,高温促作物生 长发育，提早成熟;反之延长生育期;某些作物需经低温过程才满足其发育条件，否 则阻碍其发育，不能抽穗或延迟成熟。 （2）光照:影响作物的生长和发育, 短日照 作物需经过短日照过程才能满足发育的要求，否则阻碍其发育，不能抽穗或延迟 成熟；长日照作物需经过长日照过程才能抽穗成熟的作物（3）纬度（判断）：同 纬度光照、温度相似，纬度相近的东西地区之间比经度相近的南北之间的引种有 较大的成功可能性;同纬度的高海拔地区与平原地区之间相互引种，不易成功;纬 度偏低的高海拔地区与纬度偏高的平原地区的相互引种，成功的可能性较大（4） 海拔：影响温度、光强，同纬度

10、不同海拔高度地区引种要注意温度生态因子（5） 栽培水平、耕作制度、土壤情况 ：引入品种的栽培水平、耕作制度、土壤情况 等条件与引入地区相似时，引种容易成功。（6）植物的发育特性：感温阶段是温 度起主导作用，感光阶段是光照和黑暗起主导作用。6烟草原产于中南美洲，属于短日照作物，但大多数烟草品种对光照的反应不敏 感，呈中性或弱短日性,而对低温的反应则相对敏感。烟草的一生需经过营养生 长和生殖生长两个阶段7选择育种：又称系统育种，直接从现有品种群体中选择出现的自然变异进行性 状鉴定，并通过品系比较试验、区域试验和生产试验培育农作物新品种的育种途 径。8. 选择方法：（1）个体选择（单株选择法）（2）

11、混合选择法（3）轮回选择法（4） 集团混合法9单株选择法有一次单株选择和多次单株选择;混合选择法有一次混合选择和多 次混合选择10单株选择法是烟草育种的主要选择方法，烟草育种中一般不用混合选择法 11纯系育种（系统育种）程序的主要工作环节:（1）选择优良变异株（2）.株行 （系）试验（3）品比试验（4）区域/生产试验（5）.品种审定与推广；一般需要7 年12株系：一个单株的后代种成的一个系统第五章 杂交育种（重要）1杂交育种的类型：（1）组合育种（2）超亲育种2组合育种:将分属于不同品种、控制不同性状的优良基因随机结合后形成不同的 基因组合，再通过定向选择育成集双亲优良性状于一体的新品种遗传机

12、理：基 因重组和互作。3超亲育种:将双亲控制同一性状的不同微效基因积累于同一杂种个体中,形成在 该性状上超越任一亲本的类型遗传机理:基因累加和互作4杂交亲本选配的原则:（1）双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要 性状上优缺点尽可能互补 （2）亲本之一最好是当地推广品种（3）杂交亲本间 在生态型和亲缘关系上差异较大 （4）杂交亲本应具有较好的配合力。（注意各 原则的解释）5. 一般配合力：某一亲本品种和其它若干品种杂交后，杂种后代在某个数量性状 上的平均表现特殊配合力：是指某一特定组合的实际表现与根据双亲一般配合力预测的期望 值间的偏差 6.授粉最适时间：作物每日开花最盛的时间；花粉的寿

13、命：自花授粉作物花粉比 常异花、异花授粉作物短，烟草可维持几天。7烟草人工杂交技术:（1）选择母本（2）母本去雄（3）采集父本花粉（4）授 粉（5）检查及收种8.杂交方式：（1）单交或成对杂交 （2）复交9常用的复交方式:（1）三交（A/B/C，F1中A、B核遗传组成各占1/4, C 1/2） （2）双交（A/B/C/D或A/B/A/C，四个亲本双交，F1中各占1/4；三个亲本双交，F1 中 A 1/2，B、C 各占 1/4）（3）四交（A/B/C/3/D，A、B 各占 1/8, C1/4， D1/2）10.杂种后代的选择方法：系谱法（烟草常用），混合法,衍生系统法,单籽传法, 集团混合法11

