（一）品种
1．品种的概念及特点
作物品种是人类在一定生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的某种群体。这种群体具有其相对稳定的遗传特性，在生物学、形态学及经济性状上相对一致，而与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别。作物品种是育种的产物，是重要的农业生产资料。每个品种都有其适应的种植区域和耕作栽培条件，只在一定时期起作用，具有地区性和时间性。随着耕作栽培条件及其他生态条件的改变，经济的发展，生活水平的提高，对品种的要求也会提高，必须不断地选育新品种以替换老品种。
2．优良品种及其作用
在一定地区和耕作条件下，能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种称为优良品种。其主要作用有：
（1）提高单位面积产量 在同样的耕作条件下，采用产量潜力高的良种，一般可增产10％～20％，在较好的栽培条件下，良种的增产作用更大。
（2）改进品质 优良品种的品质较优，如禾谷类作物籽粒蛋白质含量及组分，油料作物籽粒含油量及组成，纤维作物的纤维品质性状等。
（3）保持产量和品质稳定 优良品种对常发的病虫害和不良环境具有较强的抗（耐）性，可减轻或避免产量的损失与品质的变劣。
（4）扩大种植面积 优良品种具有较广的适应性，还具有对某些特殊的有害因素的抗（耐）性，采取良种可扩大该作物的栽培地区和种植面积。
（5）其他作用 有利于改革耕作制度、提高复种指数、发展农业机械化和提高劳动生产率。
3．现代农业对作物品种的要求
高产、稳产、优质、早熟和适应性强，是现代农业对作物品种性状的共同要求，而具体要求则因地、因时、因作物而异。
优良品种首先应具有较高的产量潜力。高产品种能够充分利用光、热资源，利于发挥环境自然条件优势，协调作物内部生长发育。合理株型是高产品种的生育基础和形态特征。例如，禾谷类作物的高产株型一般为矮或半矮秆，株型紧凑，叶片较挺，能充分利用光能。
经济的发展和人民生活水平的不断提高，对农产品品质也提出了更高的要求。因作物种类及产品用途不同，品质性状也不同。就禾谷类作物而言，水稻有糙米率、精米率、出饭率、耐煮性、色泽和食味等；小麦有出粉率、灰分含量、烘烤（面包）品质、蒸制馒头品质、制作面条品质及制糕点、饼干品质等；食用和饲用大麦品质重在营养成分，而啤酒大麦主要特点是蛋白质含量低。
生产上不仅要求高产，而且要求在大面积推广过程中能够保持连续而均衡地增产。影响稳产性的主要因素是病虫草害和不利的气候，对这些因素可以采取各种措施进行防治，但最经济有效的途径则是培育具有抗性、适应性强的品种。
早熟在大多数地区和许多作物都是重要的育种目标，因为早熟品种的生育期短，有利于茬口安排，提高复种指数，从而改变耕作制度。还可以避免后期自然灾害，有利于稳产。
（二）作物育种方法
1．引种
引种往往与驯化连在一起而称为引种驯化，指通过搜集、引进种质资源，在人们的选择培育下，使野生植物成为栽培作物，使外地的作物和品种成为本地的作物和品种的措施和过程。
引种的目的如果是直接利用，则须注意引种规律；如果是间接利用，即从原始群体中通过选择培育，驯化成新作物或新品种，则要探讨其驯化规律。中国的中籼稻品种珍珠矮、南京11号，引到非洲一些国家种植，甚为适应，产量很高；美国的陆地棉品种岱字15号等引到中国，在黄河流域和长江流域就被直接推广利用等均是成功的例子。
2．选择育种
直接利用自然变异，即不需要人工创造变异而从中进行选择并通过比较试验的育种途径称为选择育种。选择育种主要通过个体（单株、单穗、单铃等）选择及其后代试验，是最基本、简易、快速而有效的途径。它最早被采用，现在与将来仍不失其应用价值。
作物品种在种植或引种过程中，其群体内常会出现遗传变异。如果有符合育种要求的基因型，通过选择与试验，可以直接进入育种程序。出现自然变异的原因有：①天然异交引起基因重组；②自然突变；③新育成品种中的变异。
3．杂交育种
杂交育种是将两个或更多个亲本品种的理想基因结合于同一杂种个体中，以便培育出具有亲本的综合优良性状的新品种的方法。自然界通过生物群体间的天然杂交而产生变异，成为自然选择和生物进化的物质基础，具有重大的创造性意义。人类通过人工杂交和选择，有意识地将不同亲本的理想基因组合于一起，创造新的种质资源，选育出前所未有的优良新品种，更具有重大的创造性意义。杂交育种是当前作物育种中最常用和最有效的育种方法。以小麦品种为例，根据中国小麦品种及其系谱（1983）统计，以杂交育种方法育成的占50％。又据统计，1986年至1988年间育成并已通过审定的小麦品种28个，其中27个是通过杂交育成的。由此可见杂交育种方法在作物育种中的重要意义。
4．杂种优势利用
杂种优势是生物界的一种普遍现象，是指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种第一代（F1），表现出的某些性状或综合性状超过其亲本品种的现象。利用杂种优势培育的品种叫做杂交组合。
