第六章杂交育种和回交育种

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1、第六章 杂交育种和回交育种, 1、杂交：不同基因型配子结合或相互交配产生杂种的过程。它是生物遗传变异的重要来源。 杂交包括有性杂交和无性杂交。 2、杂交育种：通过种内不同品种间杂交获得杂种，继而对杂种后代进行选择、培育育成符合生产要求新品种的方法。,杂交育种是选育作物新品种的主要方法之一。 是与其它育种途径相配套的重要程序 杂交育种可同时改良多个目标性状 杂种后代有可能出现亲本所不具有的新类型。 杂交育种是目前国内外应用最普遍、最有成效的一种育种方法。,第一节 杂交育种的意义,杂交育种的遗传原理,1、基因重组综合双亲优良性状,可将不同亲本的优良基因集中于新品种中。,2、基因互作产生新的性状,不

2、同显性基因互作或互补产生新性状，互作的基因在二亲本上，则通过杂交可使互补基因相互结合而产生新性状。,3、基因积累产生超亲性状,对数量性状来说，由分散在双亲中的微效多基因累积在后代中引起。,第二节 杂交亲本的选配,亲本选配是指选用哪些材料作亲本，配置什么样的杂交组合。 亲本的选择：指根据育种目标选用具有优良性状的品种类型作为杂交亲本。 亲本的选配：指从入选的亲本中选用哪些亲本杂交，怎样杂交。,一、亲本选配工作的重要性,亲本选配是杂交育种成败的关键. 亲本选配得当，在杂交后代中就能选育出优良品种。而亲本选配不当则往往事倍功半，甚至劳而无获。 提供了广泛而适宜的遗传基础. 有利基因一般存在于种内不同

3、变种、不同品种的不同种质内，亲本选配就是根据育种目标选择携带不同有利基因的亲本，进行适当的组配，从而为杂交后代提供恰当而广泛的遗传基础，创造出更多的选择机会，为杂交育种的成功准备了必要的条件。,二、亲本选配的一般原则,1、双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上的优缺点尽可能互补. 2、亲本之一最好是能适应当地条件、综合性状较好的推广品种。 3、选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的材料作亲本。 4、 选用一般配合力好的材料作亲本。,第三节 杂交技术和杂交方式,一、杂交技术 二、杂交方式,一、杂交技术,杂交的方法与技术依作物特点而异，但其共同原则有以下几点： （一）调节开花期 （二）控

4、制授粉 （三）授粉后的管理,二、杂交方式,杂交方式：指杂交亲本的组合方式，即杂交组合用多少亲本，以及各亲本间如何配置的问题。 杂交方式是影响杂交育种成效的重要因素之一，并决定杂种后代的变异程度。杂交方式一般根据育种目标的性状要求、亲本材料的性状组成、性状的遗传规律以及试验条件等决定亲本的组合方式。,（一）单交（single cross）或成对杂交,用两个亲本进行杂交称单交。两个品种一为母本，一为父本，只进行一次杂交的方法称为单交，用AB或A/B表示。单交简单易行，育种时间短，杂种后代群体规模也相对较小。当A、B两个亲本主要优缺点能互补、两亲本性状的综合基本上能符合育种目标要求时，应尽量采用单交

5、方式。,（二）复交,复交是指用三个或三个以上的品种作亲本，进行两次或两次以上的杂交。一般是先将一些亲本配成单交组合，再进行单交组合之间或单交组合与其它亲本的杂交。,复交的方式有：,1、三交：三交即三个品种间的杂交 ，即以单交的F1或其它世代杂种再与另一个品种杂交，用A/B/C表示。一般用综合性状优良的品种或具有重要目标性状的亲本作最后一次杂交的亲本。,1、三交,2、双交,双交是指两个单交的F1再次杂交，参加杂交的亲本可以是3个，也可以是4个，A/B/C/D、A/B/A/C。 三亲本双交是将一个亲本分别与其它两亲本先配成单交，再将两单交F1进行杂交。,3、四交,四交:四个亲本先后杂交 (A B)

