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1、2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,1,园艺植物育种学杂种优势育种,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,2,outline,杂种优势育种的概念与利用价值,杂种优势,杂种优势育种的一般程序,杂交种子的生产,雄性不育系的选育利用,自交不亲和系的选育与利用,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,3,杂种优势育种的概念与利用价值,概念,产生原因,度量方法,杂种优势的表现及利用,配合力的测定,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,4,杂种优势,自交衰退,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、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象,概念,异花授粉植物连续
2、自交多代出现生理机能衰退，如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,6,观点：优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间这些显性效应的累积作用,P1,P2,F1,P1,P2,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,7,观点：优势来源于等位基因间的互作，基因间无显、隐关系。,若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,8,观点：优势来源于非等位基因间的互作，即基因位点间非加性遗传效应。,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,9,杂种优势的度量,
3、中亲优势（mid-parent heterosis）,超亲优势 （over-parent heterosis）,超标优势（over-standare heterosis）,杂种优势指数（index of heterosis）,Hm=(F1-MP)/MP100%,Hp=(F1-Ph)/Ph 100%,Hs=(F1-CK)/CK 100%,Hi=F1/MP 100%,注：MP = (P1+ P2 ) /2,离中优势,H =2(F1-MP)/( P1 P2） 100%,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,10,优势育种与杂交育种的比较,相同点,相异点,基本原理和采用的手段相同,杂种,
4、1、所利用的遗传效应不同,优势育种,杂交育种,加性效应 显性效应 上位性效应,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,11,杂种优势的表现及利用,杂种优势的表现,特点,类型,相对性,杂种优势的利用价值和方式,利用价值的评价,影响杂种种子成本的主要因素,杂种优势的早期预测与固定,杂种产生的经济效益 VS 生产杂种种子的成本,生产用种量和繁殖系数； 去雄、授粉的劳动成本,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,12,杂种优势的早期预测与固定,早期预测,群体遗传学方法,生理遗传学方法,分子遗传学方法,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,13,生理遗传学方法,线粒体、叶
5、绿体和匀浆互补法,酵母培养法,同工酶和酶活性法,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,14,B,N,亲本的遗传差异,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,15,配合力的测定,配合力的概念,配合力与育种的关系,配合力的测定方法,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,16,配合力的概念,一般配合力,特殊配合力,又称组合力，是衡量亲本系在其所配的F1中某种性状的好坏与强弱的指标。,指某一亲本系与其他亲本系所配的几个F1某种性状平均值与该试验全部F1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论值的离差。,图解与实例,g.c.a,s.
6、c.a,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,17,SC3 =Xc3-u- gc- g3=11.6-10.6-0.3-0.1=0.6,10.6,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,18,配合力与育种的关系,深入理解各种遗传效应,配合力遗传效应育种途径,加性效应,非加性效应,显性效应,超显性效应,上位性效应,B,N,new,new,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,19,加性效应,一个个体的遗传组成所固有的遗传信息，它所含的基因位点数是一定的，能稳定地传递给后代。,即无论是A、a、B还是b，它们传递到下一代基本不会改变，A还是A，无论亲本间发生杂交与否，它
7、本身所含的遗传信息不变。所有这些效应的积加构成加性效应。亲本携带的优良基因多，它与其它个体配组产生的优良性状也就多，表现为一般配合力好。,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,20,非加性效应,等位基因间的“互作”效应,非等位基因间的“互作”效应,。 在各个不同的亲本个体中下述三种遗传效应在各种基因间发生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从而各亲本杂交所产生的后代在最终的性状表达上各不相同，即产生的优势不同，表现为各自配组的特殊配合力不同。,B,N,等位基因间的“显隐”效应,虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在各自的位点上出现的机会不同，或者它们之间的关
8、系表现的机会不同。,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,21,第三节 杂交种子的生产,一、简易制种法,二、利用苗期标记性状的的制种法,三、利用化学去雄剂的制种法,四、利用雄性不育系的制种法,五、利用自交不亲和系的制种法,六、利用雌性系的制种法,七、利用雌株系的制种法,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,22,杂交优势育种利用化学去雄剂的制种法,概念,化学去雄剂的种类,化学去雄的机理,制 种 方 法,返回,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,23,杂交优势育种利用化学去雄剂的制种法,概念,它是不经人工去雄, 选用某种化学药剂, 在植株生长发育的一定时期喷洒于母本,
