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【课程大纲】《园林植物遗传育种学》.docx

花匠小妙招
2024-10-29 13:08

1、园林植物遗传育种学课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：园林植物遗传育种学（英文）：Genetic and Breeding of Ornamental Plant课程编号：14241047课程学分：3.0课程总学时：48课程性质：专业基础课二、课程内容简介课程内容涉及园林植物遗传学和园林植物育种学。园林植物遗传学主要内容包括六个部分：经典遗传学；分子遗传学；数量遗传学；基因突变和染色体变异；细胞质遗传；园林植物性状遗传。考虑园林植物的特点，遗传学部分，在细胞遗传基本知识基础上，重点讲授花的发育、花色、彩斑、重瓣性、株型、抗性等现代遗传变异的原理。育种学部分，根据近年来国内外园林植物育种的进

2、展，在常规育种基础上，充实了杂种优势利用中的制种技术，诱变育种，倍性育种；增加了分子育种，品种登录等内容。各论部分选择有代表性的一二年生花卉、宿根、球根、木本花卉及观叶植物与草坪植物在育种目标和育种途径这一章中讲授。学科内容随着时代的变化不断更新、丰富和发展。三、教学目标与要求课堂理论教学主要讲透基本理论，尽量保持遗传学理论的系统性，并力求反映现代遗传学的发展和研究动态，使学生理解和掌握控制园林植物主要观赏性状遗传和变异的基本规律和分子机理，并在此基础上介绍培育园林植物新品种的基本概念、途径和一系列方法。通过本课程的学习使学生熟悉园林植物育种的系统理论，掌握进行园林植物新品种选育、良种繁育的操

3、作技术，能独立开展园林植物的育种工作。四、教学内容与学时安排绪论（2学时） 1. 教学目的与要求：介绍园林植物遗传育种学研究的对象和任务、现代遗传学的主要内容及其发展历程和园林植物遗传育种学研究的的主要内容。2. 教学重点与难点：重点掌握遗传学与园林植物育种学的关系，了解遗传学研究的对象和任务、遗传学发展简史。难点：课程学习目的、意义和方法。第一节园林植物遗传学研究的对象及任务第二节遗传学得基本概念和基本内容第三节遗传学的发展第四节遗传学在科学和生产发展中的作用第一章遗传的细胞学基础（2学时） 1. 教学目的与要求：了解植物细胞的基本结构与功能和高等植物的生活周期，掌握染色体的

4、基本结构、细胞分裂的主要方式和过程，要求学生掌握遗传的细胞学基础。 2. 教学重点与难点：重点：掌握染色质的形态和功能，难点：细胞分裂及其在遗传学中的意义。第一节细胞的结构与功能原核细胞、真核细胞第二节染色体的形态和数目染色体的形态特征、染色体的数目、第三节细胞的有丝分裂细胞周期、有丝分裂的过程、有丝分裂的遗传学意义第四节细胞的减数分裂减数分裂的过程、减数分裂的遗传学意义第五节配子的形成和受精雌雄配子的形成、受精、直感现象、无融合生殖第六节生活周期低等植物的生活周期、高等植物的生活周期、高等动物的生活周期第二章遗传物质的分子基础（2学时）1. 教学目的与要求：现代遗传学是在分

5、子生物学基础上对生物体的遗传变异现象进行分析的。本章重点介绍：遗传的物质基础；遗传信息的流动方式；基因的现代概念；基因表达调控的机理。要求学生掌握中心法则的内容。2. 教学重点与难点：重点：核酸的结构和基本性质，难点：基因的表达过程。第一节 DNA作为主要遗传物质的证据DNA作为主要遗传物质的直接证据、DNA作为主要遗传物质的间接证据第二节核酸的化学结构两种核酸及其分布、DNA的分子结构、RNA的分子结构第三节染色体的分子结构原核生物染色体、真核生物染色体DNA复制DNA复制的一般特点、原核生物DNA合成、真核生物DNA合成的特点第五节 RNA的转录及加工三种RNA分子、RNA合成的一般特

