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花生育种目标与育种方法. 国家花生产业技术体系 育种与种子研究室 王传堂. 花生栽培种植物学 分类 如何 区分花生 品种 花生育种目标 花生育种方法 花生高油遗传改良. 瑞典植物学家林奈 [Carl Von Linnaeus (1707-1778)] 于 1753 年将花生栽培种命名为 Arachis hypogaea L . 。 Arachis 源于希腊语 arachos ,意为“杂草”, hypogaea 意为“地下的 ( 小 ) 室”,形象地指出了花生“地下结果”这一特性。. 花生 栽培种植物学 分类
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花生育种目标与育种方法 国家花生产业技术体系 育种与种子研究室 王传堂
花生栽培种植物学分类 如何区分花生品种 花生育种目标 花生育种方法 花生高油遗传改良
瑞典植物学家林奈[Carl Von Linnaeus (1707-1778)]于1753年将花生栽培种命名为ArachishypogaeaL.。Arachis源于希腊语arachos,意为“杂草”,hypogaea意为“地下的(小)室”,形象地指出了花生“地下结果”这一特性。
花生栽培种植物学分类 • 一、交替开花亚种(密枝型)晚熟\爬蔓\大果高产\具种子休眠性\油酸/亚油酸比值较高 • 1.弗吉尼亚型(普通型) • 2. 秘鲁型(龙生型) • 二、连续开花亚种(疏枝型) 早熟\直立\小果低产\易发芽\油亚比较低 • 1.西班牙型(珍珠豆型) • 2.瓦伦西亚型(多粒型) • [亚种间杂交出现中间类型(如连续开花+大果,不能归于上述4大类型)]
普通型 龙生型 珍珠豆型 多粒型
花生栽培品种分4个市场型 一、弗吉尼亚型(普通型) 二、兰娜型 三、西班牙型(珍珠豆型) 四、瓦伦西亚型(多粒型)
如何区分花生品种 植株特性(直立/半蔓、茎基部花青素、叶形叶色、开花习性、花序、旗瓣新月斑颜色等) 荚果、子仁外观 特性(包括种皮颜色、内种皮颜色) 品质、抗性等 分子标记技术
株型 直立 半匍匐(半蔓) 匍匐
主茎生长习性(仅适用于株型匍匐者) 主茎直立 主茎弯曲
侧枝生长习性(仅适用于株型匍匐者) 平生 端部微翘 端部中度上翘 端部重度上翘端部极度上翘
茎花青素 栽培种花生的茎色一般为绿色,老熟后变为褐色。 有些品种茎上含有花青素,茎呈现部分红色。 许多多粒型和龙生型品种茎呈现深浅不等的红色。
栽培品种常见叶片形状 椭圆形 长椭圆形 倒卵形 宽倒卵形 栽培品种常见叶片颜色 黄绿、淡绿、绿、深绿、暗绿等
复花序 单花序
开花习性 交替(主茎不开花)连续(主茎开花) 交替(主茎开花) 连续(主茎不开花)
果形 普通形 斧头形 葫芦形 蜂腰形 茧形 曲棍形 串珠形
网纹 无 轻 中 明显 极明显
果腰 果嘴
种皮颜色 紫黑 紫 紫红 红 粉红 浅褐 淡黄 白 花皮
内种皮颜色 白色 金黄色
花生育种目标 一、高产 二、优质(高油、高蛋白+低脂+高蔗糖、高油酸+低亚油酸+低棕榈酸—鲜食、出口) 三、安全(无黄曲霉毒素污染、低镉、无过敏原) 四、熟性与休眠性(早熟、适当晚熟、在田间不易发芽) 五、抗逆(抗旱、耐涝、耐低温、抗青枯病、抗根结线虫、抗虫) 六、适宜机械化操作(抗倒伏、果柄坚韧不落果)
花生主要育种方法 • 引种 • 系选 • 诱变 • 杂交 • 远缘杂交 • 近红外技术(NIRS)(非破坏性地测定主要品质成分)辅助选择育种 • 分子育种(分子标记辅助选择与转基因育种) 短平快, 育成突破性品种较难
引种 一、引进品种经鉴定后适宜当地种植,直接利用 二、引进后作为育种材料 凡例: • 直接利用:白沙1016、徐州68-4、海花1号(我国)、花11(非洲) • 直接利用+用作杂交亲本:伏花生、狮头企 • 杂交亲本:鲁花11号、鲁花9号(美国、东南亚)
花生引种要注意哪些问题 • 一、引种前摸清品种原产地的生态环境,如无霜期长短、有效积温等,与当地条件比较后,再确定是否引种。生态环境相似,引种容易成功 • 二、引进后,必须进行小面积试种,最好在选择几个有代表性的地点同时进行(地力要均匀、地势要平坦,才有可比性,最好是沙壤土),以便全面、准确地评价引进品种的利用价值,证明确有增产效果后,才能大面积推广。在试种鉴定前,不可大调大运,盲目推广 三、严格检疫。避免把当地没有的病虫、杂草带进来,尤其是不能从茎腐病、青枯病发病严重的地区引种,因为这些病害非常容易通过种子传播。病区引种要引进有抗性的品种
