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第一篇 总论3

第一章 作物与遗传改良3

第一节 作物进化与遗传改良3

一、自然进化与人工选择3

二、遗传改良在作物生产中的作用4

第二节 作物品种与遗传改良5

一、作物品种的概念和属性5

二、作物品种类型6

三、优良作物品种在生产中的作用8

四、作物遗传改良的性质和任务9

第三节 作物遗传改良的目标10

一、遗传改良的主要目标性状10

二、确定品种遗传改良目标的原则15

第四节 作物遗传改良的成就和发展趋势17

一、现代作物遗传改良的成就17

二、作物遗传改良发展趋势23

主要参考文献26

第二章 作物遗传改良的细胞学基础29

第一节 作物遗传改良与生殖方式29

一、作物的生殖方式29

二、作物自然异交率及其测定32

三、不同生殖方式作物的遗传特点及其与遗传改良的关系35

第二节 作物遗传改良与细胞学40

一、植物细胞的结构和功能40

二、细胞的有丝分裂和减数分裂44

三、染色体的形态结构及其分化49

四、雌、雄配子的产生及受精55

五、胚胎发育与种子形成60

主要参考文献63

第三章 作物遗传改良的遗传学基础64

第一节 遗传学研究的简要回顾64

第二节 遗传、变异与环境65

一、遗传与环境65

二、遗传与变异66

三、变异与环境66

第三节 经典遗传学基础67

一、孟德尔分离定律（Mendel's law of segregation）67

二、孟德尔独立分配定律（Mendel's law of independent assortment）68

三、连锁与交换70

四、基因（gene）72

五、数量性状遗传76

六、细胞质遗传78

七、染色体变异80

第四节 数量遗传学基础84

一、数量遗传学的特点84

二、数量性状的遗传分析85

三、群体及其遗传变异88

四、遗传力及其估算91

五、遗传进度与遗传相关93

六、遗传型与环境互作96

七、配合力及其估算98

第五节 分子遗传学基础101

一、DNA是遗传物质102

二、核酸的化学组成和分子结构103

三、遗传信息的贮存、复制和传递106

四、蛋白质的生物合成109

五、基因的作用及其调控112

主要参考文献115

第四章 遗传改良的生理学基础117

第一节 光合作用的遗传调控117

一、光合作用的遗传学概念117

二、光合速率的遗传与变异118

三、光呼吸的遗传与变异127

四、叶绿素含量的遗传与变异129

第二节 主要生理代谢的调控132

一、碳代谢遗传改良的研究132

二、氮代谢遗传改良的研究136

第三节 作物高光效的遗传改良141

一、高光合种质资源的鉴定、筛选141

二、提高光合速率的遗传改良146

三、提高作物光合能力的遗传改良148

四、氮代谢功能的遗传改良152

五、作物生态理想型的遗传改良154

主要参考文献159

第五章 作物遗传改良与种质资源161

第一节 种质资源在遗传改良中的作用161

一、生物种质资源的多样性161

二、种质资源是遗传改良的物质基础162

三、种质资源的有效利用可使遗传改良技术及新品种取得重大突破164

第二节 种质资源的收集和保管166

一、种质资源收集的必要性166

二、国际种质资源的收集168

三、我国种质资源的收集172

第三节 种质资源的保管175

一、种质资源保存的范围175

二、种质资源的保存方式176

三、种质资源的保存技术184

四、种质资源保存管理185

第四节 种质资源的研究、创新和利用186

一、种质资源的类型186

三、种质资源的研究191

四、种质资源的创新和利用194

主要参考文献197

第六章 作物遗传改良的常规技术198

第一节 自然变异的改良198

一、自然变异产生的原因及其利用198

二、系统育种的理论基础和遗传效应200

三、单株选择的系统育种201

四、混合选择的群体改良204

第二节 杂交变异的改良206

一、杂交改良206

二、回交改良214

三、远缘杂交改良220

第三节 理化因素诱变的改良224

一、诱变改良的成就225