9、 直接杀伤或抑制雄性器官, 造成生理不育, 以达到去雄的目的,返回,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,24,杂交优势育种利用化学去雄剂的制种法,所谓适宜的施用时期，是指能诱导最大的雄性不育度，而对雌蕊育性无影响或影响甚小，并不产生或极少产生其他不良效应的施用时期。,制 种 方 法,返回,选择适合的去雄剂；,选择适宜的时期；,选择浓度和剂量。,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,25,杂交优势育种利用雌性系的制种法,概念,雌性系的选育,雌性系是指具有雌性基因，只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系。,从国内外引进雌性系直接利用或转育；,从以雌性系为母本的F1代杂种自交分离选育雌性系
10、；,用雌雄株与完全花株或雌全株杂交，可以从后代内分离出纯雌株，再经回交、诱雄、自交得到。,继续,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,26,杂交优势育种利用雌性系的制种法,制 种 方 法,雌性系的繁殖需在隔离区用赤霉素、硝酸银或硫代硫酸钠处理促使部分雌性株产生雄花，利用天然授粉，采收的种子供下一代母本之用。赤霉素（GA3）诱雄的有效浓度是11.5g/L；AgNO3为50500mg/L，硫代硫酸钠为920mg/L。,返回,雌 性 系 繁 殖,F1及父本的种子生产,1：35,：,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,27,杂交优势育种利用雌株系的制种法,返回,菠菜雌株系的选育是从优良品
11、种群体中选择优良的纯雌株作母本，以该品种中优良的强雌两性株作父本杂交，其F1就是纯株系（纯雌株占95以上）。,利用雌株系的制种法,下一节,雌株系的获得,制种方法,基本方法同雌性系制种法，不同是雌株系的获得因植物不同而异。,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,28,第四节 雄性不育系的选育利用,一、雄性不育系的概念,二、雄性不育系的选育,三、利用雄性不育系制种的方法和步骤,杂交优势育种雄性不育系的选育利用,B,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,29,杂交优势育种雄性不育系的选育利用,雄性不育性与雄性不育系,雄性不育的表现形式,雄性不育的遗传类型,雄性不育系的利用价值,返回,
12、2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,30,杂交优势育种雄性不育系的选育利用概念,雄性不育性,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，称为雄性不育性。,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A系。,返回,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,31,杂交优势育种雄性不育系的选育利用表现形式,雄蕊退化或变形,花药异常,雌雄蕊异长,产 雌 性,返回,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,32,杂交优势育种雄性不育系的选育利用遗传类型,核不育型,胞核不育型,（Genetic male sterility，简称G
13、MS）,（Cytoplasmic-genic male sterility，简称CMS）,返回,细胞质不育型,（cytoplasmic male sterility）,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,33,杂交优势育种雄性不育系的选育利用利用价值,省去了人工去雄,提高杂种一代种子质量,为一些因花器小，人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟了新途径,返回,上一级,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,34,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,1原始雄性不育材料的获得和临时保存,利用自然变异,远缘杂交,人工诱变,自交和品种间杂交,引种和选育,获得,2
14、020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,35,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,1原始雄性不育材料的获得和临时保存,无性繁殖,人工自交,隔离区内自由授粉,两亲回交法,临时保存,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,36,用来给雄性不育系授粉，使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交系。,用来给雄性不育系授粉，使每个后代植株继续保持着雄性不育特性的纯合自交系 。,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,2CMS系的选育和利用,雄性不育系（简称不育系或A系）,是指具有雄性不育的特性且能稳定遗传的纯合系统。,雄性不育保持系（简称保持系或B系）,雄性不育恢复系（简称恢复系或C系
15、）,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,37,不育系和保持系的选育,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,选育保持系常用的方法有测交筛选保持系和人工合成保持系两种。,测交筛选保持系的程序是在获得原始雄性不育株的品种群体或其他品种群体中，选择若干经济性状良好的植株，分别作两种交配，一是测交，测定各个父本株对雄性不育性的保持能力，二是各个父本株自交，繁殖后代,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,38,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,父本株（S0代）,原始不育株 S (msms),1S（MsMs）2S(Msms)1S(msms),(1) S (msms),全是不育株（该F1为雄
16、性不育系。父本为保持系）。,（3） 1S (Msms)1S (msms),育性分离织(继续筛选）,（2） S (Msms),全部是可育株的组合（淘汰）,图6-4 测交筛选保持系示意图,F (msms) 保持系,F (MsMs)全可育,全可育,S1全可育,S（Msms）,人工合成保持系,N,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,39,雄性不育系的转育,杂交优势育种雄性不育系的选育利用转育,通常的转育方法有直接转育法和间接转育法两种。,CMS系的利用,图,继续,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,40,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,返回,2020/7/10,园艺育种学杂种优势育种,41,3GMS的选育和利用,杂交优势育种雄性不育系的选育利用选育,GMS与两用系的概念
