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1、关于杂交育种第一页，本课件共有103页第七章杂种优势第二页，本课件共有103页 一、概念：一、概念：两个或几个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂两个或几个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂种，在生长势、体积、结实性、发育速度以种，在生长势、体积、结实性、发育速度以及对不良环境条件的抗性等方面优于亲本的及对不良环境条件的抗性等方面优于亲本的现象。现象。杂种优势（heterosis）是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1植株在生活力、生长势势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象。第一节 杂种优势的概念及表现第三页，本课件共有103页v杂种优势的表现：杂种优势的表现：v根据杂种表型性状的性质，把杂
2、种优势划分成营养型杂种优势、生殖型杂种优势和适应性杂种优势三个基本类型。第四页，本课件共有103页(一)生长势和营养体蔬菜烟草作物株型优势第五页，本课件共有103页v（二）抗逆性和适应性v 抗病性（显性基因）v（三）生理功能方面 v光合能力v有效光合期延长v 光合面积增加v 营养吸收能力等第六页，本课件共有103页（四）产量和产量因素方面 生殖生长方面杂种表现出结实器官增大，结实性增强，果实与籽粒产量提高等纯系F1单交F1双交第七页，本课件共有103页第八页，本课件共有103页（五）品质方面（五）品质方面 有效成分提高有效成分提高 整齐度（一致性）整齐度（一致性）亲本品质改造亲本品质改造（六）
3、生化表现方面（六）生化表现方面 线粒体互补与叶绿体互线粒体互补与叶绿体互补补同功酶出现互补带、显性同功酶出现互补带、显性带、杂合带带、杂合带第九页，本课件共有103页二、杂种优势表现的复杂多样性二、杂种优势表现的复杂多样性杂种优势是由双亲基因互作、基因型与环境互作的结果基因型 作物种类：二倍体作物品种间杂种优势大于多倍体作物 亲本纯度：亲本纯合度高，F1高度杂合、整齐、优势强 亲缘关系：亲本亲缘关系远的自交系之间的杂种优势强 但远缘杂种育性不及品种间杂种第十页，本课件共有103页v杂交组合：双亲性状互补v性状优势：数量性状优势强；性状间的关系（淀粉与蛋白）v抗性（纯系单交双交 综合品种）v环境
4、作用v杂种优势体现在数量性状，数量性状受环境影响大v不同环境下杂种优势的表现程度不同第十一页，本课件共有103页 三、杂种优势度量三、杂种优势度量1 1、中亲优势（超均优势）（、中亲优势（超均优势）（midparent midparent heterosisheterosis）：）：指杂种指杂种F1F1的产量或某一数的产量或某一数量性状的数值与双亲（量性状的数值与双亲（P1P1和和P2P2）同一性）同一性状的平均值差数的比率。状的平均值差数的比率。F1-(P1+P2)/2 F1-(P1+P2)/2 中亲优势（中亲优势（%）=100%=100%(P1+P2)/2 (P1+P2)/2第十二页，本课
5、件共有103页 2 2、超亲优势、超亲优势(over-parent heterosis):(over-parent heterosis):1 1）超高亲优势）超高亲优势:指杂种指杂种F1F1的产量或某一数量性状的数值与的产量或某一数量性状的数值与高值亲本（高值亲本（HPHP）同一性状数值差值的比率。）同一性状数值差值的比率。F1-HPF1-HP 超高亲优势（超高亲优势（%）=100%=100%HP HP 第十三页，本课件共有103页 2 2）超低亲优势）超低亲优势:指杂种指杂种F1F1的产量或某一数量性状的数值与的产量或某一数量性状的数值与低高值亲本（低高值亲本（LPLP）同一性状数值差值的比
6、率。）同一性状数值差值的比率。F1-LPF1-LP 超低亲优势（超低亲优势（%）=100%=100%LP LP 第十四页，本课件共有103页 3 3、超标优势、超标优势指杂种指杂种F1F1的产量或某一数量性状的数值的产量或某一数量性状的数值与当地推广品种或对照品种（与当地推广品种或对照品种（CKCK）同）同一性状数值差值的比率。一性状数值差值的比率。F1-CKF1-CK 超标优势（超标优势（%）=100%=100%CK CK 第十五页，本课件共有103页 4 4、杂种优势指数、杂种优势指数指杂种指杂种F1F1的产量或某一数量性状的数值的产量或某一数量性状的数值与双亲（与双亲（P1P1和和P2P
