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1、第六章杂种优势的利用杂种优势的一般概念 杂种优势利用与预测 亲本的选育 杂交种的配制 杂种优势的固定Crop breeding2012year第一节 杂种优势的一般概念一、杂种优势的概念及优势率的测定 杂种优势概念两个或几个遗传性不同的亲本杂交所 产生的杂种，在生长势、体积、结实性、 发育速度以及对不良环境条件的抗性等方 面优于亲本的现象。Crop breeding2012year（一） 杂种优势的表现1. 普遍性2. 复杂性 3. 特殊性袁隆平1950年大一下期期末考试成绩:英文93分、国文64分、植 物学65分、普通化学60分、地质学88分、农业概论88分、气象学 84分、农场实习67分。
2、专业成绩在班上仅相当于中等。(华商网-重 庆时报2008.10.25)Crop breeding2012year1.杂种优势是生物界的普遍现象中国古代：1、有关骡子杂种优势的记载。最早有关骡子的记载，在吕氏春秋爱士：“赵简子有白骡，而甚爱之” 。Crop breeding2012year1.杂种优势是生物界的普遍现象有关骡子杂种优势的记 载，要追溯到1400多年 前齐民要术中的有 关文字描述“ 马复驴 所生骡者，形容壮大， 弥复胜马”。Crop breeding2012year1.杂种优势是生物界的普遍现象1637年天工开物 中有关养蚕业杂种势利 用的记载：“今寒家有将 早雄配晚雌者，幻出嘉种
3、， 此一异也” 。 * *19061906年日本的外山龟太郎提倡在蚕业生年日本的外山龟太郎提倡在蚕业生 产上推广应用杂交一代（产上推广应用杂交一代（F1F1），），并大面积的应用。并大面积的应用。 我国在本世纪我国在本世纪2020年代开始普及杂交一代蚕种，现年代开始普及杂交一代蚕种，现 在我国生产上应用的桑在我国生产上应用的桑 蚕品种均为杂交一代蚕种。蚕品种均为杂交一代蚕种。Crop breeding2012year1.杂种优势是生物界的普遍现象近代：近代： 普通烟草普通烟草（Nicotiana tabacumNicotiana tabacum） 1 1 、德国学者、德国学者 Kolreute
4、r Kolreuter （1761 -1766 1761 -1766 ） 报道烟草种间报道烟草种间 杂交种具有杂杂交种具有杂 种优势种优势心叶烟草心叶烟草（ Nicotiana glutinosaNicotiana glutinosa）早熟优 质 晚 熟优 质 早 熟种间杂交种Crop breeding2012year1.杂种优势是生物界的普遍现象2 2 、 endelendel 在豌在豌 豆杂交试验中，首先豆杂交试验中，首先 提出杂种活力提出杂种活力（ Hybrid vigorHybrid vigor）术语术语 。3 3、 . .J. Beal :J. Beal :187618761882
5、1882 ，玉米玉米 品种间杂交种。品种间杂交种。Crop breeding2012year1.杂种优势是生物界的普遍现象1 1） 1900 190019081908年年 ：East 其可育基因则相对应为r1 R1, r2 R2, r3 R3, rn Rn,核内的育性基因总是与 细胞质的育性基因发生对应互作。Crop breeding2012year6.2杂种优势利用与预测(3) 孢子体不育和配子体不育按照雄性不育花粉败育发生的过程， 可以分为：1)、孢子体不育 花粉育性的表现由孢子体的基因型控制，当母本基因 型为S(rr)时，花粉全部败育。2)、配子体不育 花粉的育性受配子体本身基因型控制。
6、Crop breeding2012year6.2杂种优势利用与预测2 细胞核雄性不育性： 含义：它的不育是受细胞核雄性不育基因控制 ，与细胞质无关，其雄性器官没有生殖能力， 甚至没有花粉，但其雌性器官一般是正常的， 并可通过异交而结实，它即找不到保持系，也 无所谓恢复系。类型：单隐性基因、双隐性基因、单显性基因 和双显性基因控制的不育、光温敏不育、基因 工程不育Crop breeding2012year6.2杂种优势利用与预测顶交种自交系间杂自交系间杂交种 雄性不育杂交种 自交不亲和系杂交种种间与亚种间杂种间与亚种间杂交种品种间杂交种三、杂交种的类别（一）品种间杂交种(inter variet
7、al hybrid)品种间杂交种是用两个品种作杂交亲本 组配的杂交种。异花授粉作物品种间杂交种性异花授粉作物品种间杂交种性 状不整齐，比自由授粉品种增状不整齐，比自由授粉品种增 产产5 510%10%。已不再利用。已不再利用。 自花授粉作物中，利用杂 种优势时仍以品种（纯系 ）间杂交种。配制杂交种配制杂交种 的亲本称为自交系，所以的亲本称为自交系，所以 可划为自交系间杂交种类可划为自交系间杂交种类 别。别。（二）品种自交系间杂交种 （varietyline hybrid）品种自交系间杂交种是用自由授粉品种和自交 系组配的杂交种，又称顶交种（topcross variety）品种品种自交系间自交
8、系间 杂交种比一般自杂交种比一般自 由授粉品种增产由授粉品种增产 10%10%左右，性状左右，性状 不整齐不整齐。（三）自交系间杂交种 interlineal hybrid单交种 三交种 双交种 综合品种自交系间杂交种是用自交系作亲本组配的 杂交种:1 单交种(single cross hybrid)：用两个自交系组配杂交而成。单交种增产幅度单交种增产幅度 大，性状整齐，大，性状整齐， 制种程序比较简制种程序比较简 单，但单交种制单，但单交种制 种产量较低。种产量较低。单交种2 三交种（three way cross hybrid）：用三个自交系组配而成。单 交 种自交系A自交系B三交种增三交
