烟草育种复习提纲.docx

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烟草育种复习提纲

烟草育种选修复习提纲

烟草育种学绪论

一、烟草育种学的任务和意义

1、烟草育种学概念烟草育种学是研究和繁育烟草优良品种的理论和方法的科学。

2、烟草育种学的性质烟草育种学是烟草专业的一门重要的专业课程。

其任务与作用是使学生掌握烟草品种改良的基本理论和方法、种子生产和推广技术的专业知识和技能，具备开展科学研究和实际生产的专业能力。

是烟草学专业的一门重要专业课程。

3、烟草育种学的基本任务是：

研究烟草性状的遗传规律、运用各种技术创造优良新品种、繁育良种

二、优良品种在烟叶生产中的作用

（一）品种的概念

品种是人类在一定的生态和经济条件下，根据自己的需要而创造的某种作物的一种群体，它具有相对稳定的特定遗传性，主要生物学性状和经济性状的相对一致性，在一定的地区和一定的栽培条件下，其产量、品质和适应性等方面符合生产的需要。

（二）优良品种在烟叶生产中的作用

主要表现在以下几个方面：

1.提高品质2增加效益3.增强抗逆性

三、建国以来我国烟草育种工作的主要成就及发展趋势

（一）主要成就

1.品种资源工作

2.合理利用地方品种。

3.引进品种的合理利用

4.新品种选育

5.育种新技术的应用 

6、建立了一支较强的烟草育种及配套技术研究队伍

（三）我国烟草育种工作存在的问题与差距

1　缺乏育种策略问题研究　　

2育种目标摆动较大

3　遗传资源贫乏，育种亲本过度集中，遗传基础狭窄　　

4　遗传育种理论基础薄弱，缺乏有力的基础研究

　5　育种手段、检测手段落后。

6　品种产权缺少保护，影响育种工作者的积极性。

7　主栽品种依赖国外引进，可供选用的品种单一。

　（四）现代作物育种的特点及发展动向

1.育种目标要求提高

2.种质资源的搜集、保存、研究、评价、利用与创新等一系列工作得到广泛的重视和加强

3.广泛采用先进技术和仪器，

4.开拓育种新途径

（五）烟草面临的新任务暨育种目标。

1　提高烟叶质量，突出提高烟叶香气质和香气量。

2　增加抗病性，由抗一种转向兼抗两种以上主要病害的多抗性。

3　兼顾丰产性、适应性，能够适产稳产。

4　注重安全性，疗效性，多类型。

5　选育优质、多抗、丰产的优化品种。

（六）面向21世纪发展对策　

1、加强理论研究，改进育种方法

2、重视种质资源的研究和利用

3、加强以优质、抗病为主要目标的新品种选育工作

4、利用现代生物技术改良烟草品种

5、认真作好良种繁育工作

6、多学科综合研究、协作育种

第一章烟草育种目标（breedingobjectve）

育种目标：

育种目标就是对育成品种的要求。

也就是在一定的自然、栽培条件和经济条件下，要选育的品种应该具有那些有良的特征特性。

第一节烟叶生产对品种的要求

一、优质

（一）外观质量好，商品等级高

外观质量是指人的感官可以做出判断的外在质量特征。

一般指烟叶的成熟度、身份、色泽、长度等方面。

烟叶的外观品质与内在质量有着密切的相关。

优良品种的烟叶的调制后应是身份适中,组织疏松,油分较多;颜色金黄或橘黄,光泽强而均匀;长度符合国家烟叶分级标准的要求。

（二）内在质量优，化学成分协调

内在质量指烟叶燃烧后所产生的烟气质量，是从感官上对香味吃味、刺激性、生理强度和燃烧性的综合评价。

内在质量好的烟叶香气质好,香气量足,吃味醇和,劲头适中,杂气不显等特点。

（三）物理特性好

物理特性主要是指与卷烟工艺有关的烟叶特性。

包括填充性、弹性、平衡水分、燃烧性、含梗率等。

（四）安全性高