6、 C D 或 A/B/C/3/D 四交是选用4个亲本的杂交 五交,六交 双交只需杂交两次，而四交则需要杂交三次，因此，一般宜用双交，而不是四交，四交只是在弥补三交不足时才采用。四交杂种的遗传基础丰富，育成新类型的可能性较大。,当育种目标所要求的性状增加，难以培育出超过现有的品种水平的新品种时，采用不同形式的聚合杂交，采用复交和有限回交相结合的方法把集中分散在不同亲本中的优良性状，集中到重点改造的品种中，使其更加完善，并产生超亲的后代。,4、聚合杂交,（1）根据最大重组原理的聚合杂交 第一年 AB CD EF GH A占50% 第二年 A占25% 第三年 A占13%,（2）根据超亲重组原理的聚合

7、杂交 第一年 AB AC AD AE A占50% 第二年 A占50% 第三年 A占50%,复交一般在下述情况下运用：单交后代不完全符合育种目标，现有亲本中也找不到一个亲本能对其缺点完全补偿，或某亲本有非常突出的优点，但缺点也很明显，一次杂交对其缺点难以克服时宜采用复交。 复交一般应遵循的原则是：综合性状较好、适应性较强、并有一定丰产性的亲本应安排在最后一次杂交 ，以使其核遗传组成在杂种中占有较大的比重，从而增强杂种后代的优良性状。,第四节 杂种后代的选择,杂种后代处理的方法有： 系谱法 混合法 衍生系统法 和单籽传法 系谱法是目前国内外作物杂交育种工作中最常用的一种方法。,一、系谱法,(一）概

8、念 系谱法：自杂种第一次分离世代(单交F2复交F1)开始选株，分别种成株行，每株行成为一个系统（株系），以后各世代在优良系统中连续选单株，直到选出优良一致系统，升级进行产量试验。 在选择过程中，各世代都给以系统的编号，以便查找系统史和血缘关系。 特点：以株建系，可查祖谱。,杂种一代(F1) 主要任务是分辨真假杂种， 除掉与母本完全相同的假杂种，淘汰具有严重缺点的组合。不进行选单株。 （1）种植：按杂交组合排列种植，点播、 组合两旁分别种植父母本.种植数决定于F2群体的大小及繁殖系数。 （2）特点：性状表现一致，群体小 （3）选择： 去假杂种： 与母本为对照，注意标志性状；淘汰有严重缺点的组合：

9、如早衰、病虫害严重的 （4）收获: 同一组合的单株混合收获，写明行号、组合名称及编号。不同组合分别脱粒装袋保存。,（二）系谱法的工作要点,杂种二代(F2)或复交一代选择的关键世代 主要任务是选定优良组合，淘汰不良组合，并从优良组合中选拔优良单株，其中选单株是这一世代的工作重点。 （1）种植：按杂交组合点播,组合前后分别种植父母本，同时，每逢10或20行种植一行推广品种做为对照。 （2）特点：性状分离的重点世代，群体量大。,（3）选择：是选择的关键世代,也是选择难度最大的世代; 先选组合，后选单株; 复交组合多选（最后一次杂交的亲本尚未重组）；选择数量几株到几十株不等。 （4）收获： 入选植株分

10、株收获,稻麦等有分蘖的禾谷类作物应连根拔起，将同一组合的各个单株捆成一捆，并标明行号。在田间选择的基础上，在室内进行细致的分株考种脱粒，分株保存。并编写组合号、行号和株号。,杂种第三代(F3)对入选F2单株进一步鉴定和选择的重要世代 主要工作内容是选拔优良株系，淘汰不良系统。 （1）种植：按组合排列，当选单株点播成行；在适当位置种植对照品种。 （2）特点：不同株系间差异显著，同一株系内植株间性状存在分离。分离幅度小于F2，主要性状表现趋势明显，个别株行基本稳定。 （3）选择：优良组合中确定优良系统，从中选择优良单株；入选的系统选择3-10株不等；个别系统性状基本整齐一致，而且表现突出，可以提前

11、参加产量试验。 （4）收获： 每个单株按组合株系分别收获、编号; 按株分别脱粒保存。,杂种四代(F4)及其以后世代选拔优良一致的系统 主要工作内容是选择优良系统群中的优良系统,并从中选拔优良单株。 （1）种植：按组合、按系统排列，当选单株点播成行；设对照。 （2）特点：株系群间差异大，同一株系群内各株系间差异较小，同一株系内单株间基本相似，但仍有性状分离。 （3）选择:首先选择系统群，再从优良系统内选优良株系，再选择优良单株；部分株系稳定一致，选择优系升级为品系，下季产量试验（鉴定或品比）；进一步淘汰不良系统。 （4）收获： 收获同F3。将优良系统的中选单株连根拔起，同一系内的单株捆成一捆，挂

