第一章 作物的繁殖方式及品种类型 Chapter 1 Modes of Reproduction and Types of Variety in Crops

作物的繁殖方式与其遗传特点是紧密联系的； 以改变作物性状而采取的育种方法和程序也受繁殖方式影响； 了解作物的繁殖方式可帮助育种家选择正确的方法和程序。

(Often cross-pollination） 自花授粉作物 （self-pollination） 第一节 作物的繁殖方式 异花授粉作物 （cross-pollination） 常异花授粉作物 (Often cross-pollination） 有 性 繁 殖 （sexual reproduction） 作物繁殖方式 自交不亲和性 雄性不育性 植株营养体繁殖 无 性 繁 殖 (asexual reproduction） 无融合生殖

第一节 作物的繁殖方式 一、有性繁殖 (sexual reproduction) 第一节 作物的繁殖方式 一、有性繁殖 (sexual reproduction) 凡是由雌雄配子结合，经过受精过程，形成种子繁衍后代的,统称为有性繁殖 。

(Often cross-pollination） 自花授粉作物 （self-pollination） 异花授粉作物 （cross-pollination） 常异花授粉作物 (Often cross-pollination） 有 性 繁 殖 （sexual reproduction） 自交不亲和性 雄性不育性

异花授粉：雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。。 自花授粉：同一朵花的花粉传播到同一朵 花的雌蕊柱头上，或同株的花 粉传播到同株的雌蕊柱头上。 异花授粉：雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。。 在有性繁殖中，根据雌雄配子是否来自同一亲本植株，又分为：

按照授粉方式将作物分为： 自花授粉作物： 一朵花内的花粉传粉繁殖 后代。天然异交率0-4% 异花授粉作物：异株或异花的花粉传粉繁殖 后代。天然异交率50-100% 常异花授粉作物：同时依靠自花授粉和异花授粉 繁殖后代。天然异交率5-50%

1. 自花授粉作物（self-pollination crop） 主要栽培作物： 禾谷类：水稻、小麦、大麦、燕麦 豆 类：大豆、花生、豌豆、菜豆、绿豆、 小豆、豇豆 其他作物：芝麻、烟草、马铃薯、茄子、 辣椒、番茄、胡麻、亚麻

2. 异花授粉作物（cross-pollination crop） ① 雌雄异株(dioecious)：菠菜、石刁柏、大麻、蛇麻 ② 雌雄同株异花(monoecious)： 玉米、黄瓜、甜瓜、南瓜、西瓜、蓖麻 ③ 雌雄同花自交不亲和（self-incompatibility）： 黑麦、甘薯、白菜、萝卜、洋白菜、白菜型油菜 ④ 雌雄同花不同熟（dichogamy） 或雌雄蕊异长（heterogony）： 荞麦、向日葵 葱、洋葱、芹菜、胡萝卜、甜菜、莴苣

3. 常异花授粉作物 (often cross-pollination crop) 主要栽培作物： 高粱、棉花、谷子、蚕豆 甘蓝型油菜、芥菜型油菜

有性繁殖还包括： 自交不亲合性：具有完全花，可形成正常雌雄配 子，但缺乏自花授粉结实能力。 雄性不育性：植株花粉败育，不能产生有功能的 雄配子的特性。

花器的形态构造雌花和雄花在植株上的位置、开花习性等都会影响授粉的方式。 (一)花器构造和开花习性对授粉的影响 花器的形态构造雌花和雄花在植株上的位置、开花习性等都会影响授粉的方式。 花器构造 雌雄蕊异长（heterogony） 自交不亲和性（self-incompatibility） 两性花 单性花 雌雄同株异花（monoecious） 雌雄异株（dioecious） 雄性不育性 （male—sterility）

