作物育种学.pdf

第一节作物进化与遗传改良

作物生产可以看作是由两大部分组成:

一是农作物品种的改良，即要使农作物本身具有较高的生产潜力、优良的品
质、较强的抗逆性，这是农作物获得高产的内因，农作物品种的改良就是育种；二
是如何通过各种措施，使农作物获得最高的产量，例如：

施肥、灌水、防治病虫害等，这是获得高产的外因，是属于栽培学的范畴。

发展作物生产，提高作物生产水平，基本上是通过作物的遗传改良和作物生长
条件的改善两个相互结合的途径来实现的。本课程则主要是全面系统地介绍作物育
种的基本原理和方法。

一、作物品种的概念

作物品种是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据生产和生活的需要所选
育的一定群体，该群体具有相对稳定的遗传特性，群体内的个体间在生物学、形态
学及经济性状上的一致性，并与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别。这
种群体在一定的地区和耕作条件下种植，在产量、品质、适应性等方面符合生产和
生活的需要。

作物品种是人工进化的、人工选育（创造）即育种的产物，是重要的农业生产
资料。在植物分类上，作物品种虽然也隶属于一定的种或亚种，但不同于植物分类
学上的变种。变种是自然选择、自然进化的产物，一般不具有上述特性和作用。

英语术语variety兼具变种和品种的含义，为了避免混淆，近年来一般多用
cultivar（即cultivatedvariety栽培品种的合成术语）专指品种。所以，品种不是植
物分类学上的基本单位，而是经济上的类别。

农作物的每个品种都有其所适应的自然环境条件和耕作栽培条件，而且都只在
一定的历史时期起作用，因此，优良品种一般都具有地区性和时间性。在不同的地
区或同一地区的不同时期，由于生产和生活的要求不同，对品种的要求也不相同，
所以，要不断地培育新品种以更替原有的品种。

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二、自然进化和人工进化
现有的各种栽培作物都是由野生植物通过人工驯化在不同的时期产生的，从野
生植物到栽培植物，这是一个漫长的进化过程。植物的进化取决于三个基本的因
素：

变异、遗传和选择。变异与遗传是进化的内因与基础，选择决定了进化的方
向。

生物进化的三大因素是变异、遗传和选择，生物进化就是在遗传物质发生了变
异、重组所产生的各种变异类型中，通过适应性的选择、保留、遗传而产生的，而
当遗传物质的变异、重组、保留等过程中的一部分或全部置于人为控制下时，即人
工进化，这就是育种。

现代育种学是综合运用现代遗传学及其他许多自然科学的理论与技术，对生物
的遗传性进行有目的地控制、管理、改造，使之向人类所需要的方向发展。因此
说，现代育种学是人为控制变异的科学，是人工进化的科学。

三、遗传改良在作物生产发展中的作用

1.创造新的物种、新的栽培作物。2.现有作物品种的改良。

近一、二百年农业和农业科技发展中的现代育种技术、化肥和施肥技术、农药合
成及灌溉技术对于农业生产发挥了重要作用。在作物生产中，新品种的应用、增施肥
料、防治病虫害个改善管理等方面，品种的作用最大。据有充分科学根据的估算，新
品种的应用在提高农作物产量方面占40%。

从世界范围来看，第一次绿色革命的兴起与成功就得益于我国水稻矮脚南特、低
脚乌尖以及小麦农林10号矮杆种质的鉴定及利用。有充分理由说：

新品种的选育与推广仍将是21世纪现代农业发展的重要因素。

优良品种是指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求、并具有较高经济价
值的品种。生产上所谓良种，应包括具有优良品种品质和优良播种品质的双重含义。

优良品种在发展生产中的作用主要有：

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(1)、提高单位面积产量

(2)、改进农产品的品质
(3)、保持稳产性和产品品质

(4)、扩大作物种植面积

(5)、有利于耕作制度的改革、复种指数的提高，农业机械化的发展和劳动生
产率的提高

在同样的地区和耕作栽培条件下，采用产量潜力大的良种，一般可增产10%或
更高，在较高栽培水平下良种的增产作用也较大。1931-1980年世界主要农作物单
产提高很快，尤其是玉米、水稻、高粱的单产增加了3-5倍。

而且随着时代的推移，单产提高对总产提高的作用越来越大，如20世纪五十
年代，单产提高作用占47.3%，20世纪的六、七十年代，则分别占78.9%和
80.2%。

品种改良在单产提高中所起的作用，小麦占27%，玉米和棉花占40%。我国
20世纪六十年代以来，水稻单产的大幅度提高，主要归功于优良品种的选育推广。

墨西哥由于推广种植墨西哥小麦、菲律宾推广IR水稻，而使这两个国家由粮
食进口国成为粮食出口国。为此，1970年的诺贝尔和平奖授给了美国的
N.E.Borloug，以表彰他在培育墨西哥小麦中所作的突出贡献。

优良品种对于改善农产品的品质也发挥了至关重要的作用，例如：