6、点、原核生物RNA的合成、真核生物RNA的转录及加工第六节遗传密码与蛋白质的翻译遗传密码、蛋白质的合成、中心法则及其发展第三章孟德尔遗传（4学时）1. 教学目的与要求：孟德尔作为遗传学的奠基人以富有开创性的工作提出了自然界生命现象遗传和变异的普遍法则，这一法则成为现代遗传学发展的基石。本章介绍由孟德尔发现并由其后来者再次发现的分离规律和独立分配规律，通过对基因互作的方式进行遗传分析来阐述基因和生物性状之间的关系。要求学生掌握分离规律和独立分配规律的内容和实质。2. 教学重点与难点：重点掌握孟德尔定理在园林植物育种中的应用，难点：二项式及其在遗传学数据的统计处理中的应用。分离规律（1学时

7、）孟德尔的豌豆杂交试验、分离现象的解释、表现型和基因型、分离规律的验证、分离比例实现的条件、分离规律的应用第二节独立分配规律（1学时）两对相对性状的遗传、独立分配现象的解释、独立分配规律的验证、多对基因的遗传、独立分配规律的应用第三节遗传学数据的统计处理（1学时）概率原理、二项式展开、Chi平方检测孟德尔规律的补充和发展（1学时）显隐性关系的相对性、复等位基因、致死基因、非等位基因间的相互作用、多因一效和一因多效第四章连锁遗传与染色体作图（2学时）1. 教学目的与要求：摩尔根用精巧的试验证实基因在染色体上，提出了遗传的染色体学说。本章介绍遗传的染色体学说的主要内容；同源染色体上基因间连

8、锁和交换的遗传机制；通过计算交换值和连锁值进行不同生物基因组染色体作图。要求学生掌握连锁与互换规律的内容和实质。2. 教学重点与难点：重点掌握交换值及其测定、基因定位与连锁遗传图概念及其方法，难点：基因间连锁和交换的遗传机制。第一节连锁和交换连锁、交换第二节交换值及其测定交换值、交换值的测定第三节基因定位与连锁遗传图基因定位、连锁遗传图第四节连锁遗传规律的应用第五章染色体变异（4学时）1. 教学目的与要求：遗传物质的重组和遗传物质的改变是生物体遗传变异的重要来源，本章介绍染色体结构变异、染色体的数目变异及其导致的遗传学效应。要求学生掌握染色体变异的基本特征。2. 教学重点与难点

9、：重点掌握染色体结构变异的类型、鉴定方法和遗传学效应，难点：染色体结构变异和非整倍体在育种中的应用。第一节染色体的结构变异（2学时）缺失、重复、倒位、易位第二节染色体结构变异的应用（1学时）基因定位、果蝇的CIB测定法、利用易位创造玉米核不育系的双杂合保持系、易位在家蚕生产上的利用第三节染色体的数目变异（1学时）染色体的整倍性变异、染色体的数目非整倍性变异、树木多倍体第六章基因突变（4学时）1. 教学目的与要求：遗传物质的重组和遗传物质的改变是生物体遗传变异的重要来源，本章介绍基因突变及其导致的遗传学效应。要求学生掌握基因突变的基本特征。2. 教学重点与难点：本章重点：基因突变的特征

10、、基因突变的鉴定；本章难点：基因突变的分子基础、基因突变的诱发、转座因子第一节基因突变的时期和特征（1学时）基因突变的时期、基因突变的一般特征第二节基因突变的性状表现（1学时）显性突变和隐性突变的表现第三节基因突变的鉴定（1学时）植物基因突变的鉴定、生化突变的鉴定第四节基因突变的分子基础突变的分子机制、突变的修复第五节基因突变的诱发（1学时）物理因素诱变、化学因素诱变第七章细胞质遗传（2学时）1. 教学目的与要求：现代遗传学研究表明细胞质内也含有遗传物质。本章介绍细胞质遗传现象，雄性不育的机理及其应用，细胞质遗传的物质基础，基因突变及其导致的遗传学效应。要求学生掌握植物雄性不育

