植物育種
plant breeding


　　應用遺傳學原理育成更符合人類經濟或審美需要的植物品種的農業或園藝實踐。即用經選擇的個體進行交配，並連續多代定向選擇，以改變植物群體的遺傳組成。人類從馴化禾穀類時起就開始植物育種工作，但科學的植物育種迄今只有50多年歷史。100年前人們尚未正確評價授粉和受精在繁殖中所起的作用。直至20世紀初期人類才對遺傳規律有初步了解，並將其應用於改良植物。育種的目的是育成具備多項對人有用的性狀的植物品種，這些性狀包括︰抗疾病蟲害，抗熱，抗霜，適當的大小、形狀及成熟期，適應環境能力強，易於種植及加工，產量高，品質好或花期長。



　　鑑定和評價每一培育植株在各種目標性狀方面的相對優劣，這是選留或淘汰的依據，這對獲得數量性狀比質量性狀困難得多。質量性狀由1個至少數幾個主效基因控制，是株間差異不連續的性狀，容易用目測鑑定，且能高度遺傳。數量性狀是具有連續變異的性狀。許多有重要經濟意義的性狀，如產量、成熟期、耐旱性、耐寒性、植株高度等都是屬於數量性狀。這類性狀由多基因控制，較難鑑定和控制，且受環境影響極大，只有通過精心設計的試驗才能區別表現型是由環境引起抑是決定於遺傳基礎。這類性狀由於一般遺傳力較低，從而需要經過多代的定向選擇，才能得到性狀比較穩定的株間比較一致的系統。



　　植物的自然授粉習性可分為自花授粉和異花授粉二類。小麥、大麥、水稻、豌豆、菜豆、番茄等作物是自花授粉，而大多數園藝植物則是異花授粉。人工授粉是把計畫作為父本植株的花粉授到作為母本植株的柱頭上。對雌雄同花的植物進行人工雜交，必須除去母本花的雄蕊，這一操作通常稱為「去雄」。為防止非目的花粉引起自然授粉，可用紙袋或塑膠袋將花套住。



　　常用的培育自花授粉植物品種的方法如下︰1.混合選種。最簡單，最便宜。在群體內選擇外觀具備所需性狀的植株留種，下一播種季節播種這些植株的混合種子。這種方法又稱表現型選種法，廣泛用於改進過時的地方品種。另一個混合選種方法是除去具備不需性狀的植株。2.純系選種。分為三步進行︰第一步是從群體內選擇一些優良植株；第二步是播種各優選株的種子，根據目測鑑評各株系的優劣，在選留株系內繼續選株，這工作可能繼續幾代；第三步是難以再藉目測鑑定進行淘汰選擇時，對選留的株系進行較精確的比較試驗。3.雜交育種。育種目標性狀分散存在於2個或2個以上品種時，可通過雜交從後代中獲得具備綜合優良性狀在同一植株上的系統。雜交育種首先要注意選擇親本，原則是選用具有最多優良性狀的品種和植株作親本，用性狀優劣能夠互補的親本相交配。然後對後代進行選擇。系譜育種法是將兩個各具部分所需性狀的親本進行雜交，若兩個親本均不具備某些性狀，則可用其子一代(F1)與第三親本雜交，在各子代中選擇具優良性狀的個體。親子關係紀錄應予保存。在子二代(子一代個體雜交所形成的後代)重點為淘汰那些帶不良主效基因的個體。在以後幾代，經由自然授粉純系逐漸形成，來自不同的F2代植株的株系開始表現出獨特的性狀。從各代的優良株系內選擇一、二株優良株。到F5代時選擇的重點應轉到株系之間。到F7或F8代保留的株系數已減少，可以進行精確的評定。在肯定新品種可進行商品化生產之前，往往要在5個有代表性的地點進行5年的試驗。大群體育種法是將從F2以後各代的種子混合播種，成熟後的植株成批收穫。自然選擇會淘汰生命力弱的植株，此外又行人工淘汰那些帶有不良主效基因的植株，並進行早期收割以保留早熟植株的種子或用篩選取大粒的種子，但從F5或F6後才開始株選。回交法是把一個僅缺乏一、二種優良性狀的親本與另一具有所缺一、二種優良性狀的親本雜交，然後用子一代種和優基因型與親本相同的個體雜交，回交可連續進行幾代，便可獲得具有兩個親本優良性狀的植株，然後再進行自交及選擇。4.選育雜交種不同於雜交育種之處為並不要求獲得純育群體，而是用F1雜種供栽培之用。子一代雜種不僅可能具備雙親的優良性狀，並且往往表現出雜種優勢︰生長快、一致性強、開花早、產量高等。本法最先廣泛應用於玉米育種，但發現雄性不育系後，其他作物也已廣泛應用。



　　異花授粉植物通常在許多性狀是雜合子，若在純合子狀態則生命力降低，因此育種目的之一是維持雜合狀態。異花授粉的育種法如下︰1.混合選種。方法與用於自花授粉植物者相似。2.培育雜交種。以選育玉米的子一代雜種為例︰第一步是選擇優良植株；第二步是經過多代自交育成一系列一致性很高的自交系；第三步選擇優良自交系進行雜交。在自交過程中株系生命力衰退，其後經系間雜交又得恢復，並超過親本。3.合成品種(綜合品種)是由幾個具有已知的高配合力的基因型相互雜交形成的品種。生命力強，在隨後的生長季節內可產生合用的種子。而混選品種內雖也由多種基因型雜交形成，但這些基因型之間的配合力是未知的。



　　初培育成的品種的種子量少，稱育種者種子。經繁育增加後稱基礎種子。基礎種子常由政府管理的種子協會或研究所進行生產。基礎種子由專業種子生產者大規模生產以供商售。參閱雜種(hybrid)條。