二、诱变剂的种类及处理技术226

三、诱变改良程序229

四、诱变改良技术230

第四节 倍数染色体改良232

一、单倍体改良232

二、多倍体改良235

主要参考文献237

第七章 作物遗传改良的杂种优势利用技术239

第一节 杂种优势利用在作物遗传改良中的作用239

一、作物杂种优势研究的历史发展239

二、杂种优势的概念及其分类241

三、杂种优势的表现和度量242

第二节 杂种优势的遗传基础251

一、杂种优势的遗传机制251

二、杂种一代性状遗传257

第三节 杂种优势利用的途径266

一、杂种优势利用的条件266

二、杂交亲本的选育和遗传改良268

三、亲本配合力测定270

第四节 杂种优势利用与雄性不育273

一、雄性不育方便杂种优势利用273

二、雄性不育的特征和遗传273

三、雄性不育系的创造和选育技术277

四、雄性不育的利用281

主要参考文献285

第八章 作物遗传改良的群体改良技术287

第一节 群体改良与轮回选择287

一、轮回选择在群体改良中的作用287

二、群体改良的由来288

三、群体改良的效果289

第二节 群体改良法290

一、群体改良的遗传学基础290

二、轮回选择的目标和程序293

三、轮回选择方法294

四、主要性状轮回选择的效果301

五、影响群体改良轮回选择效果的因素304

第三节 群体的组成和改良306

一、组成群体应考虑的问题306

二、复合杂交群体的组成307

三、高粱随机交配群体的组成309

四、综合种群体的组成313

五、群体的改良313

第四节 雄性不育性在群体改良中的应用314

一、雄性不育方便轮回选择314

二、隐性细胞核雄性不育的应用314

三、显性细胞核雄性不育的应用317

主要参考文献319

第九章 作物遗传改良的生物技术322

第一节 生物技术概述322

一、生物技术的概念和类别322

二、生物技术在作物遗传改良中的应用323

第二节 组织培养技术324

一、组织培养324

二、原生质体培养331

三、无性系变异及其应用331

四、组织培养技术的应用334

第三节 基因转导技术335

一、基因转导技术概述335

二、基因转导及其方法337

三、基因转导技术在作物遗传改良上的应用345

第四节 分子标记技术347

一、分子标记的概念和种类347

二、分子标记的应用353

三、分子遗传图谱357

主要参考文献362

第二篇 粮食作物367

第一章 水稻367

第一节 水稻遗传改良概述367

一、水稻生产及其发展367

二、我国水稻生产分区367

三、水稻遗传改良进展和成就369

第二节 水稻遗传资源373

一、水稻起源与分类373

二、水稻遗传资源和改良377

第三节 水稻主要性状遗传381

一、产量性状381

二、品质性状382

三、株型性状384

四、抗病虫性385

五、抗逆性388

六、生育期389

第四节 水稻遗传改良技术及主要性状的遗传改良391

一、水稻遗传改良技术391

二、主要性状的遗传改良398

第五节 水稻遗传改良展望402

一、水稻遗传改良的关键基因发现与利用及对水稻育种的启示402

二、水稻遗传育种突破的可能途径403

三、水稻遗传改良目标的调整与实现途径403

主要参考文献405

第二章 小麦408

第一节 小麦遗传改良概述408

一、小麦及其发展408

二、小麦生产分布及分区411

三、小麦遗传改良进展及成就414

第二节 小麦遗传资源415

一、小麦的起源及分类415

二、小麦遗传资源的收集、保存和评价421

三、小麦品种资源的创新和利用422

第三节 小麦遗传改良技术422

一、杂交育种422

二、杂种优势利用427

三、诱变育种技术431

四、单倍体育种技术433

五、群体改良技术436

六、生物辅助育种技术439

第三章 玉米444

第一节 玉米遗传改良的成就444

一、玉米生产概况444

二、玉米种质改良的成效445

三、玉米品种选育成效445

第二节 玉米种质资源447

一、玉米分类447

二、玉米种质资源的收集与整理449

