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1、1杂种优势自交衰退两个遗传组成不同两个遗传组成不同两个遗传组成不同两个遗传组成不同的亲本杂交产生的的亲本杂交产生的的亲本杂交产生的的亲本杂交产生的F F1 1植株在生活力、生植株在生活力、生植株在生活力、生植株在生活力、生长势、抗逆性和丰长势、抗逆性和丰长势、抗逆性和丰长势、抗逆性和丰产性等方面超过双产性等方面超过双产性等方面超过双产性等方面超过双亲的现象亲的现象亲的现象亲的现象一、概念一、概念异花授粉植物连续自交多异花授粉植物连续自交多异花授粉植物连续自交多异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，如代出现生理机能衰退，如代出现生理机能衰退，如代出现生理机能衰退，如植株生长势及抗性减弱，植株
2、生长势及抗性减弱，植株生长势及抗性减弱，植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退生活力下降，经济性状退生活力下降，经济性状退生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象化，产量降低的现象化，产量降低的现象化，产量降低的现象杂杂交交显显显显性性性性自自交交隐隐隐隐性性性性第1页/共125页2二、杂种优势的遗传机制杂种优势的遗传机制显性假说显性假说显性假说显性假说（dominance hypothesisdominance hypothesisdominance hypothesisdominance hypothesis）超显性假说超显性假说超显性假说超显性假说（overoverdominanc
3、e hypothesisdominance hypothesisdominance hypothesisdominance hypothesis）第2页/共125页3优势来源于等位基因间的优势来源于等位基因间的优势来源于等位基因间的优势来源于等位基因间的显性效应显性效应显性效应显性效应和非等位基因间这些显性效应的和非等位基因间这些显性效应的和非等位基因间这些显性效应的和非等位基因间这些显性效应的累积累积累积累积作用。作用。作用。作用。DAAbbccDdaaBBCCdAbcDdaBCDAAbbccDdaaBBCCdP1P2F1P1P2显性假说观点显性假说观点显性假说观点显性假说观点第3页/共12
4、5页4优势来源于等位基因间的优势来源于等位基因间的优势来源于等位基因间的优势来源于等位基因间的互作互作互作互作，基因间无显、隐关系。，基因间无显、隐关系。，基因间无显、隐关系。，基因间无显、隐关系。Aa AA和 aa 若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么a1a2a1a3a1a4.anan-1a1a1a2a2a3a3.anan超显性假说观点超显性假说观点超显性假说观点超显性假说观点第4页/共125页5优势杂交育种与常规杂交育种的比较优势杂交育种与常规杂交育种的比较优势杂交育
5、种与常规杂交育种的比较优势杂交育种与常规杂交育种的比较相同点相同点相异点相异点基本原理和采用的手基本原理和采用的手段相同段相同杂种杂种杂种杂种1 1、所利用的遗传效应不同、所利用的遗传效应不同、所利用的遗传效应不同、所利用的遗传效应不同优势育种优势育种优势育种优势育种杂交育种杂交育种杂交育种杂交育种加性效应加性效应加性效应加性效应显性效应显性效应显性效应显性效应上位性效应上位性效应上位性效应上位性效应 部分部分部分部分 2 2、育种程序不同、育种程序不同、育种程序不同、育种程序不同先纯后杂先纯后杂先纯后杂先纯后杂先杂后纯先杂后纯先杂后纯先杂后纯3 3、制种方法不同、制种方法不同、制种方法不同、
6、制种方法不同程序繁杂，成本高程序繁杂，成本高程序繁杂，成本高程序繁杂，成本高方法简便方法简便方法简便方法简便成本低成本低成本低成本低第5页/共125页6（1）超中优势指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值 与双亲（P1或P2）同一性状之和平均值差数的比率。F1-(P1+P2)/2H=100%(P1+P2)/2三、杂种优势的度量方法三、杂种优势的度量方法第6页/共125页7（2）超亲优势指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本（Ph）同一性状平均值差数的比率。F1-PhH=X 100%Ph第7页/共125页8（3）超标优势指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与当地推广
