优质稻核心种质育种的进展与研究重点*
周少川李宏卢德城黄道强
（广东省农业科学院水稻研究所，广州 510640）
摘要：本文慨述了近年来水稻核心种质育种取得的研究进展，提出了未来几年水稻核心种质育种的研究重点。
关键词：优质稻；核心种质；分子育种
Advances and Focuses on Core Germplasm Breeding in Good Quality Rice
ZHOU Shao-chuan, LI Hong, HUANG Dao-qiang, LU De-cheng
(Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou
510640,China)
Abstract:The advances in recent years on core germplasm breeding in good quality rice were summarized ,the focuses on the research were pointed out in the future. Key words: Good quality rice; Core germplasm; Molecular breeding
前言
1990年，周少川、柯苇等在总结国内外水稻育种历史经验和对现代科学发展深入思考的基础上，提出了水稻核心种质育种。所谓核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中，控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统，在品种改良过程中，它能够沿着育种目标臵换和扩充基因群体，直至全面符合育种目标。核心种质可用一级、二级、三级核心种质标志其动态变化，相应地携带核心种质的品系或材料可分别称为一级、二级、三级核心种质材料。随着科学技术的发展，核心种质及其材料可逐步精确地量化，如青六矮—丰青矮—丰矮占系统，可分别称青六矮、丰青矮、丰矮占为一、二、三级核心种质材料，在同一条件下，可将它们的综合性状一一量化比较。品种改良相当于一个围绕着或者沿着核心种质不断吐旧纳新的系统运动[1-3]。近年来水稻核心种质育种稳步发展，已创建了六级核心种质材料，育成优质稻新品种20余个，成为广东省优质稻最重要的主栽品种群；创新了一级食味核心种质材料[7]；核心种质分子育种向纵深发展，呈现了喜人的前景。现总结如下：
1．株型与品质理想模型研究
通过系统的表型研究，我们建立了青六矮1号—丰青矮—丰矮占—丰八占衍生系统、青六矮1号—绿珍占8号—绿源占1号衍生系统和丰八占衍生系统的株型与品质理想模型，大大提高了育种成效。
1．1 青六矮1号—丰青矮—丰矮占—丰八占衍生系统株型与品质理想模型[6]研究表明：青六矮1号→丰青矮→丰矮占→丰八占衍生系统产量与品质性状没有显著相关；重要农艺性状如有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、倒三叶长等针对高产性状的选择与品质性状如垩白率、垩白度、粒长、胶稠度、直链淀粉含量、整精米率等针对优良品质分值的选择是一致的。该衍生系统高产与优质不仅是可以统一的，而且是相互促进的。
在广州地区选种圃早季对青六矮1号→丰青矮→丰矮占→丰八占衍生系统的产量和品质综合改良应注重单株有效穗数6.4穗以上，株高91.4cm以上，穗
*基金项目：国家农业科技跨越计划项目（2003-09）和农业部948项目2003-Z29
第一作者：周少川（1962-），男，广东潮阳人，研究员。主要从事水稻遗传育种和优质稻研究。Email:xxs123@https://www.doczj.com/doc/8015840298.html,或Xxs123@https://www.doczj.com/doc/8015840298.html,
长22.4 cm以上，每穗总粒数170粒以下，每穗实粒数147粒以下，着粒密度76粒/10 cm以下，千粒重20克以上，倒三叶长51.6 cm以上，粒长5.75mm以上，长宽比3.05以上，垩白率19.1%、垩白度5.5%以下，直链淀粉含量23.1%以下，胶稠度53.7 mm以上，的单株的选择。对于高代株系或品系，还应加强整精米率46.9%以上指标的筛选。这样的系统选择有利于在高产的基础上，同时获得优良的碾米品质、外观品质和蒸煮品质。
1．2 青六矮1号—绿珍占8号—绿源占1号衍生系统株型与品质理想模型[8]研究表明：青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统早季产量与所有农艺性状和品质性状不存在显著相关，该衍生系统产量和品质的选择没有矛盾；产量的改良可以是穗数型、穗重型，也可以是穗数穗重型，应注重具体材料的综合农艺性状。在广州地区早季选种圃对青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统产量和品质的综合改良选择指标如下：着粒密度81.8粒/10cm以上，株高106.9cm以下，穗长21.2cm以下，剑叶长25.0cm以上，剑叶宽1.88cm以下，倒二叶长39.0cm以下，垩白粒率24%以下，垩白度5%以下，直链淀粉含量19.6%以下，胶稠度50mm以上，千粒重21.5g以下，粒型3.09以上。增加着粒密度是该衍生系统的早季最重要选择指标。
华南籼稻早晚兼用型品种分别在早季种植和晚季种植不仅大多数品质性状发生了显著变化，而且大多数农艺性状及其相互关系也发生了显著变化，因此同一套早晚兼用型育种材料早季的选择和晚季的选择应有所不同，即早季选种圃和晚季选种圃的育种指标有显著不同。对于青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统而言，早季的品种改良应注重着粒密度较大，穗长较短，株高较矮，剑叶细长，倒二叶长较短的育种材料的筛选，晚季选种圃的主要选择指标是较高结实率、较长穗长和剑叶长，短阔的倒二叶和倒三叶，较矮的株高，较低的垩白率和垩白度。
在广州地区选种圃晚季对青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统产量和品质的综合改良指标如下：结实率76.3%以上，穗长23.5cm以上，剑叶长30.6cm以上，倒二叶长42.3cm以下，倒二叶宽1.35cm以上，倒三叶长46.3cm 以上，倒三叶宽1.09cm以上，株高95cm以下，有效穗数308穗/m2左右，每穗总粒数187.6，千粒重约21g，整精米率66.7%以上，垩白粒率24%以下，垩白度5%以下，胶稠度50mm以上，直链淀粉含量21%左右。
1．3 丰八占衍生系统株型与品质理想模型[9]
研究表明：与青六矮1号→丰青矮→丰矮占→丰八占衍生系统相近，倒三叶长和粒型是丰八占衍生系统的重要选择指标，选择长倒三叶、长粒型、低垩白粒率和垩白度有利于提高胶稠度和品质总分。丰八占衍生系统的综合产量和品质选择在早季选种圃较有利。丰八占衍生系统早季的理想模式如下：株高102cm 以上，穗长22.6cm以下，有效穗数307穗/米2，每穗总粒数146粒左右，每穗实粒数116粒左右，着粒密度64.5粒/10 cm左右，千粒重21.31克左右，倒三叶长52.3cm以上，粒型 3.3以上，剑叶长27.8cm以下,倒二叶长44.2m以下、
垩白率9 %、垩白度2.5 %以下，直链淀粉含量15.0-17.0 %，胶稠度71mm以上。选择长倒三叶、长粒型、低垩白粒率和垩白度、适当提高株高、选择较短穗长和剑叶长有利于产量和品质的综合提高。
2．分子育种研究
重点针对白叶枯病广谱抗性基因和稻瘟病持久抗性基因，我们开展了核心种质分子育种。
2.2 白叶枯病广谱抗性基因Xa23分子育种[11]
由于可以鉴定白叶枯病广谱抗性基因Xa23的强致病菌系P6 和P10 引自国际水稻研究所 ,在我国只能在限定的地点和严格隔离控制的条件下用于人工接种,所以在实际育种计划中, Xa23基因的分子标记辅助选择很重要。
