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2、作物育种的物质基础
已有种质资源具有育种所需要的绝大多数基因 不同种质具有特异基因，稀有种质资源起决定
性的作用 育种上突破性的进展往往取决于关键基因资源
的发现和利用 所有育种目标的实现取决于所拥有的种质资源
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第二节 作物起源中心学说及其发展
第二章 种质资源
第一节 种质资源工作的重要性 第二节 作物起源（遗传多样性）中心学说及其发展 第三节 种质资源的类别和特点 第四节 种质资源的研究与利用（自学）
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几个基本概念
种质
种质（germplasm）：决定生物性状的且可遗 传的物质
携带种质的载体包括植物个体，或具有遗传全 能性的器官、组织、细胞，染色体、控制生物 遗传性状的基因或者某一DNA或RNA片段
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（一）主要内容
两个主要特征：基因多样性和显性 初生中心和次生中心 “遗传变异性的同源系列规律”（同
源平行变异率） 原生作物与次生作物
两个概念
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初生中心：作物最初始的起源地，4个特点 A、野生祖先；B、有原始的特异类型； C、明显的遗传多样性；D、大量的显性基因
种质资源的概念是不断发展的
生物体
无性繁殖器官、组织
细胞 染色体 DNA片断 基因
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第一节 种质资源的重要性
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1、生物赖以生存和发展的根本
人类生活必需品 维持生态平衡
“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”(J.R.Harlan，1970)
Q: 如何充分有效的利用种质资源?
瓦维洛夫的作物起源中心学说 齐文和茹考夫斯基对作物起源中心学说的
补充 Harlan的有关作物起源的观点
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一、瓦维洛夫的作物起源中心学说
作物起源中心：遗传类型多样化而分布又 比较集中、具有地区特有变种性状和近亲 野生类型或栽培类型 的地区
U.S. President Barack Obama (R) presents a 2008 National Medal of Science to biologist J. Craig Venter (L), President of J. Craig Venter Institute, during an East Room ceremony October 7, 2009. (Getty Images)
特异种质资源的收集 如云南野生稻、青藏高原的大麦 指导抗病育种和雄性不育利用 大豆胞囊线虫病，油菜的polima不育胞质的恢
复基因 指导引种
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二、作物起源中心学说的发展
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6
5
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8
1 2
3
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12 1110（一）齐文和 Nhomakorabea考夫斯基
增加了4个起源中心，使之能包括所有已发现的作物种类， 称这12个起源中心为大基因中心（megagene center） 1、中国（初生基因中心）—日本（次生基因中心）中心；2东 南亚洲中心；3、澳大利亚中心；4、印度中心；5、中亚细亚 中心；6、西亚细亚中心；7、地中海中心；8、非洲中心；9、 欧洲—西伯利亚中心；10、南美中心；11、中美和墨西哥中心；
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6. 埃塞俄比亚中心
代表性植物:高梁、西瓜、咖啡等
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7. 南美和中美洲起源中心
代表性作物:玉米、棉花、马铃薯等
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8. 南美中心
代表性作物:花生、可可和橡胶等
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（三） 起源中心学说对作物育种 的实际意义
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第四节 种质资源的收集与保存
种质资源的含义
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育种的原始材料、品种资源（中国20世纪60年代）
种质资源（Germplasm Resources）
内 涵
遗传资源 (Genetic Resources)
相
基因资源 (Gene Resources)
同
种质资源：具有种质、可供育种及相关研究 利用的各种生物类型
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第三节 种质资源的类别和特点
按亲缘关系划分
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初级基因库（gene pool 1）：杂种可育、 染色体配对良好（种内各种材料）
次级基因库（ gene pool 2）：杂交不 实、杂种不育（种间或者属间物种）
三级基因库（ gene pool 3）：不同科 及更远材料
12、北美中心
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（二） J.R.Harlan的农业起源中心
中心和非中心体系
中心 A1近东 B1中国 C1中美
非中心 A2非洲 B2东南亚 C2南美
地理学连续统一体学说：任何有过或有着农业的 地方，都发生过或正在发生着植物驯化和作物进 化，每种作物的地理学历史都是独特的，但作物 的驯化、进化活动是一个连续统一体，不是互不 相关的中心
在当地条件下经过长期自然选择和人工选择 培育的地方品种和当前推广的改良品种
特点：①在产量、抗性等方面可能存在缺点， 但对当地生态条件的适应性强。②这些品种 往往缺乏系统整理与研究，品种内比较混杂
利用价值：①改良、提高，选育成适于当地 的优良品种；②在杂交育种中常用做亲本之 一
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几个小麦农家品种
外来种质资源
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不同气候区域或国外引进的植物品种和类型 1，适应原产地的生态和生产条件 2，对本地适应条件差，但也有很多例外
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野生植物资源
未经人类栽培的野生种质资源或类型 特点：①可能具有栽培植物所缺少的抗；
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Scientists in the US have succeeded in developing the first living cell to be controlled entirely by synthetic DNA
Craig Venter
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特点：自然界中没有的，往往具有新的特征特性 利用价值：有的经过几代选育才有利用价值；有
的可作为育种的好材料
Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome
Gibson et al. Science, 2010, 329: 52 – 56.
白菜
B. rapa
(AA) 2n=20 Chinese cabbage
B. napus
(AACC) 2n=38 Oilseed rape
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甘蓝
B. oleracea
(CC) 2n=18 Cabbage, Cauliflower, Kales
B. juncea
(AABB) 2n=36 Brown mustard
②可能具有一些特殊的性状，如不育、矮杆等 利用价值：①驯化成新的栽培作物；②通过杂
交把优良基因、染色体(片断)转移到栽培植物 中来；③用于创造雄性不育系、优质、核质杂 种（NC杂种）
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人工创造的种质资源
包括人工诱变而产生的突变体，远缘杂交创造 的新类型，育种过程中的中间材料，基因工程 创造的新种质等
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2. 印度中心
代表性作物为：水稻、香蕉、甘蔗、芝麻
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3. 中亚细亚中心
代表性作物:普通小麦、胡萝卜、洋葱、葡萄
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4 . 西亚中心
代表性作物:一粒小麦、二粒小麦和罂粟等
罂 粟
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5. 地中海中心
代表性作物:甜菜、甘蓝、甘蓝型油菜等
B. carinata
(BBCC) 2n=34 Ethiopian mustard
诸葛菜
B. nigra
(BB) 2n=16
Black mustard
黑芥
萝卜
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按育种实用价值分类
本地种质资源 外来种质资源 野生近缘种 人工创造的种质资源
本地种质资源
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次生中心：初生中心扩散及环境作用而形 成
A、无野生祖先；B、有新的特异类型； C、有大量的变异；D、大量的隐性基因
（二）八个起源中心
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1.中国—东亚中心
包括中国中部、西部山区及毗邻的低地。代 表性作物为水稻、大豆、银杏、茶等