7、2）同一性状的平均值）同一性状的平均值的比率。的比率。F1F1杂种优势指数（杂种优势指数（%）=100%=100%(P1+P2)/2 (P1+P2)/2第十六页，本课件共有103页第二节、杂种优势的遗传机理第二节、杂种优势的遗传机理1 达尔文达尔文经过近经过近1010年研究年研究（1866-18761866-1876年），发现年），发现异交有益，自交有害，并异交有益，自交有害，并认为杂种优势的产生是认为杂种优势的产生是不不同遗传成分的有机体杂同遗传成分的有机体杂交交后的结果后的结果第十七页，本课件共有103页A b aB显性假说显性假说 A b a B A b a B 2 2 显性假说和超显性
8、假说的提出显性假说和超显性假说的提出1 1）显性假说）显性假说 显性假说由显性假说由BruceBruce（19101910）提出，）提出，基本观点如下：基本观点如下：杂种杂种F1集中了控制双亲有利性状的显性集中了控制双亲有利性状的显性基因，基因，每个基因都能产生完全显性或部分显每个基因都能产生完全显性或部分显性效应，性效应，由于双亲显性基因的互补作用，从而由于双亲显性基因的互补作用，从而产生杂种优势。产生杂种优势。显性假说的不足之处：显性假说的不足之处：并非所有显性基因都控制好性并非所有显性基因都控制好性并非所有显性基因都控制好性并非所有显性基因都控制好性状；而隐性基因控制不良性状。状；而隐性
9、基因控制不良性状。状；而隐性基因控制不良性状。状；而隐性基因控制不良性状。第十八页，本课件共有103页假如，两个亲本控制某一数量性状的基因型分别为AABBccdd和aabbCCDD，F1的基因型及表现型图示如下：P AA BB cc dd aa bb CC DD 12 10 4 3 6 5 8 6 等位基因显性效应值 29 25 非等位基因累计效应值 F1 Aa Bb Cc Dd假设完全显性 12+10+8+6=36无显性(12+6+10+5+4+8+3+6)2=27（双亲平均值）不完全显性27 F1 36第十九页，本课件共有103页 b1a1a2b2超显性假说超显性假说 a1 b1 a2 b
10、2 a1 b1 a2 b2这一假说基本点是：这一假说基本点是：杂种优势是由于双亲基因型的异杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的相质结合所引起的等位基因间的相互作用的结果。互作用的结果。等位基因间没有显隐性关系等位基因间没有显隐性关系杂合等位基因相互作用大于纯合等位杂合等位基因相互作用大于纯合等位基因的作用基因的作用同时存在非等位基因之间互作同时存在非等位基因之间互作超显性假说超显性假说的不足之处的不足之处：排除了客观存在的等位基因显排除了客观存在的等位基因显隐性关系。隐性关系。2 2）超显性假说）超显性假说 由由ShullShull（19081908）提出的，基本观点如下：提
11、出的，基本观点如下：提出的，基本观点如下：提出的，基本观点如下：第二十页，本课件共有103页vAa AA或aa，BbBB或bbv P a1a1b1b1c1c1D1D1 a2a2b2b2c2c2D2D2 （1 1 1 1=4）（1 1 1 1=4）v F1 a1a2b1b2c1c2D1D2v （2 2 2 2=8）v 等位基因的互作效应因不同基因不同性状而差异超显性效应解释：超显性效应解释：等位（复等位）等位（复等位）基因的功能不同，基因的功能不同，转录、翻译产物不同，转录、翻译产物不同，蛋白功能不同，蛋白功能不同，杂合体同时产生双亲的功杂合体同时产生双亲的功能能第二十一页，本课件共有103页b
12、1a1a2b2 a1 b1 a2 b 2 a1 b1 a2 b 2 等位基因之间及不同等位基因之间及不同等位基因之间的相互作等位基因之间的相互作用，导致杂种优势用，导致杂种优势3 3）上位性假说）上位性假说 第二十二页，本课件共有103页Q4 Q 5 Q6 Q7 Q 1 Q 2 Q 3 Q1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 73 3 数量性状位点及其互作方式为显性假说和数量性状位点及其互作方式为显性假说和超显性假说提供了证据超显性假说提供了证据19921992年，年，stuberstuber报道报道超显性超显性是玉米杂种优是玉米杂种优势的遗传基础势的遗传基础19951995年，年，