用Xa23 的近等基因系CBB23 及其感病轮回亲本JG30 构建了包含2562 个单株的F2 作图群体。通过分析571个感病单株,找到2 个新的与Xa23 基因连锁的SSR 标记RM187 和RM206 ,它们与Xa23 之间的遗传图距分别为7.1 cM和1.9 cM。通过筛选1200 个RAPD 引物,获得2 个与Xa23 基因连锁的RAPD 标记RpdH5 和RpdS1184 ,与Xa23 之间的遗传图距分别为7.0 cM和7.6 cM。利用丰八占衍生系统材料丰富占/ CBB23、青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统四级核心种质材料绿油占/ CBB23 两个实际育种F2 群体,结合抗病性人工接种鉴定,测算了RpdS1184、RM206 和RpdH5 用于分子标记辅助选择(MAS) 的可能性。结果表明,对于丰富23 群体,RpdH5 和RpdS1184 的MAS 准确率分别为91.0 %和87.3 % ,如果同时使用这两个标记,可使MAS 的准确率达99 %。对于绿油23 群体,RpdH5、RpdS1184 和RM206 的MAS 准确率分别为77.1 %、81.1 %和80.8 %。同时使用RpdH5、RpdS1184 标记的MAS 准确率为90.3 %;同时使用RpdH5、RM206 的准确率为91.3 %;同时使用RpdH5、RM206、RpdS1184 标记的准确率为90.8 %。
在育种实践中我们在早期分离世代(F2～F4) 利用MAS ,到后期基本稳定世代,中选株系取少量种子(15～30 粒) 在控制的条件下进行人工接种鉴定抗病性,确保Xa23 基因不被丢失。目前我们已育成具有白叶枯病广谱抗性基因Xa23优质稻新品系。
2.2 稻瘟病持久抗性基因的分子育种
稻瘟病持久抗性是育种家追求的目标，但遗传机制复杂，用一般的鉴定无法达标，所以我们应用分子标记辅助育种方法。在国际水稻所资助下，经多学科合作，本研究团队将三黄占2号稻瘟病持久抗性基因聚合于青六矮1号→绿珍占8号→绿源占1号衍生系统材料。
经多年研究，本研究团队将控制三黄占2号稻瘟病持久抗性的三个主效基因Pi-GD-1(t)、Pi-GD-2(t)和Pi-GD-3(t)14-3-3分别定位于第八、第十、第十二染色体上，找到距离三个主效基因分别为3.3 cM 、3.9 cM 、4.8 cM 的标记putative oxalate oxidase marker 、NBS-LRR marker和RM179；将控制三黄占2号稻瘟病持久抗性的五个微效基因14-3-3protein, chitinase, dehydrin, oxalate oxidase, PR-1 分别定位于第二（14-3-3protein和 chitinase）、第七、第八和第十染色体上；并将三个主效基因和五个微效基因聚合于BC10和BC116，进一步育成具有稻瘟病持久抗性和中等直链淀粉含量、比对照增产8%的优质稻新品系。
3．食味核心种质的创新[4.5,10]
通过对华南籼稻食味品质的系统研究，我们得出结论：华南早季籼稻食味品质首先应注重优良食味品质资源筛选和利用。对照国标优质籼稻标准，当前华南
早季籼稻食味品质育种可从低世代开始对胶稠度50 mm以上，直链淀粉含量15-17%，垩白度15%-17%，粒型2.9-3.3指标加强选择。在改良蒸煮、外观品质的同时提高食味品质。华南晚季籼稻食味品质育种应在注重优异食味品质和胶稠度资源的筛选利用基础上，从低世代开始加强选择具有胶稠度50mm以上，直链淀粉含量16-20%，垩白粒率30%以下，垩白度5%以下，粒型3.0-3.5的新品系，在改良蒸煮、外观品质的同时提高食味品质。
围绕着食味品质改良，我们以丰澳占(丰青矮/澳洲袋鼠丝苗)为轮回亲本，美国优良品种Lemont为非轮回亲本，经三次回交5次自交育成优质香稻美香占2号。近年来食味核心种质创新取得初步成效，美香占2号衍生系统开始以优异的食味品质为主要特征在生产上试验试种。相关分析表明：在美香占2号衍生系统选择粒长、粒宽、千粒重均较小的品系，有利于提高食味品质和整精米率，降低垩白率和垩白度。以美香占2号为新型核心种质即食味核心种质，我们已育成一批优质稻苗头品系，详见下表：
表一、美香占2号衍生系统苗头品系品质性状
组合后代精米率整精米率粒长粒宽粒型垩白率垩白度千粒重直链淀粉食味分美*/矮秀占75.4 66.0 6.9 2.0 3.5 9.0 1.8 15.4 18.4 62.5 美/矮秀占 78.7 70.4 6.3 1.8 3.5 4.0 0.8 12.8 15.3 65.0 美/丰加占 74.9 68.3 6.3 1.7 3.7 6.0 1.0 13.2 15.3 80.0 美/丰加占 74.9 67.5 6.1 1.6 3.8 3.0 0.4 13.4 15.6 80.0 美/丰丝占 79.9 73.0 6.5 1.6 4.1 7.0 2.1 14.4 14.7 77.5 美/丰丝占 72.3 64.9 6.5 1.6 4.1 6.0 1.3 13.8 15.0 70.0 美/丰丝占 79.3 71.3 6.3 1.7 3.7 10.0 4.8 15.2 19.1 75.0 美/丰丝占 73.5 66.7 6.2 1.8 3.4 7.5 1.9 14.9 14.4 80.0 美/粤新占 75.3 67.9 7.0 1.6 4.4 10.5 2.2 14.5 15.5 75.0 美/粤新占 75.8 67.3 7.3 1.8 4.1 12.5 4.4 17.0 22.4 70.0 美/粤新占 73.3 66.7 6.4 1.7 3.8 8.5 2.6 14.4 17.6 75.0 美/粤新占 75.7 68.0 6.1 1.8 3.4 8.5 1.9 15.8 17.4 75.0 黄华占/美 72.7 60.0 6.7 2.0 3.4 15.0 4.5 16.6 14.9 70.0 黄华占/美 72.9 63.0 7.0 1.8 3.9 3.0 0.5 15.1 16.3 70.0 黄华占/美 74.4 65.1 6.9 2.0 3.5 5.5 1.2 16.8 14.4 65.0 中277/美 74.9 66.7 6.2 1.6 3.9 5.5 1.0 14.6 18.4 85.0 中277/美 74.2 66.0 6.7 1.8 3.7 8.5 1.5 15.9 16.9 85.0 中277/美 76.1 69.2 6.1 1.6 3.8 3.0 0.5 12.9 16.4 85.0
注：美：美香占２号
表二、美香占2号衍生系统产量和抗性比较
品种产量增产率（%）抗性
美香占2号 353.94 -14.17 中感稻瘟病，中抗白叶枯病美丝占 414.3 -9.1 抗稻瘟病，中抗白叶枯病黄香占 526.34 -3.25 中感稻瘟病，中抗白叶枯病
美秀占 525.17 -3.46 抗稻瘟病，中抗白叶枯病齐新占 525.4 +8.7 抗稻瘟病，中抗白叶枯病4．特征次生物质标记辅助核心种质选育抗草优质稻新品种[12-13]一些植物能释放特定的化学物质到环境中而影响邻近植物的萌发和生长发育，这一自然现象称作植物的化感作用（Allelopathy）。许多作物也具有化感作用，但作物的化感能力与种和品种显著相关，具有化感特性的作物品种能够自身释放化学物质而抑制杂草。水稻(Oryza sativa L.)是主要的粮食作物，有着众多的品种资源，但仅有极少数品种能在田间表现出化感抑草的效应。如果使高产优质的水稻品种具有自身除草性能，这将大大减少对化学除草剂的依赖。因此，近年从众多水稻品种资源中筛选评价具有化感抑制作用的抗源材料，然后通过育种技术培育高产优质且抑草的水稻品种成为许多国家攻关的焦点之一。
水稻（Oryza sativa L.）化感品种PI312777和丰华占在田间能显著地抑制杂草。实验证实：水稻化感品种产生和释放的化感物质（多酚、黄酮和羟基肟酸）显著高于非化感品种华粳籼,而且在6叶期植株中的化感物质含量达最大值。这种水稻不同品种在不同生育期产生并释放不同量化感物质的差异是导致它们在田间抑草效应强弱的重要原因之一。我们的研究表明：优质稻核心种质材料化感系数与农艺性状相关不显著；应用高效液相色谱（HPLC）技术分析测定和田间鉴定相结合的方法可开展水稻抗草育种。目前应用特征次生物质标记辅助核心种质融合抗草基因已取得下面进展。
表三、水稻抗草株系化感潜力和产量表现
株系世代化感潜力指数产量（kg/ha）增产率（%）
LTZ/PI312777 F3 0.690 6000.0 +52.0
LTZ/PI312777 F3 0.619 6346.2 +60.8
LTZ/PI312777 F3 0.645 6818.1 +72.7
FSZ/PI312777 F3 0.723 6039.0 +53.0
FSZ/PI312777 F3 0.720 6000.0 +52.0