7、品种（CK）同一性状的平均值差数的比率。也有称为竞争优势。F1-CKH=X100%CK第8页/共125页9（4）杂种优势指数杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值，也用百分率表示。F1H=X100%（P1+P2）/2第9页/共125页10（5）离中优势又叫平均显性度。以双亲平均数之差的一半衡量F1优势的方法。F1-（P1+P2)/2H=X100%（P1-P2）/2第10页/共125页11四、杂种优势利用概况四、杂种优势利用概况G.H.Shull(1914)G.H.Shull(1914)首次提出杂种优势术语；首次提出杂种优势术语；H Pearson(1932)H Pearson(
8、1932)首次提出利用自交不亲和系配制甘蓝杂种首次提出利用自交不亲和系配制甘蓝杂种一代；一代；D.F.Jones(1943)D.F.Jones(1943)利用细胞质雄性不育系生产洋葱杂种一代；利用细胞质雄性不育系生产洋葱杂种一代；日本：二十世纪日本：二十世纪20-3020-30年代开展茄子、西瓜、黄瓜、番茄等年代开展茄子、西瓜、黄瓜、番茄等杂优利用研究。杂优利用研究。6060年代中期，甘蓝、番茄、大白菜、茄子、年代中期，甘蓝、番茄、大白菜、茄子、黄瓜的一代杂种已占总栽培面积黄瓜的一代杂种已占总栽培面积8080。目前，番茄、白菜、。目前，番茄、白菜、甘蓝、萝卜等几乎甘蓝、萝卜等几乎100100是
9、杂交种。是杂交种。美国：胡萝卜、洋葱、黄瓜杂种一代占美国：胡萝卜、洋葱、黄瓜杂种一代占85%85%；菠菜；菠菜100%100%。中国：从中国：从5050年代开始利用：甘蓝、白菜、番茄、茄子、辣椒、年代开始利用：甘蓝、白菜、番茄、茄子、辣椒、黄瓜、西瓜、甜瓜大面积生产。目前已经育成黄瓜、西瓜、甜瓜大面积生产。目前已经育成2020种园艺作物种园艺作物400400个杂交品种。个杂交品种。第11页/共125页12五、杂种优势的分类五、杂种优势的分类体质型：杂种的营养器官发育良好。如茎、叶生长发育体质型：杂种的营养器官发育良好。如茎、叶生长发育旺盛，产量高；旺盛，产量高；生殖型：杂种的生殖器官发育较强。
10、如结实器官增大，生殖型：杂种的生殖器官发育较强。如结实器官增大，结实性增强，种子和果实产量高；结实性增强，种子和果实产量高；适应型：杂种具有较高的生活力、适应性和生长竞争能适应型：杂种具有较高的生活力、适应性和生长竞争能力。力。第12页/共125页13六、杂种优势表现的特点六、杂种优势表现的特点杂种优势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不杂种优势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不同而呈现复杂多样性。同而呈现复杂多样性。从基因型看，自交系之间的杂种优势往往强于自由授从基因型看，自交系之间的杂种优势往往强于自由授粉品种间的杂种优势；不同自交系组合间的杂种优势，粉品种间的杂种优势；不同自交系组
11、合间的杂种优势，也有很大差异。也有很大差异。从性状看也是不一致的，在一些综合性状上往往表现从性状看也是不一致的，在一些综合性状上往往表现为较强的杂种优势，而在一些单一性状上个别组合的为较强的杂种优势，而在一些单一性状上个别组合的果重还存在负向优势。果重还存在负向优势。（一）复杂性（一）复杂性第13页/共125页14（二）杂种优势强弱与亲本性状的差异及纯度关系密（二）杂种优势强弱与亲本性状的差异及纯度关系密切切一般来说，当亲本自然杂交亲和前提下，亲本间一般来说，当亲本自然杂交亲和前提下，亲本间的亲缘关系、生态类型、地理距离及性状上的亲缘关系、生态类型、地理距离及性状上差异差异大且性状具有互补性大
12、且性状具有互补性时，其时，其F F1 1优势往往较强。优势往往较强。第14页/共125页15（三）（三）F F2 2及以后世代杂种优势的衰退及以后世代杂种优势的衰退F F1 1群体间基因型的高度杂合及表现型的整齐群体间基因型的高度杂合及表现型的整齐一致性是构成强杂种优势的基本条件。一致性是构成强杂种优势的基本条件。F F2 2及以后世代的基因分离重组则破坏了这个及以后世代的基因分离重组则破坏了这个基本条件。基因的分离也导致了表现型的不基本条件。基因的分离也导致了表现型的不一致。一致。第15页/共125页16线粒体互补法线粒体互补法酵母培养法酵母培养法同工酶分析法同工酶分析法酵 母P P1 1P