13、xiaoxiao报道报道显性显性是水是水稻杂种优势的遗传基础稻杂种优势的遗传基础19971997年，年，YuYu报道报道上位性上位性是水是水稻杂种优势的遗传基础稻杂种优势的遗传基础第二十三页，本课件共有103页（三）、杂种优势遗传机理假说的评价 显性假说、超显性假说的共同点在于：（1）杂种优势来源于杂种F1等位基因和非等位基因间的互作（2）互作效应的大小和方向不同，表现出正向或负向的中亲、超亲优势。它们的不同点在于：显性假说显性假说1 1、杂合的等位基因间是、杂合的等位基因间是显隐性关显隐性关系，系，一对杂合等位基因一对杂合等位基因不能出不能出现超亲现超亲优势优势2 2、非非等位基因间是显性基
14、因的等位基因间是显性基因的互互补或累加关系，补或累加关系，超亲优势由双亲超亲优势由双亲显性基因的累加效应而产生显性基因的累加效应而产生超显性假说超显性假说1 1、杂合等位基因间、杂合等位基因间异质性互作异质性互作，一一对对杂合等位基因也可能产生杂合等位基因也可能产生超亲优势超亲优势2 2、非非等位基因间的互作，即上位性效等位基因间的互作，即上位性效应，更可能出现超亲优势应，更可能出现超亲优势第二十四页，本课件共有103页显性假说与超显性假说是互相补充的，而不是对立的两个假设的局限性：只考虑核基因水平上杂种优势 忽略了染色体组间互作（同源多倍体与异源多倍体差异）忽略了细胞质基因组 质基因组和核基
15、因组间的互作 质基因组间的互作第二十五页，本课件共有103页第四节杂种品种的选育程序一、杂种优势利用的基本条件（一）强优势的杂交组合 1、满足品种三条件，即DUS（特异性、一致性、稳定性）2、强优势：配合力、亲本性状 第二十六页，本课件共有103页v（二）异交结实率高v大批量生产杂交种v低成本生产杂交种v（尤其自花、常异花授粉作物）v（三）亲本繁殖与杂交制种技术简单易行可靠v亲本繁殖（产量与纯度）v杂交种种子生产（质量与产量）第二十七页，本课件共有103页v二、亲本选配v(一)对杂种亲本的基本要求v杂种的亲本一般为纯系或自交系，不直接用于生产。v基本要求：v1.纯度高是杂交种高度一致性和稳定性
16、的基础v2.一般配合力高是产生强优势杂种的遗传基础v3.优良农艺性状是强优势杂种的基础平台v4.亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求第二十八页，本课件共有103页v(二)杂种亲本的选育v自花授粉作物：直接从品种（系）中筛选（除特殊要求）v常异花授粉作物：23代的自交；v异花授粉作物：多代的自交与选择v1.选育自交系的原始材料v地方品种、推广品种、杂交种、综合品种等v从这些原始材料中选育的自交系称为一环系v自交系间杂交种后代中选育的自交系称为二环系第二十九页，本课件共有103页v2.自交系的选育方法v原则：围绕杂种亲本四点基本要求进行v(1)人工套袋自交技术v异花授粉作物和常异花授粉作
17、物v(2)自交系农艺性状的选择v系谱法v3.自交系的改良v回交改良法v供体选择第三十页，本课件共有103页v三、配合力及其测定v配合力指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力的大小。v配合力是自交系的一种内在属性，受多种基因效应支配。v不能通过自交系自身的性状表现出来v通过自交系组配的杂种的产量(或其它性状)的平均值估算出来第三十一页，本课件共有103页v（一）配合力的种类v1、一般配合力（GCA）v是指一个自交系亲本与其它若干个自交系杂交的F1在某个数量性状上的平均表现。v由基因的加性效应决定的，为可以遗传的部分。v其高低是由被测定的自交系所含有利基因位点的多少决定的v2、特殊配合力（S
18、CA）v是指两个特定亲本所组配F1在某种数量性状上的表现。v由基因的非加性效应决定的（显性、超显性和上位性效应）v是不能在其他组合中表现和遗传的部分。第三十二页，本课件共有103页v根据根据F1产量测定一般配合力和特殊配合力产量测定一般配合力和特殊配合力v自交系自交系ABCDEFG平均平均GCAvK10.39.910.49.49.49.79.89.840.17v0.030.070.45-0.27-0.41-0.450.54vL10.810.710.710.99.611.58.510.380.71v-0.070.330.210.69-0.750.81-1.25vM9.59.08.89.39.69