AXZ/PI312777 F3 0.720 4038.5 +2.3
PI312777（CK） F3 0.680 3947.4
表四、水稻抗草株系化感潜力和田间抑草表现
株系名称世代化感潜力指数田间抑草率(%) LTZ/PI312777 F40.678 70.4
LTZ/PI312777 F40.573 74.2
LTZ/PI312777 F40.453 77.8
LTZ/PI312777 F40.560 71.4
LTZ/PI312777 F40.669 68.6
LTZ/PI312777 F40.644 71.5
LTZ/PI312777 F40.670 71.0
LTZ/PI312777 F40.650 85.3
FSZ/PI312777 F40.408 85.4
FSZ/PI312777 F40.455 90.6
FSZ/PI312777 F40.451 90.4
FSZ/PI312777 F40.656 97.6
FSZ/PI312777 F40.558 92.4
PI312777 ck 0.620 86．4
5．核心种质的超级稻育种探索
应用丰华占与粳籼杂中间材料黄新占杂交育成优质超级稻黄华占。黄华占2003年、2004年早季广东省区试亩产分别为434.25公斤和502.5公斤，比对照粤香占增产0.51%和3.73%，均列第二位。2004年早季广东省生产试验平均亩产479.81公斤，比对照粤香占增产0.67%。2003年早季广州市、汕头市区试初试亩产分别为431.52和499.5公斤，分别比对照粤香占增产4.26%和5.0%（达极显著水准），列首位。潮汕平原潮阳市大面积试种，一般亩产600公斤，高产达750公斤。2003年安徽省农科院水稻所作中稻小区试种，伸算亩产462.5公斤，比对照扬稻6号增产5.7%，且早熟2天。2004年四川省农科院作中稻试种2亩，亩产610公斤，比该省常规稻对照增产100公斤以上。2004年湖南省中稻区试预试亩产598.4公斤，比对照金优207增产27.0%，增产极显著。2004年广东省自发扩大试种5.65万亩，表现耐高肥、特抗倒、超高产性能，特别受种植大户欢迎。2005年申报广东省品种审定，同时参加湖北、湖南、江西、安徽等省区试、预试。
黄华占广东省商品粮定级米质为特二级，软硬适中。据广东省技术监督粮食质量监督检验站鉴定（晚稻）：该种出糙率80.1%、整精米率69.5%，垩白粒率7%，垩白度0.9%，直链淀粉含量17.3%，胶稠度85mm，粒型3.4，全部指标达国优一级。在湖北作中稻米质达国优二级。广东省区试鉴定：黄华占稻瘟病抗性频率中B群80%，中C群100%，全群总抗比83.9%，自然病区诱发鉴定叶瘟3.3级，穗瘟3.5级，综合评价抗稻瘟病。对白叶枯病I、II、III、IV、V型菌抗级分别为1、1、1、2、7级，综合评价抗白叶枯病。
6．核心种质的杂种优势利用
6.1经多点、多单位研究试验，青六矮1号—绿珍占8号—绿源占1号衍生系统和丰八占衍生系统核心种质材料和我国多个两系不育系配组表现了强大优势，进一步的试验正在深入展开。
6.2通过异源多倍体实现种间育种材料优势利用的研究也正在进行。丰矮占1号/巴蒂野生稻（O.barthii）杂种F1完全不育，其幼穗培养加倍后形成DTS34四倍体，具有较强大的营养优势，并且能够有35%左右的结实率，经与四倍体粳稻品种，尤其是与PMeS品系多倍体（具高结实率特点）复杂交后，从中已选育出结实率69－92%的株系，展现出良好的种间杂种多倍体双重优势，为水稻育种拓宽了道路。
7．研究重点
7.1优质稻核心种质分子数据库的建立
为了有效地开展分子育种，必须建立核心种质分子数据库。
7.1.1构建丰矮占1号近等基因导入系
选用来自全球不同国家和地区的50个优良品种，以产量和熟色为目标构建了丰矮占1号近等基因导入系2542个，为产量性状和熟色性状的分子标记奠定基础。丰矮占1号近等基因导入系的表型分析印证前面的实验和育种结论:对丰矮占1号衍生系统产量的选择应注重穗数型，并适当提高株高（详见表五）。
丰矮占1号近等基因导入系的基因分析正在进行中。
7.1.2 优质稻核心种质一级到六级核心种质材料基因流向分析
7.2超高产基因和抗逆性筛选
通过优异外源DNA小片段导入优质稻核心种质建立近等基因导入系，筛选抗逆性和超高产基因，实现高产和超高产基因、抗逆性基因的累加。
表五、丰矮占1号近等基因导入系理论产量与农艺性状相关分析表
组合有效穗数株高
丰矮占1号4/Khazar 0.759 ＊＊ 0.424 ＊
丰矮占1号4/IR5802513 0.730 ＊＊ 0.203
丰矮占1号4/IR64a 0.641 ＊＊ 0.450 ＊＊
丰矮占1号4/Govind 0.764 ＊＊ 0.003
丰矮占1号4/Doddabyranellu 0.670 ＊＊ 0.587 ＊＊
丰矮占1号4/C71 0.694 ＊＊ 0.295
丰矮占1号4/CDR22 0.535 ＊＊ 0.450 ＊＊
丰矮占1号4/C70 0.787 ＊＊ 0.439 ＊＊
丰矮占1号4/Ai-Zi-Dao 0.732 ＊＊ 0.269
丰矮占1号4/pusa 0.771 ＊＊ 0.622 ＊＊
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13.李宏、周少川、卢德城等.广东水稻品种（品系）的化感作用及与农艺性状相
关性研究.作物杂志，2004（2）：16-18
观赏植物种质资源的研究 1.1 中国观赏植物对世界园林的贡献 中国被西方国家称为“世界园林之母”，从十六世纪开始，西方国家就到中国采集植物标本，在1839～1938年的一百年的时间内，西方国家从中国引走了数千种植物，目前，仅爱丁堡植物园就保存了中国原产的植物1500多种，我国观赏植物能够在世界园林中确立如此高的地位，主要有以下几个方面的原因：①世界上许多著名的观赏植物为我国特产，如山茶花（Camellia japoica）、金花茶（Camellia chrysantha）、牡丹（paeonia suffructicosa）、银杏（Ginkgo biloba）、珙桐（Davidia involucrata）、金钱松（Pseudolarix amabilis）、银杉（Cathaya argyrophy-lla）、白豆杉（Pseudotaxus chienii)、水松（Glyptostrobus pensilis）、台湾杉（Taiwania cryptomerioides）、水杉（Metasequoia glyptostnobcides）、蜡梅（Chimonanthus praecox）、七子花（Heptacodium miconioides）、喜树（Camptotheca acuminata）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）、连翘（Forsythia suspensa）、猬实（Kolkwitzia amabilis）等等；②世界上许多重要观赏植物的分布中心在中国，如槭属、山茶属、百合属、石蒜属、含笑属、木犀属、丁香属、报春属、竹类植物、兰科植物、蔷薇属等；③世界许多重要观赏植物品种的形成都离不开中国植物，中国的月月红和香水月季是现代月季最重要的亲本，没有中国的月月红就没有周年开花的现代月季，没有中国的香水月季就没有现代月季的芳香气息；中国的高山杜鹃（Rhododen-dron）是形成杂种常绿阔叶杜鹃的亲本，英国人常说“没有中国的杜鹃花，就没有英国的园林”；中国的金花茶是培育黄色茶花的亲本；其它著名的种类还有报春属、兰属、绣线菊属、落新妇属等。 1.2我国观赏植物种质资源的概况 我国是世界上植物资源最为丰富的国家之一，全世界有植物种类约30万种以上，我国有3万多种植物，约占1/10，其中苔藓植物106科，占世界科数的70%；蕨类植物52科，2600种，分别占世界科数的80%和种数的26%；木本植物8000种（包括种、变种、变型和栽培种），其中乔木约2000种。全世界裸子植物共12科71属750种，中国就有11科34属240多种。针叶树的总种数占世界同类植物的37.8%。被子植物占世界总科、属的54%和24%。 经过近３０年的调查和研究，我国观赏植物资源基本搞清，全世界观赏植物约有3万种，常用的约6000种；我国原产的观赏植物约1～2万种，常用的约2000种。 1.３观赏植物种质资源的收集和保护研究 观赏植物种质资源的传统保存方法主要有原地保存和异地保存两种，超低温保存和核心种质构建是近年才开始的新技术。 1.3.1原地保存（conservation in situ） 指将种质资源在原生地进行保存，又称就地保存。设立植物种质资源原地保存区是主要形式，目前，全国各地建立的各种类型自然保护区、国家公园、自然地理标识、生境/物种保护区、景观/海景保护地、自然资源保护地等都属于这种类型。 1.3.2异地保存（conservation ex situ） 指将种质资源迁移出原生地栽培保存，又称迁地保存。异地保存的主要形式有国家和地方建立的植物种质资源库、植物良种基地收集区（圃）、植物园、树木园及种子资源贮藏库等。 1.３.3超低温保存（cryopreservation） 是指将植物活体材料在超低温条件下（-196℃）长期保存，待需要的时候将其恢复到常温状态，并确保其正常生长的一套技术。种质资源低温保存（cryopreservation）是由cryo 和preservation组成，从词义看，低温所涉及的温度范围是不确定的。习惯上，人们将－80℃以下的低温称为超低温，干冰温度（－70℃）称为极低温，低温则从4℃往下推（李广武等，