1. 自花授粉植物的花器构造特点及开花习性 交配制度 花器构造特点及开花习性 自交，异交率<4%。 雌雄同花，同熟，开花时间较短，常常闭花授粉。

2. 常异花授粉植物的花器构造特点及开花习性 交配制度 花器构造特点及开花习性 基本自交，异交率5~50%。 雌雄同花，异熟或雌雄蕊不等长，外露，易接受外来花粉，开花时间长，异交率较高。

3. 异花授粉植物的花器构造特点及开花 习性 交配制度 随机互交，自由交配，异交率>50%。

花器构造特点及开花习性 a.具有两性花的完全异花授粉植物： 黑麦、红三叶草、紫苜蓿、荞麦、向日葵、三叶草

花器构造特点及开花习性 b.具有两性花的异花授粉，同时具有某种程度的自花授粉功能的植物： 甜菜、饲料甜菜、芥子、洋白菜、莴苣、马铃薯、烟草、苹果、梨、李

花器构造特点及开花习性 c.雌雄同株的植物（同一植株上具有不同的雌 雄性器官）： 玉米、蓖麻、西瓜、甜瓜、南瓜、核桃、栗子

花器构造特点及开花习性 d.雌雄异株的植物（雌雄器官生长在不同的植株上）： 石刁柏、大麻、菠菜、芦笋、番木瓜

一、有性繁殖 石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果） 蓖麻雌雄同株异花

两种特殊的有性繁殖方式 自交不亲和性

两种特殊的 有性繁殖方式 雄性不育性

二、无性繁殖（asexual reproduction） 凡是不经过两性细胞受精过程而繁殖后代的统称为无性繁殖 。 营养体繁殖 （vegetative）： 利用植物营养器官繁殖后代。 无融合生殖（ apomixes）： 植物性细胞的雌雄配子，不经过正常受精、两 性配子的融合过程，形成种子繁殖后代的方式。

营养体繁殖 （vegetative） 营养繁殖的器官： 根、茎、叶、芽、块根、块茎、匍匐 茎、球茎、鳞茎等。 营养繁殖的方法：分根、扦插、压条、 嫁接、组织培养等 营养繁殖的作物：甘薯、马铃薯、甘蔗、 草莓、洋葱、大蒜等

二、无性繁殖

二、无性繁殖 营养体繁殖 石刁柏（芦笋）的雄株（黄花）和雌株（红果）

无融合生殖 (apomixes) 1. 无孢子生殖 2. 二倍体孢子生殖 3. 不定胚生殖 4. 孤雌生殖 5. 孤雄生殖 1. 无孢子生殖 2. 二倍体孢子生殖 3. 不定胚生殖 4. 孤雌生殖 5. 孤雄生殖 6. 单倍体无配子生殖

自花授粉 （小麦、大麦、燕麦、 大豆、花生、芝麻、 烟草、马铃薯） 有性繁殖 异花授粉 （玉米、向日葵、甘薯、 蓖麻、黑麦、白菜型 油菜） 常异花授粉 （棉花、高粱、蚕豆 繁殖方式 谷子） 营养体繁殖（甘薯、马铃薯、甘 无性繁殖 蔗、草莓 ）   无融合生殖

有 性 繁 殖 作物繁殖方式 无 性 繁 殖 自花授粉作物 异花授粉作物 自交不亲和性 雄性不育性 植株营养体繁殖 无融合生殖 （self-pollination） 异花授粉作物 （cross-pollination） 有 性 繁 殖 （sexual reproduction） 自交不亲和性 作物繁殖方式 雄性不育性 植株营养体繁殖 无 性 繁 殖 (asexual reproduction） 无融合生殖

