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1、第八讲 优势杂交育种Heterosis breedingv 杂种优势育种的概念与利用价值v 杂种优势育种的一般程序v 杂交种子的生产v 雄性不育系的选育利用v 自交不亲和系的选育与利用相同点：都需要选择选配亲本，进行有性杂交，进行品种比较实验、区域实验、生产实验和品种审定。杂优育种与常规杂交育种比较基本原理和采用的手段相同不同点1：遗传机制v常规杂交育种：利用的主要是加性效应和部分上位效应，是可以固定遗传的部分；v优势育种：最主要利用的是显性效应与部分上位效应，不能固定遗传的。不同点2：育种程序v【优势育种】先“纯”后“杂”自交系 杂交种品种v【常规杂交育种】先“杂”后“纯”杂交 自交（性状分
2、离选择）亲本亲本F1杂种群体F2分离群体后代分离群体常规品种原始材料原始材料自交系1自交系2F1杂种常规杂交育种与优势杂交育种程序的比较先纯后杂先杂后纯只要杂只要杂 种一代种一代优良基因型在杂种后优良基因型在杂种后 代被保留下来，并纯代被保留下来，并纯 化为优良品种化为优良品种不同点3：种子生产方法v常规杂交：简单，直接在生产田、种子田收种 v优势育种：需专设亲本繁殖区和生产用种地F2及以后世代杂种优势的衰退基因型的高度杂合表型的整齐、一致性优势消失表现型的不一致不利隐性基因纯合F1群体F2群体基因重组自 由 授 粉强杂种优势自交系的性状是由纯合基因的加性效应决定，是可 遗传的F1的性状除了基
3、因的加性效应外，最主要的是由显 性效应和非等位基因的上位效应所决定的，是非遗 传的组分。第二节 杂种优势育种程序选育杂交种品种 确定育种目标 收集原 始材料自交系 的选育亲本配组及 配合力测定杂种一代 种子生产 推广应用 品比区域 及生产试验 核心程序 【主要技术环节】 提高亲本基因型的纯合性； 选配杂交组合； 提高制种量，降低种子生产成本一、优良自交系选育杂种优势杂种优势12“三高三高”配合力高、整齐度高、产量高配合力高、整齐度高、产量高“两抗两抗” 抗病、抗逆境抗病、抗逆境“一好一好”综合性状好综合性状好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自交系的评价标准
4、“ “三高、两抗、一好三高、两抗、一好” ”地方品种和推广品种各类杂交品种综合品种或人工合成群体【选育自交系的基础材料】原始材料最好是具有栽培价值的农家定型品种和大面积推广的定型品种。因为它们本身的经济性状比较优良，基因型的杂合度不高，选育自交系所需的时间相对较短。a.选择优良的品种作为育成优良自交系的基础材料（尽可能用定型品种）b.优株的选择与自交一致性好的，自交510株；差的，酌情增加，每株自交种子后代种50100株。c.逐代自交选择淘汰【选育自交系的一般方法】系谱选择法系谱选择法选择优良的品种作为育成优良自交系的基础材料（尽可能用定型品种）自交逐代自交选择淘汰主要经济性状的稳定纯合；生活
5、力不明显衰退自交系的配合力配组与测定自交系（隔离种植） 品系内自由授粉优株优系 优株自交系谱选择法的简化图轮回选择回选择法2、根据测定结果，将中选优株彼此互交，从而形成一个遗传基础更加优良的新群体（改良群体）。1、从基础群体中选择优良单株自交和进行配合力测定。【一次轮回选择】【优点】增加优良基因型间重组机会【优良基因】优良经济性状 + 较高的配合力配合力，亲本杂交后，F1表现优良与否的能力。-150通过以上自交、选择过程获得不同的自交系后，还应对其配合力进行测定以筛选出配合力高的优良自交系。二、自交系配合力的测定F1性状自交系性状相关性？有些亲本本身表现好，其F1的表现不一定好，相反，有些F1