13、 P2 2P P1 1P P2 2F F1 1B B N N分子生物学方法分子生物学方法RFLPRFLPRAPDRAPD七、杂种优势的早期预测与固定七、杂种优势的早期预测与固定预预预预测测测测第16页/共125页17杂种优势的固定染色体加倍法染色体加倍法无性繁殖法无性繁殖法无融合生殖法无融合生殖法平衡致死法平衡致死法第17页/共125页18无性繁殖法无性繁殖法无性繁殖或组培。无性繁殖或组培。问题：多数有性繁殖植物不容易实行无性繁问题：多数有性繁殖植物不容易实行无性繁殖，或是成本过高，甚至比每年制种所需的殖，或是成本过高，甚至比每年制种所需的费用还大。费用还大。第18页/共125页19无融合生殖
14、法无融合生殖法无融合生殖无融合生殖是由未经减数分裂的珠心、珠被的是由未经减数分裂的珠心、珠被的体细胞发育成的种子。无性繁殖的一种特殊形体细胞发育成的种子。无性繁殖的一种特殊形式。式。无融合生殖也可通过选择、诱变、远缘杂交等无融合生殖也可通过选择、诱变、远缘杂交等方法获得。方法获得。第19页/共125页20染色体加倍法染色体加倍法以一对基因以一对基因AaAa为例，根据显性假说，为例，根据显性假说，F F2 2之所之所以优势下降是因为以优势下降是因为F F2 2中出现了中出现了25%25%的的aaaa基因型。基因型。如果将如果将F F1 1（AaAa）加倍变成双二倍体）加倍变成双二倍体AAaaAA
15、aa，这，这种双二倍体自交留种，下一代种双二倍体自交留种，下一代aaaaaaaa基因型的基因型的个体只占个体只占1/161/16（6.5%6.5%）。）。此法可部分固定杂种优势，但随着留种代数此法可部分固定杂种优势，但随着留种代数的增加，基因型为纯合隐性的个体会逐渐增的增加，基因型为纯合隐性的个体会逐渐增加。因此，此法的实用价值不大。加。因此，此法的实用价值不大。第20页/共125页21平衡致死法平衡致死法有些染色体片段处于杂合状态时表现为正常有些染色体片段处于杂合状态时表现为正常的性状，处于纯合状态时，表现为植株致死，的性状，处于纯合状态时，表现为植株致死，使存活下来的个体都有杂种优势。使存
16、活下来的个体都有杂种优势。第21页/共125页22自交系配合力的测定自交系配合力的测定配组方式的确定配组方式的确定优良自交系的选育优良自交系的选育第二节 杂种优势育种的一般程序B B N N第22页/共125页231.1.概念概念一一.优良自交系的选育优良自交系的选育B B N N能否选配出优势明显的杂种一代能否选配出优势明显的杂种一代 能否生产出大量的杂种一代种子和亲本自身种子能否生产出大量的杂种一代种子和亲本自身种子 自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传稳定的自交后代系统。基因型
17、纯合、遗传稳定的自交后代系统。2.2.评价自交系的标准评价自交系的标准第23页/共125页243.3.优良自交系应具备的条件优良自交系应具备的条件“三高三高”:指配合力高、整齐度高、产量指配合力高、整齐度高、产量高。高。“两抗两抗”:指抗病、抗逆境。指抗病、抗逆境。“一好一好”:指综合性状好。指综合性状好。“三高、两抗、一好三高、两抗、一好”第24页/共125页254.4.选育自交系的一般方法选育自交系的一般方法原始材料的原始材料的搜集、鉴定、选择搜集、鉴定、选择优株的选择与自交优株的选择与自交逐代自交选择淘汰逐代自交选择淘汰1)1)系谱选择法系谱选择法第25页/共125页26B B N N2
18、)轮回选择法轮回选择法第一代第一代 自交和侧交自交和侧交第二代第二代 侧交种比较和自交种贮藏侧交种比较和自交种贮藏第三代第三代 组配杂交种组配杂交种第26页/共125页27第27页/共125页28二、自交系配合力的测定二、自交系配合力的测定 配合力的概念配合力的概念配合力的概念配合力的概念 配合力的测定方法配合力的测定方法配合力的测定方法配合力的测定方法B B N N第28页/共125页291.1.配合力的概念配合力的概念又称组合力，是衡量亲本系在其所配的又称组合力，是衡量亲本系在其所配的F F1 1中某种性状的好坏与中某种性状的好坏与强弱的指标。强弱的指标。指某一亲本系与其他亲本系所配的几个
