簡介:園藝植物良種繁育,曾黎輝,一、園藝植物良種繁育的意義、目標(biāo)和任務(wù),1、意義植物繁育方式有性繁育(種子繁殖)無性繁殖(營養(yǎng)繁殖)--扦插、壓條、分株、嫁接等,良種繁育可以是在新選育品種的基礎(chǔ)上進(jìn)行,也可以理解為選種的繼續(xù),是新品種產(chǎn)生后到大量推廣到生產(chǎn)中去的重要環(huán)節(jié)。如果沒有良種繁育,所選育出的新品種也無法在生產(chǎn)上發(fā)揮作用,而良種有必須用正確合適的方法來繁育。這對園藝植物的生產(chǎn)具有重要的作用。,2、品種的混雜、退化及對策,(1)品種退化現(xiàn)象品種退化是指一個新選育或新引進(jìn)的品種,經(jīng)一定時間的生產(chǎn)繁殖后,會逐漸喪失其優(yōu)良性狀,在生產(chǎn)上表現(xiàn)為生活力降低、適應(yīng)性和抗性減弱、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變次、整齊度下降等變化,失去品種應(yīng)有的質(zhì)量水平和典型性,降低以致最后失去品種的使用價值。,(2)品種退化的原因,機(jī)械混雜生物學(xué)混雜品種本身的遺傳退化缺乏經(jīng)常性選擇,,,,,3、良種繁育的目標(biāo),首先應(yīng)該是選用高質(zhì)量的母本品種;其次是繁育成具高度種子品質(zhì)和種苗品質(zhì)的供生產(chǎn)用材料。在這前提下,爭取提高繁殖系數(shù)和較快的繁殖速度,使優(yōu)良新品種能迅速地繁殖推廣,并盡可能降低生產(chǎn)成本。,4、良種繁育的任務(wù),繁殖優(yōu)良的品種采用適宜的繁殖方法,以保證種苗的高度品質(zhì)提高繁殖系數(shù),加快繁殖速度加強(qiáng)幼苗培育管理建立良種繁育地段的田間檔案制度建立品種鑒定制度建立種苗檢驗制度,二、營養(yǎng)繁殖方法,(一)扦插,是將植物部分營養(yǎng)器官扦插于基質(zhì)中,使其生根、抽枝成為一株完整的新植株,可獲得與母株遺傳性一致的種苗或砧木。一些無法利用實生繁殖或嫁接繁殖的樹種,或?qū)嵣蟛荒鼙3制贩N一致性的及嫁接較困難的樹種,如葡萄、石榴、菠蘿等都可用扦插繁殖。扦插苗缺乏主根,固地性較差,沒有利用砧木優(yōu)點,抗性、固地性、適應(yīng)性不如嫁接苗。,1、扦插方法,硬枝扦插用充分成熟的一年生枝條進(jìn)行扦插,方法簡單,成本低廉,最好采條時間是秋末冬初,母株葉子已全部自然脫落,進(jìn)入休眠,枝條儲藏養(yǎng)分充足。如葡萄,綠枝扦插一般是指用半木質(zhì)化的處于生長期的新梢進(jìn)行扦插。如柑桔類等許多果樹及許多園藝觀賞樹木花卉。許多試驗表明,綠枝扦插比硬枝扦插容易生根,但其對空氣和土壤濕度要求嚴(yán)格。,根插根插植株要成活,既要產(chǎn)生不定枝,又要產(chǎn)生不定根。有些植物,雖然枝條扦插不易發(fā)生不定根,但是若用根系扦插,在一定條件下可以發(fā)生不定芽。利用根插繁殖的物種有棗、柿、核桃、李、山楂、杜梨、榅桲、海棠果、芍藥、補(bǔ)血草、荷包牡丹、牛舌草、剪秋蘿、宿根福祿考等果樹和宿根花卉。,,葉插分為全葉插、葉柄插和葉塊插,葉插需要同時長芽和長根形成完整植株。對于全葉插的葉片要使其與基質(zhì)密接,并在葉脈處切斷,如葉柄插則把葉柄2/3插入基質(zhì)。葉片蒸發(fā)量大,注意保濕和遮蔭。