注：1、蓝色字体为大家出题频率比较高的 2、答案仅供参考，请大家一定结合课本 3、整理的时候直接复制的大家的作业，格式有点乱，希望大家理解。O(∩_∩)O~ 4、有什么问题请大家及时和我联系！一切为了考试(*^__^*) 嘻嘻…… 药用植物栽培学 第一章 1、药用植物、药用植物栽培学P1（名词解释）药用植物栽培的特点P1（简答） 2、药用植物栽培核心内容和任务P5第五段（简答） 3、实施中药材规范化生产的目的P8第三段（简答） 4、中药材GAP的含义P8（简答） 5、在制定中药材GAP各环节的标准操作规程(SOP)时，因遵循的原则P9（填空） 6、中药材GAP实施过程中，SOP制定应注意哪些环节P9倒数第五段（简答） 7、中药材GAP基地的选择应考虑的主要因素P10第七行（填空） 8、中药材GAP基地的环境质量要求应符合的标准：P10倒数第四行（填空） 9、确定中药材GAP基地和品种要遵循的原则是?P10第三行（简答） 10、中药材GAP基地的环境质量要求，具体的检测指标包括P10最下面（填空） 第二章 1、临界日长P18 2、营养生长和生殖生长的关系P16（简答） 3、春化现象（名词解释）P19 4、春化作用主要条件之一是低温，对于大多数要求低温的植物而言，最有效的春化温度是P19（填空） 5、昼夜周期含义。。。（名词解释或填空）简述植物生长昼夜周期性的原因P15（简答） 6、P19倒数第三段第一行感受低温的部位是。。。。（填空） 7、花芽分化的类型:夏秋分化类型、冬春分化类型、当年一次分化的开花类型、多次分化类型、不定期分化类型 8、简述什么是顶端优势P17 9、植物的极性（名词解释）P17 10、P13倒数四、五行。。（填空或选择） 11、根据植物开花对光周期的反应不同，将植物分为三种类型P18（填空） 12、什么是地上部分于地下部分的相关性P15（简答） 13、施磷肥的作用P16（选择）
项目名称：主要农作物核心种质重要农艺性状单元 型区段及互作研究 首席科学家：张学勇中国农业科学院作物科学研究 所 起止年限：2010年1月-2014年8月 依托部门：农业部
一、研究内容 以水稻、小麦、大豆全基因组单元型区段分析及关联分析为切入点，重点研究和筛选控制高产、优质、抗病及水肥高效的优异单元型区段（或基因），揭示其形成基础和遗传本质，阐明不同功能单元型间的互作效应，为三大作物设计育种奠定材料基础。重点从以下四个方面开展研究： 1、种质资源中重要单元型区段的发掘 对水稻、小麦、大豆微核心种质中的重要基因组区段进行精细扫描，结合系谱分析，摸清我国育种中稳定传递的单元型区段及其形成和演变过程；通过标记/性状关联分析，明确一些区段所控制的重要性状，系统分析这些单元型区段在核心种质样本中的变异及主要载体（品种）。 2、控制重要性状单元型区段的遗传及互作效应分析 以重要单元型区段在核心种质样本中的变异信息为基础，在微核心种质导入系中，系统筛选同一区段不同单元型，评价它们的遗传效应，发掘具有重要育种价值的新变异; 对优良单元型在不同遗传背景下的遗传效应进行比较和评价，筛选和培育正向效应突出、对产量、品质等无负面效应的抗病、水肥高效等重要单元型，为育种提供新的基因资源；通过导入系之间互相杂交，在消除杂合遗传背景效应的基础上，研究单元型之间的互作效应，提出三大作物育种中单元型优化组合模式与实施方案，与育种单位结合，进行组装育种的研究和实践。 3、典型单元型区段基因组成、结构和功能分析 在小麦中选择15～20个典型单元型区段，用与其紧密连锁的标记筛选染色体大片段插入文库（BAC文库），构建覆盖相应单元型区段的跨跌群（Contig），并完成序列分析；用候选基因在核心种质群体中进行关联分析，结合大面积推广品种突变体库进行重要农艺性状鉴定，发掘有重要育种价值的功能基因；从DNA 和性状形成两个层面揭示单元型区段的本质，为作物的分子育种提供基因和理论依据；充分利用水稻和大豆的全基因组信息，利用高通量测序设备，对典型材料进行重新测序分析，发掘有重要育种价值的单元型和功能基因。 4、控制重要性状关键基因的单元型分析 以微核心种质为基础，重点开展氮、磷、水吸收利用基因及其附近区域的单元型分析和功能鉴定；开展发育关键基因、高光效基因、胚乳淀粉合成关键酶
浅谈对药用植物的认识 浅谈对药 用植物的 认识 [1**********]2 韦依 浅谈对药用植物的认识与作用医学上用于防病、治病的植物。其植株的全部或一部 分供药用或作为制药工业的原料。广义而言，可包括用作营养剂、某些嗜好品、调味品、 色素添加剂，及农药和兽医用药的植物资源。药用植物种类繁多，其药用部分各不相同， 全部入药的。 世界已知植物约有 27 万种。我国地域辽阔，从寒温带直到热带，地形复杂，气候 多样，是世界上植物生物多样性最丰富的国家之一 ,全国已知植物约有 25 700 种 ,其中 很多植物具有药用价值。20世纪80 年代 ,我国曾经进行过全面系统的资源调查 , 发现 我国的药用植物资源种类包括 383 科 ,2 309 属 ,11 146 种 ,其中藻、菌、地衣类低 等植物有 459 种 ,苔藓、蕨类、种子植物类高等植物有 10 687 种。在这些药用植物 中 ,临床常用的植物药材有 700 多种 ,其中 300 多种以人工栽培为主 ,传统中药材的 80 %为野生资源[。有些药用植物为我国所特有 ,如人参、杜仲、银杏等。 中国是药用植物资源最丰富的国家之一，对药用植物的发现、使用和栽培，有着悠久 的历史。中国古代有关史料中曾有“伏羲尝百药”、“神农尝百草，一日而遇七十毒”等 记载。虽都属于传说，但说明药用植物的发现和利用，是古代人类通过长期的生活和生产 实践逐渐积累经验和知识的结果。到春秋战国时，已有关于药用植物的文字记载。 《诗经》和《山海经》中记录了50余种药用植物。1973年长沙马王堆3号汉墓出土 的帛书中整理出来的《五十二病方》，是中国现存秦汉时代最古的医方,其中记载的植物 类药有115种。汉代张骞出使西域后，外国的药用植物如红花、安石榴、胡桃、大蒜等也 相继传到中国。历代学者专门记载药物的书籍称为“本草”。约成书于秦汉之际的中国现 存最早的药学专著《神农本草经》,记载药物365种，其中植物类药就有252种。 此后,著名的本草书籍有梁代陶弘景的《本草经集注》、唐代苏敬等的《新修本草》、宋代唐慎微的《经史证类备急本草》以及明代李时珍的《本草纲目》等。其中《经史证类 备急本草》，收集宋代以前的各家本草加以整理总结，收载植物类药达1100余种，有不 少现已佚失的本草资料赖此得以保存。到明代，《本草纲目》收载的植物类药已达1200 多种。随着医药学和农业的发展，药用植物逐渐成为栽培植物。北魏贾思勰著《齐民要术》中，已记述了地黄、红花、吴茱萸等20余种药用植物的栽培方法。隋代太医署下设“主药”、“药园师”等职务，专职掌管药用植物的栽培据《隋书经籍志》记载，当时 已有《种植药法》、《种神芝》等药用植物栽培专书。到明代，《本草纲目》中载有栽培