目前，认为烟气中对人体有害的物质是焦油和烟碱，烟碱与心脏病和呼吸器官病有关系，但烟碱对吸烟者是需要的。

焦油是烟气中粒相组成物质，其化学成分十分复杂，一般认为焦油中0.6%的成分对健康有害，可以致癌或诱发癌症，如多环芳烃、苯并芘，尤其是3，4-苯并芘，亚硝胺等。

2000年以后市售卷烟焦油含量达到8mg/支，我国2004年7月1日以后15mg/支以上的卷烟禁止销售。

二、丰产

烟叶单位面积产量的构成因素为：

单位面积株数、每株叶片数和单叶重，要提高单位面积产量，就应根据不同地区生产条件对品种的要求，寻求产量因素最大乘积的组合。

产量=生物学产量×经济系数

生物学产量=（光合能力×光合面积×光合时间）一呼吸消耗

经济系数是指经济产量与生物学产量之比。

三、抗逆性强

抗逆性主要是指植物对不良环境条件的适应能力。

它包括有抗病、抗虫、抗旱、抗涝、耐贫瘠、抗污染等能力。

抗性育种已成为一个重要的育种目标。

第二节制定育种目标的一般原则

优质、适产、抗逆性强是对烟草品种的总要求,但因各地生态条件、生产水平以及卷烟工业对原料的要求不同，对品种的要求也不尽一致,因此，育种目标是不可能千篇一律的。

在制定育种目标时,应遵循以下几条基本原则。

一、根据卷烟工业对原料的的要求，优先突出质量

二、根据当地自然条件和栽培条件，狠抓主要矛盾

三、育种目标要落实到具体性状上

四、育种目标要考虑品种搭配

第二章种质资源

种质（germplasm）：

又叫遗传物质，是决定生物遗传性状（或种质），并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质（的总称）。

种质资源：

在遗传育种领域内，把一切具有一定种质或基因的生物类型总称为种质资源（germplasmresouce）,包括品种类型、近缘种和野生种的植株、种子、无性繁殖器官、花粉甚至于单个细胞，只要具有种质并能繁殖的生物体，都归入种质资源之内。

烟草种质资源是指现有的各种栽培类型、品种、品系和烟属各野生种等。

第一节种质资源在育种中的作用

一、作物种质资源的重要性

种质资源工作包括资源的搜集、保存、研究和利用四个相互联系的主要方面。

（一）种质资源是育种工作的物质基础

（二）育种工作的突破，决定于关键性基因资源的发掘和利用

（三）种质资源是作物起源、演化、分类、生态、生理等项研究的物质依据。

（四）种质资源是生物技术发展的基本材料

二、烟草种质资源现状

我国烟草种质资源的主要特点

（1）资源数量多，研究深度不够

（2）晒烟资源丰富，烤烟资源较差

（3）特异资源多，优异资源少

第二节烟草的起源和进化

（一）烟属的植物学分类

烟草在植物分类学上属于茄科烟草属，目前已确定的烟属植物有66个种。

根据亲缘关系又分为三个亚属，即黄花烟亚属、普通烟亚属、碧冬烟亚属。

每个亚属又分为若干个组，每个组又分为若干个种。

黄花烟亚属3个组9个种；普通烟亚属2个组7个种；碧冬烟亚属9个组50个种（见表2-1）。

这个分类体系的根据是：

原产地、植物学形态特征、染色体数目、染色体形态结构、染色体联会特点、种间杂交的可能性，种间杂种育性等。

（二）烟属的进化

烟草属虽然种类繁多，但目前在世界上栽培的种只有两个：

一个是广泛种植的普通烟亚属的普通烟草种，另一个是黄花烟亚属的黄花烟草种。

这两个种是如何进化来的呢？

（三）栽培烟草的形成

1、普通烟草（N.tobacum）的起源起源于林烟草×绒毛状烟草F1染色体组自然加倍后形成的双二倍体（异源四倍体）。

2、黄花烟草（N.rustica）的起源起源于圆锥烟草（N.paniculata）×波叶烟草（N.undulata）F1染色体组自然加倍后形成的双二倍体（异源四倍体）。