,,這種方法適用于虎尾蘭屬、秋海棠屬、景天科、苦苣苔科、胡椒科等具粗壯的葉柄、葉脈或肥厚葉片的園藝植物。如落地生根、非洲紫羅蘭、皺葉椒草。,,,虎尾蘭片葉插,2、扦插方式和設(shè)施,玫瑰的露地扦插(硬枝扦插),容器扦插,,,樹蔭人工蔭棚遮蔭避免水分喪失,塑料薄膜覆蓋,彌霧插床扦插,提高難于扦插成活樹木的成活率,3、插條生根的解剖學(xué)基礎(chǔ),切口的栓化與切口相鄰接細(xì)胞的栓化作用。這是因細(xì)胞內(nèi)含有油脂物質(zhì),氧化后使切口全部呈薄膜狀,封閉插穗的切口之故。愈傷木栓形成由形成層發(fā)生的細(xì)胞層被覆了切口,其下有木栓質(zhì)沉著,具木栓形成層的機(jī)能,在其外側(cè)形成周皮,防止水分損失和微生物侵入,起保護(hù)作用。愈傷組織形成愈傷組織主要由形成層和韌皮薄壁細(xì)胞組織分裂而產(chǎn)生,也可以從其他沒有發(fā)展次生壁的生活細(xì)胞產(chǎn)生。,,生根有些植物中,不定根原基在枝條中已存在,稱為潛伏根原基,一般處于休眠狀態(tài)。等到置于適宜環(huán)境條件下時,根原基就進(jìn)一步發(fā)育和形成不定根。發(fā)生不定根的部位因植物種類而有種種不同。不定根的形成出現(xiàn)于形成層為中心及其鄰接的未分化細(xì)胞中,也有在扦插后形成的愈傷組織中分化出來的。,(二)壓條,壓條是將連著母體枝條壓埋土中或包埋于生根介質(zhì)中,待不定根產(chǎn)生后切離母體,形成一株完整的新植株。因為它是生根后才與母體分離,因而成活可靠。其繁殖方式簡單,設(shè)備少,但操作費(fèi)工,繁殖系數(shù)低,不能大規(guī)模采用。印度橡膠、荔枝、龍眼、柑桔、桂花、玉蘭、夾竹桃等植物常用壓條方法繁殖。,1、壓條方法,直立壓條,曲枝壓條,空中壓條在整個生長季節(jié)都可進(jìn)行,但以春季和雨季為好。辦法是選充實的二三年生枝條,在適宜部位進(jìn)行環(huán)剝,環(huán)剝后用5000MG/L的吲哚丁酸或萘乙酸涂抹傷口,以利傷口愈合生根,再于環(huán)剝處敷以保濕生根基質(zhì),用塑料薄膜包緊。兩三個月后即可生根。待發(fā)根后即可剪離母體而成為1個新的獨(dú)立的植株,高壓法,2、壓條生根原理,壓條前一般在芽或枝的下方發(fā)根部位進(jìn)創(chuàng)傷處理后將處理部位埋壓于基質(zhì)中。這種前處理如環(huán)剝、環(huán)割等。它們將頂部葉片和枝端生長枝合成的有機(jī)物質(zhì)和生長素等向下輸送通道切斷,使這些物質(zhì)積累在處理口上端,形成一個相對高濃度區(qū)。由于其木質(zhì)部又與母株相連,所以繼續(xù)得到源源不斷的水分和礦物質(zhì)營養(yǎng)的供給。再加上埋壓造成的黃化處理,使切口處象扦插生根一樣,產(chǎn)生不定根。,(三)分株繁殖法,分株繁殖是利用母樹根蘗、匍匐莖、根狀莖、吸芽生根后切離母體培育成獨(dú)立新植株的一種無性繁殖方法。草莓、香蕉等繁殖中普遍采用。成活率高,但繁殖系數(shù)低,不能適應(yīng)現(xiàn)代大面積栽培需要。,1匍匍莖與走莖,由短縮的莖部或由葉軸的基部長出長蔓,蔓上有節(jié),節(jié)部可以生根發(fā)芽,產(chǎn)生幼小植株,分離栽植即可成新植株。,節(jié)間較短,橫走地面的為匍匍莖(STOLON),多見于草坪植物如狗牙根、野牛草等。草莓是典型的以匍匍莖繁殖的果樹。