三、玉米种质资源的评价、创新和利用450

第三节 玉米遗传改良技术453

一、杂种优势利用技术453

二、轮回选择与群体改良技术458

三、远缘杂交技术459

四、玉米杂交诱导单倍体选育自交系技术460

五、诱变育种技术463

六、生物育种技术465

第四节 玉米主要性状的遗传改良471

一、抗病性遗传改良471

二、抗虫性遗传改良476

三、抗除草剂遗传改良477

四、抗旱性遗传改良478

五、耐密性遗传改良479

六、特用玉米遗传改良481

七、加工性状遗传改良485

第五节 玉米遗传改良展望487

一、玉米遗传改良发展趋势487

二、加强玉米种质资源的创新利用487

三、促进玉米遗传改良技术的发展488

主要参考文献489

第四章 高粱492

第一节 高粱遗传改良成就概述492

一、我国高粱生产及其在世界上的地位492

二、我国高粱生产分区495

三、国内外高粱遗传改良成就496

第二节 高粱遗传资源508

一、栽培高粱的分类508

二、高粱种质资源的收集、整理与保存511

三、种质资源在高粱改良中的利用514

第三节 高粱重要性状遗传改良515

一、产量的遗传改良515

二、品质性状的遗传改良518

三、抗旱性状的遗传改良520

四、抗病、虫性遗传改良523

第四节 高粱遗传改良技术528

一、混合选育技术528

二、系统选育技术528

三、杂交育种技术529

四、回交育种技术530

五、杂种优势利用技术532

第五节 高粱遗传改良展望540

一、多倍体遗传改良540

二、高粱群体改良541

三、杂种优势固定技术543

四、高粱遗传改良的生物技术543

五、野生高粱资源的利用544

主要参考文献544

第五章 谷子546

第一节 谷子遗传改良概述546

一、谷子生产及我国谷子生态区划546

二、谷子遗传改良的成就548

第二节 谷子的分类及遗传资源551

一、谷子的起源及植物学分类地位551

二、谷子种质资源的征集、保存、创新和利用554

第三节 谷子的遗传学555

一、重要性状遗传555

二、谷子的细胞遗传学研究561

三、谷子的分子遗传564

第四节 谷子的遗传改良技术566

一、谷子的常规育种技术567

二、远缘杂交570

三、杂种优势利用技术570

四、谷子的生物技术育种575

第五节 谷子主要性状遗传改良579

一、谷子产量性状的遗传改良579

二、谷子品质性状的遗传改良581

三、谷子抗病性状的遗传改良583

第六节 谷子遗传改良的问题和展望584

一、遗传基础狭窄、关键性资源材料发掘缺乏584

二、谷子品种改良的遗传基础薄弱、育种手段落后585

三、谷子品种类型单一，不能适应产业化发展的多样性需求585

四、谷子的产量水平和抗旱节水性仍有待进一步提高585

五、谷子杂种优势利用是提高单产的有效途径，但生产的真正利用仍需艰难攻关585

主要参考文献586

第六章 大麦591

第一节 大麦遗传改良的成就591

一、国内外大麦生产概述591

二、我国大麦品种改良成就595

第二节 大麦遗传资源597

一、大麦的起源与分类597

二、大麦遗传资源599

第三节 大麦遗传改良技术600

一、大麦育种目标600

二、杂交育种技术603

三、加倍单倍体技术606

四、诱变育种技术607

五、远缘杂交技术608

六、分子遗传改良技术612

第四节 大麦主要性状遗传改良616

一、大麦品质性状遗传改良616

二、大麦抗病性状遗传改良631

第五节 大麦遗传改良展望638

一、大麦市场需求旺盛638

二、大麦育种攻关目标639

主要参考文献640

第三篇 油料作物645

第一章 大豆645

第一节 大豆遗传改良概述645

一、大豆生产及发展趋势645

二、大豆种植分布及分区649

三、大豆遗传改良进展及成就650

第二节 大豆遗传资源653

一、大豆简要分类653

二、大豆种质资源的收集、保存和评价653

三、大豆种质资源的创新和利用656

第三节 大豆遗传改良技术659

一、系统育种660

二、杂交育种660

三、杂种优势利用663

四、生物技术663

第四节 大豆主要性状遗传改良665