14、混合法与系谱法的比较系谱法混合法质量性状或 遗传力较高 的数量性状早代定向选择，及早集中精 力于少数优良株系，及时对 优良新品系进行试验、示范 和繁殖。混合种植若干年性状基本稳定后选 择个体，难度大、数量大，系统选 拔缺少观察和亲缘资料，工作量、 系统评定难度大，花费年限长。选择效果F2严格选择，中选率低，特 别是对多基因控制的性状， 选择效果更差，育成新品种 遗传基础较狭窄。较高世代开始产量性状的选择，可 保留更多的多样化类型和具高产潜 力的个体，有更多的机会选到咼产 和性状优良的系统。选择效率从播种、观察记载到收获考 种，工作细致、繁重。单位土地面积上能种植更多的杂父 组合和保存更多类型的

15、植株，且种、 收、管简单。12系谱法（看，找，定，促）：优点：具有定向选择的作用；每一系统有案可查， 易掌握它的优、缺点；系统间的亲缘关系清楚，有助于互相参证；及早集中优良 系统；有计划加速繁殖和多点试验，缺点： F2 严格选择，中选率低，特别对多 基因控制的性状，效果更差 ；工作量大，占地多，往往受人力、土地条件的限 制，不能种植足够大的杂种群体，使优异类型丧失13 混合法：优点：早代不选，混收混种工作简便；多基因控制的优良性状 不易丢失；缺点：类型丢失现象：早熟、耐肥、矮秆等类型；单株难选： 因缺乏历史的观察和亲缘参照，优良类型不易确定；延长育种年限。14题：烟草品种A综合性状优良但不抗黑

16、胫病，请你设计一个回交育种方案（图 示），把品种B中的显性抗黑胫病单基因（RR）导入A，要求育成的品种非轮回 亲本遗传成分少于2%,至少需要回交几次（苗期就能鉴别黑胫病抗性）？（答 案见笔记）第六章 杂种优势利用1.杂种优势：是 指两个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂种在某些性状上优于 其亲本的现象。2杂种优势度量方法：中亲优势,超亲优势,超标优势,杂种优势指数3异花授粉作物比自花授粉作物下降慢4. 显性假说基本论点：杂种 F1 集中了控制双亲有利性状的显性基因，每个基因 都能产生完全显性或部分显性效应,由于双亲显性基因的互补作用,从而产生杂 种优势5. 超显性假说（等位基因异质结合假说）基本论

17、点：杂合等位基因的互作胜过纯 合等位基因的作用,杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间 的相互作用的结果6三系配套：不育系,恢复系,保持系9配合力的测定时期由遗传率的高低决定7.配合力的测定方法：（1）顶交法（2）双列杂交（3）多系测交法8当前最常用的测配方法是多系测交法9. 雄性不育：雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。有质核互作 和核不育2种类型10栽培烟草的不育系最初都是由种间杂交而产生的，不育胞质是由野生种提供 的11.温敏部位是生长点的分生细胞。12目前，我国转育的雄性不育系其不育胞质均来自香甜烟草对经济性状无不良 影响13. 人工制保：利用不育株或人工诱变

18、获得的不育株,通过杂交、顶交、自交、 测定进行人工制保。第七章 烟草远缘杂交育种1.远缘杂交：将植物分类学上用于不同种（species）、属（genus）或亲缘关系更远的 植物类型间进行的杂交,2异附加系:在某物种染色体组的基础上，增加一个、一对或二对其他物种的染 色体,从而形成一个具有另一物种特性的新类型个体。3异替换系:是指某物种的一对或几对染色体被另一物种的一对或几对染色体所 取代而成的新类型个体。4易位系:某物种的一段染色体和另一物种的相应染色体片段发生交换形成的类 型。5远缘杂交常常遇到困难的原因，表现，特点及解决办法：（一）远缘杂交不亲和性:（1）原因：双亲受精因素的差异双亲基因组

19、成的差 异（2）解决办法：亲本选择与组配（栽培种作母本，染色体数目多的物种作 母本，品种间杂种作母本，广泛测交，选择适当亲本组配）染色体预先加倍法 桥梁（媒介）法采用特殊的授粉（混合花粉授粉，重复授粉）理化因素处 理生物技术方法（柱头手术，子房受精，试管受精，体细胞融合）（二）远缘杂种夭亡和不育：（1）表现：不正常、不完整的胚和种子（幼胚不能 发育或中途停止发育，幼胚畸形、不完整；无或极少胚乳，不能给胚提供营养； 胚和胚乳间形成离层,妨碍营养物质从胚乳入胚；胚和母体不协调，形成皱缩种 子，不发芽或发芽后死亡）不正常的后代（片不同发育时期出现生育停滞或死 亡；生育失调，营养体虽生长繁茂，但不能形