了解烟草属植物的起源、分布和亲缘关系，主要目的是更好地搜集、研究利用烟草种质资源。

第三节烟草种质资源的类别、特点及利用价值

烟草适应性很广,从北纬60°到南纬50°都有烟草分布。

一、种质资源的分类

根据栽培和调制特点以及原烟用途分为：

烤烟、晒烟、白肋烟、香料烟、雪茄烟、黄花烟等六大类及野生种等。

根据来源分类在育种工作中常按种质资源的来源分类。

根据种质资源的不同来源，可分为本地种质资源、外地种质资源、野生的种质资源、人工创造的种质资源。

二、不同类别的种质资源特点及利用价值

（一）本地品种资源：

在当地条件下经过长期自然选择和人工选择培育的地方品种和当前推广的改良品种。

1、特点：

（1）适应性强。

古老的地方烟草品种是长期自然选择和人工选择的产物,不仅深刻地反映本地风土特点，对本地区的自然条件和生态特点具有高度的适应性。

（2）产量、品质性状跟不上生产发展的要求由于农业生产水平及卷烟工业对原料质量要求的不断提高,这些古老的地方品种有很多已不能满足烟叶生产发展的需要,逐渐地被新的改良品种所替代。

2、利用价值：

（1）改良、提高，品种评选，直接利用。

一般来说，本地品种都具有对本地区基本条件的适应性，经评选后可直接利用于生产。

（2）做杂交亲本地方品种还可以作为改良品种时的亲本（主要是利用适应性强的特点）

（二）外地品种资源：

国内不同生态区和国外引进的品种或品系以及育种上利用的遗传材料。

1、特点：

（1）具有遗传多样性和本地区缺少的特殊种质。

外地种质资源材料具有本地品种所欠缺的性状，集中反映了遗传多样性，从中可以筛选出一般品种所没有的特殊种质

（2）适应性差

2、利用价值：

（1）直接利用引进的品种经品种试验表现良好，没有检疫性病害，可直接利用于生产。

（2）用作杂交亲本外地材料具有一些本地区所欠缺的优良性状。

所以在育种工作中常常用作杂交亲本，

（3）利用自然变异选育品种外引品种材料在本地栽培种植，由于环境条件的改变，很容易出现自然变异，所以对引进品种要细心观察，经常留意品种性状的变化，及时发现优良变异株，育成新品种。

（三）野生植物资源：

包括烟属各野生种和有育种价值的近缘植物。

1、特点：

（1）高度抗逆性。

野生植物是在某一地区自然条件下经过长期自然选择的结果，往往具有一般栽培作物所没有的一些重要性状。

特别是抗逆性强（抗病、虫、抗旱等）

（2）经济性状差特别是品质性状不符合生产要求。

不能直接利用。

2、利用价值：

（1）作杂交亲本通过杂交或其它育种途径把野生种携带的优良基因或染色体片段转移到栽培烟草中来，创造遗传基础复杂的、具有特殊作用的烟草新品种和新类型。

（2）利用烟属野生种创造烟草雄性不育系;

（3）利用烟属野生种合成异源多倍体,创造新物种;