一、大豆重要形态性状的遗传改良665

二、大豆产量性状遗传改良668

三、大豆品质性状遗传改良668

四、大豆抗性性状遗传改良673

五、大豆生理性状遗传改良686

六、常规育种与生物技术的结合689

第五节 大豆遗传改良展望690

一、大豆基因组研究和基因功能分析690

二、大豆生物信息学研究和基因表达网络研究690

三、大豆目标性状基因转移和分子设计691

四、常规育种技术与生物技术的完美结合691

主要参考文献692

第二章 花生695

第一节 花生品种遗传改良成就概述695

一、国内外花生生产及利用概况695

二、我国花生种植分区与育种目标698

三、我国花生品种遗传改良成就701

第二节 花生遗传资源704

一、栽培种花生的分类704

二、花生种质资源的收集与保存707

三、花生种质资源的鉴定评价709

第三节 花生遗传改良技术715

一、引种与系统育种715

二、杂交育种717

三、诱变育种720

四、转基因技术722

五、基因组学与分子标记辅助选择技术723

第四节 花生重要性状的遗传改良726

一、品质性状遗传改良726

二、抗病性遗传改良727

三、抗旱性遗传改良731

第五节 花生遗传改良展望732

一、国内外花生市场需求趋势732

二、花生遗传改良技术发展方向733

主要参考文献734

第三章 油菜736

第一节 油菜遗传改良概述736

一、油菜生产及其发展736

二、油菜生产分布及分区739

三、油菜遗传改良进展及成就740

第二节 油菜遗传资源742

一、油菜起源及分类742

二、油菜遗传资源的收集、保存和评价745

三、油菜遗传资源的创新利用746

第三节 油菜遗传改良技术748

一、杂交育种748

二、杂种优势利用751

三、现代生物技术育种759

第四节 油菜主要性状遗传改良766

一、主要农艺性状的遗传改良766

二、油菜品质性状遗传改良769

三、油菜抗性改良783

第五节 油菜遗传改良展望786

主要参考文献787

第四章 向日葵789

第一节 向日葵遗传改良概述789

一、向日葵生产789

二、向日葵遗传改良成就791

第二节 向日葵遗传资源795

一、向日葵分类795

二、向日葵遗传资源的收集、保存、研究及利用796

第三节 向日葵主要性状的遗传改良800

一、子实和油产量及其组分的遗传改良800

二、油品质遗传改良801

三、蛋白质遗传改良801

四、植株性状的遗传改良802

五、光合性状的遗传改良803

六、收获指数的遗传改良803

七、雄性不育性的遗传改良804

八、抗性性状遗传改良805

第四节 向日葵遗传改良技术809

一、常规育种809

二、向日葵杂种优势利用技术809

三、向日葵的抗性育种815

四、生物技术在向日葵遗传改良中的应用820

第五节 向日葵遗传改良的发展重点及其对策824

一、发展重点824

二、对策建议825

主要参考文献826

第四篇 经济作物831

第一章 棉花831

第一节 棉花遗传改良概述831

一、我国棉花生产概况及其地位831

二、我国棉花遗传改良工作进展831

三、世界主要产棉国棉花遗传改良成就833

第二节 棉花遗传资源834

一、棉属分类834

二、棉属栽培种及其野生种系837

三、棉花遗传资源的收集、保存、研究及其利用838

第三节 棉花遗传改良技术和方法839

一、引种839

二、选择育种法840

三、杂交育种法842

四、棉花杂种优势利用848

五、生物技术在棉花育种中的应用852

六、其他育种方法853

第四节 棉花主要目标性状的遗传改良856

一、产量性状856

二、纤维品质性状857

三、抗病性858

四、抗虫性859

五、早熟性860

六、其他性状860

第五节 棉花遗传改良的发展趋势、重点及对策861

一、发展趋势862

二、发展重点863

三、对策建议864

主要参考文献864

第二章 甘蔗865

第一节 甘蔗遗传改良概述865

一、我国甘蔗生产概况及其地位865

二、我国甘蔗改良工作进展865

三、世界蔗糖主产国甘蔗遗传改良成就866