11、的遗传及其应用。2. 教学重点与难点：本章重点：细胞质遗传的概念和特点、植物雄性不育的遗传；本章难点：母性影响第一节细胞质遗传的概念和特点细胞质遗传的概念、细胞质遗传的特点第二节母性影响第三节叶绿体遗传叶绿体遗传的表现、叶绿体遗传的分子基础第四节植物雄性不育的遗传雄性不育的类别及其遗传特点、雄性不育的发生机理、雄性不育性的利用第八章数量遗传（2学时）1. 教学目的与要求：数量性状不同于孟德尔当年研究遗传基本规律时描述的质量性状。本章介绍数量性状的基本特征，对数量性状进行遗传分析的方法，遗传力的概念，分析近亲繁殖和杂种优势的遗传学现象。要求学生掌握数量性状的一般特征及遗传力的概念。2

12、. 教学重点与难点：本章重点：数量性状的特征、数量性状遗传研究的基本统计方法、遗传参数的估算及其应用、近亲繁殖与杂种优势；本章难点：遗传参数的估算及其应用、数量性状基因定位第一节数量性状的特征第二节数量性状遗传研究的基本统计方法第三节遗传参数的估算及其应用遗传效应及其方差、遗传率的估算及其应用第四节数量性状基因定位第五节近亲繁殖与杂种优势近交与杂交的概念、自交与回交的遗传效应、杂种优势的表现和遗传理论第九章育种目标和育种途径（2学时）1. 教学目的与要求：本章学习如何确定园林植物育种的对象和目标；如何综合利用各项育种技术开展育种工作以及育种工作的基本途径和完整程序；育种系统的概

13、念和建立育种系统的方法。要求学生掌握育种工作的基本途径和程序。2. 教学重点与难点：本章重点：制定园林植物育种目标；如何合理使用主要育种技术；本章难点：育种程序第一节育种对象确定育种对象、把握育种对象的优势、合理布局第二节育种目标制定育种目标的一般原则、园林植物育种的主要目标性状第三节育种的基本途径引、选、育第四节育种技术常规育种技术、非常规育种技术、育种技术的合理使用第五节育种程序订、查、引、选、育、试、登、繁第六节育种系统育种系统的概念和内容、育种系统的作用、建立育种系统的方针第十章园林植物的种质资源（2学时）1. 教学目的与要求：介绍种质资源的概念、分类和意义，并从栽培

14、植物的起源中心出发讲述园林植物的起源中心、园林植物品种的变异来源，以及中国园林植物种质资源的特点及其成因，最后从调查、收集、保存、评价、创新和利用等6个方面介绍园林植物种质资源工作的基本情况及其主要任务。要求学生了解种质资源的概念和意义。2. 教学重点与难点：本章重点：掌握我国园林植物种质资源的特点；本章难点：掌握植物起源中心学说和中国园林植物种质资源形成的原因第一节种质资源的概念、分类和意义种质资源的概念、种质资源的分类、种质资源的意义第二节栽培植物的起源中心与园林植物品种的变异来源栽培植物的起源中心、园林植物品种的来源第三节中国园林植物种质资源的特点种类繁多、分布集中、变异丰富、品质

15、优良、中国园林植物种质资源丰富的成因第四节种质资源工作的主要内容种质资源的收集、种质资源的保存、种质资源的评价、种质资源的创新、种质资源的利用第五节种质资源的研究核心种质的建立、植物学与植物分类学的研究、生态学研究、遗传学与起源演化研究、生物化学与分子生物学研究第十一章引种驯化（2学时）1. 教学目的与要求：现有的栽培植物最初大多是通过引种驯化得到的，引种驯化是一条获得优质栽培植物的捷径。本章介绍园林植物引种驯化的基本概念、引种驯化过程中需考虑的相关因素，确定引种驯化的目标及实施引种驯化的具体方法和步骤、主要园林植物的引种概况，并讨论引种过程中可能发生的外来物种入侵和生物安全问题