（4）研究烟草的起源与进化以及烟草性状遗传规律,为烟草育种提供理论基础。

随着育种技术和生物技术的不断发展,烟属野生种和其它近缘植物的开发利用也越来越引起人们的重视。

（四）人工创造的种质资源包括人工诱变而产生的突变体，远缘杂交创造的新类型，育种过程中的中间材料，基因工程创造的新种质等。

1、特点：

（1）有特殊的有用基因；

（2）不能直接在生产上利用。

2、利用价值：

（1）作为育种材料。

（2）研究性状的遗传规律。

第四节烟草种质资源的搜集保存及其研究

种质资源工作的内容包括搜集、保存和研究、创新和利用。

中央农业部和国家科委在有关文件中指出：

广泛搜集，妥善保存，深入研究，积极创新，充分利用。

为农作物育种服务，为加速农业现代化建设服务。

一、种质资源收集

（一）搜集方法

种质资源的搜集方法有直接考察搜集、交换（转引）和征集。

1、直接考察搜集就是直接到实地调查物种的分布、生长条件、生长发育情况，然后搜集种子或实物。

2、交换是各育种单位之间彼此交换材料（国内外）。

3、征集是通过通讯或文件的方式收集种质资源的方法。

直接考察搜集简言之，直接考察搜集就是：

普遍调查、重点搜集、不遗漏变异类型、随机取样结合针对性取样、全面记录。

二、种质资源的保存

种质资源搜集整理之后，必须妥善保存，供短期或长期研究利用。

种质资源是有生命的物体，不仅要保持所搜集的种子或样本的数量，更重要的是要保持各份材料的生活力和原有的遗传变异度。

（一）种质资源保存方法

种质资源的保存可分为两个环节，即室内贮藏保存和田间种植保存。

１、贮藏保存　　贮藏保存就是把种子放在人为控制的温度和湿度条件下，迫使种子的代谢作用处于最低限度，从而延长种子生活力。

　　种质资源保存应以贮藏保存为主。

因为种质资源数量众多，轮流种植保存，在土地、人力和物力上都有很大负担，也增加了人为和机械混杂的机会，造成种质纯度降低、原有遗传性状发生变异等。

室内贮藏保存方法主要有：

（１）干燥器保存（保存较少的种质资源）

（2）异地保存（高温高湿地区种质资源的保存）

（3）现代化低温干燥种子库（可安全保存种子几十年甚至上百年）

2、种植保存当库中种子发芽率下降到一定程度（65%-85%）或种子量下降到可接受的最低限度，就需要进行繁殖更新。

为了恢复和提高种子的生活力，增加种子数量，必须每隔若干年对种质资源材料轮流种植。

要尽可能减少在种植过程中发生串花，混杂的机会。

三、种质资源的研究和利用

种质资源搜集保存的目的在于应用，而利用是否着有成效，又决定于对种质资源研究的深度和广度。

（一）种质资源研究的内容

1、形态特征和农艺性状的描述和记载种植观察形态特征、生育期、产量、品质作一般性评价。

2、系统性特性鉴定抗病虫性、抗旱、耐劳、卷烟评吸、化学成分鉴定。

3、特殊优良材料的遗传分析

四、种质资源的创新

种质资源的创新是指通过杂交、诱变及其它手段对现有种质包括近缘野生种进行加工从而创造新的种质资源。

种质资源创新的目的是为育种服务。

新的种质资源有三方面的来源：

第一是通过育种过程创造出新物种、新品种、新品系和新的遗传材料；

第二是通过自然变异不断产生的突变材料和天然杂交产生的新类型；

第三是通过品种间或远缘杂交、遗传控制、理化因素诱变、生物工程等手段有目标地扩大遗传基础，形成育种家易于进一步利用的新的品种资源。

这种新的品种资源或称作“中间材料”，是进行育种

总之，种质资源是宝贵的财富，随着研究方法向染色体水平、分子水平以及多变量分析法的深入，才能较为全面地逐一加以评价，可以说，种质资源的搜集没有止境，研究还没有全面深入，因而其利用也是前景广阔。

第三章烟草性状遗传规律与选择

第一节烟草的遗传特点与育种的关系

烟草的群体遗传特点

1、表现型（外观上）与基因型（遗传基础）一致性；

2、在一定时间和一定条件下世代间遗传的相对稳定性；

3、自交不退化或退化缓慢，即耐自交性

育种特点：

　　在自花授粉作物的自然群体中，通过人工选择可迅速分离出许多纯系，每个纯系内的个体间，其基因型和表现型都是相对一致的，这种一致性在以后各世代中，即使不通过人工自交，也能较稳定地保持下去。

选择育种法正是利用了这个特点，在性状分离的大群体中进行多代选择，优中选异，选出综合性状优良的理想类型。

根据自花授粉作物遗传的稳定性，杂交育种也是常用的育种方法之一，因为选用两个或多个遗传性不同的材料杂交，经过若干代的选择后，就能产生许多稳定的纯系，然后选择优系育成新品种。

自花授粉作物杂种优势利用的潜力很大，主要途径是利用雄性不育性生产杂交种子。

第二节烟草主要经济性状的遗传

一、烟草腺毛分泌物的遗传

研究结果证明：

腺毛分泌物的产生受一对显性基因控制（TeTe），无腺毛分泌物的性状受一对隐性等位基因（tete）的控制。

二、烟碱含量的遗传

研究表明，烟草生物碱的类型和含量的高低由两个不同的遗传系统控制，一是烟草鲜叶中的烟碱含量受多基因控制，属于数量性状，它的遗传取决于多个具有累加效应的基因；另一个是在叶片干燥过程中，烟碱向降烟碱的转化受两对显性基因（C1C1C2C2）控制，属于质量性状遗传。

