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1、有性繁殖园艺植物的杂交一代育种计划制定 实验七园艺植物育种学实验主讲：张菊平河南科技大学林学院一、实验目的通过利用所学杂种优势育种及相关章节的育种知识，制定具体育种计划，加深对所学知识的理解。园艺植物育种学实验二、育种计划制定的依据优势育种是先使亲本纯化为自交系，然后 使纯化的两个自交系杂交获得杂种一代用于生 产。杂种优势强弱主要决定于亲本自交系或品 种的配合力。杂种一代的育种实际上包括两个 步骤：一是自交系选育，有些作物还包括不育 系、保持系、自交不亲和系等的选育；二是配 合力测定，主要进行自交系或品种的配合力测 定，筛选优良杂交组合，考虑到F1种子生产的 难易，在杂种一代选育过程中应加强对
2、与亲本 繁殖和配制杂种有关性状的选择。园艺植物育种学实验根据目标性状的遗传规律，注意构成重要经济性状的各目标性状之间的互补和积加，尽 量使亲本的优良性状能在F1充分表现出来。 (一)亲本的选择和选配园艺植物育种学实验(二)自交系的选育 自花授粉作物的品种近似自交系，可直接利用基因型纯合 的品种作亲本或从品种中经过少数几代选择获得自交系；异 花授粉作物应先选择优良品种或杂交种强制自交，育成纯度 很高的自交系。 当选定作为亲本的材料是地方品种时，采用系谱法，经4 6代自交、分离、选择，获得性状整齐一致遗传性稳定的纯 合自交系，后再进行杂交组合的选配；当选定的亲本已经是 一个自交系，但在个别性状上表
3、现不良或不够突出时，一般 采用轮回选择法、回交法和多亲聚台改进法来改造和提高自 交系的质量。 园艺植物育种学实验 为了加速自交系的选育进度，可采用花粉(药)培养法，培养单倍体植株，然后再使单倍体加倍，获得纯合二倍体。(二)自交系的选育园艺植物育种学实验(三)自交不亲和系的选育 先对初选配合力高的亲本，进行自交不亲和性 的测定，选择标准是花期自交亲和指数小于0.5 或1，蕾期自交亲和指数大于5，可用荧光染色快 速测定法测定自交不亲和性。 初步获得的自交不亲和株系纯度不高，不亲和 性不稳定，必须经过多代(45代)自交选择。这 样选育出来的系统还要测定系内兄妹交的亲和指 数，淘汰系内兄妹交亲和指数大
4、于2的系统。 园艺植物育种学实验(三)自交不亲和系的选育 全组混合授粉法 轮配法 隔离区自然授粉法 园艺植物育种学实验(四)雄性不育系的选育 原始不育材料的获得 园艺植物育种学实验自然变异人工引变远缘杂交自交和品种间杂交引种 (四)雄性不育系的选育 核基因雄性不育系选育 (1)选株：依据核不育特点，在花期参照花器不育形态选株。同时将入选株花器进行镜检，选留无花粉或花粉粒变形的不育株。 (2)测交得到不育株：选择几个父本品种测交，以获得子一代育性分离，比例为半数可育株、半数不育株。具体做法是用选得的不育株和某些品 种测交，同时将测交父本进行自交保存。 (3)测交后代观察：测交一代能育株和不育株比
5、例接近l1的组合，应属核质不育类型，择优保存，于下一年进一步将不育株和同系姊妹可育株 进行第二次测交，如此继续测交35代，获得能育株和不育株分离的比 例为11的稳定株系，即为两用系。园艺植物育种学实验(四)雄性不育系的选育 质核互作雄性不育系的选育 (1) 测交及连续回交筛选保持系以不育株为母本，选用准备作亲本之一的品系内若干可育株作为父本成对杂交，选出F1全为不育株的组合，其母本为不育系，父本为相应的保持系。随后以保持系自交，同时作为轮回亲本和不育系进行饱和回交，直到不育系和保持系性状一致为止。 (2) 人工合成保持系 园艺植物育种学实验(四)雄性不育系的选育 雄性不育系的转育 通过上述方法
6、获得了雄性不育系，如其他性状不符合要求或配合力不高时，就需要把雄性不育系的不育性转移到配合力高的系统上去，并要保持原有的优良性状，成为一个新的雄性不育系，这一工作通常采用连续回交和反复选择的方法。 园艺植物育种学实验(五)配合力测定杂交组合优势的强弱，主要取决于特殊配合力。在亲本材料的自交纯化、自交不亲和系和雄性不育系选育取得一定进展的基础上，可通过一般配合力和特殊配合力的测定，确定符合育种目标要求的优良组合。 以自交不亲和系或雄性不育系作母本配制杂交种时，配合力的测定采用半轮配法；以自交系配组时，可采用轮配法。园艺植物育种学实验(六)配组方式的确定 单交种 双交种 三交种 综合品种 园艺植物