16、。要求学生掌握引种驯化的原理及方法。2. 教学重点与难点：本章重点：掌握引种驯化的原理；本章难点：影响引种驯化成败的因子第一节引种驯化的概念和意义引种驯化的概念、引种驯化的意义第二节引种驯化时应考虑的因素简单引种过程中的遗传学原理、驯化引种过程中的遗传学原理、引种驯化的生态学原理、历史生态条件的分析第三节引种目标的确定第四节引种驯化的方法引种材料的选择、引种驯化的步骤、引种驯化栽培技术措施、引种驯化要与育种工作相结合、引种驯化成功的标准第五节主要园林植物原产地及引种地情况第六节外来物种入侵和生物安全破坏景观的自然性和完整性、摧毁生态系统、危害物种多样性、影响遗传多样性

17、第十二章选择育种（2学时）1. 教学目的与要求：本章介绍选择育种的概念和意义、选择育种的基本原理和方法、选择效应与遗传增益的估算，概述主要观赏植物的选择育种；介绍芽变选种的概念、特点、基本原理，芽变选种的方法和程序。要求学生掌握选择育种的原理及方法。2. 教学重点与难点：本章重点：掌握选择育种的原理；本章难点：选择效应与遗传增益的估算第一节选择育种的概念和意义选择育种的概念、选择育种的发展历史、选择的作用和意义、选择育种的基本原理、选择应满足的条件第二节选择育种的方法混合选择、单株选择、评分比较选择法、相关性状选择法、全息定域选种法、无性系选择法、分子标记辅助选择育种第三节选择的效

18、应和遗传增益有关概念、影响遗传增益的因素、环境条件选择育种的一般程序育种目标的确定、原始材料圃、株系选择圃、品系鉴定圃、品种比较试验、区域试验主要园林植物的选择育种一、二年生草花的选种、多年生园林植物的选择育种芽变选种芽变选种的概念和意义、芽变的特点、芽变的细胞和遗传学基础、芽变选种的方法、园林植物芽变选种的一般步骤第十三章杂交育种（2学时）1. 教学目的与要求：有性杂交是实现园林植物种质创新的有效途径，许多园林植物新品种（系）的产生均与有性杂交育种密切相关。本章介绍有性杂交育种的概念、地位以及有性杂交的类别，并着重介绍杂交亲本选择和选配、杂交技术和步骤、提高杂交效率的措施、杂种后代的选育

19、和回交育种方法等内容。要求学生掌握杂交育种的原理及方法。2. 教学重点与难点：本章重点：掌握杂交育种的技术和杂交后代的选育；本章难点：回交育种方法第一节有性杂交育种的概念、作用和类别有性杂交育种的概念和作用、有性杂交育种的类别第二节有性杂交的亲本选择和选配亲本选择的原则、亲本选配的原则第三节有性杂交育种一般步骤准备工作、有性杂交程序第四节提高有性杂交效率的方法提高杂交受精率的方法、提高杂交结实率和种子数的方法、提高杂交工作效率第五节杂种后代的选育有性繁殖的草本花卉杂种后代的选择、木本园林植物杂种后代的选择第六节回交育种回交育种的应用、回交育种方法、第十四章远缘杂交育种

20、（2学时）1. 教学目的与要求：远缘杂交是实现园林植物种质创新的有效途径，许多园林植物新品种（系）的产生均与远缘杂交育种分不开。本章介绍远缘杂交育种的概念、地位，远缘杂交的类别，并着重介绍远缘杂交育种的主要困难，克服远缘杂交困难的技术措施，远缘杂种后代选育的方法。要求学生掌握远缘杂交育种的原理及方法。2. 教学重点与难点：本章重点：克服远缘杂交困难的技术措施；本章难点：远缘杂种后代选育的方法第一节远缘杂交的概念和特点远缘杂交的概念、远缘杂交的特点第二节远缘杂交的作用和意义远缘杂交的作用、远缘杂交的意义第三节远缘杂交的障碍及其克服受精前的杂交障碍及其克服方法、远缘杂交受精后胚败

