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第一编 遗传学基础3

第1章 绪论3

1.1 遗传学的定义、研究内容和任务3

1.1.1 遗传学的基本概念3

1.1.2 基因的概念4

1.1.3 遗传学的产生与发展7

1.1.4 遗传学的分支学科8

1.1.5 研究遗传学的意义9

1.1.6 遗传学的研究任务及研究内容9

1.2 马铃薯育种学的任务和研究内容10

1.2.1 马铃薯育种学的性质和任务10

1.2.2 马铃薯育种学的主要内容10

1.3 国内外马铃薯育种概况10

1.3.1 国外马铃薯育种概况10

1.3.2 我国马铃薯育种概况11

1.4 马铃薯品种15

1.4.1 马铃薯的分布及生态学15

1.4.2 马铃薯的种和分类16

1.4.3 马铃薯品种的概念及类型16

1.4.4 马铃薯品种需具备的特性17

1.4.5 马铃薯品种改良在马铃薯生产中的作用17

章末小结17

知识链接18

观察与思考22

第2章 遗传的细胞学基础23

2.1 细胞结构23

2.1.1 细胞结构23

2.1.2 原核细胞与真核细胞之间的主要区别27

2.1.3 动物细胞与植物细胞之间的主要区别27

2.2 染色体28

2.2.1 染色体的形态结构28

2.2.2 染色体的大小及数目29

2.2.3 超数染色体30

2.2.4 染色体组型（染色体核型）31

2.3 细胞分裂31

2.3.1 细胞周期（cell cycle）31

2.3.2 原核细胞的无丝分裂32

2.3.3 真核细胞的有丝分裂32

2.3.4 细胞的减数分裂33

2.4 细胞分化36

2.4.1 细胞分化的内因37

2.4.2 细胞分化的特点37

2.4.3 细胞增殖与细胞分化的比较38

2.5 配子的形成及受精38

2.5.1 动物雌雄配子的形成39

2.5.2 植物雌雄配子的形成40

2.5.3 受精（fertilization）41

2.5.4 生物的生活周期42

2.5.5 直感现象42

章末小结43

知识链接44

观察与思考45

第3章 遗传的三大规律47

3.1 分离定律47

3.1.1 孟德尔成功的主要原因47

3.1.2 概率原理在遗传育种中的应用47

3.1.3 一对相对性状的杂交试验49

3.1.4 性状分离现象的解释50

3.1.5 等位基因、基因型和表型的概念51

3.1.6 一对等位基因之间的关系51

3.1.7 分离定律的验证52

3.1.8 分离规律的应用53

3.1.9 环境的影响和基因的表型效应54

3.1.10 表现度和外显率54

3.2 自由组合定律55

3.2.1 自由组合定律55

3.2.2 自由组合规律的应用56

3.2.3 遗传的染色体学说56

3.3 基因互作57

3.3.1 基因与性状之间的关系57

3.3.2 基因互作57

3.4 连锁遗传规律60

3.4.1 性状连锁遗传的表现61

3.4.2 连锁遗传（linkage）61

3.4.3 不完全连锁与基因重组63

3.4.4 染色体的重组方式64

3.5 细胞质遗传和母性影响64

3.5.1 细胞质遗传的发现64

3.5.2 细胞质遗传的特点65

3.5.3 细胞质遗传的物质基础65

3.5.4 母性影响65

3.6 植物雄性不育的遗传66

3.6.1 雄性不育的类型67

3.6.2 雄性不育的应用67

章末小结68

知识链接69

观察与思考69

第4章 数量性状的遗传72

4.1 数量性状的特征及其遗传基础72

4.1.1 数量性状及其特征72

4.1.2 数量性状的遗传基础——多基因假说74

4.1.3 研究数量性状的主要参数74

4.2 遗传力75

4.2.1 遗传力的概念75

4.2.2 遗传率的意义及性质75

4.2.3 性状的分类75

章末小结76

知识链接76

观察与思考76

第5章 遗传物质的变异77

5.1 染色体结构变异理论77

5.2 染色体结构变异类型78

5.2.1 缺失（deletion）78

5.2.2 重复（duplication）80

5.2.3 倒位（inversion）81

5.2.4 易位83

5.3 染色体数目变异84

5.3.1 染色体组84

5.3.2 整倍体变异84