,節(jié)間較長不貼地面的為走莖(RUNNER),如虎耳草、吊蘭等。,虎耳草,2蘗枝,有些植物根上可以不定芽,萌發(fā)成根蘗苗,與母株分離后可成新株。如山楂、棗、杜梨、海棠、樹莓、石榴、櫻桃、萱草、玉簪、蜀葵、一枝黃花等。生產(chǎn)上通常在春秋季節(jié),利用自然根蘗進(jìn)行分株繁殖。為促使多發(fā)根蘗,可人工處理,一般于休眠期或發(fā)芽前,將母株樹冠外圍部分骨干根切斷或創(chuàng)傷,刺激產(chǎn)生不定芽。生長期保證肥水,使根蘗苗旺盛生長發(fā)根,秋季或來年春與母體截離。,3吸芽,吸芽是某些植物根際或地上莖葉腋間自然發(fā)生的短縮、肥厚呈蓮座狀短枝。吸芽的下部可自然生根,故可分離而成新株。菠蘿的地上莖葉腋間能抽生吸芽;多漿植物中的蘆薈、景天、擬石蓮花等常在根際處著生吸芽。,,,(四)球根的繁殖法,球根花卉可采用種子繁殖和分球繁殖。分球繁殖是依據(jù)母球自然分球習(xí)性進(jìn)行分栽的繁殖方法。球根花卉種類繁多,球根體的來源、形態(tài)差異很大,常見有鱗莖、球莖、塊莖、根莖和塊根五大類。,鱗莖有短縮而扁盤狀的鱗莖盤,肥厚多肉的鱗葉著生在鱗莖盤上,鱗葉之間可發(fā)生腋芽,每年可從腋芽中形成1個至數(shù)個子鱗莖并從老鱗莖旁分離開。如百合、水仙、風(fēng)信子、郁金香、大蒜、韭菜等可用此法繁殖。,球莖(CORMS)短縮肥厚近球狀的地下莖,莖上有節(jié)和節(jié)間,節(jié)上有干膜狀的鱗片葉和腋芽供繁殖用時,可分離新球和子球,或切塊繁殖。如唐菖蒲、荸薺、慈菇可用此法。,慈菇,唐菖蒲,根莖(RHIZOME)在地下水平生長的圓柱形的莖,有節(jié)和節(jié)間,節(jié)上有小而退化的鱗片葉,葉腋中有腋芽,由此發(fā)育為地上枝,并產(chǎn)生不定根。具根莖的植物可將根莖切成數(shù)段進(jìn)行繁殖。一般于春季發(fā)芽之前進(jìn)行分植。蓮、毒尾、美人蕉、香蒲、紫苑等多用此法繁殖。,塊莖(TUBER)形狀不一,多近于塊狀,肉質(zhì),頂端有芽眼,根系自塊莖底部發(fā)生。繁殖方法有整個塊莖繁殖如山藥、秋海棠的小塊莖,可于秋季采下,貯藏到每2年春季種植。亦可將塊莖分割繁殖,如馬鈴薯、菊芋等,切成2550G的種塊,每塊帶一個或幾個芽或芽眼。種塊不宜過小,否則會因營養(yǎng)不足影響新植株的扎根和生長。,塊根(TUBEROUSROOTS)由不定根(營養(yǎng)繁殖的植株)或側(cè)根(實生繁殖植株)經(jīng)過增粗生長而形成的肉質(zhì)貯藏根。在塊根上易發(fā)生不定芽,可以用于繁殖。既可用整個塊根如大麗花的繁殖;也可將塊根切塊繁殖。,提高球根花卉繁殖系數(shù)的方法,有些球根花卉自然分球能力弱或無分球能力,靠分球繁殖滿足不了生產(chǎn)需要,實踐中常采用一些人為的促進(jìn)方法,以加速球根花卉新品種繁殖。球根組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展可望成為防止種球退化,促進(jìn)優(yōu)良品種快繁的重要途徑。生產(chǎn)上也采用幾種方法提高球根花卉的繁殖系數(shù),鱗片繁殖法鱗莖類球根花卉中可用鱗片扦插繁殖的種類較多,實際應(yīng)用以百合類最普遍。有單鱗片扦插、切片扦插、二鱗繁殖法等。傷割繁殖法即通過利刀割傷鱗莖盤,刺激割傷部萌發(fā)不定芽而形成子球。風(fēng)信子采用此法有很久的歷史。