***国家级中草药种质资源库配套设施建设 工作方案 ***国家级中草药种质资源保护和研究基地建设项目，于2014年开工建设，2016年建成。项目总共投资约8655万元。"***国家级中草药种质资源库"主要包括种子库、植物离体种质库、信息中心。位于***，正式启用后将使*** 乃至西北的药用植物种质资源得以保存。 ***中草药种质资源库从概念形成到竣工历时3年，建筑面积约560㎡。如运行后具体目标是在第一个5年内达到300种3000份（株），15年内达到1600种1.6万份（株）野生中草药种质资源。 种质资源库因资金等原因缺少配套设备并未投入运行，只在田间进行中草药种质资源的繁殖工作，为保存现有的种质资源特制定此工作方案。 1、总体科学目标 其总体科学目标是：建成一个依托***、立足西北、面向全国一流的野生中草药种质资源保护设施和科学体系，实现自动化管理的中药材种质资源库。使中国的药用植物种质资源安全得到可靠的保障，将对抢救、保存珍稀濒危药用植物种质资源，促进中药材新品种选育和中药材规范化栽培，填补生物资源种质保存系统的缺陷等具有重要意义。可有效保存中药材遗传资源，为中药产业可持续发展提供有力保障。
二、建立背景 ***是全国中草药主要产区之一，中药材产业在全国具 有发展潜力和比较优势。全省14个市州的70多个县区均有 中药材生产，中草药种类多，产量大，品质好，有特色，全 省中草药品种9500多种，位居全国第二，是名副其实的中 药材资源宝库。主要的中草药资源有1600多种，野生植物 类1270种，其中动物类214种，矿物类43种，目前人工种 植中草药350余种，分布较大的野生药用植物资源200余种。随着物种消失的速度不断加快，人们越来越意识到植物种子 保护的重要性，而中药材种质资源是其中重要的一类。种质 资源库作为***中草药种质资源保护领域的一个重点建设工程。将进一步促进校地科技合作，对***乃至西北的生物多 样性保护和生物资源的可持续利用、对***的中医药产业科 学发展和教育等都有非常重要的意义。 种质资源库是具有重要影响的野生药用植物种质资源 保藏设施，保藏能力将达到西北领先水平，并具有不可替 代性。目前在临时仓库已收集保存约100种300份野生植 物种子。 ***的自然、气候条件和生态环境,非常适宜多种中药材 生长,中药材野生资源丰富,种植历史悠久。黄芪、党参、当 归等道地药材的栽培已有上千年的历史,素有“千年药乡” 和“西北药都”之美称；早在南北朝时期,陶弘景所著《本 草经集注》中就有“黄芪第一出***,色黄白,甜美,今亦难得”的记载；北宋《太平御览》所引的南北朝《秦州记》
烟草种质资源研究利用和研究发展 （云南农业大学 20090518 刘娥芳） 摘要：烟草种质资源是烟草育种工作的物质基础，是影响烟草行业发展的基础因素。文章通过对烟草种质资源的类别、特点和利用价值，我国烟草种质资源的现状，烟草种质资源的创新，烟草新品种的选育，烟草育种的新技术等的论述试谈了烟草种质资源的研究发展等。 关键词：烟草；种质资源；利用；发展 1.烟草种质资源的类别、特点和利用价值 烟草种质资源根据来源不同可以分为四类：本地种质资源、外地品种资源、野生种质资源、人工创造的种质资源。其特点和利用价值如下： 1.1本地烟草种质资源 本地烟草种质资源包括古老的地方品种和当前推广种植的改良品质品种。本地的种质资源是烟草育种工作中最基本的原始材料。其特点是对当地的自然条件和栽培条件有较好的适应性，对当地不良的自然条件甚至病害有较佳的抵抗能力。可减少灾害造成的损失。其利用价值是在研究利用品种价值时，首先必须以本地区地方品种作为最主要的和最基本的对象，可作为系统育种、杂交育种和诱变育种的材料。 1.2 外地品种资源 外地品种资源具有多种多样的性状和特性，一般对本地区的适应性较差。其利用价值有直接利用和间接利用。直接利用即引进的品种经试验和选择，可以在生产上直接利用；间接利用即用产地距离较远的品种或类型作为亲本杂交，从遗传基础丰富的杂种后代中选育新品种。 1.3 野生种质资源 野生种质资源往往具有外地种和当地种不具有的优良特性和抗逆性。利用价值：一是把野生种质资源中蕴藏的优良基因或携带的优良基因部分染色体片段转移到栽培品种中，创造遗传基础丰富具有特殊作用的烟草新品种和新类型；二是
药用植物栽培学课堂练习一 名词解释 1 中药材GAP：中药材GAP是《中药材生产质量管理规范》简称 2 SOP：标准操作规程 3 生育期：从播种到收获的时间 4 生育时期：生产上，把田间管理和伴随着药用植物不同器官的分化、形成，达到田间植株50%的时期 5 营养生长阶段：植物种子萌发、生根并形成茎叶，植物的体积和质量增加，是植物的营养生长过程，称为营养生长阶段 6 生殖生长阶段：营养器官生长停止，并达到最大量，进入生殖器官的充实、晚熟阶段，是植物的生殖生长过程，称为生殖生长阶段 7 营养生长与生殖生长并进阶段：伴随着营养器官的生长到一定阶段，植物开始生殖器官的分化、开花并形成果实和种子等，是营养生长与生殖生长并进阶段 ——若收获营养器官（增施氮肥）；收获生殖器官（后期增施磷钾肥）（钾肥是品质元素） 8 植物发育理论的四种假说：成花素假说，开花抑制物假说，碳氮比率假说，阶段发育学说 9 叶片功能期：单叶片自叶片定型至1/2叶片发黄的时期。 10 LAI：叶面积指数，药用植物群体的总绿色叶面积与其所对应的土地面积之比。 11 最适叶面积指数：干物质产量最高时的叶面积指数。
12 植物生命周期：从合子经种子发芽，进入幼年期、成熟期，形成新合子的过程。 13 植物生长Logistic曲线：植物生长到一定阶段后，由于内部和外部环境的限制，使植物生长的基本的方式呈现“慢—快—慢”的“S”形变化曲线。 14 根冠比（R/T）：植物的地下部分和地上部分的质量（鲜重或干重）之比。 15 再生能力：植物体离体的部分具有恢复植物体其他部分的能力。 16 三基点温度：最低温度、最适温度、最高温度。 17 光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。 18 光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出的CO2相等时的光强度。19光周期现象：植物对昼夜光暗循环格局（昼夜长短）的反应。 20 临界日长：指昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照时数或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。 21 蒸腾系数：指每形成1 g干物质所消耗的蒸腾水分克数。 22 需水临界期：药用植物在一生中（1、2年生植物）或年生育期内（多年生植物）对水分最敏感的时期。 23 土壤肥力：土壤供给植物正常生长发育所需水、肥、气、热的能力。 24 有效肥力：自然肥力和人为肥力在栽培植物当季产量上的综合表现。 25 生物产量：指药用植物在全生育期内通过光合作用和呼吸作用，
建立作物遗传资源核心样品的统计方法 王磊魏兴华 (中国水稻研究所，浙江杭州 310006) 提要：本文主要介绍了在建立作物遗传资源核心样品中的统计方法：（1）在系统聚类分析中如何同时利用定量和定性变量；（2）非系统聚类方法中的正态混合模型聚类方法，以及（3）利用多环境试验数据进行聚类分析。 关键词：核心样品；聚类方法；正态混合模型；三元分析；模式分析 所谓作物遗传资源核心样品是指以最少量的种质材料代表一个物种及其近缘野生种最大限度的遗传多样性。核心样品的建立，不仅可以提高种质库的利用效率，而且有利于种质库管理、新种质收集、种质创新及种质资源的深层次的研究。核心样品概念在1984年提出后，立即引起了全球广泛的兴趣，先后在西非秋葵、澳州大豆、野生稻等作物得以实践，而我国的核心样品研究始于1994年，近年来有了快速的发展。 建立核心样品中用到的统计方法主要是聚类分析和排序。本文首先介绍同时利用定性和定量变量进行系统聚类分析的Gower方法；然后介绍非系统聚类方法中的一种最常见的正态混合模型聚类方法，最后介绍利用多环境试验数据进行聚类分析的模式分析（Pattern Analysis）和三元分析（Three-Mode Analysis）。 1 同时利用定性和定量变量进行聚类 聚类分析涉及如何结合不同类型的变量，选择合适的距离度量，应用合理的聚类策略，决定最佳的类的数目，并鉴别出有显著区别力度（discriminatory power）的变量。标准的聚类分析使用的或者是定量变量，或者是分类变量，而不是同时在这两类变量上进行聚类。Gower（1971）提出了可同时利用连续和定性变量的两样品之间的距离度量，Wishart（1986）利用该距离度量提出了系统聚类策略。 聚类分析中的样品之间关系有二种：相似或相异系数和距离。而它们的定义与样品的变量的类型关系极大，通常变量按照测量它们的尺度来进行分类： (1)间隔尺度：指标用连续的量来表示如产量、株高等。如在间隔尺度存在绝对零点，又称比例尺度。 (2)有序尺度：指标度量时没有明确的数量表示，只有次序关系，如米质分成好、中、次三等，三个等次有次序关系，但没有数量表示。 (3)名义尺度：指标度量时既没有数量表示，也没有次序关系。如品种的外观颜色。名义尺度中只取两种状态的变量（binomial）是最简单的一种。