19、指某一亲本系与其他亲本系所配的几个F F1 1某种性状平均值与该试验全某种性状平均值与该试验全部部F F1 1的总平均值相比的差值。的总平均值相比的差值。指某特定组合的某性状的实测值与据双亲一般配合力算得的理指某特定组合的某性状的实测值与据双亲一般配合力算得的理论值的离差。论值的离差。特殊配合力特殊配合力特殊配合力特殊配合力(s.c.a)(s.c.a)(s.c.a)(s.c.a)一般配合力一般配合力一般配合力一般配合力(g.c.a)(g.c.a)(g.c.a)(g.c.a)第29页/共125页30s.c.aij=xij-x-g.c.ai-g.c.ajXij：第i个亲本与第j个亲本的杂交组合某性
20、状的小区 平均实测值；x：该试验各组合某性状的小区总平均值；g.c.ai（j）：第i（j）个亲本的一般配合力。第30页/共125页31S SC3 C3=X=Xc3c3-u-g-u-gc c-g g3 3=11.6-10.6-0.3-0.1=0.6=11.6-10.6-0.3-0.1=0.610.2 11.0 10.6 10.810.1 10.0 9.6 9.89.2 12.0 11.6 10.810.6 10.3 11.1 11.510.79.910.910.910.010.910.710.710.6平均平均g.c.a0.1-0.70.30.3g.c.a-0.60.30.10.12134ABC
21、D某某某某亲亲亲亲本本本本组组组组合合合合的的的的性性性性状状状状调调调调查查查查值值值值B B N N第31页/共125页322.配合力的测定方法顶交法顶交法B B N N半轮配法半轮配法不等配组法不等配组法第32页/共125页33顶交法顶交法以普通品种作测验种，与各个被测自交系配组杂交，以普通品种作测验种，与各个被测自交系配组杂交，下一代比较各个测交种产量下一代比较各个测交种产量(或某种性状值或某种性状值)的高低。的高低。测交种产量高的组合，其被测自交系的配合力高；反测交种产量高的组合，其被测自交系的配合力高；反之，其被测自交系的配合力低。之，其被测自交系的配合力低。优点：配制组合数少，结
22、果便于比较。优点：配制组合数少，结果便于比较。缺点：缺点：a.a.不能分别测算一般配合力和特殊配合力；不能分别测算一般配合力和特殊配合力；b.b.测算结果只代表各被测验者与这一特定测测算结果只代表各被测验者与这一特定测验者验者 的配合力。的配合力。适用：早代适用：早代(如如S0S0或或S1)S1)的配合力测试比较。的配合力测试比较。亲本测验者X1X2X3X4测验种第33页/共125页34不等配组法不等配组法 育成的自交系，按亲本选择选配的原则配成若干个组合。优育成的自交系，按亲本选择选配的原则配成若干个组合。优良的自交系多配一些，不突出的自交系少配一些，从而各个良的自交系多配一些，不突出的自交
23、系少配一些，从而各个自交系实际配成的组合数不相等。自交系实际配成的组合数不相等。优点：方法简单，工作量少。只要每一个亲本配制两个以上优点：方法简单，工作量少。只要每一个亲本配制两个以上组合，就可计算各亲本的一般配合力和各组合的特殊配合力。组合，就可计算各亲本的一般配合力和各组合的特殊配合力。缺点：有些自交系所配组合数目过少，配合力计算结果可靠缺点：有些自交系所配组合数目过少，配合力计算结果可靠性较差。性较差。适用于亲本材料较多并希望直接从中选出优良组合，而由于适用于亲本材料较多并希望直接从中选出优良组合，而由于条件限制只能在少数组合之间进行比较的情况。条件限制只能在少数组合之间进行比较的情况。
24、第34页/共125页35半轮配法半轮配法 将每一个自交系将每一个自交系(或品种或品种)与其他与其他自交系自交系(或品种或品种)一一相配，但不一一相配，但不包括自交和反交组合。包括自交和反交组合。组合数公式：组合数公式：n=P(P-1)n=P(P-1)2 2，n n为组合数；为组合数；P P为亲本数。为亲本数。3241231X12X13X14X23X24X344第35页/共125页36半轮配法特点半轮配法特点既能测定一般配合力又能测定特殊配合力。既能测定一般配合力又能测定特殊配合力。某一杂交组合的实际配合力是由这一对亲本的一般某一杂交组合的实际配合力是由这一对亲本的一般配合力和特殊配合力双方决定
25、的。亲本自交系的一配合力和特殊配合力双方决定的。亲本自交系的一般配合力较高虽能使般配合力较高虽能使F F1 1有关性状的水平较高，但两有关性状的水平较高，但两个一般配合力较高的自交系相配所得的个一般配合力较高的自交系相配所得的F F1 1，并不一，并不一定优于两个一般配合力稍差的自交系相配的定优于两个一般配合力稍差的自交系相配的F F1 1。优点：包含了亲本自交系的各种可能相配组合，不优点：包含了亲本自交系的各种可能相配组合，不会漏掉最优组合。会漏掉最优组合。缺点：需要配成的组合数较多，不适于自交系数较缺点：需要配成的组合数较多，不适于自交系数较多时采用。多时采用。第36页/共125页37三三