,(五)嫁接繁殖,1、嫁接的作用(1)嫁接能保持接穗品種特性。(2)嫁接能提早結(jié)果或使樹體加快生長接穗是從發(fā)育階段已進(jìn)入成年期的樹上采集。(3)嫁接擴(kuò)大接穗品種適應(yīng)性利用砧木的適應(yīng)性擴(kuò)大栽植區(qū)域,利用砧木抗寒、抗旱、耐澇、抗病蟲害等特性來增強(qiáng)接穗品種的適應(yīng)性。,(4)嫁接加速品種更新利用現(xiàn)有的結(jié)果大樹進(jìn)行高接換種的辦法來調(diào)整品種結(jié)構(gòu)。同時,通過高接獲得更多的接穗枝條,以供育苗繁殖取穗用。(5)嫁接的其他作用嫁接有利克服有些果樹用其他方法不容易繁殖、不能保持種性等困難;利用砧木來調(diào)節(jié)樹勢,使樹木矮化;砧木的合理選擇對提高品質(zhì)和產(chǎn)量也有一定影響。,2、嫁接愈合過程,砧木和接穗能夠親和,雙方的形成層和薄壁細(xì)胞密切結(jié)合,在一定的溫度、濕度下,兩者一起分裂,形成愈傷組織,這時如接穗砧木緊緊綁扎,兩者傷口表面細(xì)胞形成一層薄膜覆蓋傷口,如果兩者間含有大量疏松愈傷組織,就會使接合不良,而導(dǎo)致嫁接失敗。愈傷組織的不斷增生,將接穗包圍且固定下來,使兩者愈傷組織內(nèi)的薄壁細(xì)胞相互連成一體。切斷的導(dǎo)管、篩管和管胞連接。,,嫁接愈合過程,3、愈合形成條件,(1)親和性砧木和接穗在內(nèi)部組織、生理發(fā)育和遺傳特性上彼此相近,必須具有親和在一起生長發(fā)育的能力。不同種屬的遠(yuǎn)緣植物之間一般遺傳差異大、不親和,所以基本難以嫁接成活。(2)植物種類植物種類不同,嫁接愈合的難易不同。含營養(yǎng)物質(zhì)多、韌皮部發(fā)達(dá)的樹種就容易成活,愈傷組織形成快;而含樹脂、單寧多,髓部較大,導(dǎo)管、管胞細(xì)小的種類愈合就困難。,(3)嫁接后的溫度、濕度和通氣條件(4)砧木接穗生理嫁接季節(jié)對一般露地嫁接的成活率影響很大。生產(chǎn)上多在春季和晚夏進(jìn)行。(5)植物內(nèi)含物對愈合的影響核桃、柿子、板栗葡萄這些植物傷流中酚類較多。,4嫁接的方法,切接,劈接,(六)組織培養(yǎng),1、組織培養(yǎng)繁殖的意義(1)優(yōu)良品種快速繁殖(2)獲得無病毒植株珠心胚和01左右的莖尖分生組織(3)遺傳育種研究胚胎挽救、單倍體和三倍體、細(xì)胞工程、基因工程(4)種質(zhì)資源保存,2、組織培養(yǎng)快繁的原理,植物細(xì)胞全能性每個體細(xì)胞也具備象受精卵一樣的全套遺傳物質(zhì),也具備傳遞、轉(zhuǎn)錄和翻譯能力。在完整植株上某一體細(xì)胞只是組織的一部分,受完整植株的控制,只承擔(dān)某一小部分功能和表現(xiàn)一定形態(tài),這是某些基因受阻遏和控制而只使極少數(shù)基因發(fā)揮作用之故。但其遺傳潛在表現(xiàn)能力并沒有喪失。當(dāng)植物器官、組織或細(xì)胞脫離植株之后,就不受完整植株的控制,在適宜條件下,激活了基因,脫分化、分化,直至形成完整的植株。,3、組織培養(yǎng)繁殖的途徑,通過器官發(fā)生直接器官發(fā)生、產(chǎn)生愈傷組織再器官發(fā)生通過無性胚發(fā)生,三、無病毒苗木培育,(一)無病毒苗木繁殖的意義Δ目前世界各國受病害的植物很多,植物病毒已超過500多種。Δ消除無性繁殖植物體上的病原菌,尤其是病毒,可使許多作物大幅度增產(chǎn)。