6、的优势强而它的2个亲本却表现一般。1. 普通配合力 (general combining ability，gca) 2. 一个自交系在一系列的杂交组合中的平均表现。 2.特殊配合力（specific combining ability简称sca ）某特定组合某性状的观测值与根据双亲g.c.a的预测值之差。 【F1生产力的高低】【通过公式计算得出的理论值】 Sij=xij u - gi - gj（）配合力的概念P151-表7-1亲本ABCD平均g.c.a E9.28.99.08.58.90.0 F8.49.18.78.28.6-0.3 G9.09.49.68.89.20.3 H9.19.39.2
7、8.89.19.1 I8.88.89.08.28.7-0.2 平均8.99.19.18.58. 9gca0.00.20.2-0.40.220个F1的平均产量H所配的4个F1的 平均产量H在杂交组合中的g.c.a值【一般配合力】gi = Xi ugi = 9.1 8.9 = 0.2SBI = XBI - u - gB - gI = 8.8 - 8.9 - (-0.2) - 0.2 = -0.1 亲本ABCD平均g.c.a E9.28.99.08.58.90.0 F8.49.18.78.28.6-0.3 G9.09.49.68.89.20.3 H9.19.39.28.89.19.1 I8.88.8
8、9.08.28.7-0.2 平均8.99.19.18.58. 9gca0.00.20.2-0.40.2【特殊配合力】Sij=xij （ u + gi + gj ）某特定组合某性状的观测值与根据双亲的一般配合力的预测值之差。 u + gi + gjBI 产量 产量：8.8 gB 、gIgi = Xi u【特殊配合力】Sij=xij （ u + gi + gj ） GCA反映的是某一个亲本（自交系）的好坏！ SCA反映的是某一个杂交种的好坏！【一般配合力】亲本ABCD平均g.c.aE9.28.99.08.58.90.0F8.49.18.78.28.6-0.3G9.09.49.68.89.20.3H
9、9.19.39.28.89.19.1I8.88.89.08.28.7-0.2平均8.99.19.18.58. 9gca0.00.20.2-0.40.2G&B、G&C的s.c.a值?D&F、D&I 的s.c.a值?组合g.c.a产量 s.c.aG&B0.30.29.40G&C0.30.29.60.2D&F-0.4-0.38.20D&I-0.4-0.28.2-0.1只根据亲本表现（g.c.a值），决定配组，是片面的！ GCA反映的是某一个亲本（自交系）的好坏！ SCA反映的是某一个杂交种的好坏！ 两个一般配合力都不很高的亲本，由于相配后的特殊配合力较高 ，可能使F1的性状值很高； 两个亲本可能一般
10、配合力很高，但特殊配合力较低，这样所获得 的F1的性状值也较低。= 两个一般配合力都不很高的亲本，由于相配后的特殊配合力较高 ，可能使F1的性状值很高； 两个亲本可能一般配合力很高，但特殊配合力较低，这样所获得 的F1的性状值也较低。 在优势育种中，为了获得最高性状值的杂交组在优势育种中，为了获得最高性状值的杂交组合，通常应在选择一般配合力高的亲本的基础上合，通常应在选择一般配合力高的亲本的基础上，再选择特殊配合力高的组合。，再选择特殊配合力高的组合。（二）配合力分析的意义一般配合力决定于亲本之间的加性效应（可以稳定遗传）加性效应常规杂交育种定型品种特殊配合力决定于基因的非加性效应非加性效应优
11、势育种 杂种F1 （只有通过双亲杂交后才能表现出来）（二）配合力分析的意义 g.c.a 高 s.c.a 低 常规杂交育种 g.c.a 高 s.c.a 高 优势育种 g.c.a 低 s.c.a 高 优势育种 g.c.a 低 s.c.a 低 淘汰！1单交种(single cross cultivar) （AB）2双交种(double cross cultivar) （AB）（CD）3三交种(three-way cross cultivar) （AB）C4综合品种(synthetic cultivar)三、配组方式1、单交种（Single-cross hybrid）A自交系B自交系F1【优点】基因杂