9、种增 产幅度较产幅度较 大，接近大，接近 或稍低于或稍低于 单交种，单交种， 但制种程但制种程 序较复杂序较复杂三交种自交系C3 3 双交种（双交种（double cross hybriddouble cross hybrid）：单交种单交种双交种用4个自交系，先 配成两个单交种， 再配成双交种。双交种增产幅度大，但产量和双交种增产幅度大，但产量和 整齐度都不及单交种。整齐度都不及单交种。制种产量比单交种高，但制种程制种产量比单交种高，但制种程 序比较复杂，除隔离繁殖自交系序比较复杂，除隔离繁殖自交系 外，杂交隔离区至少要外，杂交隔离区至少要3 3个。个。4 4 综合综合杂交种（杂交种（syn
10、thetic hybridsynthetic hybrid）概念：用多个自交系组配而成，自交系间相互自由授 粉所得的杂交种。 各亲本系中取等量种子混合均匀，种在隔离区内 ，任其自由授粉，后代继续在隔离区内自由授粉3- 5代，达到遗传平衡。 亲本自交系按部分双列杂交后，从所有单交种中 取等量种子混合均匀，种在隔离区内，任期自由授 粉，连续3-5代，达到遗传平衡。（四）雄性不育杂交种 hybrid with male sterility1细胞质雄性不育杂交种（hybrid with cyto-plasmic male sterility）:用细胞质雄性不育系作母本，用相对应的恢 复系作父本组成的杂
11、交种。 2 细胞核雄性不育杂交种（hybrid with nuclear male sterility）:1）隐性核不育杂交种：如棉花两系杂交种2）光敏核不育杂交种：水稻、小麦光敏核不育系杂交 种（五）自交不亲和系杂交种 hybrid with self incompatibility利用自交不亲和生 产的杂交种。用自交不亲和系做 母本与正常品种杂 交而成。（六）种间与亚种间杂交种interspecific hybrid and intersubspecific hybrid1 利用有些作物不同种间和不同亚种间杂交 能正常结实，而配制的杂交种。2 利用的是它的F1优势。如棉花中的陆地棉 与海岛
12、棉花的杂交种，水稻的籼粳亚种间 杂交种。Crop breeding2012year6.2杂种优势利用与预测四、杂种优势的预测 （一）利用地理差异来预测杂种优势 （二）利用群体遗传学的方法来预测杂种优势 （三）利用生理生化的方法来预测杂种优势1利用酵母法预测杂种优势 2利用线粒 体、叶绿体和匀浆互补预测杂种优势 3利用 同工酶谱和酶活性预测杂种优势 （四）利用交叉线法预测杂种优势 （五）分子遗传学方法预测杂种优势 （六）利用计算机模拟预测杂种优势 （七）利用其他方法预测杂种优势Crop breeding2012year第三节亲本的选育配合力的概念测验种的选择配合力测定的方法配合力测定的期自交不亲
13、和系水稻“三系”自交系一、亲本配合力的测定二、主要亲本品系的选育Crop breeding2012year6.3亲本的选育对亲本品种（或系）的要求基因型纯合，表现整齐一致； 具有较高的一般配合力； 具有优良的农艺性状； 具有优良的繁殖与制种性状。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定（一）配合力的概念配合力又叫结合力，系指一个亲本与另外一些亲本或品种杂交后，杂种一代的性状表现。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定1、一般配合力（general combining ability GCA）：指一个被测系与一个遗传基础复杂的群体品 种或许多其它自交
14、系杂交后，F1产量和其它数量 性状的平均表现能力。 2、特殊配合力（specific combining ability SCA）：指一个被测系与另一个特定自交系杂交后， F1产量和其它数量性状的表现能力。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定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。被测系的许多特殊配合力的平均值，就是一般配合力。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定（二）测验种的选择 1、几个概念测交（test crossing）：测定亲本配合力所进 行的杂交。 测验种(tester)：测交所用的亲本。 测交
15、种(test cross variety)：测交所得后代。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定2、测验种的选择普通品种、品种间杂交种、综合 杂交种：GCA 单交种、自交系：SCACrop breeding2012year一、亲本配合力的测定测验种的配合力：配合力效应值是一个估算值。如果测验种选择 不好，偏差会很大。所以在配合力的测验中， 如果测验种改变了，其效应值也会发生变化。 测验种与被测系的亲缘关系：姊妹交近交衰退，估算值偏低；亲缘关系太 远，测验结果偏高。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定（三）配合力测定的时期在一般情况下，测定一般配合力可在 早代（S0-S1）测验。而测定特殊配合力可 在晚代（S4-S5）测验。Crop breeding2012year一、亲本配合力的测定（四）测定配合力的方法配合力测定包括两个环节：第一是被测系与测验种杂交获得测交种种子 ； 第二是用测交种种子进行测交种的田间试验 ，进而进行配合力的统计分析。Crop breeding2012year（四）测定配合力的方法顶交法（topcross method）：被测系 与品种群体的杂交，品种群体是一个遗传基础 广泛的普通品种，也可以是多自交系组成的综 合种。GCA通过顶交所得的杂交种叫顶交种。在顶交法测定中，由于采用了一个共同