19、.69.39.3-0.37v-0.29-0.29-0.610.170.33-0.010.63vN10.98.810.39.610.110.39.69.940.27v0.47-1.130.25-0.170.190.050.29vO9.39.78.78.39.58.88.08.9-0.77v-0.090.81-0.31-0.430.63-0.410.02v平均平均10.169.689.789.509.649.989.049.67vCGA0.49-0.010.11-0.17-0.030.31-0.630v组合的实际产量组合的实际产量=全部组合平均产量全部组合平均产量+双亲一般配合力双亲一般配合力+双
20、亲特殊配合力双亲特殊配合力v如如L/A组合的特殊配合力组合的特殊配合力=10.8-9.67-（0.49+0.71）=-0.07第三十三页，本课件共有103页v（二）配合力的测定（测配）v测验自交系配合力所进行的杂交叫测交v测交所用的共同亲本称为测验种v测交所得的后代F1称为测交种v1.测验种的选择v测验种的选择直接影响测定配合力的结果v自交系做测验种测定什么配合力？v杂交种及综合种作测验种测定什么配合力？第三十四页，本课件共有103页2、测配方法、测配方法（1）顶交法）顶交法选用遗传基础广泛的选用遗传基础广泛的品种群体作为测验种品种群体作为测验种测定自交系的配合力。测定自交系的配合力。顶交法产
21、生的杂交种成为顶交法产生的杂交种成为顶交种顶交种。方法：方法：A A为测验种，为测验种，1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、n n个自交系为被测系个自交系为被测系 组配组配 1A1A，2A2A，3A3A、nAnA等杂交组合（有时正反交）等杂交组合（有时正反交）对测交组合进行产量（或其它性状）比较对测交组合进行产量（或其它性状）比较 计算出各被测系的计算出各被测系的一般配合力一般配合力。优点：测配组合少，工作量较轻。优点：测配组合少，工作量较轻。但不能测定特殊配合力但不能测定特殊配合力综合品种G1G2G3G4 GGG1 GG2 GG3 GG4.第三十五页，本课件共有103页v（2）双列杂交）
22、双列杂交v自交系既是测验种又是被测系。自交系既是测验种又是被测系。v方法：采用完全或部分双列杂交法。方法：采用完全或部分双列杂交法。v完全双列杂交：完全双列杂交：n(n1)个杂交组合个杂交组合(含含正交和反交正交和反交)v不完全双列杂交：不完全双列杂交：n(n1)/2个杂交组个杂交组合合v测交组合产量比较试验（随机区组设计）测交组合产量比较试验（随机区组设计），v取得各测交组合产量取得各测交组合产量(或其它数量性状或其它数量性状)的平均值后，的平均值后，v计算出一般配合力和特殊配合力。计算出一般配合力和特殊配合力。第三十六页，本课件共有103页第三十七页，本课件共有103页v（3）多系法（系）
23、多系法（系测验系法）测验系法）v测验种：几个优系或骨干系测验种：几个优系或骨干系v方法：例如用方法：例如用A、B、C、D四个系作测验种，分别与四个系作测验种，分别与许多（许多（N）待测系测交，可配成）待测系测交，可配成4*N个单交组合，比较试个单交组合，比较试验，各组合的平均产量，计算出一般配合力和特殊配合力。验，各组合的平均产量，计算出一般配合力和特殊配合力。v优点：同时测定待测系、测验种（骨干系）的一般优点：同时测定待测系、测验种（骨干系）的一般配合力和特殊配合力；配合力和特殊配合力；v直接选择优良杂种，可及时作为商品杂种品种投直接选择优良杂种，可及时作为商品杂种品种投入生产利用；入生产利
24、用；v结果可相互比较结果可相互比较v是当前最常用测配方法是当前最常用测配方法v如：利用人工去雄制种的玉米、棉花；甜菜三交种如：利用人工去雄制种的玉米、棉花；甜菜三交种选育；选育；v利用雄性不育系制种的水稻、高粱、甘蓝型油菜和玉米利用雄性不育系制种的水稻、高粱、甘蓝型油菜和玉米恢复系选育；不育系的选育时配合力测定恢复系选育；不育系的选育时配合力测定第三十八页，本课件共有103页v3.测定时期v（1）早代测定v在S1S2（F2-F3）代进行，甚至在F1代进行v仅能测出一般配合力。v依据：一般配合力受基因加性效应控制，可遗传的v因此一般配合力在早代与晚代呈正相关。v缺点：早代分离，可靠性差。v原则：
25、测验种少（1-2个），选择标准低v意义：有效控制群体规模，减少后代测配数量v适用范围：群体品种改良v也有育种家利用F1配子测配（S0代）选育恢复系顶交法原理第三十九页，本课件共有103页F1配子测配（S0代）顶交法v第一年第一年测验种（不育系）测验种（不育系）xF1（S0）v第二年第二年测交杂种群体测交杂种群体F2群体群体v选择选择v第三年第三年测验种（不育系）测验种（不育系）xF3株系株系v.第四十页，本课件共有103页v（2）中代测定中代测定v在在S3S4（F4-F5）代时测定，从分离向）代时测定，从分离向稳定过渡的世代，系内的特性基本形成。稳定过渡的世代，系内的特性基本形成。v可靠较好，