5.3.3 非整倍体变异88

5.3.4 一倍体与二倍体89

5.4 基因突变89

5.4.1 基因突变的类型89

5.4.2 基因突变的一般特征91

5.4.3 基因突变的意义92

章末小结93

知识链接93

观察与思考94

第6章 性别决定及相关遗传96

6.1 性别决定96

6.1.1 性染色体96

6.1.2 动物性别决定96

6.1.3 植物性别决定98

6.2 伴性遗传98

6.2.1 伴性遗传的概念及特点98

6.2.2 伴性遗传98

6.2.3 从性遗传与限性遗传99

章末小结100

知识链接100

观察与思考101

第7章 近亲繁殖和杂种优势102

7.1 近亲繁殖及其遗传学效应102

7.1.1 近亲繁殖概述102

7.1.2 近亲繁殖的遗传学效应102

7.2 纯系学说104

7.2.1 纯系学说104

7.2.2 纯系学说的相对性104

7.3 杂种优势104

7.3.1 杂种优势的表现104

7.3.2 F2杂种优势衰退107

7.3.3 杂种优势理论107

章末小结108

知识链接108

观察与思考109

第8章 群体遗传110

8.1 遗传平衡定律110

8.1.1 群体的遗传结构110

8.1.2 遗传平衡定律（哈迪-温伯格平衡）111

8.2 影响群体遗传平衡的因素111

8.2.1 基因突变112

8.2.2 选择112

8.2.3 遗传漂变（Wright效应）113

8.2.4 迁移114

8.2.5 非随机交配115

章末小结115

知识链接116

观察与思考116

第二编 马铃薯育种方法121

第9章 马铃薯育种目标121

9.1 马铃薯育种目标及主要性状的遗传121

9.1.1 我国马铃薯的栽培区划和育种目标121

9.1.2 马铃薯主要性状的遗传122

9.2 实现育种目标的可能途径123

9.2.1 高产123

9.2.2 稳产125

9.2.3 优质125

9.2.4 生育期适宜126

9.2.5 适应机械化需要126

9.3 制订马铃薯育种目标的原则126

9.3.1 立足当前，展望未来，富有预见性126

9.3.2 突出重点，分清主次，抓住主要矛盾126

9.3.3 明确具体性状，指标落实126

9.3.4 必须面向特定的生态地区和栽培条件127

章末小结127

知识链接127

观察与思考127

第10章 马铃薯种质资源128

10.1 马铃薯种质资源的类别及特点128

10.1.1 根据育种实用价值进行分类128

10.1.2 根据亲缘关系分类130

10.2 马铃薯种质资源在育种上的重要性130

10.2.1 种质资源是现代育种的物质基础130

10.2.2 稀有特异种质对育种成效具有决定性作用131

10.2.3 新的育种目标能否实现决定于所拥有的种质资源131

10.2.4 种质资源是生物学理论研究的重要基础材料131

10.3 马铃薯种质资源的研究与利用131

10.3.1 种质资源的收集与保存131

10.3.2 种质资源的研究与利用134

10.4 电子计算机在种质资源管理中的应用135

10.4.1 国内外植物种质资源数据库概况135

10.4.2 种质资源数据库的目标与功能135

10.4.3 种质资源数据库的建立136

章末小结137

知识链接137

观察与思考138

第11章 马铃薯引种139

11.1 马铃薯引种的概念及意义139

11.1.1 引种驯化的概念140

11.1.2 引种驯化的类型140

11.1.3 引种的意义141

11.2 引种的基本原理141

11.2.1 引种的基本原理141

11.2.2 影响马铃薯引种成功的因素142

11.2.3 引种的基本步骤143

11.2.4 马铃薯驯化的原理和方法143

11.3 选择育种144

11.3.1 性状选择144

11.3.2 性状鉴定的作用和方法146

11.3.3 选择育种的特点147

11.3.4 选择育种的基本原理147

11.3.5 选择育种的方法和程序147

章末小结148

知识链接148

观察与思考149

第12章 马铃薯群体改良150

12.1 群体改良的内涵及意义150

12.1.1 群体改良的内涵及作用150

12.1.2 群体改良的特点151