12、合程度最高，杂种优势强；株间性状一致性高；制种程序简单。更适合外观商品性状要求严格的园艺作物【缺点】单交种群体的基因型单一。此外，单交种的亲本是生活力弱、产量低的自交系，因此种子产量低，生产成本高。生产力 母本 繁殖力强的自交系经济性状 母本 优良性状多者 本地的自交系父本 花粉量大、花期长母本 具有苗期隐性性状【单交种配组原则】2、双交种（Double-cross hybrid）【优点】种子繁殖数量经过2次放大，生产成本低，F1适应性强。【缺点】株间一致性/整齐性差园艺作物较少的采用（除非以种子为商品的园艺作物）单交种A自交系B自交系C自交系D自交系单交种双交种3、三交种（Three-way
13、-cross hybrid）【缺点】整齐度【目的】降低杂种杂子生产成本F1A自交系B自交系C自交系三交种4、多系杂交种（综综合品种）遗传基础复杂，适应性强，制种简单一致性差，不同年份间F1差异大。B自交系C自交系E自交系A自交系D自交系自由混合授粉隔离区1、 F1实际的增产效果（经济价值）【F1实际增产效果在不同杂交组合是不同的】2、生产杂种种子的成本【去雄和授粉所需劳力】 第三节 杂交种子的生产影响一代杂种利用价值的因素35杂交种子的常用生产方法 利用雄性不育系制种法 利用自交不亲和系制种法 人工去雄制种法 利用化学去雄剂制种法 利用苗期标记性状制种法异花授粉36一、人工去雄制种法雌雄异株雌
14、株：雄株 = 1:3 4 母本：去雄/2-3天，连续2-3周母本繁殖区雌株： F1种子 雄株：父本种子母本种子制种区母本的雄花全部摘除。 父本雄蕊：前一天下午雄花扎夹，勿 其开裂，第二天进行授粉。37雌雄同株 异花授粉植物 将父母本按1:10的行比种植 在隔离区内；母本上所收的 种子即为F1种子；父本上收的 种子为父本种子；母本种子 需在另一隔离区内繁殖。雌花雄花人工去掉雄蕊（完全花）对于花器较大，授粉一朵花，所结种子数比较多的茄科、葫芦科园艺作物, 人工去雄完全可以采用。38完全花的异花授粉作物39洋葱、胡萝卜及十字花科的各种蔬菜，它们杂交优势虽然显著，但因雌雄同花、花器小、人工杂交去雄困难
15、，每杂交一朵花只能得到一、二十粒或几粒种子，制种成本高。40二、利用苗期标记性状制种法1、【苗期标志性状】在苗期用来区别真假杂种且呈隐性遗传的植物学性状称为苗期标志性状。2、苗期标志性状应具备三个条件： 该性状隐性，属质量性状能稳定遗传； 该性状在杂种/母本苗期出现(定苗前出现)；该性状极易目测辨认。玫瑰的扁刺【隐性】蔷薇的弯钩刺【显性】粗细不匀，多而直 粗而下弯母 本父 本若杂交幼苗出现扁刺，则为假杂种（实为母本自交后代）问题1：杂交幼苗应该显示什么性状？问题2：若出现扁刺，属于什么状况？制种方法：在杂种苗期识别假杂种，并拔除！本 法适用于隐性性状纯合时可目测辨认的情况。母 本 繁 殖 圃父 本 繁 殖 圃F1种子F1制种田：在制种区内，父母本按1：23的行比种植，任其自由授 粉。在母本上所收获的种子为杂种一代种子。种植F1时，在苗床中将 具有母本隐性性状的假杂种拔除。杂种 生产田42三、化学杀雄【原理】雌蕊比雄蕊有较强的抗逆性和抗药性，利用适当的药剂浓度和药量抑杀雄蕊而雌蕊无害。【化学杀雄剂】二氯丙酸、乙烯利、稻脚青、青鲜素四、利用自交不亲合性生产杂种种子在生产杂种种子时，用自交不亲和系作母本，以另一个自交亲和的品种或品系作父本，就可以省去人工去雄的麻烦。一个优良的自交不亲和系应具备的条件：具有高度的自交不亲和性，而且遗传性相当稳定，不因世代环境、株龄、花龄等因素而变