基于表型性状的薏苡初级核心种质库构建 李秀诗; 付瑜华; 周祥; 黎青; 刘凡值; 杨成龙; 周明强 【期刊名称】《热带作物学报》 【年(卷),期】2020(041)004 【摘要】本研究以收集的248份薏苡种质资源为基础,按地理来源将标准化的14表型数据分组,采用最短距离逐步取样法并按一定比例抽样,共获得8个候选核心子集,利用变异系数变化率、均值差异百分率、极差符合率、方差差异百分率、表型保留比例、表型频率方差和Shannon-Wiener指数7个参数进行核心种质代表性检验和评价.结果表明:薏苡初级核心种质库包含67份资源,保留了原始种质27.02％的样品(25％组内取样比例),其变异系数变化率、均值差异百分率、极差符合率、方差差异百分率、表型保留比例、表型频率方差和Shannon-Wiener指数的检验指标分别为110.05％、0、93.03％、10％、96％、0.655和0.881;t测验结果表明,核心种质库14个表型性状均值与原始种质无显著性差异,仅有3个表型的某一性状级别丢失,其余11个表型均保留了原始种质的所有性状级别(RPR=1.0),保留表型性状级别比例为96.49％,且多数表型性状的变异系数和遗传多样性指数均略高于原始种质.其结果说明,获得的核心种质库代表性好,遗传多样性丰富.该结果为后期薏苡种质资源的收集、保护、创新利用奠定了重要基础. 【总页数】7页(669-675) 【关键词】薏苡; 种质资源; 表型性状; 核心种质 【作者】李秀诗; 付瑜华; 周祥; 黎青; 刘凡值; 杨成龙; 周明强 【作者单位】贵州省农业科学院/贵州省亚热带作物研究所贵州兴义 562400
药用植物学试题及答案 一、名词解释 1. 中药材道地性：传统意义上的道地药材是指传统中药材中具有特定的种质、特定的产区和特定的栽培技术及加工方法所生产的中药材，其产品质优，质量稳定，疗效可靠。 2. “斯巴达”式锻炼：指在忍耐极限范围内进行锻炼，幼苗在锻炼过程中按"顺应自然、改造本性"的原则，给以适当的顺应性培育，使锻炼与顺应相结合，既使苗木能基本生长又能得到锻炼。 3.中药材产地加工：药用植物采收后，除少数鲜用，绝大多数均需在产地及时进行产地初步处理与干燥。 4.中药材指纹图谱：指某些中药材或中药制剂经适当处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标示其化学特征的色谱图或光谱图。 5. 无公害中药材：指产地环境、生产过程和药材质量符合国家有关标准和规范要求，并经有资格的认证机构认证合格获得认证证书的未加工或者初加工的中药材产品。 6. 药用植物DNA分子鉴定：运用DNA分子标记技术对生药和含有生药的中成药及其基源进行真伪的鉴定。 7. （中药材初加工过程中）“发汗”：鲜药材加热或半干燥后，停止加温，密闭堆积使之发热，内部水分就向外蒸发，当堆内空气含水气达到饱和，遇堆外低温，水气就凝结成水珠附于药材的表面，如人出汗，称这个过程"发汗"。 8. 中药材GAP：是《中药材生产质量管理规范(试行)》（Good
Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs）此过程的简称。 9. SOP：各生产基地应根据各自的生产品种、环境特点、技术状态、经济实力和科研实力，制定出切实可行的、达到GAP要求的方法和措施，这就是标准操作规程（standard operating procedure, SOP）。 10. 生物碱（alkaloids）：是一类存在于天然生物界中含氮原子的碱性有机化合物。 11.中药材炮制：药材从采收到病人服用前，中间需经过若干不同的处理，药房、药店、饮片厂、制药厂或病人对药材进行的再处理，则称为"炮制"。 12.分离繁殖：是将植物的营养器官，如根、茎或匍匐枝切割而培育成独立新个体的一种繁殖方法，此法简便，成活率高。 13：药用植物病虫害农业防治 农业防治就是在农田生态系统中，利用和改进跟作栽培技术，调节病原物虫害和寄生及环境之间的关系，创造有利于植物生长，不利于病虫害发生的环境条件，控制病虫害发生发展的方法。 14：堆土压条：堆土压条又称直立压条或壅土压条，用于母株具有丛生多干性能的植株在其平茬截干后覆土堆盖，待覆土部分萌发枝条，并于生根后分离。每一枝条均可成为一新植株，这一方法所得苗比其它方法多 15. 春三七：三七收获的年龄以3年生三七最为适宜，收获分两次进行，在10月，由于没有留种，块根养分丰富，产量高，主根折干率一般为1∶3～1∶4，加工后的三七饱满，表皮光滑。此次采挖的三
植物遗传资源学报2007,8(3):366~372Journa l o f P l ant G enetic R esources 关联分析在作物种质资源分子评价中的应用 王荣焕,王天宇,黎 裕 (中国农业科学院作物科学研究所,北京 100081) 摘要:发掘优异基因资源是作物种质资源分子评价的重要部分,对作物育种尤其是分子育种具有非常重要的实践意义。基于连锁不平衡(LD )的关联分析是基因发掘也是等位基因发掘的有效途径。本文系统介绍了关联分析的基本理论、策略、特点及应用现状,并探讨了其在作物种质资源新(等位)基因发掘中的发展趋势及展望。可以预见,与传统QTL 作图及功能基因组学相整合的关联分析必将大大加快我国作物种质资源的研究进程,实现我国种质资源优势向基因资源优势的转变。 关键词:作物种质资源;连锁不平衡;关联分析;基因发掘;等位基因发掘 收稿日期:2007 01 31 修回日期:2007 05 09 基金项目: 863 项目(2006AA102188);国家自然科学基金项目(30571133)作者简介:王荣焕,河北衡水人,在读博士 通讯作者:王天宇,黎裕,Te:l 010 ********;E m ai:l yu l @i m ai.l caas .net .cn Application of Association Analysis i n M olecular Eval uation of Crop Ger mplas m Resources WANG Rong huan,WANG T ian yu,LI Yu (Ins titute of C rop Science ,Chinese A cade my of A gricult ural Sciences ,B eij i ng 100081) Abstract :Gene d i s covery and allele m i n i n g are i m portant i n mo lecular evaluati o n o f crop ger m p las m resources and are of great practical sign ificance i n crop breed i n g ,especially i n m o lecular breedi n g .L i n kage d isequili b rium (LD) based assoc iation ana lysis is an effective approach to fi n d ne w genes and favorab le alleles .In th is paper co m prehensi v e l y basic theories ,strateg ies ,characteristics and current successful applications o f assoc iation ana l y sis i n crops w ere revie w ed .The trends and prospects of association ana l y sisw ere a lso proposed .It i s concluded thatw ith t h e integ ration of traditionalQTL m app i n g and functional geno m ics ,assoc iation analysis w ill certainly accelerate the m o lecu lar evaluati o n of crop ger m plas m resources . K ey w ords :C rop ger m p las m resources ;LD;Association ana lysis ;Gene d iscovery ;A lle le m ining 作物种质资源的鉴定评价是作物种质资源研究的重要组成部分。