不管某品种基因型内决定烟碱合成的基因数目有多少，只要它的基因型内存在这两个显性转化基因中的一个，则青叶内所含烟碱就会在调制过程中转化为降烟碱。

如果基因型内没有一个显性转化基因，则鲜叶内所含烟碱就不能在调制过程中转化为降烟碱，于是烟碱得到保留。

三、叶绿素含量的遗传

白肋型性状受两对独立遗传的隐性重叠基因控制。

正常绿色品种的基因型是YblYblYb2Yb2，白肋品种的基因型为yblyblyb2yb2，正常绿色品种与白肋型品种杂交，它们的杂种F1一律表现为绿色，叶片叶绿素含量与正常绿色亲本品种一样多。

四、对光照反应性的遗传

“短日照反应型”品种的遗传受单个隐性基因控制。

基因型（mm）短日照条件下表现单株叶数减少，长日照条件下单株叶数增加

一些数量性状的遗传

生物界遗传性状的变异有连续的和不连续的两种，表现为不连续变异的性状称为质量性状，表现为连续变异的性状称为数量性状。

质量性状在杂种后代的分离群体中，可以明确分组，求出各组之间的比例，研究它们的遗传动态就比较容易。

但是，在生物界更广泛地存在的是数量性状，其特点是：

1、数量性状的变异表现为连续的，杂交后的分离时代不能明确分组。

如株高、生育期、产量等

2、数量性状一般容易受环境条件的影响而变异，这种变异一般是不能遗传的。

根据数量性状的遗传特点在育种中应注意以下几个方面：

1、如果亲本品种不是极端类型，在杂交后代中就可能出现超亲类型。

出现比亲本更优良的类型，比亲本优点更多的个体。

如:

小麦较大的子粒品种B1B1B2B2b3b3×b1b1b2b2B3B3组合F1基因型为B1b1B2b2B3b3中间类型，F2就有可能出现B1B1B2B2B3B3超亲类型。

2、数量性状受多基因控制，如果在F2就要获得极端类型的纯合体，就需要一个较大的群体。

因为F2出现纯合体的数目为1/4n

3、数量性状受环境条件的影响较大，因此，在育种过程中，应根据育种目标给杂种后代以适当的条件，使人们所期望的优良性状能充分表现出来，便于选择。

第三节选择的基本原理与方法

选择就是选优去劣。

即人们从自然变异群体中或人工创造的变异群体中，根据各体的表现型挑选符合人类需要的基因型，创造新品种。

选择的基本方法

根据育种目标和育种材料的特性，采用正确的选择方法，对提高育种工作成效有非常重要的关系。

目前，在育种工作中常用的选择的方法主要有单株选择法和混合选择法。

现分述如下：

（一）单株选择法（individualselectionmethod）

1、要点从品种群体中（大田生产的品种或原始材料以及一些试验的品系和品种群体）选择具有目标性状的优良个体，分别脱粒、保存，翌年各种一区（行），根据小区植株的表现来鉴定上年当选个体的优劣，淘汰表现不良的小区，选择比对照品种（或原品种）优良的小区，而后再进行1～2年的比较鉴定，从中选育新品种或繁殖种子的方法，即为单株选择法。

单株选择法又根据选育材料的来源不同、目的要求不同，可分为一次单株选择法和多次单株选择法。

（1）一次单株选择法（一穗传或一株传）在原始群体中只进行一次单株选择（就稳定了），就不再进行选择，以后就以各株行为取舍单位，经过观察比较，选出优良株系，称为一次单株选择法。