第二节 自交和异交的遗传效应 一.自交的遗传效应 二. 异交的遗传效应

一.自交的遗传效应 1. 自交使杂合基因型逐渐趋向纯合 Aa AA Aa aa 杂合基因型比例 1/2 纯合基因型比例 1-1/2r

自交的遗传效应 …… 1. 自交使纯合基因型保持不变 2. 自交使杂合基因型的后代发生性状分离 3. 自交引起后代生活力衰退 自交 代数 杂合体Aa自交各世代的基因型频率及基因频率的变动 自交 代数 代号 基因型频率 杂合型(%) Aa 纯合型(%) AA aa AA aa 0(F1) H0 1 1(F2) H1 1/4 1/2 (1/2)1 1-1/2=50 2(F3) H2 3/8 2/8 (1/2)2 1-(1/2)2=75 3(F4) H3 7/16 2/16 (1/2)3 1-(1/2)3=87.5 … …… n(Fn+1) Hn (2n-1)/(2n+1) 1/(2n) (1/2)n 1-(1/2)n

2. 自交引起杂合基因型的后代发生分离， 杂合基因型的个体，自交以后，由于等 位基因纯合，一些隐性基因表现出来。 3. 自交引起杂合基因型的后代生活力衰退

二、异交的遗传效应 1. 异交形成杂合基因型 2.异交增强后代的生活力

D + H + R = 1 异交的遗传效应 1.异交形成杂合基因型 2.异交增强后代的生活力 D H R AA Aa aa n1 + n2 + n3 = N D H R Aa AA AA AA aa Aa aa Aa AA AA Aa aa Aa f (AA) = n1 / N = D f (Aa) = n2 / N = H f (aa) = n3 / N = R D + H + R = 1

D + H + R = 1 异交的遗传效应 自交不亲合性和雄性不育性 D H R 自交不亲合性：具有完全花，可形成正常 1.异交形成杂合基因型 2.异交增强后代的生活力 自交不亲合性和雄性不育性 自交不亲合性：具有完全花，可形成正常 雌雄配子，但缺乏自花授 粉结实能力。 AA Aa aa n1 + n2 + n3 = N D H R Aa AA AA AA aa Aa aa Aa AA AA Aa aa Aa f (AA) = n1 / N = D f (Aa) = n2 / N = H f (aa) = n3 / N = R D + H + R = 1

遗传特点 群体异质，个体间遗传上有差异，个体的很多基因位点也是杂合的，遗传基础复杂。群体内部不同植株间差异。但群体间存在很大的变异性，可根据一种或多种性状把品种（群体）与别的品种（群体）区分开来。

遗传特点 群体同质（异质），个体纯合（杂合），杂合体分离，遗传基础较复杂；强制自交，后代不明显退化；多代强制自交，导致群体较为同质和纯合，相对一致，自交无害，不断自交导致纯合。

第三节 不同繁殖方式作物 群体遗传特点 自花授粉作物群体遗传特点 二. 异花授粉作物群体遗传特点 三. 常异花授粉作物群体遗传特点 第三节 不同繁殖方式作物 群体遗传特点 自花授粉作物群体遗传特点 二. 异花授粉作物群体遗传特点 三. 常异花授粉作物群体遗传特点 四. 无性繁殖作物群体遗传特点

一、自花授粉作物群体遗传特点 1. 基因型纯合，基因型和表现型基本一致 ♀AbcDfE ♂ AbcDfE 2. 遗传性相对稳定 3. 自交不退化 AAbbccDDffEE

二. 异花授粉作物群体遗传特点 1. 基因型杂合，表现型多种多样，基因型和表现型不一致。 对于个体来说，基因型是杂合的，基因型和表现型不一致。 AbcD× aBcD AaBbccDD 对于群体来说，是一个复杂的群体，表现型是多种多样的。 AbcD× aBcD AaBbccDD AbcD× ABCd AABBCcDd

2. 在没有其它因素干扰下，可保持群体遗 传平衡。 3.自交生活力衰退，杂交产生杂种优势。

三、常异花授粉作物群体遗传特点 主要性状是同质结合的，群体多为异质群体。表现型基本一致，但又包含不同比例的变异个体。 2.自交后代性状分离不严重。 3.自交后代生活力衰退不严重。