近20年来,随着基因组学和分子生物学的迅猛发展,在分子水平上对种质资源进行评价已成为国内外的研究热点。从广义上来讲,对作物种质资源的分子评价主要包括遗传多样性分析、分子身份证构建和基因发掘等。 基因发掘是种质资源分子评价的重要内容。广义的种质资源基因发掘包括两部分重要内容,一是在特异种质资源中找到控制目标性状的基因(含数量性状位点,QTL);二是找到不同种质资源中同一基因的不同等位基因,并对其功能和效应进行鉴定。狭义的基因发掘仅指前一部分内容,又称为基因发 现(gene d iscovery),后一部分内容则可称为等位基因发掘(allele m i n i n g )。目前发现新基因的方法主要包括基于遗传作图和图位克隆的方法、基于比较 基因组学的方法、基于基因表达的方法、基于突变体的方法、基于生物信息学技术的方法、基于蛋白组学和代谢组学的方法等[1] ;发现新等位基因的方法则 主要是基于连锁不平衡(linkage disequ ilibri u m,LD ) 的关联分析方法。 关联分析(association analysis),亦被称为LD 作图(LD m app i n g)或关联作图(associati o n m app i n g ),是一种基于LD 的将标记或候选基因的遗传变异(等位基因变异)与目标性状表型联系起来的分析
种质资源学 第一章绪论 种质：又叫遗传质，是决定生物遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质的总称，也即凡是携带遗传物质的载体都可以称为种质。 种质资源：具有种质（遗传物质）并能繁殖的生物体的统称。 遗传多样性：广义上，遗传多样性就是生物所携带遗传信息的总和；狭义上，指种内不同群体和个体间的遗传多态性的程度，或称遗传变异，分为群体、个体、染色体、基因、核苷酸五个层面。 生物多样性：指生命世界中所发现的各种有机体的数量、种类和变异性。 植物种质资源学：是研究植物分类、起源与演化、种质考察与搜集、种质保存、种质评价与鉴定以及种质利用的科学。 植物种质资源在育种上的重要性： 1、植物种质资源是现代育种的物质基础 2、育种上的突破性进展离不开种质资源，尤其是关键优异种质 3、生物技术的发展离不开植物种质资源 4、植物种质资源是生物学理论研究的重要基础材料 目前，我国拥有的植物种质资源总量超过36万份，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三。 第二章植物的起源、演化与分类 原生中心也叫初生中心是指某栽培植物种或变种的原产地一般有4个标志：①有野生祖先；②有原始特有类型；③有明显的遗传多样性；④有大量的显性基因。次生中心也叫次生基因中心，是指作物由原生起源中心地向外扩散，当到一定范围时，在其边缘地区又会因作物本身的基因突变、自交和自然隔离而形成新的许多变异类型、由隐性等位基因控制的多样化地区。也有4个特点即：①无野生祖先；②有新的特有类型，如高粱，初生中心在非洲，但是在中国形成糯质高粱，中国即为次生中心；③有大量的变异；④有大量的隐性基因。 演化：是指野生种类被驯化并逐渐演变为现代栽培植物的过程，还包括栽培植物近缘种类之间的进化关系。 传播：主要指人类利用植物种质资源的历史过程，以及它们在人类引种过程中的传播路线等。 栽培种内的演化途径：①形态型的演化 ②生态型演化 ③季节性演化 ④杂种型演化。 植物种质资源的传播可以归纳为以下四种。 1 文明扩张，2 商贾贸易，3 使节往来，4 民族迁徙。 起源中心理论：德坎道尔栽培植物起源中心，瓦维洛夫栽培植物起源中心，勃寂尔栽培植物起源中心，达林顿栽培植物起源中心，茹考夫斯基栽培植物起源中心，哈兰的栽培植物起源分类。 瓦维洛夫栽培植物起源中心
药用植物种质资源保护中存在的一些问题和解决对策 药用植物学廖凯 摘要：本文综述了药用植物开发与利用过程中存在的问题与解决问题的方法，以及药用植物种质资源的保存方法。 关键词：药用植物；种质资源；问题；保存 前言种质一词源于德国著名遗传学家魏斯曼1892年所提出的“种质论”，他认为，“种质遗传物质”不受环境的影响，并产生“体质”。种质是指植物亲代传递给子代的遗传物质，它往往存在于特定品种之中。如古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料以及野生近缘植物，都属于种质资源的范围。植物遗传资源是最重要的自然资源之一，其丰富的遗传多样性，为农业生产和作物遗传育种提供了重要的物质基础。近年来，由于植被破坏、森林砍伐等人类活动的影响，植物种质资源的多样性急剧下降，从而影响到人类社会的生存和发展。因此，世界上很多国家都十分重视植物种质资源的收集、保存和研究工作，植物遗传资源多样性的保护已成为全球共同关注的一个热点。常规的植物种质资源保存以田间种植、室内贮藏等形式为主，其需要大量的人力和物力等，这使其广泛应用于种质资源的保存受到了限制。随着现代科学的发展，科学家已经将世界上大部分植物有用的基因收集起来，贮存在一个“仓库”中，这个仓库就称之为“基因库”，通俗的名称叫“种质库”。用以保存种质资源，库内有先进的保温隔湿的结构和空调仪器，常年保持着低温干燥环境，减缓种子新陈代谢，延长种子寿命，使种子在几年乃至近百年仍不丧失原有的遗传性和发芽能力。近年来，在离体培养技术基础上发展起来的超低温保存技术，以其无菌培养、保存稳定、占用空间少等优点在植物种质资源的长期保存中受到了人们的重视，得到了广泛的应用。迄今为止，全世界已建成各类种质库500多座，收藏种质资源180 多万份。其中，禾谷类120 万份，豆类35 万份，根茎类8 万份，饲料类20 万份[1]。种质库为研究农作物的起源和进化、培育农作物新品种奠定了丰富的物质基础。植物种质资源可以为人类提供生活资料，包括特殊营养品和药品。为人类提供生产资料，尤为重要的是培育新品种和生物技术研究需要的丰富的植物基因资源[2]。 药用植物种质资源是指药用植物的“种性”并将遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质的总体，包括原种的综合体(种群) 、群体、家系、基因型和决定特
种质资源库建设的关键技术 我国是一个蔬菜种质资源十分丰富的国家,是公认的世界上许多蔬菜起源中心之一。在我国,南北蔬菜种类有很大差异,南方蔬菜种类比北方丰富,尤其是广东省蔬菜资源在我国占有重要地位。据已入国家长期库蔬菜种质统计,广东省的菜心、芥兰、豇豆、节瓜、苦瓜、丝瓜等在全国占有绝对优势。/六五0至/八五0期间,广东省农科院蔬菜研究所共收集保存蔬菜种质资源3 000多份,并对广东省的蔬菜种质资源进行了性状鉴定,经整理和繁殖,送交国家种质资源库作长期保存。/九五0期间,广东省农科院蔬菜所与中国农科院作物品种资源研究所共同对京九铁路沿线粤北段平远、和平、龙川、始兴4个县的蔬菜资源进行了抢救性考察收集,收集到各类蔬菜种质资源502份。但是,由于种质资源库建设滞后,贮存设备、设施不够完善,原收集保存的部分种质资源包括部分我省传统的名优蔬菜品种已损失。 2002年,广东省科技厅与广州市科技局共同资助立项,建立托普云农蔬菜种质资源库。至2003年10月,广东省农科院蔬菜研究所已建成一座体积55 m3、库容约2.3万份、可调温调湿的现代化蔬菜种质资源中期库。现将该种质资源库建设的技术关键报道如下。 1 机组的选择 制冷机组是种质资源库的核心部分,其制冷除湿性能直接关系到种质贮藏的寿命。广东蔬菜种质资源库建设对外招标要求达到的技术指标是冷库温度(-5)e,相对湿度[50%。制冷机组的选购根据种质库的耗冷量来决定。 1.1 种质库耗冷量计算方法 本种质库总耗冷量(Q)由围护结构耗冷量(Qa)、日进货耗冷量(Qb)、操作耗冷量(Qc)3部分组成。具体计算方法为:Q=(Qa+Qb+Qc)R[3],其中R为管道耗冷系数,取1.07,经计算求得本种质库总耗冷量为2329.7 W。 1.1.1 围护结构耗冷量(Qa) Qa=KFvt。其中,K:传热系数,150 mm厚聚氨酯K=0.17 W/m2#e;F:围护结构外表面积,为105.3 m2;vt:室内装配库温度为32e,冷库最低设计温度为-10e,计算出vt值为42e。计得本种质库围护结构耗冷量为751.8W。 1.1.2 日进货耗冷量(Qb) 本种质库为中期库,使用要求是每10天左右进货1次,每次约25 kg,按铝箔袋包装,每天进货1次计算,日进货耗冷量Qb=Qb1+Qb2。(1)种质耗冷量Qb1= G1@C1@vt@0.28/24=13.4 W,其中G1=25 kg、C1=1.09 kJ/kg#e、vt=42e、0.28为单位换算率(下同);(2)包装耗冷量Qb2=G2@C2@vt@0.28/24= 2.1 W,其中G2为铝箔袋包装约10 kg、C2=0.42 kJ/kg#e、vt=42e。计得本种质库日进