12、牌标明行号，按株分别脱粒保存。,F5及其以后世代的工作与F4相同,（三）系谱法的优缺点,（一）概念： 在杂种分离世代，按组合代代混合种植，不加选择，直到遗传性趋于稳定,杂种后代纯合个体达80%以上时(约在F5F8)，才开始选择一次单株，下年种成系统(株系)，然后选择优良株系，升级产量比较试验。,二、混合法,（二）混合法的理论依据, 1、很多重要的经济性状是由微效多基因控制的，早代遗传力低，纯合个体少，表现型受环境影响大，选择的可靠性差。例如产量、穗粒数、分蘖力、衣分、含油量等等。早代选择损失大量优良基因和重组类型。 2、混合法可以在后代群体中保存各种优良基因，并增加以后世代中优良基因重组的机会

13、。混合世代自然选择有利于群体适应当地生态和逆境。,（三） 工作要点： 杂种分离世代按组合混收混种，混合群体要大，代表性要强，每组合种上万株。 杂种后代遗传性趋于稳定的世代，稀植点播，大量进行单株选择， 每组合选 30005000 株（纯合个体数达 80% 左右的世代，约 F5F8） 株系比较，当选单株种成株行，选拔优良株系，按系混收 升级试验。,（四）混合法优缺点,混合法和系谱法的比较, 对于质量性状和简单遗传的数量性状，系谱法早代选择，能较早集中精力选择优系。混合法高代选株，选择数量大，后期工作量大，需要的年限也较长。 系谱法对家系记载清楚，针对历史表现评定取舍。 混合法无法考证历史，评定取

14、舍比较困难。 系谱法F2起严格选株，中选率低，易丢失好类型， 混合法在同一个组合内保留多种类型，有更多的机会选到优良的株系。 系谱法年年选择，工作较繁琐。混合法则比较简单。,1、工作要点（低代高代选两头） F2或F3世代进行一次单株选择；单株繁殖的后代混合种植成衍生系统， 混种混收几代；淘汰明显不良的衍生系统 ，直至性状趋于稳定（F5 F8）；从中再进行一次单株选择，种成株系（系统）；优系升级为品系进入产量试验。,三、衍生系统法,2、衍生系统法的特点： 兼具系谱法和混合法的优点，克服了两种方法的缺点： 在早代，主要遗传力高的性状进行一次选择，中选数量上可以比系谱法多，保留较多的基因型；按株行种

15、植，在株行内可以及早获得优良株系；在高代，主要选择遗传力低的性状，保证了选择的可靠性，减少了选择世代的工作量。,1、方法： 从F2开始，各世代淘汰不良单株，其余按组合每株采收一粒或几粒种子，混合繁殖，直到F5或F6代，再选株，下年种成株系，选择优系参加产量比较试验。,四、单籽传法（SSD法),2、优缺点： 优点： 保持组合内株间变异，保留群体丰富遗传基础。 各世代从每株采收等量种子，使不同类型在群体中维持稳定比例，适应性弱的性状，不易被自然选择所淘汰。 每株收一粒种子,种植规模小,利于温室异地加代。 缺点： 缺乏历史记载，评定取舍比较困难。 后期进行一次选择,保留类型多,工作量大。,原始材料和

16、亲本圃,一、杂交育种程序,第五节 杂交育种程序和加速育种进程的方法,二、加速育种进程的方法 加速世代进程 加速试验进程 加快种子繁殖,（一）加速世代进程 1. 异地加代： （1）北种南繁：如：水稻在海南岛可种三季，11月-来年四月可到海南岛加一代。 （2）南种北繁：如：广东省冬种春麦收后到东北或西北或云贵高原可再种一季。 2. 当地加代,（二） 加速试验进程 1. 早代测产： F3- F5对各株系边选择边测产。 2. 提早升级：对突出的低世代优异系统提前升级 ，提早参加多点试验 3. 提早繁殖：边选育边试验边繁殖，提早进行生产试验，繁殖种子。,第六节 回交育种,一、回交育种的意义及遗传效应 二、回交育种方法 三、回交的特点及其应用价值 四、回交育种程序