26、可靠较好，v测定过程与稳定过程同步，有利于缩短育种测定过程与稳定过程同步，有利于缩短育种时间时间v许多作物常从中代开始测定许多作物常从中代开始测定v（3）晚代测定晚代测定v在在S5S6代时测定。代时测定。v自交系已稳定，所测出的配合力可靠。自交系已稳定，所测出的配合力可靠。v早代、中代、晚代相结合早代、中代、晚代相结合第四十一页，本课件共有103页v四、杂种品种的亲本选配原则v（一）（一）配合力高配合力高v(二二)亲缘关系相对较远亲缘关系相对较远v地理远缘v血缘较远v类型和性状差异较大v(三三)综合性状良好，双亲综合性状良好，双亲间性状互补间性状互补v(四四)亲本自身产量高，亲本自身产量高，花
27、期相近，易于授粉花期相近，易于授粉玉米马齿型和硬粒型杂交第四十二页，本课件共有103页v五、杂种品种的类型（玉米）v（一）品种间杂种品种（一）品种间杂种品种v(二二)品种品种-自交系间杂种品种自交系间杂种品种v顶交种v（三）自交系间杂种品种（三）自交系间杂种品种v1.单交种单交种用两个自交系组配而成。用两个自交系组配而成。v单交种增产幅度大，性状整齐，制种程单交种增产幅度大，性状整齐，制种程序比较简单，序比较简单，v是当前利用杂种优势的主要类型。是当前利用杂种优势的主要类型。v2.三交种三交种对于自交系产量和制种产量低的对于自交系产量和制种产量低的作物，作物，(A/B)/C,如甜菜如甜菜第四十
28、三页，本课件共有103页v3.双交种双交种v4.综合杂交种综合杂交种用多个自交系组配而成。用多个自交系组配而成。v（1）亲本等量种子混匀，隔离区种植，）亲本等量种子混匀，隔离区种植，自由授粉自由授粉35代，遗传平衡。代，遗传平衡。v（2）亲本双列杂交，等量混匀，隔）亲本双列杂交，等量混匀，隔离种植，自由授粉，遗传平衡。离种植，自由授粉，遗传平衡。v其特点是其特点是F2及其后代的杂种优势衰退及其后代的杂种优势衰退不显著，不需每年制种，适应性较强。不显著，不需每年制种，适应性较强。第四十四页，本课件共有103页v（四）雄性不育杂种品种（四）雄性不育杂种品种v（五）自交不亲和系杂种品种（五）自交不亲
29、和系杂种品种v（六）种间与亚种间杂种品种（六）种间与亚种间杂种品种v（七）核质杂种（七）核质杂种第四十五页，本课件共有103页v第五节利用作物杂种优势的方法v一、人工去雄生产杂种种子v对雌雄异花作物，繁殖系数高的作物，对雌雄异花作物，繁殖系数高的作物，用种量小的作物，花器较大、去雄较易的用种量小的作物，花器较大、去雄较易的作物。作物。v优点优点:配组容易、自由，易获得强优势组配组容易、自由，易获得强优势组合。合。v方法：方法：v玉米：玉米：v隔离区内父、母本按比例种植，隔离区内父、母本按比例种植，v母本雄穗刚露出时拔掉，母本雄穗刚露出时拔掉，v父本花粉自由授粉杂交。父本花粉自由授粉杂交。第四十
30、六页，本课件共有103页第四十七页，本课件共有103页烟草：花器大、花器构造简单、去雄方便，繁殖系数极高棉花：花器大，容易人工去雄，用种量较小第四十八页，本课件共有103页v二、利用自交不亲和性生产杂种种子v自交不亲和性广泛存在于十字花科、禾本科、豆科、茄科等许多植物中，十字花科中自交不亲和性尤为普遍。v（一）遗传：v受单一位点或多位点的自交不亲和基因控制。一位点二基因一位点二基因,一位点多基因一位点多基因,二位点二基因二位点二基因,二位点多基因二位点多基因大多数不亲和性受一位点多基因控制：大多数不亲和性受一位点多基因控制：v一个基因位点，多种基因一个基因位点，多种基因如：如：S1、S2、S3
31、、S4、第四十九页，本课件共有103页v自交不亲和性可分为两类：自交不亲和性可分为两类：v配子体自交不亲和性、孢子体自交不亲和性配子体自交不亲和性、孢子体自交不亲和性v1、配子体自交不亲和性：、配子体自交不亲和性：取决于花粉所带的S基因是否与雌蕊（柱头）所带是S基因相同，如果相同，则为不亲和。v如豆科、禾本科、茄科、蔷薇科大都属于配子体自交不亲和性。v按基因型的不同，有三种亲和关系：（1）自交S1S1S1S1（纯合体自交）vS1S2S1S2（杂合体自交）即双亲基因完全相同时，自交完全不亲和。v（2）半异交S1S1S1S2S1S2S1S2S1S3S1S3+S2S3双亲有一个相同的S基因，一半花粉