山西农业科学2010，38（9）：81-85Journal of Shanxi Agricultural Sciences 玉米核心种质及构建方法研究进展 李健英，解 睿，李正莉，曹宇宾，郭俊宏 （山西省农业科学院，山西太原030031） 摘 要：玉米是多样性丰富的一种作物，构建核心种质是研究和利用其多样性的一个崭新途径。世界各国都 开展了构建玉米核心种质的研究，建立了多个核心种质库或核心种质子集。系统介绍了构建玉米核心种质的研究进展及基于距离和基于模型的聚类方法两步Ward-M LM 取样策略和组（类）内取样量计算方法D 方法的应用。 关键词：玉米；核心种质；取样策略；聚类方法中图分类号：S513.024 文献标识码：A 文章编号：1002-2481（2010）09-0081-05 Maize Core Collection and Its Establishment LI Jian-ying ，XIE Rui ，LI Zheng-li ，CAO Yu-bin ，GUO Jun-hong （Shanxi Academy of Agricultural Sciences ，Taiyuan 030031，China ） Abstract ：M aize is a crop with rich genetic diversities.Establishment of core collection is a new way to utilize the diversities.Countries around the world have begun related studies to establish various core collections or subsets.The paper reviewed sampling strategies or methods used in related studies. Key words ：M aize ；Core collection;Sampling strategy;Cluster method 收稿日期：2010-04-21 基金项目：山西省科技攻关项目（2007031002-6） 作者简介：李健英（1955-），女，山西武乡人，研究员，主要从事农业科技信息工作。 doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2010.09.24 玉米栽培历史悠久，经过长期的自然选择和 人工选择，形成了极其丰富的种质资源，蕴含丰 富的遗传多样性。 大范围的玉米地方品种资源的收集整理始于1943年，当时洛克菲勒基金会和墨西哥农业部启动了一个针对玉米品种资源的 合作项目。从20世纪70年代开始， 更多的国家开始玉米种质资源的收集工作。 随着种质资源收集工作的启动与发展，种质资源数目的急剧增加，给资源的管理、评价、鉴定等工作造成了很大 的障碍。 针对这一问题，Frankel 和Brown 于1984年提出了基于遗传多样性构建核心种质的解决方案，为遗传资源的研究和利用提供了崭新的解决途径。 1玉米种质资源的收集与各国核心种质的构建研究 在世界主要的基因库大约保存有65000份 玉米材料，90%是栽培玉米（Z mays ）[1] 。玉米的多 样性中心在中南美洲。 CIMMYT 有着世界上最大的玉米基因库，保存有25609份玉米材料，来自 64个国家，其中21767份来自中南美洲。据美国 国家种质系统显示，截止2009年11月底，美国保存有26647份玉米种质材料，来自100多个国家。玉米15世纪传入欧洲和亚洲，1996年欧洲农作物遗传资源网合作计划在罗马召开会议，建立玉米中心数据库的提议得到16个参会国家18位代表的支持，会后在塞尔维亚Zemun Polje 玉米研究所建立欧洲玉米数据库，保存有13个国家11865份玉米种质材料的信息。我国也具有丰富的玉米种质资源，截止到20世纪90年代末，我国所收集到的玉米地方品种已经达到了玉米总资源的76.65％，在我国玉米种质库中保存有17000多份材料[2]。 构建核心种质受到了世界各国的广泛重视。在对所保存种质资源试验、鉴定、评价的基础上，世界各国都开展了构建玉米核心种质的研究（表1）。拉丁美洲玉米计划（LAM P ）是第1个合作鉴 定玉米种质资源的国际项目，共有巴西、 玻利维亚、哥伦比亚、智利、危地马拉、墨西哥、其有巴拉 圭、 秘鲁、乌拉圭、委内瑞拉、美国、阿根廷12个81··
简答题 1.药用植物引种驯化内容、目的、意义、基本程序、基本理论？ 药用植物引种驯化是研究野生药用植物通过人工培育，使得野生变家种，以及将药用植物引种到自然分布以外新的环境条件下生长发育、遗传、变异规律的学科。目的是用野生或外地有的较为重要的药用植物来充实和丰富本地区栽培药用植物资源的工作可以通过由野生变家种和由外地栽培变为本地栽培两种办法来达到。意义1.丰富本地区药用植物资源；2.提高药材品质和质量；3.保护药用植物资源。基本程序：1.引种材料的处理与繁殖2.幼苗锻炼与培育。3.小环境气候的选择和改造；4.选择与杂交育种；5.设施栽培和无土栽培及生物工程在植物引种中的应用。基本理论：1.达尔文遗传变异学说；2.气候相似论；3.米丘林的风土驯化理论和方法；4.栽培植物起源中心学说；5.生态历史分析法。 2.栽培起源学说的核心思想是什么？ 核心思想（1）世界上某些地区集中表现有一些栽培植物的变异。2.有些栽培植物起源于几个地区，即有几个起源中心。3.栽培植物起源中心集中蕴藏着栽培植物的种和品种。4.栽培植物有它品种多样性的地理分布规律。引种驯化者要了解栽培的起源，掌握何处种源最丰富从哪里去引种最适宜。种是起源中心地区产生的，再传播到其他地区，从起源中心的地区去引种材料是很重要的。 3.GAP栽培的概念和主要核心内容，GAP栽培的目的，意义，如何做好GAP基地。概念：中药材GAP是Good Agriculturai Practice的缩写，直译为“良好的农业规范（因为中药材栽培或饲养主要属于农业范畴）”，在中药行业译为“中药材生产质量管理规范”。它是我国中药制药企业实施的GMP重要配套工程，是药学和农学结合的产物，是确保中药质量的一项绿色工程和阳光工程。主要核心内容：包括总则，产地生态环境，种质和繁殖材料，栽培与养殖管理，采收与加工，包装、运输与贮藏，质量管理，人员和设备，文件管理，附则等10章，共57条。目的：实施中药材GAP，对中药材生产全过程有效的品质控制，是保证中药材品质“稳定、可控”，保障中医临床用药“安全、有效”。意义：实施中药材的GAP是发展中药农业、促进中药产业化的重要措施之一。实施中药材GAP 对于促进中医药产业的发展具有十分重要的意义，具体来说是“六个需要”：一是促进中药标准化、集约化、现代化和国际化的需要；二是促进中药制药企业、中药商业规模化健康发展的需要；三是促进农业生产结构调整和促进中药农业产业化的需要；四是改善生态环境获取生态效益，走可持续发展道路的需要；五是增加农民收入，促进地方经济发展的需要；六是逐步建立中药材规范化生产体系，提高地道药材质量和市场竞争办的需要。如何做好GAP基地：1.加强领导，建立强有力的专业组织机构。2.以市场为导向，实行产业化经营，认真总结现有各种经营形式的实践经验，带动其巩固和提高，促使公司基地联农户的中药材生产基地，进一步向规模化、集约化、产业化方向发展。3.实行“科技兴药”战略，提高地道药材质量意识，推广新科技、扩大新品种。实行“科技兴药”战略，提高地道药材质量意识，推广新科技、扩大新品种。实行“科技兴药”战略，提高地道药材质量意识，推广新科技、扩大新品种。 4.常见芳香类药材有哪品种？初加工注意什么问题？ 生姜、荆芥、桂枝、麻黄、菊花、藿香、佩兰、苍术、丁香、草果、砂仁、沉香、