7、育种学实验三、育种计划制定的内容育种计划的制定因育种目标、选育方法、环境、人力和物力而异，无固定模式可循。 园艺植物育种学实验甘蓝杂种一代新品种选育计划 设计方案的制定 园艺植物育种学实验(一)确定育种目标及达到的技术经济指标 品质：叶球外观符合当地消费者的要求，叶球帮 叶比不高于30%；叶球紧实度0.5以上，球内中心柱长不超过球高的1/2；叶质脆嫩，风味品质优良，无异味；维生素C每100g含量在45mg以上，粗纤维少。 抗病性：抗病毒病(TuMV)兼抗黑腐病。 产量：高于同类主栽品种10%。园艺植物育种学实验(二)技术路线及实施方案广泛收集甘蓝种质资源，对其整理与观察 (1)植物学性状：株高
8、、开展度、外叶叶形、叶片 大小、外叶数、叶色、叶面特征、叶球形状等。 (2)生物学特性：整齐度、抗病性(病毒病、黑腐病 等)、产量(全株重、叶球重)、净菜率、紧实度、生育期等。园艺植物育种学实验 自交不亲和系的选育 以选择具有良好经济性状，符合育种目标的地方品种、常规 品种或F1品种作为选育自交不亲和系的亲本材料。在S0代进行单 株自交，每品种可入选2030株进行自交不亲和性测定。在严格 隔离条件下，花期自交授粉测定亲和指数，同时在相同植株的不 同花枝上进行蕾期自交授粉，以保存种子和测定蕾期亲和指数。 对初选出的优良自交不亲和植株，还应连续进行花期和蕾期自交 分离、纯化，并严格测定自交不亲和性
9、。每代都注意选择那些自 交不亲和性与经济性状综合表现好、抗病性强的植株留种(每系统 10株左右)，直到自交不亲和性稳定为止。优良的自交不亲和系 除要求系统内所有植株花期自交都不亲和外，还要求同一系统内 所有植株在正常花期内相互授粉也表现不亲和。一般在S3、S4代 可采用混合花粉授粉法(取四五株花粉混合)或成对法进行花期系 内兄妹交测定亲和指数，如测定结果为不亲和，即为自交不亲和 系，花期亲和指数(指花期授粉每朵花平均结籽数)以小于0.5或1 作为实用标准，蕾期授粉亲和指数一般要求5以上。利用危害当地甘蓝的芜菁花叶病毒(TuMV)的代表性毒源及黑腐病菌，进行苗期室内人工 接种鉴定，并与田间自然鉴
10、定相结合，筛选出 单抗和复合抗性表现较好的抗原材料。 对甘蓝材料抗病性进行鉴定 园艺植物育种学实验 对品质进行鉴定 利用感官鉴定法进行甘蓝外观、风味和质地 的鉴定；利用理化方法分析帮叶比、叶球紧实度、中 心柱长，以及纤维素、维生素C、可溶性固形物的含量等，以筛选出符合要求的优质材料。 园艺植物育种学实验 配合力测定 用筛选出的符合育种目标的自交不亲和系，按照Griffing(1956)完全双列杂交的第四种方案或格子方法制定杂交计划，进行配合力测定，选配优质、多抗(抗TuMV兼抗黑腐病)、丰产的甘蓝杂种一代组合。 园艺植物育种学实验 品种比较试验和区域性试验 选育出的优良组合，进行品比试验和区域
11、性试验，以确定其在生产上的应用价值和品种的区域适应性，这两项工作可同时进行，选育出符合育种目标的甘蓝杂种一代品种。 园艺植物育种学实验 亲本的扩大繁殖及一代杂种生产 从品比试验的后期开始，对表现突出组合的亲本适当扩大繁殖。一方面增加亲本种子数量 ，另一方面扩大F1种子量。在进行生产试验的同时，研究该组合的杂交制种技术，建立杂交 种生产基地，以便新品种迅速推广。 园艺植物育种学实验(三)甘蓝杂种一代选育程序园艺植物育种学实验大白菜自交不亲和系选育注意事项对所选大白菜自交系进行亲和指数鉴定，亲和指数=花期人工 授粉结子数/单株花期人工授粉花数，花数以3060朵为宜，其 亲和指数必须小于2。有些品种
12、不亲和性受温度影响较大，温 度增高亲和性增高，这些稳定性较差的不亲和系应淘汰。 在自然授粉条件下，昆虫传粉不及时，出现未授粉的老龄花 和花枝末端的花，这些花自交不亲和性下降，自交结实率增高 ，必然造成F1种子纯度下降。因此，老龄花自交结实率高的自 交不亲和系不宜做亲本。 大白菜自交不亲和系之间存在着不亲和现象，用不同自交不 亲和系配置杂交种时，注意将主要经济性状、配合力与自交不 亲和性选择相结合，选择杂交结实率高的自交不亲和系为双亲 ，从而提高制种产量。园艺植物育种学实验大白菜自交不亲和系选育注意事项选择大白菜某方面具有特异性状的自交系，如品质好、抗 病性强等。经济性状优良的植株多为杂合体，尽
13、量少选。 对选育成的优良自交不亲和系，集中一年多繁种子，低温 保存，供以后数年使用，防止多年加代亲本退化。 利用自交不亲和系生产一代杂交种子时注意利用播种期调 整父、母本花期，首先掌握父、母本开花期，开花早适当 晚播，开花晚适当早播，尽可能使花期相遇。 如果发生大白菜制种田花期不遇，应积极采取措施，对开 花早的亲本多施氮肥，同时摘掉初期所开的花；对开花晚 的亲本早施磷、钾肥，促进开花。 对只收母本株杂交种子的制种田，在花期结束时尽早拔掉 父本，减少收种时人为机械混杂，确保杂交种子纯度。园艺植物育种学实验四、实验内容选择1种有性繁殖的园艺作物，根据市场和生产需求，结合该物种的繁殖特 性及现有种质资源和品种现状，制定1个杂种一代育种计划。园艺植物育种学实验