四、无性繁殖作物群体遗传特点 1.无性繁殖的后代，表现型与母体相似，没有分离。 2.同一无性繁殖系内的植株遗传基础相同。 3.无性繁殖作物，没有经过自交纯化，如果来自杂交的后代，个体的基因型是杂合的，若用种子繁殖，后代出现分离。 无性繁殖系：由一个单株用无性繁殖所获得的后代，称无性繁殖系，简称无性系。

第四节 作物的品种类型 及其特点 对农作物品种的基本要求 作物品种类型 各类品种的育种特点

一、对农作物品种的基本要求 1. 特异性：本品种具有一个或多个不同于 其它品种的形态和生理特性。 2.一致性：同一品种内，植株之间性状 整齐一致。 3.稳定性: 繁殖或再组成本品种时，品 种的特异性和一致性保持不变。

二、作物品种类型 1. 纯系品种（自交系品种） 2.杂交种品种 3.群体品种 4.无性系品种

第四节 作物的品种类型及其特点 自交系品种 作物品种 杂交种品种 群体品种 无性系品种 异花授粉作物的自由授粉品种 异花授粉作物的综合品种 第四节 作物的品种类型及其特点 自交系品种 （pure line cultivar） 异花授粉作物的自由授粉品种 作物品种 杂交种品种 (hybrid cultiva） 异花授粉作物的综合品种 群体品种 (population cultiva） 自花授粉作物的杂交合成群体 无性系品种 (clonal cultiva） 自花授粉作物的多系品种

1.纯系品种（自交系品种） 纯系品种：由一个变异单株经过多代自 交、选择、育成的品种。 纯系品种群体的遗传组成特点： 个体基因型是纯合的。 群体同质。 自交不退化。

2.杂交种品种 在严格选择亲本和控制授粉的条件下，产生的各类杂交组合的F1植株群体。 杂交种品种群体的遗传特点： ① 个体基因型高度杂合，表现出很高的 生产力。 ② 群体同质，表现型整齐一致。 ③ 近交分离，只利用F1的杂种优势。

3.群体品种 主要包括以下四种： （1）异花授粉作物的自由授粉品种 （2) 异花授粉作物的综合品种 （3）自花授粉作物的杂交合成群体 （2) 异花授粉作物的综合品种 （3）自花授粉作物的杂交合成群体 （4）多系品种

群体品种的育种特点 1.使群体品种具有广泛的遗传基础和基因 型的多样性 2.使群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性

（1）异花授粉作物的自由授粉品种 遗传特点： ① 个体基因型是杂合的。 ② 群体是异质的。 植株间性状有一定程度的变异，但保持着本品种的主要特征特性，可以区别于其它品种。

（2）异花授粉作物的综合品种 是由多个自交系，采用人工控制授粉，或在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡群体。 遗传特点： 个体基因型是杂合的。 群体是异质的，但具有一个或多个代表 本品种特征的性状，以区别与其它品种。

（3）自花授粉作物的杂交合成群体 是由两个以上的纯系品种杂交后，繁殖出的分离的混合群体，把它种植在特别的环境下，主要靠自然选择，促使群体发生遗传变异，随着这种变异类型的不断增加，逐渐形成一个较稳定的群体。 遗传特点： ①个体基因型纯合。 ②群体是异质的。

（4）多系品种 由若干纯系品种或品系、近等基因系的种子、按一定比例混合成的播种材料。 遗传特点： ①个体基因型纯合。 ②群体是异质的。

4.无性系品种 由一个无性系或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成。 遗传特点： 基因型由母体决定，表现型与母体相同。 由孤雌生殖、孤雄生殖产生的种子，最初繁殖的后代，也属于无性系品种。 遗传特点： 基因型由母体决定，表现型与母体相同。 由专性无融合生殖（如孤雌生殖、孤雄生殖）产生的种子，最初繁殖的后代，未经过两性性细胞的受精过程，是由单性的性细胞或性器官的体细胞发育而成，也属于无性系品种。