32、亲和，结实正常。v（3）完全异交S1S1S2S2S1S2（纯合体异交）vS1S2S3S4S1S3+S1S4+S2S3+S2S4（杂合体异交）v双亲无相同基因，完全亲和。第五十页，本课件共有103页v2、孢子体自交不亲和性、孢子体自交不亲和性v取决于父本是否具有与母本不亲和的基因型。v十字花科、菊科和旋花科植物中发现的均属于孢子体自交不亲和性。v（1）雌、雄孢子体间基因型中无相同S基因，表现亲和。vS1S1S2S2S1S2S3S4v（2）雌、雄孢子体有一个相同的S基因S1S1S1S2vA.S1隐性（S1S2）则不亲和。v有的可能存在显性颠倒关系：v父本S2S1S1S1S1S2S1S1+S1S2，
33、表现亲和；母本S1S2S1S2S1S1表现不亲和。vC.独立（S1=S2）则不亲和vD.竞争减弱S1存在削弱S2，S2存在削弱S1，结果为弱亲和。S1S1S1S2S1S1+S1S2（这两种基因型比例不是1：1，结实率低下）第五十一页，本课件共有103页v（二）自交不亲和系的选育（二）自交不亲和系的选育v1.优良自交不亲和系应具有的特点(1)优良的经济性状，配合力高；(2)高度稳定的花期自交不亲和性；亲和指数K（结实指数）=结籽总粒数/授粉花朵数v(3)较高的蕾期自交亲和指数；(4)自交衰退不显著。v.自交不亲和系选育方法通过连续多代自交分离而获得（1）S0代选株自交选择自交不亲和植株。十字花科
34、中，估计约有30%自交不亲和单株，首先选经济性状好，配合力高的优良单株，作两种自交：花期自交测定亲和指数K1；v蕾期自交测定K值，以获得种子第五十二页，本课件共有103页（2）S1-S4-5代代连续自交，分离出综合经济性状好、配合力高、连续自交，分离出综合经济性状好、配合力高、花期自花期自交不亲和性、蕾期自交亲和性交不亲和性、蕾期自交亲和性稳定的植株。稳定的植株。（3）S5-6代代筛选出筛选出S基因型纯合体系统。常用的测定方法有基因型纯合体系统。常用的测定方法有3种：种：全组混合授粉法全组混合授粉法：同一系内全部抽样单株的花粉等量混合，分别对每一单株同一系内全部抽样单株的花粉等量混合，分别对每
35、一单株进行的人工授粉，结实后统计亲和指数。进行的人工授粉，结实后统计亲和指数。隔离区自然授粉法：隔离区自然授粉法：各个系统分别种植在各自隔离区内，花期自然传粉，结实后统计亲各个系统分别种植在各自隔离区内，花期自然传粉，结实后统计亲和指数。省工省事；如果发现亲和指数高，难以判断株间基因型。和指数。省工省事；如果发现亲和指数高，难以判断株间基因型。轮配法：轮配法：配制全部株间的正反交组合，共配制全部株间的正反交组合，共n（n-1）个组合。）个组合。测定结果可靠，但工作量大。测定结果可靠，但工作量大。第五十三页，本课件共有103页（三）自交不亲和系的利用1.SI（自交不亲和系）SC（自交亲和系）只能
36、从只能从SI上收获杂种一代种子。上收获杂种一代种子。优点：父本选择范围广，易选出配合力高的组合。优点：父本选择范围广，易选出配合力高的组合。缺点：父本上收获的种子不能用于生产。缺点：父本上收获的种子不能用于生产。种子生产：至少设两个隔离区：种子生产：至少设两个隔离区：（1）制种区：）制种区：SISC开花前开花前2-4天，母本蕾期人工自交套袋，繁殖自交不亲和天，母本蕾期人工自交套袋，繁殖自交不亲和系。系。（2）父本繁殖区：）父本繁殖区：典型单株间姊妹交、套袋，供下年繁殖父本用。典型单株间姊妹交、套袋，供下年繁殖父本用。其余单株种子，供下年制种的父本用。其余单株种子，供下年制种的父本用。第五十四页
37、，本课件共有103页2.SI（自交不亲和系）SI（自交不亲和系）优点：可同时从父、母本上收获杂交种子。优点：可同时从父、母本上收获杂交种子。缺点：需有两种不同基因型的自交不亲和系，配合力缺点：需有两种不同基因型的自交不亲和系，配合力受到限制。受到限制。隔离区设置：隔离区设置：1个：从父、母本上分别蕾期自交，种子供繁殖自交个：从父、母本上分别蕾期自交，种子供繁殖自交系用；系用；2个：父本另设繁殖区；个：父本另设繁殖区；3个：制种区、母本繁殖区、父本繁殖区。个：制种区、母本繁殖区、父本繁殖区。第五十五页，本课件共有103页（四）自交不亲和系的繁殖1.1.蕾期人工授粉蕾期人工授粉目前在大白菜、小白菜