全国主要花生育种单位 • 山东省花生研究所(全国区试主持单位、国家花生工程技术研究中心、农业部花生生物学与遗传育种重点实验室)、潍坊农科院、临沂农科院、山东农大、青岛农大 • 河南省农科院经作所(农业部黄淮海油料作物重点实验室)及开封、濮阳等地市农科院 • 江苏省农科院(徐州农科所) • 山西农科院经作所 • 中国农科院油料所(全国区试主持单位、农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室) 四川南充农科院 福建省泉州农科所、福建农大 江西赣州农科所 湖南农大 • 广东省农科院作物所(全国区试主持单位)、湛江农科所、仲凯农业工程学院 广西农科院经作所 东北地区:辽宁省风沙地改良利用研究所、锦州农科院、吉林农科院经济植物所、大连农科院
国外主要花生育种单位 印度国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)、DGR(前国家花生研究中心,NRCG) 美国佐治亚大学、北卡州立大学、佛罗里达大学、得州农工大学
系选 纯系内选择无效 变异来源: • 一、天然杂交(van derStok ,1923;印度0-3.9%,美国弗吉尼亚0-2.8%,佛罗里达1%-8.1%) • 二、自然突变 • 三、新育成品种群体内的剩余变异 • 剩余变异是指杂交后代群体中残留的杂合基因所引起的变异。这些杂合基因型个体,在育种过程中因生态条件的限制,未能充分表现出来,但在新品种推广后,由于种植范围扩大,生态条件各异,基因杂合状态就可能从表型上识别出来,形成了品种(品系)内新的杂合体异型株
系选凡例 花17是山东省花生研究所选育的传统出口型大花生品种,分枝多 山东栖霞县种子站、李博士夼农科队从中选出果、仁商品性不变但分枝数减少适合密植的鲁花10号
可用于:花生栽培品种遗传改良 最高60.33%
牧草 地被植物
诱变育种 X射线、γ射线 化学诱变(EMS、DES、叠氮化钠) 太空育种 粒子注入 ICRISAT推荐的处理种子量为5千-1万粒 突变体 早熟、高产、高油酸、高油、高蛋白、大果、小果、抗病、耐盐、耐低温、耐重茬 育成的品种 鲁花6号、鲁花12号、花育40号等
化学诱变特点 后代性状稳定较快,适宜对个别性状的改良 化学诱变育种后代群体品质选择 植株M2代(种子M3代)选择有效,但面临群体过大的问题; M2代种子选择,部分材料其优质特性未能传递下去 M2代品质变异有的系遗传因素造成,有的是生理因素造成
高油酸突变近红外辅助选择与分子鉴定 FAD2B序列比对 FAD2A序列比对 C313T H105Y 酵母脂肪酸GC-MS分析 高油酸突变体FAD2B突变位于第一个组氨酸盒内
花育22号对照及叠氮化钠高油酸突变体脂肪酸GC测定结果花育22号对照及叠氮化钠高油酸突变体脂肪酸GC测定结果
2010粒号E1-3-343-8 (M2种子): 含油量57.78% 2011株号Q3-5-23(M3种子): 18粒/23粒含油量超55%,最高58.71%
花生人工杂交注意事项 保证亲本纯度 亲本不纯,杂种鉴定困难,不能用于遗传研究 花期相遇 保持较高湿度(花期高于70%) 最后一批杂交最迟在收获前55-65天结束,花生从授粉到荚果成熟需要55-65天 ICRISAT推荐每组合授粉100-150朵花,收获50个荚果,70-75粒种子 可采取插枝的方式扩大杂种群体 收获荚果晒干后,立即着手杂种鉴定
花生属分类简介 花生属植物起源于南美洲 至少包括80个种 ArachishypogaeaL.是其中唯一的栽培种 根据Krapovickas和Gregory (1994)花生属分为9个区组 花生区组野生种被称为“亲和野生种”,其余8个区组野生种被称为“不亲和野生种”
近缘亲和野生种 2n=2X 花生栽培种 2n=4X • 染色体倍性差异使基因交流受到阻碍 • 通常认为亲和的野生种,如: A.matiensis • Magna、A.valida、A. ipaensis、A. glandulifera与栽培种杂交不能获得成熟种子,仍需采用胚拯救或萌发技术 • 远缘的不亲和野生种与栽培种杂交通过常规方法不能获得种子-------“生殖隔离” • 育种者广泛利用的“核心亲本”数目有限 花生栽培品种遗传基础异常狭窄
野生种具有许多栽培品种所不具备的优良性状 • 高油(63%) • 高蛋白(高于30%) • 抗病虫(尤其病毒病、线虫病) • 抗旱耐瘠 • 高产因子 • 高油酸 • 耐荫
21个栽培品种含油量: • 43.6%-55.5% • 37份野生材料含油量: • 46.5%-63.2% (#) • 其中种子含油量超过58%的野生种均为不亲和种 Cherry(1977) 美国UGA