20、成生殖器官；片植株的生殖器官 异常，不能产生有活力雌、雄配子）（2）原因：核质互作不平衡染色体不平 衡基因不平衡组织不协调（3）解决办法：利用异源多倍体回交法杂 种胚离体培养改善花期营养条件嫁接法（三）远缘杂种后代性状分离：（1）特点：分离规律不强分离类型丰富，变幅 大，向两亲分化分离世代长、稳定慢（2）解决办法：远缘种分离世代的群 体应适当扩大对杂种早代材料的选择标准宜适当放宽F染色体加倍回交 和复交应用歧化选择方法6. 歧化选择：选择群体中两极端类型个体随机交配,形成新的群体后再选择的方 法。第八章 诱变育种1.诱变育种：利用理化因素诱发变异，再通过选择而培育新品种的育种方法。2.1934

21、 年, Tollenear利用X射线育成了第一个烟草突变品种Chlorina （赫络里 纳），并在生产上得到了推广3常用的物理诱变剂：紫外线,X射线,Y射线（Co），粒子辐射（中子，a射 线，B射线），航天搭载，其他物理诱变剂（电子束，激光，离子注入）4. 辐射处理的方法：（1）外照射（2）内照射5. 内照射主要方法： （1）浸泡法（2）注入法（3）施入法（4）合成法6. 剂量强度：单位物质吸收的剂量；剂量率：单位时间内物质的吸收剂量 （R / min）；半致死剂量LD50：处理当代植株成活50%；临界剂量：处理当代植株成活40%。 7常用的化学诱变剂：烷化剂（最常用）,叠氮化合物，吖啶类似物

22、，羟胺，亚 硝酸，碱基类似物8处理群体的大小依突变率和M2群体大小确定9. M 般不进行选择；第九章 烟草生物技术育种1.生物技术：又称生物工程，是以生命科学为基础，利用生物体系（生物体、组 织、细胞）和工程学原理，提供商品和社会服务的综合性科学技术。2生物技术主要包括：基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个领域。3实现植株的再生是利用生物技术进行品种改良的前提条件。4植株再生主要通过器官发生和体细胞胚胎发生而实现的。5. 体细胞胚胎（简称胚状体）在形态上与合子胚一样具有原胚、心型胚、鱼雷胚、 子叶胚的发育程序，但它起源于体细胞而非合子细胞;它具有完整的胚芽、胚轴、 胚根,不同于器官发生中的

23、不定芽和不定根。体细胞胚胎发生技术主要用于人工 种予的研究和生产（判断）6人工种子是由胚状体，人工胚乳和人工种皮三部分组成。7单倍体：是指抱子体细胞的染色体数目与配子体细胞的染色体数目一致的植 株。8.原生质体的分离方法：（1）机械法分离（先对材料质壁分离处理，然后切割, 从中释放出少量不受损伤的原生质体）；（2）酶法分离（一步法将果胶酶和纤维 素酶等混合处理材料，直接分离获得原生质体；二步法先用果胶酶处理材料，降 解细胞间层使细胞分离，再用纤维素酶水解胞壁释放原生质体）。9多倍体的显著特征:巨大型10作物转基因育种：根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组 与遗传转化或直接运载进

24、入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并 经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。11目的基因的获得常用表达序列标签法12分子标记的类型：(1)基于Southern杂交的分子标记(RFLP, VNTR) (2) 基于 PCR 的分子标记(SSR, STS, DD-PCR, ISSR, RAPD)(3)基于 PCR 和 限制性酶切的分子标记(CAPS, AFLP)13集群分离分析法：是依据目的性状的表现型的差异对分离群体进行分组，分 别将两组中个体和株系的基因组DNA混合成池(DNA Bank),这两个DNA池 之间，除了目的基因所在的染色体区段存在差异外，其他区域应该是完全相