三、各类品种的育种特点 1. 纯系品种的育种特点 2. 杂交种品种的育种特点 3. 群体品种的育种特点 4. 无性系品种的育种特点

1. 纯系品种的育种特点 （1）对纯系品种的基本要求： ① 基因型高度纯合。 ② 性状优良而且整齐一致。 创造变异的途径：可采用杂交、诱变等方法，扩大变异范围。

（2）育种特点： ① 利用自然变异，采取自花授粉和单株 选择相结合的育种方法。 ② 创造丰富的遗传变异，在性状分离的 大群体中进行单株选择。

自交系品种的育种特点 通常采用组合育种，利用优良基因型相互杂交，基因的分离重组，在其自交后代选择优良的重组个体，自交的目的是使优良组合稳定。 1. 自花授粉加单株选择的育种方法 2. 拓宽遗传变异范围，在大群体中进行 单株选择

2.杂交种品种的育种特点 （1）对杂交种品种的基本要求： ①基因型高度杂合。 ②性状相对一致。 ③具有较强的杂种优势。

（2）育种特点： ①选育重点是选择杂交亲本（自交系、三系或两系）。 ②配合力测定是杂交种品种选育的重点内容。 ③除了对杂交种品种本身的性状有一定要求外，对影响亲本繁殖、配制杂交种种子的一些性状也有相应的要求。 ④要建立相应的种子生产基地和供销体系。 如：要求亲本自身产量高，两亲花期相遇，父本花粉量大，散粉畅等。

3.群体品种的育种特点 ① 创建和保持广泛的遗传基础及基因 型的多样性。 ② 对后代群体一般不进行选择。 ③ 对异花授粉作物群体，要在隔离条 件下，多代自由授粉，以打破基因 链锁，达到遗传平衡。 ①创建和保持广泛的遗传基础及基因型的多样性。 选择若干有遗传差异的材料作原始亲本，按一定的比例组成原始群体，以提供广泛的遗传基础。 ②对后代群体一般不进行选择。 用尽可能大的随机样本保存群体，以避免遗传漂移和消弱遗传基础。 ③对异花授粉作物群体，要在隔离条件下，多代自由授粉，以打破基因链锁，达到遗传平衡。

4.无性系品种的育种特点 ① 采用有性杂交和无性繁殖相结合的 方法，固定优良性状和杂种优势。 ② 利用芽变培育新品种。

(Often cross-pollination） 自花授粉作物 （self-pollination） 异花授粉作物 （cross-pollination） 常异花授粉作物 (Often cross-pollination） 有 性 繁 殖 （sexual reproduction） 作物繁殖方式 自交不亲和性 雄性不育性 植株营养体繁殖 无 性 繁 殖 (asexual reproduction） 无融合生殖

自交和异交的遗传效应 1.自交使杂合基因型逐渐趋向纯合。 2.自交引起杂合基因型的后代发生分离，杂合基因型的个体，自交以后，由于等位基因纯合，一些隐性基因表现出来。 3.自交引起杂合基因型的后代生活力衰退。 4.异交形成杂合基因型。 5.异交增强后代的生活力。

第二节 作物的品种类型及其特点 小 结 自交系品种 作物品种 杂交种品种 群体品种 无性系品种 异花授粉作物的自由授粉品种 小 结 第二节 作物的品种类型及其特点 自交系品种 （pure line cultivar） 异花授粉作物的自由授粉品种 作物品种 杂交种品种 (hybrid cultiva） 异花授粉作物的综合品种 群体品种 (population cultiva） 自花授粉作物的杂交合成群体 无性系品种 (clonal cultiva） 自花授粉作物的多系品种

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思 考 题 1.常见的主要作物各属于何种繁殖方式和授粉类型。 2.各种繁殖和授粉方式的作物有何遗传特点？ 思 考 题 1.常见的主要作物各属于何种繁殖方式和授粉类型。 2.各种繁殖和授粉方式的作物有何遗传特点？ 3.作物品种应具备哪些基本要求？有那些类型？ 4.各类品种的育种特点是什么？