26、.配组方式的确定配组方式的确定1.1.1.1.亲本选择选配的原则亲本选择选配的原则亲本选择选配的原则亲本选择选配的原则各亲本的一般配合力高，双亲间特殊配合力高各亲本的一般配合力高，双亲间特殊配合力高双亲性状优良，且互补双亲性状优良，且互补双亲亲缘关系差异适当双亲亲缘关系差异适当双亲自身产量高，花期相近双亲自身产量高，花期相近B B N N第37页/共125页38两个自交系间的杂种一代。两个自交系间的杂种一代。优点：杂种优势极强，株间高度整优点：杂种优势极强，株间高度整齐一致。制种手续较简单。齐一致。制种手续较简单。缺点：有时缺点：有时对环境条件的适应力较对环境条件的适应力较弱弱，生产成本高。，
27、生产成本高。1）单交种（）单交种（AB）（）（singlecrosshybrid）2.2.杂交组合方式的确定杂交组合方式的确定杂交组合方式的确定杂交组合方式的确定第38页/共125页39确定单交种父母本的原则确定单交种父母本的原则双亲本身生产力差异大时，以高产者作母本；双亲本身生产力差异大时，以高产者作母本；双亲经济性状差异大时，以优良性状多者为母本，双亲经济性状差异大时，以优良性状多者为母本，一般用当地丰产品种育成的自交系作母本，而以需一般用当地丰产品种育成的自交系作母本，而以需要引入特殊性状的外地品种的自交系作父本；要引入特殊性状的外地品种的自交系作父本；选繁殖力强的自交系作母本，因其种子
28、生产能力高，选繁殖力强的自交系作母本，因其种子生产能力高，可降低种子的生产成本；可降低种子的生产成本；父本应具有产生大量花粉的能力；父本应具有产生大量花粉的能力；父本的开花期较母本为长，且开花较早；父本的开花期较母本为长，且开花较早；选择具有苗期隐性性状的自交系作母本，以便在苗选择具有苗期隐性性状的自交系作母本，以便在苗期间苗时淘汰非杂交株。期间苗时淘汰非杂交株。第39页/共125页40 4 4个自交系先配成两个单交种，再用两个单交种配成用个自交系先配成两个单交种，再用两个单交种配成用于生产的杂种一代种子。于生产的杂种一代种子。优点：优点：a.a.适应性强，产量稳定。适应性强，产量稳定。b.b
29、.可使亲本自交系的用种量显著节省，杂种种子的产可使亲本自交系的用种量显著节省，杂种种子的产量显著提高，降低制种成本。量显著提高，降低制种成本。缺点：杂种的增产率和一致性不如单交种；制种程序复缺点：杂种的增产率和一致性不如单交种；制种程序复杂。园艺植物生产中至今很少利用。杂。园艺植物生产中至今很少利用。2）双交种（）双交种（AB）（CD）第40页/共125页41说说 明明父母本选配原则同单交种。父母本选配原则同单交种。交配顺序交配顺序:看亲本自交系在重要质量性状方面有无明看亲本自交系在重要质量性状方面有无明显差别，如果亲本自交系在某种性状方面显然不同，显差别，如果亲本自交系在某种性状方面显然不同
30、，则配组顺序应保证一代杂种不分离。则配组顺序应保证一代杂种不分离。如四个番茄品种配制双交种，其中两个为黄果品种，如四个番茄品种配制双交种，其中两个为黄果品种，两个为红果品种，则应采取（黄两个为红果品种，则应采取（黄黄）黄）（红（红红）的红）的配组方式。配组方式。第41页/共125页42用两个自交系先配成单交种，再以单交种作用两个自交系先配成单交种，再以单交种作母本母本与第三个自交系杂交。与第三个自交系杂交。优点优点：单交系生活力强，结实力高，有效降低种子生产成本；单交系生活力强，结实力高，有效降低种子生产成本；可节省一个隔离区，即三交种制种田同时可繁殖作父本可节省一个隔离区，即三交种制种田同时
31、可繁殖作父本 用的自交系；用的自交系；适应性强，产量稳定。适应性强，产量稳定。缺点：缺点：杂种的增产率和一致性较差；制种程序复杂。该方法一般杂种的增产率和一致性较差；制种程序复杂。该方法一般 在园艺植物上很少应用。在园艺植物上很少应用。3）三交种（）三交种（AB）C（threewaycrosshybrid）第42页/共125页43第三节第三节 杂交种子的生产杂交种子的生产人工去雄制种法人工去雄制种法利用化学去雄剂制种法利用化学去雄剂制种法利用苗期标记性状制种法利用苗期标记性状制种法利用利用雌株系制种法利用利用雌株系制种法利用雄株系的制种法利用雄株系的制种法利用雌性系的制种法利用雌性系的制种法利
