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杂交育种


F3
淘汰劣株 品比 试验
F4-5
选优株建系
大田品种
混合选择法示意图
(2)理论依据:
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。

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。混合世代 自然选择有利于群体适应当地生态和逆境。
即 F1AB ×F1CD →双交F1
A / B // C / D 双交F1的遗传组成: 亲本A、B、C、D各提供 1/4胞核
复交的方式
四交:
由四个亲本进行分步杂交,即为四交。 组合方式 :A / B // C /// D
聚合杂交:
用多个亲本进行的一种复杂的杂交方式。 方式:如有5个杂交亲本 A、B、C、D、E, 第一年 作单交 A×B A×C A×D A×E 第二年 第一轮聚合 F1AB×F1AC F1AD×F1AE 第三年 第二轮聚合F1ABC×F1ADE→F1ABCDE生新性状
如两个感霜霉病的大豆品种杂交,在后
代中出现了大量抗病新个体(9抗:7感)。
(3)利用基因累加,产生超亲性状
数量性状容易通过微效多基因积累(累 加),产生超亲性状。
因为数量遗传性状由于基因重组,将控 制双亲相同性状的不同基因,在新品种积累 起来,形成超亲现象。
4 品种比较试验
种植由鉴定圃升级的品系,或继续进行试 验的优良品种。小区面积大,重复4-5次。
5 生产试验和多点试验
不同地点进行生产试验,使品种经受不同 地点和不同生产条件的考验,并起示范和繁殖 的作用。
亲本圃
选种圃
鉴定圃 品比试验
生产试验 种子繁殖
区域试验
栽培试验
大田推广
杂 交 育 种 一 般 程 序
从原始材料圃中每年选出合乎杂交育种 目的的材料作为亲本,种于亲本圃。分期播 种,加大行距。
(2)选种圃 种植杂交组合各世代群体的地段,称为 选种圃。 F1、F2按组合种植,点播稀植,肥力宜 高。 F3开始,种成株行,设置对照。必要时 种植亲本。
(3) 鉴定圃
主要种植从选种圃升级的新品种。
条播,密度接近大田生产,进行初步的产 量比较试验及性状的进一步评定。小区面积小, 重复2-3次。 一般,一个品系进行1-2年。
2 杂交技术
(1) 调节开花期:

播期调节—促使花期相遇 温度处理—春化或加温 光照处理—长日或短日 栽培管理调节—施肥、中耕切根、灌水、剪 除大分蘖或剪掉穗子等
(2)控制授粉
去雄: 人工去雄法:适用于各种作物,夹除 剥去雄蕊法:棉花 高温杀雄法:水稻 化学杀雄法:秋水仙碱
二 亲本选配
2 亲本选配的一般原则
(1)亲本优点多,主要性状突出,缺点少又较 易克服,双亲的优缺点能互补。
性状互补要注重主要性状。 亲本间互补性状不宜过多。 两亲本不能有共同的缺点,更不宜亲本之 一有严重缺陷。
二 亲本选配
(2)亲本之一最好为当地优良品种
因为当地优良品种本身就具有丰产性和适 应性强的特性。 (3)杂交亲本在生态型和系统来源上应有所
不同
不同生态类型、不同地理来源、不同亲缘 关系的品种,后代分离广,易选出好品种。
(4) 杂交亲本应具有较好的配合力
好品种并不一定是好亲本,二者具有一 定的区别。好亲本指是一般配合力高的亲本; 好品种则指具有许多优良性状的品种。
例如:美国小麦品种Gaines,曾创世界单产 纪录,不是好亲本;其姊妹系Pullmanioi, 曾育出了多个优良杂交品种。
工作重点:确定好的组合,淘汰不良组合,在好的 组合中选择优良单株。 按照杂交组合点播,群体尽可能大些,株间距离一 致 设置对照,并播种亲本 准确选择单株,考虑性状的遗传力(对遗传力大的 性状进行选择 单株选择的数量适中 入选单株按组合分株收获,标明行号
(3)杂种三代(F3)
选择可靠性较大的世代

(5)系谱法后代的系谱的表示方法
组合代号-F1选株号-F2选株号-….Fn选株号
如: 95(2)-1-5-12-1-… 07(3)-2-7-10-3-…
系谱法的优缺点:
优点: 早期世代,针对一些遗传力高的性状连续选择, 起到定向选择的作用。 系统亲缘关系清楚。 缺点: 从F2起严格选择,中选率低,优良类型被淘汰 工作量大
(3)混合法的优缺点
优点: 提高选择优良基因型的准确性,保存大量的 有利基因和基因型。
缺点: 选择困难(群体内不同基因型竞争),选择 数量大,年限长。
3 衍生系统法(derived line method)
衍生系统:由F2或F3一个单株所繁衍的后代群 体分别称之为F2或F3衍生系统。 工作要点:在F2或F3进行一次选择,以后各代 分别按衍生系统混合种植,不加选择。对衍 生系统测产,淘汰不良衍生系统,直到产量 及其他性状稳定,再从中选株,种成株系, 从中选择优良系统,进行产量比较试验,直 至育成品种。 优缺点:兼具系谱法和混合法的优点,又在不 同程度上消除了两法的缺点
工作重点:从优良组合中确定优良系统,再从中选择优 良单株。 按组合排列,F2单株点播种成株行,即系统,均匀设 置对照,编号。 系统:F3 一个株行内各株都开自同一F2植株,从血 统上看,可称为系统(或株系)。 选株系和单株时,根据性状的综合表现选择 入选数量根据组合优劣而定(5—10株或更多) 将入选单株按系统分株收获,分株脱粒,并编号
单籽传的特点:

