生理育种总论 3
导论 生理学在小麦育种中的应用 3
0.1评估生理指标在辅助育种策略上的应用潜力 4
0.1.1育种的艺术、科学与经验 4
0.1.2应用生理性状的理论基础 4
0.1.3建立生理性状的遗传基础 4
0.2将生理指标整合进育种策略的标准程序 6
0.2.1阶段1：鉴定产量相关性状 6
0.2.2阶段2：评价性状的遗传力及选择响应 10
0.3结论 14
参考文献 14
1从育种前景看生理学研究方向 15
1.1应用生理学于植物育种 15
1.1.1对产量限制因素的理解 15
1.1.2选择试验所需环境条件的确定 17
1.1.3把生理性状作为产量选择的间接标准 18
1.1.4应用生理学理解确定基因导入目标 20
1.2结论 20
参考文献 21
2探寻具增产潜力相关生理性状的遗传资源 22
2.1遗传资源 22
2.2新遗传变异的探索 29
2.2.1加强繁种圃的使用 29
2.2.2增强抗病圃或“特殊性状”圃的使用 32
2.2.3利用分子技术手段鉴定有用的遗传变异 32
2.2.4如何使用已鉴定的性状 32
2.2.5未来遗传资源的利用 34
2.2.6提高灌溉区小麦产量潜力的相关性状 35
2.2.7提高逆境条件下小麦产量潜力的相关性状 36
2.3结论 36
参考文献 37
3生理性状的遗传基础 40
3.1染色体组 40
3.1.1 DNA分子 41
3.1.2基因和染色体 41
3.1.3小麦基因组 42
3.2 DNA标记 42
3.2.1 RFLP 43
3.2.2以聚合酶链反应为基础的标记 43
3.2.3 DNA标记的用途 46
3.2.4基因组学 47
3.3分子标记在植物育种中的应用 48
3.3.1指纹图谱 48
3.3.2目标性状的基因作图 48
3.3.3标记辅助选择 60
参考文献 62
4育种试验的田间管理 67
4.1试验地的选择 67
4.2轮作的影响 68
4.3试验圃的准备 69
4.4播种方法 69
4.5统计的方法与考虑 70
4.5.1格子设计 70
4.5.2空间设计 70
4.6施肥 71
4.7灌溉 71
4.8作物保护 71
4.9倒伏 72
4.10收获和取样 73
4.11计算产量和产量构成因素 73
4.12倒伏作物生物量的取样 74
4.13在田间测量单个产量构成因素 74
4.13.1植株群体 74
4.13.2穗数/m2 75
4.13.3每穗小穗数 75
4.13.4每小穗粒数 75
4.13.5结实率 76
4.13.6成熟期和灌浆期的千粒重 76
4.13.7籽粒数（rn2） 76
4.14估产与测产 77
4.14.1目测估产 77
4.14.2根据产量构成因素估产 77
4.14.3利用样本估产 78
4.14.4产量中的含水量 78
4.15估计收获后的作物残留物 78
4.15.1直接测量 78
4.15.2用线样法估算收获后作物残留物百分率 79
4.15.3辅助数据 79
参考文献 81
5决定产量的生理性状的新近筛选方法 82
5.1鉴定作为筛选标准的生理性状 82
5.2碳同位素分辨率 83
5.2.1△和水分利用效率的关系 84
5.2.2方法学方面的考虑 85
5.2.3在植物育种中的含义 85
5.2.4△替代品 88
5.2.5营养体中的矿物质含量 88
5.2.6成熟籽粒的矿物质含量可作为△的补充标准 91
5.2.7叶片结构标准 92
5.3光谱反射法 93
5.3.1光谱反射指数 94
5.3.2应用示例 94
5.3.3测量技术 95
5.4冠层反射指标的使用 98
5.4.1使用植被指数评价冠层的光合作用规模 98
5.4.2对色素的遥感 99
5.4.3以PRI评价辐射利用效率 101
5.4.4直接评价植物水分状态 102
参考文献 103
6评价小麦育种项目中生理学作用的一些经济学问题 108
6.1分析小麦育种项目的可能变更 108
6.1.1最好是通过育种提出问题吗？ 108
6.1.2给予育种项目多大规模的投入是合适的？ 109
6.1.3采用何种育种策略可能是最有效的？ 109
6.1.4可以向农户发布新品种的前提是什么？ 110
6.2与投资分析有关的重要经济学概念 111
6.2.1经济学评价的基础知识 111
6.2.2经济学分析方法 113