32、用雄性不育系制种法利用雄性不育系制种法利用自交不亲和系制种法利用自交不亲和系制种法第43页/共125页44一、人工去雄制种法一、人工去雄制种法 将父母本采用合理的将父母本采用合理的配置方式，依靠天然媒介配置方式，依靠天然媒介进行传粉，以生产进行传粉，以生产F F1 1种子。种子。1、异花授粉植物、异花授粉植物第44页/共125页45雌雄异株的异花授粉作物雌雄异株的异花授粉作物生产一代杂种时，将两个亲本系统在隔离区内相邻种植，生产一代杂种时，将两个亲本系统在隔离区内相邻种植，母本母本2 23 3行间种行间种1 1行父本；行父本；在雌雄株可以辨别时，将在雌雄株可以辨别时，将母本系统中的雄株全部拔除
33、母本系统中的雄株全部拔除，每隔每隔2 23d3d拔一次，连续进行拔一次，连续进行2 23 3周；周；开花时依靠风力传播花粉自然杂交结实，在母本株上收开花时依靠风力传播花粉自然杂交结实，在母本株上收获的种子即为杂种，可用于生产；父本株上所结种子，获的种子即为杂种，可用于生产；父本株上所结种子，即为父本系统的原种，供下年配制杂交种之用；而下年即为父本系统的原种，供下年配制杂交种之用；而下年配制杂种用的母本系统原种则需在另一隔离区繁殖。配制杂种用的母本系统原种则需在另一隔离区繁殖。第45页/共125页46第46页/共125页47雌雄同株的异花授粉作物雌雄同株的异花授粉作物将亲本在隔离区内隔行种植，将
34、亲本在隔离区内隔行种植，开花前摘开花前摘除母本系统的雄花除母本系统的雄花，任其天然传粉，其，任其天然传粉，其上所收的种子即为上所收的种子即为F F1 1种子；种子；父本系统上收的种子为父本原种，供下父本系统上收的种子为父本原种，供下年制种用；年制种用；母本系统的原种需在另一隔离区繁殖。母本系统的原种需在另一隔离区繁殖。第47页/共125页48雌雄同花的异花授粉作物雌雄同花的异花授粉作物如洋葱、胡萝卜及十字花科的如洋葱、胡萝卜及十字花科的各种蔬菜，它们杂交优势虽然各种蔬菜，它们杂交优势虽然显著，但因雌雄同花、花器小、显著，但因雌雄同花、花器小、人工杂交去雄困难，每杂交一人工杂交去雄困难，每杂交一
35、朵花只能得到一、二十粒或几朵花只能得到一、二十粒或几粒种子，制种成本高。粒种子，制种成本高。雄性不育系和自交不亲和系雄性不育系和自交不亲和系利利用是最佳途径，以后专门介绍。用是最佳途径，以后专门介绍。第48页/共125页492 2自花授粉及常异花授粉作物自花授粉及常异花授粉作物自花作物开花习性决定了自花作物开花习性决定了只能用人工去雄授只能用人工去雄授粉粉配制杂交种子，较费工，但杂交结实率高，配制杂交种子，较费工，但杂交结实率高，繁殖系数大，播种量又小，每杂交繁殖系数大，播种量又小，每杂交1朵花可获朵花可获得多量杂交种子。相对地说制种成本并不高，得多量杂交种子。相对地说制种成本并不高，经济效果
36、极为显著。经济效果极为显著。第49页/共125页50二、利用苗期标记性状制种法二、利用苗期标记性状制种法二、利用苗期标记性状制种法二、利用苗期标记性状制种法概念概念概念概念要求要求要求要求苗期标记性状：苗期标记性状：苗期标记性状：苗期标记性状：在幼苗期用来区别真假杂种的隐性性状。在幼苗期用来区别真假杂种的隐性性状。1.1.稳定遗传的隐性质量性状稳定遗传的隐性质量性状2.2.必须在苗期出现必须在苗期出现3.3.极易目测辨认极易目测辨认B B N N第50页/共125页51制制制制 种种种种 方方方方 法法法法选用具有苗期隐性性状的品系作母本（如番茄的选用具有苗期隐性性状的品系作母本（如番茄的薯叶
37、、大白菜的无毛等）与具有显性性状的父本薯叶、大白菜的无毛等）与具有显性性状的父本进行进行不去雄不去雄的人工杂交或自然杂交，在杂种幼苗的人工杂交或自然杂交，在杂种幼苗中通过间苗淘汰那些表现隐性性状的假杂种。中通过间苗淘汰那些表现隐性性状的假杂种。大白菜有毛、无毛是一对质量性状，有毛是显性，大白菜有毛、无毛是一对质量性状，有毛是显性，无毛是隐性，无毛是隐性，F F1 1全部有毛；用无毛系统作母本时，全部有毛；用无毛系统作母本时，F F1 1中有毛株是杂种，中有毛株是杂种，无毛株是假杂种无毛株是假杂种，应予淘汰。，应予淘汰。第51页/共125页52三、利用化学去雄剂制种法三、利用化学去雄剂制种法概念