12.2 群体改良的原理151

12.2.1 Hardy-Weinberg定律（基因平衡定律）151

12.2.2 选择和重组是群体进化的主要动力151

12.3 基础群体的建立152

12.3.1 基础群体的选择152

12.3.2 基础群体的合成152

12.4 群体改良的方法和程序153

12.4.1 轮回选择的方法153

12.4.2 群体间遗传改良方法154

12.4.3 复合选择方案155

12.4.4 群体改良中实验圃地的建设155

章末小结156

知识链接156

观察与思考157

第13章 马铃薯杂交育种158

13.1 马铃薯杂交育种的特点158

13.1.1 马铃薯的繁殖方式158

13.1.2 马铃薯育种的有利因素和不利因素159

13.1.3 马铃薯群体的遗传特点159

13.1.4 马铃薯群体的选择方法160

13.1.5 有性杂交在马铃薯育种中的意义161

13.2 杂交育种的意义及遗传原理161

13.2.1 杂交育种的概念161

13.2.2 杂交育种的类型162

13.2.3 杂交育种的遗传学原理162

13.3 杂交亲本的选择与选配163

13.3.1 配合力163

13.3.2 选择杂交亲本的原则163

13.3.3 选配杂交亲本的原则163

13.3.4 马铃薯杂交亲本的种植要求164

13.4 杂交方式和杂交程序165

13.4.1 杂交方式165

13.4.2 提高马铃薯杂交效果的技术167

13.5 马铃薯杂交实生苗的培育及早代选择技术169

13.5.1 杂交实生苗群体的大小170

13.5.2 实生苗培育170

13.5.3 实生苗移栽定植170

13.5.4 早代选择在实生苗当代中的应用171

13.6 杂交育种试验圃171

13.6.1 原始材料圃和亲本圃171

13.6.2 选种圃172

13.6.3 鉴定圃172

13.6.4 品种比较试验172

13.6.5 生产试验和多点试验172

13.7 回交育种172

13.7.1 回交育种的概念172

13.7.2 回交育种的遗传特点173

13.7.3 回交育种方法174

13.7.4 回交育种法的应用价值及局限性176

章末小结177

知识链接177

观察与思考178

第14章 马铃薯远缘杂交育种180

14.1 马铃薯远缘杂交的意义180

14.1.1 丰富马铃薯种质资源180

14.1.2 将有利用价值的特性引入到马铃薯栽培种中181

14.1.3 创造新的马铃薯类型181

14.1.4 创造异染色体系181

14.1.5 诱导单倍体181

14.1.6 研究马铃薯的进化181

14.2 茄属中的种在远缘杂交育种中的利用182

14.2.1 抗马铃薯病毒的种182

14.2.2 抗马铃薯病虫的种182

14.2.3 抗逆性的种182

14.2.4 用于加工的种182

14.3 远缘杂交中的障碍及其克服方法182

14.3.1 杂交不亲和性及其克服方法182

14.3.2 杂种夭亡、杂种不育及其克服方法184

14.3.3 杂种后代的严重分离186

14.4 远缘杂交育种的其他策略187

14.4.1 品系间杂交技术187

14.4.2 外源染色体导入187

14.4.3 染色体片段转移技术187

14.4.4 体细胞杂交技术的应用188

14.4.5 外源DNA的直接导入技术188

14.4.6 远缘杂种育种技术188

章末小结188

知识链接188

观察与思考190

第15章 马铃薯分解育种法191

15.1 分解育种法的内涵及优点191

15.2 分解育种法的实施步骤191

15.2.1 马铃薯诱导材料的选择191

15.2.2 马铃薯双单倍体的诱导191

15.2.3 在二倍体水平上育种192

15.2.4 恢复四倍体的倍性193

章末小结193

知识链接194

观察与思考194

第16章 马铃薯诱变育种195

16.1 诱变育种的概念及其特点195

16.1.1 诱变育种的概念195

16.1.2 诱变育种的成就195

16.1.3 诱变育种的特点196

16.2 物理诱变育种197

16.2.1 射线的种类及特点197

16.2.2 辐射材料的选择198

16.2.3 辐射剂量单位和剂量率198