6.3评价将生理学用于育种项目的必要性 114
6.3.1估算现有育种项目的成本与收益 114
6.3.2估算项目的边缘成本与边缘收益 115
6.3.3分析预期的成本与收益资金流 117
6.3.4项目价值的计算方法 117
6.3.5非经济学方面的因素 118
6.4结论 118
参考文献 119
抗逆育种 123
7改善干旱环境下的产量性状 123
7.1干旱的范围与性质 123
7.2干旱是干旱环境下决定产量的首要因素吗？ 124
7.3水分胁迫环境下的高产育种 125
7.3.1性状鉴定 126
7.3.2 F2代选择 127
7.4水分利用 127
7.4.1水分利用效率 128
7.4.2减少土壤水分蒸发 128
7.4.3改善定植状态 130
7.4.4幼苗活力 131
7.4.5较高蒸腾效率 132
7.4.6碳同位素分辨率 133
7.5收获指数 135
7.5.1与干旱无关的收获指数 136
7.5.2与干旱相关的收获指数 136
7.6结束语 138
参考文献 138
8耐盐性 140
8.1盐渍土的分布 140
8.2盐渍土壤的分类 141
8.3盐碱度对植物的影响 142
8.3.1形态影响 142
8.3.2生理效应 142
8.3.3生化效应 143
8.4耐盐机制 144
8.4.1对盐分摄入的控制 144
8.4.2降低离子过度摄入造成的损伤 144
8.4.3渗透调节 144
8.5耐盐育种策略 145
8.5.1耐盐性的遗传多样性 145
8.5.2耐盐性的筛选 145
8.5.3田间和小区的研究 145
8.5.4温室和实验室方法 146
8.5.5生化技术 147
8.6耐盐育种程序 147
8.7提高育种效率 148
8.7.1小麦远缘杂交 148
8.7.2组织培养 149
8.7.3数量性状位点途径 149
8.7.4小麦×玉米双单倍体 149
8.8结论 150
参考文献 150
9耐寒性 154
9.1越冬死亡的胁迫因子 155
9.2与小麦耐寒性相关的性状 158
9.3育种方法 159
9.4方法和技术 160
9.4.1田间鉴定 160
9.4.2提高田间冬季胁迫 161
9.4.3人工模拟逆境鉴定 161
9.4.4直接冷冻试验 162
9.4.5间接抗寒性测验 167
9.5结论 168
参考文献 168
10耐热性 172
10.1 CIMMYT与NARS在耐高温方面的合作研究 173
10.2高温胁迫相关的生理性状 174
10.3耐热生理育种 176
10.3.1冠层温差 177
10.3.2气孔导度 181
10.3.3质膜的热稳定性 183
10.4耐热性状的遗传多样性 184
10.5减轻热胁迫影响的农艺对策 185
10.6结论 186
参考文献 186
11耐涝性 188
11.1与渍涝相关的条件和症状 189
11.2涝害对土壤化学的影响 190
11.3耐涝性的遗传改良 191
11.4减少涝害的农艺措施 194
11.5孟加拉国小麦耐涝性筛选 195
11.6结论 197
参考文献 198
12穗发芽耐性 202
12.1穗发芽的危害范围 202
12.2穗发芽造成的损失 203
12.3穗发芽耐性机制 203
12.4鉴定方法和生理工具 204
12.5结论 205
参考文献 205
13改善产量潜力的性状选择 207
13.1环境和产量潜力 207
13.2基因型和产量潜力 208
13.2.1作物物候学 208
13.2.2生理活动 210
13.2.3形态学性状 211
13.3有希望的高产潜力选择性状 212
13.4性状描述和筛选方法 213
13.4.1收获指数 213
13.4.2开花期的物质分配 214
13.4.3叶片活性性状 214
13.4.4测量叶片活性性状的仪器 215
13.4.5株高 217
13.4.6叶片角度 217
13.4.7叶片大小 217
13.5结论 218
参考文献 218
14通过调控发育改善小麦的适应性 222
14.1小麦的适应性 222
14.1.1春小麦类型 222
14.1.2冬小麦类型 223
14.1.3地中海小麦类型 223
14.2小麦对不同环境的适应 223
14.2.1环境信号 223
14.2.2对环境因素的反应 225