21、育及其克服方法远缘杂种的分离和杂种后代的选育远缘杂种的分离、远缘杂种的选择与鉴定第十五章杂种优势的利用（2学时）1. 教学目的与要求：利用杂种优势已成为培育园林植物新品种（系）的有效途径之一。本章学习杂种优势的相关概念，杂种优势的度量方法和固定及利用，杂种种子的生产。要求学生掌握杂种优势的利用和杂种种子的生产。2. 教学重点与难点：本章重点：选育一代杂种的程序、杂种种子的生产；本章难点：杂种优势的遗传理论机理。第一节杂种优势的概念、特点和利用概况杂种优势的概念、特点及表现、杂交优势育种、杂种优势利用概况、影响杂种优势的因素、优势育种与重组育种的异同点第二节杂种优势的机理显性假

22、说、超显性假说、上位互作说第三节杂种优势的度量方法中亲值优势、高亲值优势、标准值优势、离中值优势第四节杂种优势的早期预测与固定杂种优势的早期预测、杂种优势的固定第五节杂种优势利用的程序选育优良自交系、配合力的测定第六节杂种种子的生产人工去雄制种法、利用苗期标记性状的制种法、利用化学去雄剂的制种法第七节雄性不育系及其利用雄性不育系的选育、利用雄性不育系生产F1第十六章杂种优势的利用（2学时）1. 教学目的与要求：利用杂种优势已成为培育园林植物新品种（系）的有效途径之一。本章学习杂种优势的相关概念，杂种优势的度量方法和固定及利用，杂种种子的生产。要求学生掌握杂种优势

23、的利用和杂种种子的生产。2. 教学重点与难点：本章重点：选育一代杂种的程序、杂种种子的生产；本章难点：杂种优势的遗传理论机理。第一节杂种优势及其利用价值杂种优势的概念和表现形式、优势育种与重组育种的异同、简史、影响一代杂种利用价值的因素第二节杂种优势的遗传理论机理第三节选育一代杂种的一般程序选育优良自交系、进行配合力测验选出最好的杂交组合及其亲本自交系、自交系间配组方式的确定、品种比较试验和生产试验杂种种子的生产天然杂交制种法、人工去雄制种法、化学去雄制种法、利用苗期标志性状制种法、利用雌性系的制种法、利用雄性不育系制种法、利用自交不亲和系制种法第五节制种管理及应注意事项第

24、十七章诱变育种（2学时）1. 教学目的与要求：诱变育种对于园林植物的育种具有非常重要的意义。本章学习诱变育种的概念与特点、诱变种类、诱变的作用机理、诱变方法等。要求学生掌握诱变育种的原理及方法。2. 教学重点与难点：本章重点：辐射诱变育种和化学诱变育种；本章难点：诱变后代的选育。第一节诱变育种的意义和特点第二节辐射诱变育种射线的种类及其特征、辐射剂量和剂量单位、辐射诱变的作用机理、辐射诱变的方法第三节化学诱变育种化学诱变育种的概念及其特点、化学诱变剂的种类及其作用机理、化学诱变的方法第四节空间诱变及离子注入空间诱变育种概述、空间诱变的原理、空间诱变育种方法、园林植物空间

25、育种的研究进展、离子注入诱变育种概述第五节诱变后代的选育有性繁殖植物诱变后代的选育、无性繁殖植物诱变后代的选育、诱变育种的成就第十八章倍性育种（2学时）1. 教学目的与要求：利用染色体数目变化进行育种的方法称为倍性育种，倍性育种是培养园林植物新品种的重要途径。倍性育种包括多倍体育种、单倍体育种和非整倍体育种。要求学生掌握倍性育种育种的原理及方法。2. 教学重点与难点：本章重点：辐射诱变育种和化学诱变育种；本章难点：诱变后代的选育。第一节多倍体育种多倍体的特点和产生途径、人工诱导多倍体的方法、多倍体的鉴定和后代选育、多倍体育种的成就第二节单倍体育种单倍体的特点和产生途径、单倍体在育种上的意义、单倍体育种技术、单倍体育种的成就第三节非整倍体育种非整倍体的概念、非整倍体产生的途径、非整倍体在育种上的应用第十九章品种登录、审定与保护（2学时）1. 教学目的与要求：本章学习了解国际栽培植物品种登录的权威机构、品种登录及其审定的程序以及新品种保护的措施。要求学生掌握新品种保护的措施。2. 教学重点与难点：