38、概念概念概念 不经人工去雄不经人工去雄,选用某种化学药剂选用某种化学药剂,在植株在植株生长发育的一定时期喷洒于母本生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑直接杀伤或抑制雄性器官制雄性器官,造成生理不育造成生理不育,以达到去雄目的。以达到去雄目的。第52页/共125页53制制制制 种种种种 方方方方 法法法法1.选择适合的去雄剂选择适合的去雄剂 2,3-2,3-二氯异丁酸钠（二氯异丁酸钠（Fw450Fw450），三碘苯甲酸（），三碘苯甲酸（TIBATIBA），），2-2-氯乙基磷酸（乙烯利），二氯异丙醚，氯乙基磷酸（乙烯利），二氯异丙醚，r-r-苯醋酸，二氯乙酸，苯醋酸，二氯乙酸，二氯丙酸，三
39、氯丙酸，二氯丙酸，三氯丙酸，d-d-丙酸，赤霉素，核酸钠，丙酸，赤霉素，核酸钠，2,4-D2,4-D，萘乙，萘乙酸（酸（NAANAA），顺丁烯二酸联胺（），顺丁烯二酸联胺（MHMH），），4-4-氟苯酚羟其乙酸钠盐以氟苯酚羟其乙酸钠盐以及雌性酮类物质。及雌性酮类物质。第53页/共125页542.2.选择适宜的时期、浓度和剂量选择适宜的时期、浓度和剂量 利用乙烯利抑制瓜类雄花发育的方利用乙烯利抑制瓜类雄花发育的方法是目前最有效的。法是目前最有效的。当母本苗期第当母本苗期第1 1真叶充分展时，用真叶充分展时，用250250300mg/L300mg/L的乙烯利进行叶面喷布，的乙烯利进行叶面喷布，每隔
40、每隔3 35d5d喷喷1 1次，共喷次，共喷2 23 3次，能使次，能使母本植株中下部（母本植株中下部（10101515节以下）不节以下）不产生雄蕊，达到去雄目的。产生雄蕊，达到去雄目的。第54页/共125页55（四）利用雌株系制种法（四）利用雌株系制种法菠菜：菠菜：花性分为雌株、纯雄株、营养雄株及雌花性分为雌株、纯雄株、营养雄株及雌雄异花同株四种；雄异花同株四种；在甲雌雄同株品种中选择雌两性株（同一株上在甲雌雄同株品种中选择雌两性株（同一株上有大量有大量花、少量花、少量花），将它与纯雌性株交花），将它与纯雌性株交配，下代即可得配，下代即可得100%100%的纯雌性株；的纯雌性株；用甲品系用甲
41、品系100%100%的纯雌性株与乙品系（父本）隔的纯雌性株与乙品系（父本）隔行种植，利用天然杂交以生产一代杂种。行种植，利用天然杂交以生产一代杂种。第55页/共125页56第56页/共125页57（五）利用雄株系（五）利用雄株系（line of male plant）制种法制种法石刁柏，一般雄株的产量较高，因此选育石刁柏，一般雄株的产量较高，因此选育全是雄株的一代杂种是很有利的。全是雄株的一代杂种是很有利的。石刁柏的雌株具有石刁柏的雌株具有XXXX性染色体，雄株有性染色体，雄株有XYXY性染色体。性染色体。在石刁柏幼苗中筛选出在石刁柏幼苗中筛选出X X和和Y Y的单倍体或用的单倍体或用石刁柏的
42、花药培养法获得了石刁柏的花药培养法获得了X X和和Y Y的单倍体，的单倍体，再经过染色体的加倍而得到纯合体的雌株再经过染色体的加倍而得到纯合体的雌株（XXXX）和超雄株（）和超雄株（YYYY），利用它们进行杂），利用它们进行杂交，即可获得具有相同基因型、性状很一交，即可获得具有相同基因型、性状很一致的全雄株的一代杂种。致的全雄株的一代杂种。第57页/共125页58（六）利用雌性系制种法（六）利用雌性系制种法雌雄同株异花植物如瓜类中有雌性型的植株，雌雄同株异花植物如瓜类中有雌性型的植株，即只生雌花而无雄花，通过选育获得具有这种即只生雌花而无雄花，通过选育获得具有这种稳定遗传性能的系统称为稳定遗传
43、性能的系统称为“雌性系雌性系”（female line）。）。第58页/共125页59利用雌性系配制瓜类一代杂种的方法利用雌性系配制瓜类一代杂种的方法:优良组合栽种父母本的比例一般为优良组合栽种父母本的比例一般为1 13 3。一般每。一般每株留株留2 2个种瓜。个种瓜。第59页/共125页60七、七、利用利用利用利用雄性不育系制种法雄性不育系制种法八、利用自交不亲和系制种法八、利用自交不亲和系制种法第60页/共125页61第四节第四节 雄性不育系的选育利用雄性不育系的选育利用雄性不育系的概念雄性不育系的概念雄性不育的遗传类型雄性不育的遗传类型雄性不育的遗传类型雄性不育的遗传类型雄性不育系的利用
44、价值雄性不育系的利用价值雄性不育系的利用价值雄性不育系的利用价值雄性不育系的选育雄性不育系的选育利用雄性不育系制种的方法利用雄性不育系制种的方法第61页/共125页62雄性不育性雄性不育性雄性不育性雄性不育性雄性不育系雄性不育系雄性不育系雄性不育系两性花植物中，雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象。两性花植物中，雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象。对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或系统即雄性不育系，简称不育系或A A系。系。一）雄性不育系的概念一）雄性不育系的概念一）雄性不育系的概