38、、结球甘蓝、花椰菜、青花菜、萝卜等自目前在大白菜、小白菜、结球甘蓝、花椰菜、青花菜、萝卜等自交不亲和系繁殖中应用最普遍。交不亲和系繁殖中应用最普遍。将开花前将开花前2-42-4天的花蕾用镊子剥开，授以本株或同系其他植株的花粉。天的花蕾用镊子剥开，授以本株或同系其他植株的花粉。缺点：蕾期人工授粉麻烦。缺点：蕾期人工授粉麻烦。2.2.隔离区自然授粉隔离区自然授粉 省去了人工蕾期授粉，还能减轻和延缓自交衰退。省去了人工蕾期授粉，还能减轻和延缓自交衰退。但连续多代花期自然授粉会使花期自交亲和性逐渐提高。但连续多代花期自然授粉会使花期自交亲和性逐渐提高。提高结实率的辅助手段：提高结实率的辅助手段：毛刷授
39、粉（先擦成熟花药，再擦伤柱头）；毛刷授粉（先擦成熟花药，再擦伤柱头）；花期喷盐水：花期喷盐水：1-5%NaCl提高温度和提高温度和CO2浓度浓度第五十六页，本课件共有103页三、利用标志性状生产杂种种子v利用植株苗期的某一显性利用植株苗期的某一显性/隐性相对性状作标隐性相对性状作标志，区别真假杂种，就可以不进行人工去雄而志，区别真假杂种，就可以不进行人工去雄而利用杂种优势。利用杂种优势。v如水稻紫叶鞘、小麦红色芽鞘、棉花红叶和鸡如水稻紫叶鞘、小麦红色芽鞘、棉花红叶和鸡脚叶，棉花的芽黄和无腺体脚叶，棉花的芽黄和无腺体v方法：方法：v选育（转育）苗期显性性状为父本，或隐性性选育（转育）苗期显性性状
40、为父本，或隐性性状的母本。状的母本。v父、母本按比例种植，隔离区内自由授粉。父、母本按比例种植，隔离区内自由授粉。v母本上收获种子：自交种子和杂种种子。母本上收获种子：自交种子和杂种种子。v根据标志性状间苗，去除隐性性状的假杂种，根据标志性状间苗，去除隐性性状的假杂种，保留显性的真杂种。保留显性的真杂种。第五十七页，本课件共有103页v母本父本v制种A（mm)B（MM)vv大田A(mm)+F1(Mm)v去除保留第五十八页，本课件共有103页v四、化学杀雄生产杂种种子v化学杀雄利用杂种优势具有配组容易、自化学杀雄利用杂种优势具有配组容易、自由及制种手续简单等特点。由及制种手续简单等特点。v但不宜
41、用于花时较长的棉花、大豆等作物。但不宜用于花时较长的棉花、大豆等作物。v用于杂交制种的必须具备以下条件：用于杂交制种的必须具备以下条件：v1、处理母本后杀伤雄蕊，花粉不育，不影、处理母本后杀伤雄蕊，花粉不育，不影响雌蕊正常发育。响雌蕊正常发育。v2、处理后不引起遗传变异。、处理后不引起遗传变异。v3、方法简便、药剂便宜、效果稳定。、方法简便、药剂便宜、效果稳定。v4、对人、畜无害，不污染坏境。、对人、畜无害，不污染坏境。第五十九页，本课件共有103页v五、F2剩余杂种优势的利用v为什么有的F2仍然可以利用？v多基因控制的经济性状在F2分布特征vF2基因型多样性对抵抗逆境具有群体缓冲性，对病虫害
42、具有群体互作抗性v种子成本低廉第六十页，本课件共有103页v并非所有的杂交种都可以利用剩余杂种优势v异花授粉作物的综合杂交种和品种间杂交种后代可以利用；v人工去雄、化学杀雄技术生产F1种子后代有时可以利用；v亲本主要农艺性状差异小的单交种后代有的也可以利用v如棉花的湘杂棉1号、2号，中棉所28等杂交种后代第六十一页，本课件共有103页v六、雄性不育性利用六、雄性不育性利用v克服雌雄同花作物人工去雄困难的最有效途径v雄性不育特性可遗传特性v核质互作雄性不育v基因型-环境互作（光温敏）雄性不育v隐性核不育v显性核不育第六十二页，本课件共有103页v思考题v1、名词解释：v杂种优势一般配合力特殊配合
43、力测交测交种测验种一环系二环系配子体自交不亲和孢子体自交不亲和核质杂种v2、利用作物杂种优势的途径有哪些?各有什么特点？v3、试写出度量作物杂种优势的方法。v4、试述杂种品种的亲本选配原则及理由。v5、利用作物杂种优势的基本条件是什么?v6、作物杂种品种有哪些类别？v7、作物杂种优势表现特点有那些？v8、对作物杂种优势的遗传成因都有哪些解释？你对这些解释有什么看法？v9、测定配合力都有哪些方法？这些方法各有什么特点？第六十三页，本课件共有103页v一、杂种优势利用的基本条件v（一）强优势的杂交组合 v1、满足品种三条件，即DUS（特异性、一致性、稳定性）v2、强优势：配合力、亲本性状第二节第二
44、节杂种品种的选育杂种品种的选育第六十四页，本课件共有103页v（二）异交结实率高v大批量生产杂交种v低成本生产杂交种v（尤其自花、常异花授粉作物）v（三）亲本繁殖与杂交制种技术简单易行可靠v亲本繁殖（产量与纯度）v杂交种种子生产（质量与产量）第六十五页，本课件共有103页v二、亲本选配v(一)对杂种亲本的基本要求v杂种的亲本一般为纯系或自交系，不直接用于生产。v基本要求：v1.纯度高是杂交种高度一致性和稳定性的基础v2.一般配合力高是产生强优势杂种的遗传基础v3.优良农艺性状是强优势杂种的基础平台v4.亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求第六十六页，本课件共有103页（二）亲本系（自