群体遗传变异度大;
节省时间和空间; 优良重组类型少,群体平均水平低下;


只进行一次单株选择,获得突出材料的可能性小;
后期工作量大; 群体越来越小,要求F2有足够大的群体。
五 杂交育种程序和加速育种进程的方法
1 杂交育种程序 (1)原始材料圃和亲本圃
原始材料圃种植从国外搜集来的原始材料, 分类型种植,每份种几十株。不断引入新种 质,防止材料混杂,定期观察。
如在产量上,可出现比双亲更高的后代; 在品质方面,可获得比双亲品质更好的后代; 在生育期方面,可出现比早熟亲本更早,或 比晚熟亲本更晚的个体;在抗病性方面,可 出现比抗病亲本更抗的后代。
二 亲本选配
1 亲本选配的重要性
亲本选配即亲本的选择与搭配。亲本选 配决定杂种后代的遗传基础,是杂交育种成 败的关键。 如从小麦“碧蚂4号×早洋麦”组合中, 河南省选出了郑州24号,山东省选出了济南2 号,北京市选出了北京8号。其它许多地区也 选出了优良品种。有许多亲本组合,则未选 出任何品种。
挂牌

杂交后代的选育
自杂种第一次分离世代(单交F2,复 交F1)开始选择单株,分别种植成株行, 即系统,以后各世代均在优良系统中继续 进行单株选择,直至 选出优良一致的系统 升级进行产量试验。各世代都予以系统编 号,以考查各株系历史与亲缘,故称系谱 法。
1 系谱法(pedigree method) :
复交的方式
三交:先由两个亲本杂交获得一个单交F1,然 后再与另一个亲本杂交,称为三交。 组合方式: (A×B)×C (或 A/B//C ) 三交F1杂种的遗传组成: 亲本 A—— 全部胞质和1/4胞核 B—— 1/4胞核 C—— 1/2胞核 (C亲本应为综合性状最好亲本)
复交的方式
双交: 由四个亲本,先用两两杂交得到两个F1, 再用两个F1杂交,称为双交。 组合方式:(A×B)×(C×D),
(4)杂种四代及其以后世代
F4代及其以后世代的种植方法同F3。 系统群:来自同一F3系统的F4诸系统。 姊妹系:系统群内各系统之间互为姊妹系。 工作重点:选择优良系统,第二年升入鉴定谱进 行产量试验。 品系:参加产量试验的系统改称为品系。 F5及其以后世代的工作与F4相同,边试验边选 择。到F7进行生试,繁殖种子,示范推广。
(2) 杂交育种的意义

杂交育种是适用作物最广的方法。


可综合双亲优良性状,并可获得超亲新性状。
杂交育种是成效最大的育种方法。我国主要作 物的推广品种,包括一些引进品种,大部分都 是通过杂交育种育成的。 杂交育种已广泛应用于不同繁殖方式和授粉方 式的作物群体。

2 杂交育种的遗传原理
(1)基因重组,综合双亲优良性状 “碧蚂一号”的育成: 成熟期 抗条锈 抗倒伏 籽粒大小 碧玉麦 较早 抗病 强 大 蚂蚱麦 中 感染 弱 小 碧蚂一号 中 高抗 中 大 从遗传上: AAbb × aaBB ↓ AABB AAbb aaBB
三 杂交方式与杂交技术
1 杂交方式 (1) 单交(Single Cross)或成对杂交
单交:由两个品种或遗传类型成对杂交。 组合方式:A×B(A/B) 特点:简单易行,育种时间短,后代群体规模小 单交又可分为: 正交: A×B 或 A(♀)/B(♂) 反交: B×A 或 B(♀)/A(♂) 一般将对当地条件最适应的亲本作母本。
2 加快育种进程的方法
(1) 加速世代进程 冬繁(海南、云南等) 夏繁(高纬度、高海拔) (2) 加速试验进程 提早测产(F3) 越级提升(特优系提前进入品试) 进行多点试验,提早生产试验
2 混合法(bulk method)
(1)工作要点 混合法是在自花授粉作物的杂种分离世代, 按组合混合种植,不加选择,直到估计杂种后 代纯合百分率达到80%以上时(F5-F8),才 开始选择一次单株,下一代成为系统(株系), 然后选拔优良系统进行升级试验。
P1
×
P2
株系鉴定
F1 F2
淘汰劣株 品系 鉴定
(4)单籽传法(single seed descent method, SSD法)
用两个亲本杂交,得到F1,经自交得到F2, 在F2植株的每一株上或大量选株上各取一粒种子 进级到F3 ,在F3每株仍取一粒种子进级到F4,再 用同法进级至F5、F6代,直到所需要的世代。在 F6代可以选择单株,在F7种成株行,选系混收, 进行产量比较试验。 工作要点: 从分离世代开始,每株收获一粒种子;之后按 组合每年混合种植,每株收获一粒种子;F5或F6 世代群体中选择单株,种成株行;选择优良株行升 级成品系进入产量试验。
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