Δ無病毒植物材料生長較為整齊一致,并且壽命大為延長。Δ無病材料使國際間傳遞方便了。,(二)無病毒苗木的培育,熱處理法莖尖培養(yǎng)珠心胚脫毒愈傷組織培養(yǎng)脫毒法,1熱處理法,長期以來,人們發(fā)現(xiàn)溫湯(4952℃)浸種能殺死病菌和有害病原微生物,如患枯萎病的甘蔗(為病毒?。┓湃?0-52℃的熱水中保持30MIN,甘蔗就可去病生長良好,這是最早脫毒成功的例子。熱處理之所以能清除病毒的基本原理是,在高于正常的溫度下,植物組織中的很多病毒可以被部分地或完全地鈍化,但很少傷害甚至不傷害寄主組織。,熱處理可通過熱水浸泡或濕熱空氣進(jìn)行。熱水浸泡對休眠芽效果較好,濕熱空氣對活躍生長的莖尖效果較好,既能消除病毒又能使寄主植物有較高的存活機(jī)會。熱空氣處理比較容易進(jìn)行,把旺盛生長的植物移入到1個熱療室中,在35-40℃下處理一段時間即可,處理時間的長短,可由幾分鐘到數(shù)月不等。熱處理的方法有恒溫處理和變溫處理,處理的材料可以是植株,也可以是接穗。處理時,最初幾天空氣、溫度應(yīng)逐步增高,直到達(dá)到要求的溫度為止。若鈍化病毒所需要的連續(xù)高溫處理會傷害寄主組織,則應(yīng)當(dāng)試驗高低溫交替的效果,也就是變溫?zé)崽幚怼?,濕熱空氣處理柑橘枝條50、45MIN,嫁接成活率20%-50%。春季萌動前的柑橘苗蒸氣處理49、50MIN,成活率達(dá)70%-90%。葡萄枝條浸在55℃熱水中10MIN可消除比爾斯(PIERCE’SDISEASE)病毒。,2莖尖培養(yǎng)1莖尖培養(yǎng)脫毒,WHITE于1943年首先發(fā)現(xiàn)在感染煙草花葉病毒的煙草生長點附近病毒的濃度很低,甚至沒有病毒。這一發(fā)現(xiàn)為莖尖培養(yǎng)脫除病毒提供了理論依據(jù)。據(jù)研究,植物體內(nèi)某一部分組織器官不帶病毒的原因是分生組織的細(xì)胞生長速度快,病毒在植物體內(nèi)繁殖的速度相對較慢,而且病毒的傳播是靠篩管組織進(jìn)行轉(zhuǎn)移或通過細(xì)胞間連絲傳遞給其他細(xì)胞,因此病毒的傳遞擴(kuò)散也受到一定限制,這樣便造成植物體的部分組織細(xì)胞沒有病毒。根據(jù)這個原理,可以利用莖尖培養(yǎng)來培育無病毒苗木。,在莖尖脫毒培養(yǎng)時,外植體大小可以決定莖尖存活率和脫毒效果。外植體越大,產(chǎn)生植株的機(jī)會越多,但脫毒的效果也越差。莖尖大小選擇的原則是外植體大到足以能夠脫除病毒,小到足以能發(fā)育成1個完整的植株。故一般切取02-15MM,帶一兩個葉原基的莖尖作為繁殖材料。為了提高莖尖脫毒效果,往往和熱處理結(jié)合使用,如大櫻桃置于45℃的恒溫培養(yǎng)室內(nèi),培養(yǎng)35D,再切取0204MM的莖尖培養(yǎng),平均脫毒率為98。,(2)莖尖嫁接脫毒,莖尖嫁接是組織培養(yǎng)與嫁接方法相結(jié)合,用以獲得無病毒苗木的1種新技術(shù),也有稱這為微體嫁接。它是將0102MM的莖尖(常經(jīng)過熱處理之后采集)作為接穗,在解剖鏡下嫁接到試管中培養(yǎng)出來的無病毒實生砧木上,并移栽到有濾紙橋的液體培養(yǎng)基中,莖尖愈合后開始生長,然后切除砧木上發(fā)生的萌蘗。生長1個月左右,再移栽到培養(yǎng)土中,莖尖嫁接脫毒法最早在柑橘上獲得成功,以后在蘋果、桃、梨、葡萄等上得到進(jìn)一步應(yīng)用。