第二节 甘蔗遗传资源866

一、甘蔗属分类及近缘植物866

二、甘蔗栽培种及野生种868

三、甘蔗遗传资源的收集、保存、研究和利用869

第三节 甘蔗遗传改良技术途径和方法870

一、引种870

二、种间杂交育种871

三、品种间杂交育种871

四、基因工程技术在甘蔗遗传改良上的应用875

第四节 甘蔗主要目标性状的遗传改良878

一、甘蔗遗传改良的特点878

二、产量性状的遗传改良878

三、甘蔗糖分的遗传改良879

四、甘蔗抗病性的遗传改良879

五、抗旱性的遗传改良880

第五节 甘蔗遗传改良的发展趋势、热点问题及其对策881

一、发展趋势881

二、热点问题883

三、对策建议885

主要参考文献886

第三章 甜菜887

第一节 品种遗传改良成就887

一、甜菜生产及我国甜菜在世界上的地位887

二、我国甜菜生产分布887

三、甜菜品种改良成就889

第二节 甜菜遗传资源890

一、甜菜分类890

二、甜菜种质资源的收集、整理和保存892

三、甜菜种质资源的鉴定与评价892

四、甜菜种质资源的创新与利用894

第三节 甜菜主要性状遗传改良895

一、甜菜主要性状的遗传及杂种优势895

二、我国甜菜的育种目标898

三、我国甜菜品种主要性状遗传改良的进展899

第四节 甜菜遗传改良技术和方法904

一、选择育种法904

二、杂交育种法906

三、轮回选择法909

四、甜菜四倍体品系的创造技术911

五、甜菜雄性不育系及其保持系的选育方法914

六、生物技术在甜菜育种上的应用915

第五节 甜菜遗传改良展望916

一、加强重要性状的遗传改良917

二、在深入研究挖掘国内现有资源潜力的同时，广泛搜集引进国外种质资源917

三、加强现代高效育种技术在甜菜育种中应用的研究917

主要参考文献918

第四章 烟草920

第一节 烟草遗传改良的成就920

一、国内外烟草生产的发展历史920

二、烟草遗传改良的成就921

第二节 烟草遗传资源928

一、烟草的起源、进化与传播928

二、烟草分类和类型931

三、烟草遗传资源935

第三节 烟草遗传改良技术937

一、系统育种937

二、杂交育种940

三、诱变育种943

四、杂种优势利用技术946

五、生物技术948

第四节 烟草主要性状遗传改良955

一、重要品质性状的遗传改良955

二、主要产量性状的遗传改良958

三、重要病害的抗性遗传与改良959

第五节 烟草遗传改良展望964

一、新型烟草品种的遗传改良964

二、烟草生物技术研究展望964

主要参考文献965

第五篇 杂粮作物969

第一章 甘薯969

第一节 甘薯遗传改良进展969

一、国内外甘薯生产现状和发展趋势969

二、国内外甘薯遗传改良的进展973

第二节 甘薯遗传资源977

一、甘薯的起源、进化、传播和分布977

二、甘薯遗传资源的分类979

三、甘薯遗传资源的收集与保存982

四、甘薯遗传资源的鉴定与创新983

五、甘薯遗传资源的利用985

第三节 甘薯主要性状的遗传改良986

一、甘薯产量性状的遗传特点与改良987

二、甘薯品质性状的遗传特点与改良988

三、甘薯抗病性状的遗传特点与改良990

第四节 甘薯遗传改良技术993

一、甘薯遗传改良的特点993

二、甘薯野生近缘种的利用994

三、甘薯自交系的利用996

四、品种间杂交997

五、集团杂交999

六、新技术利用1001

七、甘薯后代的选择与鉴定1003

第五节 甘薯遗传改良展望1005

一、遗传改良目标的设定1005

二、育种新技术的发展1005

主要参考文献1006

第二章 马铃薯1009

第一节 马铃薯遗传改良的成就1009

一、我国马铃薯生产概况及其地位1009

二、马铃薯遗传改良成就1012

三、马铃薯生物技术育种成就1013

第二节 马铃薯遗传资源1014

一、马铃薯种的分类1014

二、马铃薯资源搜集和利用1018

三、马铃薯资源保存1019

四、马铃薯资源评价和创新1019

第三节 马铃薯遗传改良技术1021

一、常规育种1021

二、远缘杂交1023