45、交系）的选育（二）亲本系（自交系）的选育n 自花授粉自花授粉植物，品种本身就是植物，品种本身就是纯合纯合的；的；n 异花授粉异花授粉植物，一个品种实际上是一个植物，一个品种实际上是一个杂合群杂合群体，遗体，遗 传背景复杂传背景复杂，而且隐性基因控制的性状，而且隐性基因控制的性状常被显性作用常被显性作用 所掩盖，必须经过所掩盖，必须经过人工自交选择人工自交选择，以形成基因型纯合的、性状整齐一致的以形成基因型纯合的、性状整齐一致的自交系自交系，成为杂交种的亲本；成为杂交种的亲本；n 常异花授粉常异花授粉植物，可根据其天然异交率的高低，植物，可根据其天然异交率的高低，适当进行适当进行自交纯化自交纯化
46、即可达到高度纯合的要求。即可达到高度纯合的要求。第六十七页，本课件共有103页基因型纯合，表现型整齐一致；基因型纯合，表现型整齐一致；具有较高的一般配合力；具有较高的一般配合力；具有优良的农艺性状；具有优良的农艺性状；具有优良的繁殖与制种性状。具有优良的繁殖与制种性状。对品种或自交系的要求对品种或自交系的要求第六十八页，本课件共有103页选育方法选育方法1 1、亲本品种的选育方法：、亲本品种的选育方法：自花授粉作物或常异花授粉作物的杂交亲自花授粉作物或常异花授粉作物的杂交亲本是以品种形式出现，因此一个纯合的品种本是以品种形式出现，因此一个纯合的品种就是一个用于杂交的就是一个用于杂交的亲本品种亲
47、本品种。亲本来源：亲本来源：品种资源中的地方品种、系统选品种资源中的地方品种、系统选育法育成的品种、杂交育种法育成的品种、育法育成的品种、杂交育种法育成的品种、杂交回交相结合育种法育成的品种。杂交回交相结合育种法育成的品种。第六十九页，本课件共有103页2 2、亲本自交系的选育方法、亲本自交系的选育方法原始材料：原始材料：地方品种和推广品种、各类杂交地方品种和推广品种、各类杂交种、综合品种或人工组成的群体。种、综合品种或人工组成的群体。自交系选育方法自交系选育方法系谱法系谱法连续多代自交结合农艺性状选择和配合连续多代自交结合农艺性状选择和配合力测定来进行，在自交选育过程中形成系谱，力测定来进行
48、，在自交选育过程中形成系谱，并始终按照农艺性状优良，一般配合力高和并始终按照农艺性状优良，一般配合力高和遗传纯合遗传纯合3 3项基本目标进行选择。项基本目标进行选择。人工套袋自交。人工套袋自交。第七十页，本课件共有103页v二、亲本选配vv(一)对杂种亲本的基本要求v 杂种的亲本一般为纯系或自交系，不直接用于生产。v基本要求：v1.纯度高 是杂交种高度一致性和稳定性的基础 v2.一般配合力高 是产生强优势杂种的遗传基础v3.优良农艺性状 是强优势杂种的基础平台v4.亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求 第七十一页，本课件共有103页产量性状产量性状品质性状品质性状植株性状植株性状抗逆
49、性抗逆性生育特性生育特性对自交系农艺性状的选择对自交系农艺性状的选择第七十二页，本课件共有103页 对自交系生育性状的选育，对自交系生育性状的选育，如雌雄花期的协如雌雄花期的协调性，雌蕊接受花粉能力强，亲和性好，可长调性，雌蕊接受花粉能力强，亲和性好，可长时间接受受精；花药散粉时间长，花粉量大，时间接受受精；花药散粉时间长，花粉量大，结实率高等。结实率高等。在选择优良农艺性状的基础上，还需要对在选择优良农艺性状的基础上，还需要对自交系进行配合力测定。自交系进行配合力测定。配合力测定通常在配合力测定通常在完成自交系选育之后进行，但也有主张在早代进行完成自交系选育之后进行，但也有主张在早代进行配合
50、力测定，一般在自交配合力测定，一般在自交3434代（代（S3S4S3S4）时进）时进行。根据配合力的高低，作进一步选择，最后才能行。根据配合力的高低，作进一步选择，最后才能选出农艺性状优良、配合力高、表型整齐一致、能选出农艺性状优良、配合力高、表型整齐一致、能稳定遗传的自交系。稳定遗传的自交系。第七十三页，本课件共有103页（一）改良的目的（一）改良的目的 在亲本系或自交系的选育过程中，很难选出十全十美在亲本系或自交系的选育过程中，很难选出十全十美的亲本系或自交系，的亲本系或自交系，难免存在个别缺点。如果个别缺难免存在个别缺点。如果个别缺点性状不加以改良，将影响这些优良亲本系的利用。点性状不加