因其脫毒效果好,遺傳變異小,無生根難問題,已成為木本果樹植物的主要脫毒方法。,,,阿月渾子微芽嫁接,3珠心胚脫毒,柑橘的珠心胚一般不帶病毒,用組織培養(yǎng)的方法培養(yǎng)其珠心胚,可得到無病毒的植株。培養(yǎng)出來的幼苗先在溫室內(nèi)栽培2年,觀察其形態(tài)上的變異。沒有發(fā)生遺傳變異的苗木可作為母本,嫁接繁殖無病毒植株。珠心胚培養(yǎng)無病毒苗木簡單易行,其缺點是有20-30的變異,童期長,要6-8年才能結(jié)果。,4愈傷組織培養(yǎng)脫毒法,通過植物器官或組織誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織,然后從愈傷組織再誘導(dǎo)分化芽,長成植株,可以獲得脫毒苗,這在天竺葵、馬鈴薯、大蒜、草莓、枸杞等植物上已先后獲得成功。利用誘導(dǎo)各器官愈傷組織培育無病毒苗的機(jī)制,可能有如下幾種(A)病毒在植株體內(nèi)不同器官或組織分布不均;(B)病毒復(fù)制能力衰退或丟失;(C)繼代培養(yǎng)的愈傷組織抗性變異。,(三)無病毒苗的鑒定,指示植物法。用嫁接或摩擦等方法接種于敏感的指示植物上,觀察是否發(fā)病,不發(fā)病者為無病毒苗。電子顯微鏡鑒定法。酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA,ENZYMELINKEDIMMUNOSORBANTASSAY)。此法簡便,不需貴重的儀器設(shè)備。,四、現(xiàn)代育苗技術(shù),(一)現(xiàn)代育苗方式和方法1、保護(hù)地育苗迅速發(fā)展2、營養(yǎng)缽和無土育苗的發(fā)展3、試管苗的培育4、工廠化育苗,(二)容器育苗,利用培養(yǎng)土,使其物理特性和營養(yǎng)特性標(biāo)準(zhǔn)化;土壤經(jīng)過消毒,消滅了介質(zhì)中的有害微生物、線蟲和雜草種子;控制施肥,有利生長,灌溉施肥自動化,節(jié)省勞力;需要空間小;便于移栽定植,成活率高,植株生長健壯。,1、育苗缽(營養(yǎng)缽)從制缽材料分,主要可歸納為兩大類一類是和苗木一起栽植入土的,如芬蘭、美國、日本的蜂窩式紙杯,北歐的泥炭容器;另一類是在苗木栽植時需要取下容器,如薄塑料杯。,2、育苗土塊(營養(yǎng)磚),將培養(yǎng)土(營養(yǎng)土)壓制成型,用于育苗的土塊。因為配制這種土塊時,配有作物生長所需的充足營養(yǎng)物質(zhì),所以也稱為營養(yǎng)磚或營養(yǎng)土塊。適于機(jī)械化育苗和管理。營養(yǎng)土一般有三種基本成分,即田間土壤、有機(jī)質(zhì)和粗團(tuán)聚體。它們的比例按苗木的種類、環(huán)境條件和所取這三種材料本身的差異程度來確定。,(三)無土培養(yǎng)基質(zhì),現(xiàn)代蔬菜花卉育苗已逐漸應(yīng)用完全不用土的培養(yǎng)基質(zhì)。無土育苗應(yīng)用的培養(yǎng)基質(zhì)有蛭石、珍珠巖、沙、爐渣、稻殼熏炭、泥炭等。,(四)營養(yǎng)液育苗,是用培養(yǎng)基質(zhì)和營養(yǎng)液代替床土進(jìn)行育苗。苗床和營養(yǎng)液循環(huán)裝置,室外無土栽培,
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