14.2.3 哪个阶段对每个因素都敏感？ 226
14.2.4影响生理反应的基因 230
14.2.5改善适应性 231
14.2.6关键物候期的鉴定 232
14.3利用阶段发育（理论）进一步提高产量潜力 233
参考文献 234
营养高效育种 241
15酸性土壤和铝毒性 241
15.1全球酸性土壤面积 241
15.2土壤酸性的化学 242
15.2.1酸性土壤的形成 242
15.2.2中和土壤酸性 243
15.3导致酸性土壤贫瘠的因素 243
15.4植物的耐铝性机制 244
15.5耐铝性的遗传机制 244
15.5.1小麦耐铝机制的遗传基础 245
15.5.2黑麦耐铝机制的遗传基础 245
15.5.3小黑麦的耐铝遗传机制 246
15.5.4大麦耐铝的遗传机制 246
15.6提高作物耐铝性的遗传资源 246
15.7筛选耐铝性的策略 247
15.7.1营养液培养 247
15.7.2苏木精染色法 247
15.7.3根生长法 249
15.7.4苏木精染色法和根生长法的比较 249
15.7.5细胞和组织培养 251
15.7.6土壤生物测定 251
15.7.7田间评价 251
15.8小结 251
参考文献 252
16锌效率的基因型变异 255
16.1缺锌土壤的分布 255
16.2导致植物缺锌的土壤和气候因素 256
16.3通过土壤分析预测缺锌 257
16.4改善缺锌的方法 257
16.4.1土壤施锌 257
16.4.2叶面施锌 258
16.4.3播种含锌量高的种子 259
16.5锌的细胞学功能 259
16.6缺锌的诊断 260
16.6.1缺锌症状 260
16.6.2植物的锌临界浓度 262
16.7锌高效基因型筛选 262
16.7.1叶片症状 263
16.7.2苗和根的生长 263
16.7.3锌吸收的基因型差异 264
16.7.4根茎之间锌的运转 264
16.7.5组织中锌的浓度 264
16.7.6根形态特征 265
16.7.7锌吸收的膜效应 265
16.7.8植物铁载体 265
16.7.9内在利用 268
16.7.10盆栽和田间筛选应当考虑的事项 268
16.8普通小麦锌高效的遗传 269
16.9植酸和锌的生物可利用性 273
16.10结论 273
参考文献 274
17氮和磷利用效率 281
17.1氮 282
17.1.1氮吸收与氮利用效率 283
17.1.2提高氮肥利用效率的策略 284
17.2磷 285
17.2.1磷吸收与利用效率 286
17.2.2提高磷利用效率的策略 287
17.3养分吸收效率的计算 288
17.4养分利用效率的计算 288
17.5结论 289
参考文献 289
18测量根系遗传多样性的技术 292
18.1根系研究范围 292
18.2小麦根系形态学 292
18.3根系性状的遗传力及遗传多样性 294
18.4根性状对小麦生长的影响 294
18.4.1养分利用效率 295
18.4.2耐旱性 296
18.5根参数及其检测方法 297
18.5.1测量根系分布的描述性方法 297
18.5.2定量方法 300
18.5.3使用容器和网袋的研究 305
18.5.4在营养液中的根系研究 305
18.6结论 305
参考文献 306
19微量营养元素 310
19.1养分利用效率的定义 310
19.2育种项目实例 311
19.3种子高营养元素储量 313
19.4籽粒的矿物质品质 313
19.5微量养分性状的遗传学 314
19.5.1铜效率 314
19.5.2锌效率 315
19.5.3锰效率 317
19.5.4硼效率与毒性耐性 318
19.6筛选技术 319
19.6.1田间检测 319
19.6.2在控制环境下的筛选 324
19.6.3微量营养元素高效筛选中种子质量的重要性 326
19.7育种家的方法 328
19.7.1早代筛选 330
19.7.2高代筛选 330
19.8使用分子标记筛选微量营养元素高效基因型 331
19.8.1分子标记简化了微量营养元素高效基因型筛选 331
19.8.2加倍单倍体在微量营养元素高效利用品种筛选中的作用 332
19.8.3用于阐明分子标记的加倍单倍体 334
19.9结论 334
参考文献 334