这种方法适合于自花授粉作物比较简单的性状遗传。

（2）多次单株选择法如果当选的单株后代中，即小区内个体之间还不一致，那么再从中选拔优良单株，继续进行比较鉴定，直到小区内性状基本一致为止。

经过两次以上的选择称为多次单株选择称多次单株选择法。

2、选择效果此法主要通过个体的后代表现作为选择依据，选择效果比较可靠。

3、应用

（1）单株选择法多应用于自花授粉和常异花授粉作物和无性繁殖作物。

因为这类作物的个体遗传性纯合程度较高，通过一次单株选择就能得到纯合稳定的优良系统，快速有效地育成新品种。

即使所选单株是异交后代出现分离时，也可通过连续一、二次的单株选择获得纯合稳定的系统。

（2）对异花授粉作物来说，单株选择法主要用于培育自交系，如玉米自交系的选育一般都是采用单株选法。

有时此法也可用于改良某一特定性状和用于原种生产。

不适用异花授粉作物选育生产上利用的普通品种。

4、单株选择法的优点与缺点

（1）优点：

A.能较准确地把优良基因型个体选留下来。

可以对所选优株的基因型进行鉴定，消除环境影响引起的误差，提高选择效率。

此法是以个体当代（单株、穗）及其后代（株行或穗行）的表现作为鉴定、比较和选择的依据，所选的不良单株后裔可以最大限度地剔除。

B.可按多方向选择，形成不同的新品种或新类型。

多次单株选择可以定向积累变异，从而有可能从不同方向选出超过原始群体内最优良单株的新品种。

（2）缺点：

A.程序较复杂，费工费时。

需专门设立圃地，异花授粉作物需要隔离。

B.选育时间较长。

C、异花授粉作物多次隔离授粉易引起生活力衰退。

（二）混合选择法（bulkselectionmethod）

1、要点从原始品种群体中，按一定的经济性状和特性（如成熟期、株高、产量性状等）选出具有目标性状的多个优良个体，而后混合脱粒，下年混合播种，并与对照品种（或原品种）进行比较，选育出新品种或繁育出纯度更高的种子，这种选择方法为混合选择法。

（1）一次混合选择法按上述方法对原始群体进行一次选择即能达到整齐一致，实现选择要求，便不再选择称为一次混合选择法。

一般是对自花授粉作物而且又不太混杂时应用。

（2）多次混合选择法如果一次混合选择的后代其性状表现还不够一致或者为了进一步提高品种纯度，可连续进行两次以上的混合选择。

进行两次以上混合选择则称为多次混合选择。

这种方法常用于异花授粉、常异花授粉作物或自花授粉作物较为复杂的群体。

因为这些群体材料的遗传组成比较复杂，个体间差异较大，进行一次选择难于达到相对一致的水平。

2、选择效果混合选择法简便易行，省工省力，所用时间较短，能很快从混杂群体中分离出最优良类型，对于提高作物产量和种子纯度，整齐度都有明显的作用，是良种繁育常用的选择方法。

但混合选择法由于将入选的个体混合脱粒、播种，不能进一步了解入选个体后代的表现，这样就有可能把在优良条件下表现好，而遗传性并不理想的个体误选。

同时，在其后进一步选择时，一些不良后代分散在全田中难以全部识别和清除，因而降低了选择效果。

3、应用常用在良种繁育过程中的选择。

4、混合选择法优点与缺点：

优点：

（1）选择程序简单

（2）节省劳力

（3）育成新品种时间短

缺点：

（1）不能对单个后代进行鉴定，群体中含有较多的不良基因，优良程度降低，选择效果较差。

（2）不能追溯优良后代的历史系统，不利于积累育种经验。

（3）一些与生物学性状有矛盾的经济性状不易选择。

如高蛋白等。

（三）集团混合选择法（groupbulkselection）

要点在原始群体内，按个体的表型性状分成不同类型。

每一类型当选的单株组成一个集团。

各集团内种子混收混种,进行集团间比较。

如此反复，直到各集团性状稳定。

用此方法可选出具有不同特点的混选品种。

如果有相似集团，可从相似集团中选优株混合成合并集团。

第四章烟草的引种与选择育种

引种（IntroductionofPlants）的概念

狭义引种（NarrowSense）引种是指从不同的农业区域或国外引入品种，经试种成功后直接用于生产。

广义的引种（BroadSense）还包括从外地或外国引进新植物、新作物、新品种以及育种和有关理论研究所需要的各类遗传资源材料。

第一节引种的原理和主要工作内容

植物生态类型与引种的关系

正确地进行引种，必须对生态环境和作物生态类型方面的基本知识有所了解.

生态因素对生物的生长发育有明显影响的和直接为生物所同化的因素。

如气候、土壤、生物等。

生态环境有各种生态因素合在一起所构成的相互影响、相互制约的复合体

生态适应作物对一定的生态环境表现生育正常的反应。

生态地区：

具有大致相同生态环境的地区称为作物的生态地区。

如：

小麦冬麦区、春麦区等

生态类型与某地区的生态环境以及生产要求相适应的变异类型。

（如小麦生态类型分布）

引种的一般规律

（一）注意气候