45、念一）雄性不育系的概念第62页/共125页63核不育型核不育型(Genetic male sterility,GMS)核质互作不育型核质互作不育型(Cytoplasmic-genic male sterility,CMS）细胞质不育型细胞质不育型(cytoplasmic male sterility)二）雄性不育的遗传类型二）雄性不育的遗传类型二）雄性不育的遗传类型二）雄性不育的遗传类型第63页/共125页64细胞质不育型细胞质不育型不育性由胞质基因控制，与细胞核无关。不育性由胞质基因控制，与细胞核无关。特点：用所有可育系给不育系授粉，均能保特点：用所有可育系给不育系授粉，均能保持不育株的不育
46、性。即找不到相应的能使其持不育株的不育性。即找不到相应的能使其育性恢复的恢复源。育性恢复的恢复源。第64页/共125页65核不育型核不育型 不育性由核基因控制。不育性由核基因控制。一对隐性基因（一对隐性基因（msmsmsms）控制。）控制。一对显性基因控制。一对显性基因控制。番茄花粉败育基因番茄花粉败育基因GeGe、大白菜的雄性不育基因、大白菜的雄性不育基因SpSp等。等。复等位基因控制。复等位基因控制。第65页/共125页66 一对隐性基因控制的不育性一对隐性基因控制的不育性 不育基因：不育基因：ms；可育基因：；可育基因：Ms 不育株基因型：不育株基因型：msms可育株基因型：可育株基因型
47、：MsMs、Msms符合孟德尔遗传规律符合孟德尔遗传规律msmsMsMsMsms（可育）（可育）MsMsMsmsMsMs+Msms（全可育）（全可育）msmsMsmsMsms（可育）（可育）+msms（不育）（不育）可育基因型可育基因型“Msms”又是不育基因型的保持基因型。又是不育基因型的保持基因型。（甲型两用系甲型两用系）第66页/共125页67 一对显性基因控制的不育性一对显性基因控制的不育性不育基因：不育基因：Ms,Ms,杂合不育株：杂合不育株：Msms;Msms;纯合不育株：纯合不育株：MsMsMsMs不存在。不存在。MsmsMsms（不育）（不育）msmsmsms（可育）（可育）M
48、smsMsms（不育）（不育）+msms+msms（可（可育）育）该系统不育株与可育株各占该系统不育株与可育株各占50%50%，为，为乙型乙型“两用两用系系”。Van der MeorVan der Meor（19871987）培育）培育的大白菜雄性不育材料的大白菜雄性不育材料就属此类型。就属此类型。第67页/共125页68 复等位基因控制的不育性复等位基因控制的不育性 观点：在控制育性的位点上有观点：在控制育性的位点上有MsMsf、MsMs和和msms三三个复等位基因，个复等位基因，MsMsf为显性恢复基因，为显性恢复基因，MsMs显性不显性不育基因，育基因，msms为隐性可育基因，三者之间
49、的显隐为隐性可育基因，三者之间的显隐性关系为性关系为MsMsfMsmsMsms。不育株不育株:MsMs,Msms:MsMs,Msms 可育株可育株:Ms:MsfMsMsf，MsMsfMsMs，MsMsfms,msmsms,msms。第68页/共125页69核质互作不育型核质互作不育型不育性由核不育基因（不育性由核不育基因（msmsmsms）和细胞质不育基因（）和细胞质不育基因（S S）共同控制。核不育基因与细胞）共同控制。核不育基因与细胞质不育因子共同存在时，才能引起雄性不育。质不育因子共同存在时，才能引起雄性不育。S S：细胞质中的不育因子；：细胞质中的不育因子；N N：细胞质中正常的可育因
50、子：细胞质中正常的可育因子不育基因型：不育基因型：S S（msmsmsms）可育基因型：可育基因型：N N（MsMsMsMs）、）、N N（MsmsMsms）、）、N N（msmsmsms）S S（MsMsMsMs）、）、S S（MsmsMsms）S S（msmsmsms）NN（msmsmsms）S S（msmsmsms）即即 N N（msmsmsms）为雄性不育保持系。）为雄性不育保持系。S S（msmsmsms）NN（MsMsMsMs）或）或S S（MsMsMsMs）S S（MsmsMsms）即即 N N（MsMsMsMs）、）、S S（MsMsMsMs）为雄性不育恢复系。）为雄性不育恢复