三、分解育种法（Analytic Breeding Method）1026

四、群体改良与轮回选择1034

五、生物工程育种1039

第四节 马铃薯重要性状的遗传改良1044

一、抗病毒性状的遗传改良1044

二、抗真菌性晚疫病的遗传改良1046

三、抗细菌性青枯病的遗传改良1047

四、加工性状的遗传改良1047

第五节 马铃薯遗传改良展望1049

一、多途径相结合的遗传改良1049

二、充分发挥马铃薯资源潜力1050

三、马铃薯遗传改良的重点1050

主要参考文献1050

第三章 黍稷1057

第一节 黍稷品种遗传改良成就概述1057

一、黍稷在世界上的分布和主产国的面积、产量1057

二、黍稷在中国的地理分布、生态区划及生产概况1058

三、国内外黍稷遗传改良的进展和成就1060

第二节 黍稷种质资源1064

一、黍稷种质资源的收集、整理与贮存1064

二、黍稷种质资源类型和地理分布1067

三、黍稷种质资源籽粒品质1070

四、黍稷种质资源的耐盐性鉴定1076

五、黍稷种质资源抗黑穗病鉴定1079

六、黍稷优异种质资源综合评价1081

第三节 黍稷品种遗传改良1084

一、质量性状的遗传1084

二、数量性状的遗传1085

三、黍稷遗传改良的方法和技术1086

四、主要性状遗传改良1088

第四节 黍稷品种遗传改良展望和发展趋势1089

一、制定黍稷遗传改良目标的一般原则1090

二、不同产区的主要遗传改良目标1090

主要参考文献1091

第四章 荞麦1092

第一节 荞麦遗传改良概述1092

一、我国荞麦生产概况及其地位1092

二、我国荞麦遗传改良工作进展1092

三、世界主要荞麦生产国荞麦遗传改良成就1093

第二节 荞麦遗传资源1094

一、荞麦属分类1094

二、荞麦遗传资源的收集、研究和保存1094

三、种质资源的利用1112

第三节 荞麦遗传改良技术和方法1112

一、引种1112

二、选择育种1113

三、诱变育种1115

四、多倍体育种1117

五、杂交育种1119

六、其他育种方法1119

第四节 荞麦主要目标性状的遗传改良1120

一、产量性状1120

二、抗倒性1121

三、早熟性1121

四、品质性状1121

五、抗旱性1122

第五节 荞麦遗传改良的发展趋势、热点问题及对策1122

一、发展趋势1122

二、热点问题1123

三、对策建议1124

主要参考文献1125

第五章 燕麦1126

第一节 燕麦遗传改良概述1126

一、燕麦生产发展1126

二、我国燕麦遗传改良进展和成就1128

三、燕麦生产发展趋势1129

第二节 燕麦种质资源1129

一、燕麦的起源与分类1129

二、裸燕麦（莜麦）的生物学特性1131

三、我国燕麦种质资源的收集、保存、研究和利用1139

第三节 燕麦主要性状的遗传改良及其改良技术1145

一、燕麦的农艺性状遗传1145

二、远缘杂交1149

三、燕麦雄性不育的发现与鉴定1150

四、分子生物学研究1150

第四节 燕麦新品种选育与改良展望1153

一、育种目标与任务1153

二、育种途径与方法1154

主要参考文献1155

第六章 食用豆类1156

第一节 食用豆类生产与分布1157

一、世界食用豆类生产及分布1157

二、中国食用豆类生产及分布1160

第二节 食用豆类遗传资源研究1161

一、食用豆类分类1161

二、食用豆类种质资源收集保存和评价1163

三、食用豆类栽培和野生资源分类研究1166

四、食用豆类种质资源遗传多样性研究1168

五、食用豆类种质创新和利用1171

第三节 食用豆类遗传改良1172

一、国外食用豆类遗传改良1172

二、我国食用豆类遗传改良1174

第四节 食用豆类遗传改良技术和方法1177

一、系统选育1177

二、杂交选育1178

三、诱变育种1183

四、远缘杂交及转基因1183

五、杂种优势利用技术1184

第五节 食用豆类遗传改良展望1186

一、高产高效及株型1186

二、抗病虫性及抗逆性1187

三、商品品质及营养品质1187

四、其他性状1187

主要参考文献1187