16.2.4 辐射诱变的作用机理199

16.2.5 植物对辐射的敏感性及辐射剂量的确定200

16.2.6 辐射诱变的方法200

16.3 化学诱变育种201

16.3.1 化学诱变剂的种类及特点201

16.3.2 化学诱变剂的作用机理202

16.3.3 化学诱变的处理方法202

16.4 诱变后代的选择202

16.4.1 突变体的鉴定202

16.4.2 诱变后代的培育和选择203

章末小结203

知识链接203

观察与思考204

第17章 马铃薯生物工程育种206

17.1 植物细胞工程育种206

17.1.1 植物组织培养206

17.1.2 原生质体的培养207

17.1.3 体细胞杂交208

17.2 植物分子育种209

17.2.1 植物分子育种的概念209

17.2.2 分子标记辅助选择育种209

17.2.3 植物基因工程育种209

章末小结211

知识链接211

观察与思考211

第18章 马铃薯抗逆性育种212

18.1 马铃薯抗晚疫病育种212

18.1.1 马铃薯晚疫病概述212

18.1.2 马铃薯晚疫病的防治措施213

18.1.3 马铃薯对晚疫病的抗性214

18.1.4 马铃薯抗晚疫病育种215

18.2 马铃薯抗病毒育种216

18.2.1 马铃薯抗病毒育种的意义216

18.2.2 马铃薯抗病毒机制216

18.2.3 马铃薯抗病毒育种的途径217

18.3 马铃薯耐旱育种217

18.3.1 干旱对马铃薯的不良影响217

18.3.2 马铃薯抗旱育种的理论基础217

18.3.3 马铃薯抗旱育种的选择指标217

18.3.4 马铃薯抗旱性的评价方法218

18.3.5 马铃薯抗旱性育种218

章末小结218

知识链接218

观察与思考219

第19章 马铃薯早熟高产品种选育220

19.1 早熟高产品种的选育依据220

19.2 早熟高产品种的选育程序220

19.2.1 早熟性与丰产性220

19.2.2 亲本的选配原则221

19.2.3 早熟高产后代的选择221

章末小结222

知识链接222

观察与思考223

第20章 马铃薯专用型品种选育224

20.1 选育马铃薯炸片及炸条品种224

20.1.1 性状要求224

20.1.2 亲本选配的原则225

20.1.3 选育的方法225

20.2 选育马铃薯高淀粉品种226

20.2.1 马铃薯块茎干物质含量226

20.2.2 马铃薯高淀粉品种的育种目标226

20.2.3 选育高淀粉品种的方法226

章末小结227

知识链接227

观察与思考228

第21章 马铃薯杂交实生种子229

21.1 马铃薯实生种子概述229

21.1.1 发展历史概况229

21.1.2 马铃薯实生种子的概念及特点230

21.1.3 马铃薯实生苗231

21.2 马铃薯实生种子及实生薯的生产231

21.2.1 马铃薯实生种子的生产231

21.2.2 利用马铃薯实生种子生产实生薯232

21.3 马铃薯实生种子研究中存在的问题及前景展望233

21.3.1 存在的问题233

21.3.2 前景展望233

章末小结233

知识链接233

观察与思考234

第22章 马铃薯品种审定与良种繁育235

22.1 马铃薯品种审定235

22.1.1 马铃薯品种审定的概念及意义235

22.1.2 品种审定制度236

22.1.3 品种审定的一般程序236

22.1.4 马铃薯品种推广238

22.2 马铃薯良种繁育239

22.2.1 马铃薯良种繁育的概念和意义239

22.2.2 马铃薯良种繁育体系的建立240

22.2.3 马铃薯品种退化的原因及克服方法240

22.2.4 马铃薯种子检验241

章末小结242

知识链接242

观察与思考243

第三编 实验实训246

实验实训一 植物根尖压片技术及有丝分裂的观察246

实验实训二 植物花粉母细胞减数分裂的制片与观察249

实验实训三 马铃薯品种比较试验的设计和种子准备251

实验实训四 植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定253

实验实训五 马铃薯有性杂交技术255

实验实训六 马铃薯室内考种259

实验实训七 教学参观实习260

参考文献261