杂种优势的表现是多方面的，主要以产量性状为主。杂交组合具有明显的优越性，超过其亲本的相应性状，如营养生长方面表现出苗势旺，植株生长势强，营养体增加，绿色期长；生殖生长方面表现出结实器官增大，结实性增强，果实与籽粒产量提高；品质性状方面表现出某些有效成分含量提高、熟期一致、产品外观品质和整齐度提高；生理功能方面表现出适应性增强，抗病虫性增强，对不良环境条件耐性增强。杂种优势的上述表现，既有区别，也互相联系。在利用杂种优势时，可以某一方面为主，如叶菜类作物以利用营养体的产量优势为主，粮食作物则以利用籽粒产量为主，但也不能忽视它们在品质与生理功能方面的优势表现。
杂种优势表现的特点：①复杂多样性。杂种优势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不同而呈现复杂多样性。②杂种优势强弱与亲本性状差异及纯度密切相关。在自然条件下杂交亲和的范围内，双亲的亲缘关系、生态类型、地理距离和性状上差异较大的，往往表现出较强的杂种优势。反之则较弱。所以，在进行亲本繁殖和制种时，要采取严格的隔离措施。③F1群体基因型的高度杂合性和表现型的整齐一致性，F2及以后世代杂种优势的衰退。F2由于基因分离，会产生多种基因型的个体，F2群体的杂种优势与整齐度都比F1明显下降。F3中杂合基因型个体所占比例更少，杂种优势与整齐度更差。因此，生产上一般只利用F1。
5．诱变育种
诱变育种是利用理化因素诱发变异，再通过选择育成新品种的方法。利用物理诱变剂如X射线、γ射线等能量较高的电磁波，能引起作物遗传基因发生交换、倒置、易位等现象，从而产生遗传变异。化学诱变则是利用化学诱变剂，如烷化剂和叠氮化合物，引起作物产生遗传变异。
6．作物生物技术育种
现代生物、遗传工程技术在作物育种上的应用，极大地推进了作物育种技术方法的快速发展，有利于创造出更多的新种质，培育出更多高产、优质和抗性强的新品种。作物生物技术育种的主要内容涉及作物细胞组织水平、染色体水平和基因水平上遗传基础的改造改良，即细胞工程、染色体工程、基因工程。
（1）花药培养和组织培养 花药培养是将作物花药在合适条件下培养，最终形成单倍体植株，再通过染色体加倍得到二倍体植株的方法。高等植物的单倍体含有配子染色体数目，即只含有双亲的一套染色体组的类型。单倍体育种技术可以加速育种材料的纯合，提高选择效果，缩短育种年限，节省人力物力。中国已先后培育出水稻、小麦、油菜、烟草等作物的花药培养品种。
由作物组织培养成再生植株的方法，在作物生理、遗传研究中应用很广。例如，品质改良、抗逆、抗病虫、激素生理的研究。中国已在棉花等许多高等植物的组织培养方面取得成功，居世界先进水平。
（2）原生质体培养和融合 植物原生质体就是除去全部细胞壁的细胞，或是为质膜所包围的“裸露细胞”。原生质体具有细胞全能性，在合适的离体培养条件下具有繁殖、分化、再生完整植株的能力。原生质体培养和融合是细胞工程研究中重要的细胞操作技术，用来完成异源原生质体之间的融合，打破植物物种之间的生殖隔离，进而获得融合体或遗传物质发生变异的新个体。利用这种技术方法，通过异源原生质体融合可实现不同物种间体细胞杂交。中国已经成功地实现了小麦同簇毛麦与高冰草、小麦与一年生黑麦草体细胞杂种再生植株，以及烟草体细胞杂种再生植株等。
（3）远缘杂交和染色体工程 将在植物分类学上属于不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交，称为远缘杂交，所产生的杂种称远缘杂交组合。将异种（属）植物的有利性状引入栽培品种，在一定程度上打破了物种间的界限，促进了不同物种的基因渐渗和交流，从而把不同生物类型所具有的独特的性状、特征结合于一个共同的杂种个体中，创造出新品种。染色体工程通过导人不同种、属的染色体组，可以创造新作物、新物种，中国小黑麦的育成就是一个成功的范例。远缘杂交也是杂种优势利用的一种方法，如水稻的籼粳杂交，棉花的陆海杂交等。通过远缘杂交也可以创造各种异染色体体系，在遗传研究和育种上都有重要的实用意义。多倍体育种是通过增加一个现存物种的染色体数目，产生同源多倍体，可获得植物某些器官巨大型的直接效果。也可以通过染色体加倍，克服远缘杂交的困难，合成新类型、新物种和新品种。还可以作为遗传桥梁，进行基因转移或渐渗。
（4）基因工程 植物基因工程就是选择并导入有用的外源基因，获得性状能够表达的转基因植株，用来改良作物的技术过程。转基因植物内导入的外源基因，主要有品质改进如蛋白质、氨基酸基因，抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆基因，以及一些生长发育基因。基因转移方法有农杆菌参与转化法、DNA直接转化原生质体法、基因枪法、激光微束法等。目前在水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜、马铃薯、烟草等54种植物中获得了转基因植株。
本文标题：大田作物(3)
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