25、同的。 24分子标记辅助选择:通过对目标基因紧密连锁的分子标记的检测，就可以对 目标基因进行有效选择，这种方法称为分子标记辅助选择育种。第十章 烟草品质育种1烟草品质内容主要包括烟叶香味、外观质量、烟叶安全性、工业加工品质和化 学成分等。2烟草育种重点考虑的问题是烟叶香味和烟叶安全性等。3香气的三要素：香气量、香气质和香型。4香气量足、香气质纯、香型突出是优质烟叶的重要特征。5烟叶低焦油含量是一个数量性状6微粒物指数法(PMI)：以每克烟叶的焦油量为参数，测定焦油产生量，以选 育低焦油产生量的烟草品系的育种方法。7烟草是喜钾作物，常把烟叶含锂量的高低作为烟叶质量评价的重要指标之一。 第十一章烟

26、草抗病虫育种1防治体系(IPM)：抗性品种、栽培防治、生物防治和化学防治等方法综合应用。 2毒性(专化性致病性)：病原菌能克服某一专化抗病基因而侵染该品种的特殊能 力。质量性状。3垂直抗病性：寄主品种对病原菌某个或少数生理小种免疫或高抗，而对另一些 生理小种则高度感染。水平抗病性：寄生的某个品种对所有小种的反应一致，对病菌的不通小种没有 特异反应，由多个微笑基因控制，能抗多个小种，表现为中度抗病4基因对基因学说：针对寄主植物的每一个抗病基因，病原菌迟早会出现一个相 对应的毒性基因；毒性基因只能克服其相应的抗性基因，而产生毒性(致病)效 应。5黑胫病育种中所利用的抗源材料主要是来自于Florid

27、a301；6烟草普通花叶病是由病毒引起的一种病害，该病毒致病能力极强。7抗普通花叶病特性受两对隐性基因决定，定名为a1a1a2a2o8. 目前，抗普通花叶病育种所利用的抗源材料主要是来自于野生种黏烟草 (Ngutinosa)的抗病基因。9. N. glutinosa对普通烟草花叶病的抗性受一对显性单基因NN控制，是目前在 抗TMV育种中应用最广泛的抗源基因。10. GAT品系:Holmes(1960年)把来源不同的抗花叶病基因结合在一起，选育出 了一个抗花叶病品系，称之为Holmes品系，该品系系具有7对抗性基因，即来 自于N.glutinosa 的 N基因，来自 Ambalema 的 a1a

28、1a2a2基因，来自 TI245 的 t1t1t2t2 基因和来自印度烟草Henika的G1G1G2G2基因，故又称GAT品系。11. 烟草青枯病的抗源中TI448A是一个很好的抗源，来自TI448A的抗性是隐性 多基因遗传。12我国在抗赤星病育种中利用的抗病基因来自于烤烟品种净叶黄。13. 抗烟草根结线虫病的抗源基因来自于TI70614. 烟草霜霉病的抗源是迪勃纳氏烟草。15. 在众多的抗虫资源材料中，烟属种哥西氏烟草(Ngossei)是最优秀的,第十二章烟草品种的区域化鉴定与稳定性分析1品种区域化鉴定：是将各育种单位新选育和新引进的优良烟草品种，有计划地 送到有代表性的不同地区进行试验，以

29、鉴定其利用价值，确定其适应范围和推广 地区。2参加全国烟草品种区域试验的品种原则上由各省(自治区)主持区域试验的单位向全国烟草品种审定委员会推荐，并呈交推荐书，参加省级区域试验的品种由省 内各育种单位向省级烟草品种审评委员会里请，推荐参加试验品种。3我国烤烟品种区域试验有两种类型，即小区比较试验和大区示范试验。第十三章烟草种子生产与种子检验1烟草良种繁育工作的主要任务有：品种更换和良种更新2.良种繁育的技术路线有重复繁殖法和循环选择繁殖法3原种：是指育种单位育成品种的原始种子，或推广品种经过提纯后，具有该品 种典型性，并符合质量标准的种子。4目前我国烟草原种的生产采用三圃制，即株行圃、株系圃、原种圃。5隔离的方法有两种，即空间隔离和时间隔离。所谓空间隔离即指在种子田周围 500米内不准种植其它烟草品种;时间隔离则指种子田播种和移栽期与生产田提 前或延后，以保证花期不遇。6. 目前种子包衣技术主要有种子包膜和种子丸化两类。烟草种子的包衣就是采用 丸化技术。