第五章杂交育种3
用于多次回交的亲本称轮回亲本(亲本 A);只在第一次杂交时应用的亲本称 非轮回亲(亲本B)。 [( A X B) X A] X A……
受体亲本(receptor)与供体亲本(donor)
有利性状(目标性状)的接受者,称受
体亲本(亲本A);目标性状的提供者,称
供体亲本(亲本B) 。
[(A
X
B) X
BC6 用抗腥黑穗病和麦秆蝇的大棍棒 小麦做轮回亲本 BC8
再自交,于1939年育成了抗 三种病虫害的大棍棒53号
(2)双回交法
①分散在A和B两个品种内时,先将A和B杂交,并用其
F1分别同轮回亲本A和B进行回交。
②从每次回交后代群体中,选取具有轮回亲本优良
性状的个体再进行回交数次。
③最后一次回交后进行自交,育成两个品系,一个具
四次回交F1自交并选择优良抗 病株 自交选择抗病株种成株系,选 择农艺性状优良的抗病株系
6 BC4F1 7 BC4F2
二、 回交育种方法
(一)回交亲本选 择
轮回亲本(或受体亲本)
轮回亲本是接受改良的对象,要求综合性 状好、适应性强、有丰产潜力。应选用在当地 栽培时间长,综合性状好的推广品种或最有希 望推广的优良品种。这些品种某一、二个性状 存在缺点。这些缺点经回交可以得到改良,并 在改良后仍能在生产上有较长时期的使用价值。
A]
X
A……
轮回亲本与受体亲本 非轮回亲本与供体亲本
一、 回交育种的意义及遗传效应
(一)回交育种的意义
回交育种法速度快,在改良作物品种 个别缺点时是一种快速有效方法
(二)回交的遗传效应
• 在回交杂合基因群体中,杂合基因型逐渐减少,纯 合基因型相应地增加,纯合基因型变化的频率是 (1-1/2r)n (n为杂种的杂合基因对数, r为回交的 次数),其中纯合基因型仅为轮回亲本的基因型。
交,即可恢复轮回亲本的大部分优良
性状。
(1) 轮回亲本性状的恢复在不存在基因
连锁的情况下,如果双亲间有n对基因 差异,则回交t次以后,从轮回亲本导入 基因的纯合体比率可按公式(1-1/2t)n 计算出来。
回交次数和涉及基因对数与后代群体内具轮回亲本纯合基因型个体的%
基因 对数 (n)
回交代数(r)
第六节
回交育种
1、概念
两个品种杂交后,子一代与其亲本之 一再进行杂交,称为回交。 A× B F1 × B BC1, BC1 × B BC2…… 采用一次或多次回交的育种方法 ,称 为回交育种。
2、表示方法
[(A X B) X A] X A……; A3 X B ; A X3 / B
明确两对概念
轮回亲本(recurrent parent)与 非轮回亲本(non-recurrent parent)
F1
自交
F2
选出优于双亲的品种
双回交法在玉米上的应用示意图
(3)聚合回交法—convergent backcross method
根据超亲积累与回交结合原理的聚合杂交(聚合回交) 第一年 A×B A×C A×D A×E A占50% 第二年 第三年 A2×B A2×C A2×D A2×E A3×B A3×C A3×D A3×E A占75% A占88%
在回交中所需要的植株数
需要转移的基因数 带有转移的优良基因 的植株的预期比例 机率平准 1 1/2 2 1/4 3 1/8 4 1/16 5 1/32 6 1/64
0.95
0.99
4.3
6.6
10.4
16.0
22.4
34.5
46.3
71.2
95
146
191
296
(西北农业大学主编《作物育种学》)
(五)回交方法
一对基因自交和回交群体内aa型个体的比率(%) 世代数 1 Aa×Aa 25.0 Aa×aa 50.0
2 37.5 75 3 43.75 87.5 4 46.88 3.75 5 48.44 96.88 6 49.22 98.44 7 49.61 99.22 8 50 100
(二)回交的遗传效应
• 就一种纯合基因型来说,回交比自交达到 某种纯合基因型个体的频率快。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 50 75 5 3 24 10 6 15 1 20 30 40 50 75 100
88 51 26 13 7 2
94 72 52 38 28 14 8 4
97 85 73 62 53 39 28 20 9 4
98 92 85 79 73 62 53 46 31 21
99 100- 100- 10096 98 99 10092 96 98 99 89 94 97 99 85 92 96 98 79 89 94 97 73 86 92 96 68 82 91 95 56 75 86 93 46 68 82 91
F1自交和回交后代群体内某种纯合基因型 (轮回亲本基因型)出现的频率 基因对 数(n)
F1 ×F1
1 2 3 4 5 6 7
n
1/4
1/16 1/64
1/256 1/1024 1/4096 1/16384 (1/4)n
F1 ×纯 合亲本
1/2 1/4
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
(1/2)n
第四年
第五年 第六年
A4×B
×
A4×C
A4×D A4×E
×
A占94%
A占94%
×
A(BCDE)
三、 回交育种的用途
定向改良作物品种的个别缺点 培育近等基因系和多系品种 培育细胞质雄性不育系,转育恢复系 回交育种用于在远缘杂交,可提高杂种的育性, 控制杂种后代的分离,提高理想类型的出现频 率
非轮回亲本(或供体亲本): 供体亲本是目标性状的提供者,它必 须具备轮回亲本所缺少的那一、二个优良 性状,而且这一、二个优良性状要非常突 出。控制该性状的基因只能有一、两个,
最好是显性的,以利于回交后代的选择。
尽可能没有严重缺点。
(二)回交后代的选择
1、质量性状基因的回交转育
(1) 当被转移的目标性状为显性时
BC3F1 A—B—Cc BC3F2 A—B—cc
BC3F3 aabbcc
由一对隐性基因控制的性状转移
2、数量性状基因的回交转育
控制某一性状的基因的数目: 当控制某一性状的基因数目增加时,回交后 代出现目标性状基因型的比例势必减少。为了导 入目标性状基因,必须种植的植株数应当增加。 所以数量性状转育的第一个问题是回交后代必须 有相当大的群体。进行数量性状基因的转育,尤 其要注意非轮回亲本的选择。尽可能选择目标性 状比预期要求更好和更高的材料,才能达到理想 的回交育种的结果。
BC1 × 卡佛尔 S(rfrf) N(rfrf) (大部分不育)
BC2 × 卡佛尔 S(rfrf) N(rfrf) (99%不育)
BC4或BC5 卡佛尔 3197B保持系 N(rfrf)
回交法选育不育系及保持系
3197A不育系 S(rfrf)
(甲 马品 丁种 迈 罗 )
系甲 原品 新种 一保 号持 B 育甲 系品 原种 新雄 一性 号不 A
P F1 BC1 BC2
轮回亲本 甲 AABBcc ×
AaBbCc A—B—Cc A—B—Cc A—B—Cc A—B—C— × ×
非轮回亲本 aabbCC 乙
× AABBcc AABBcc AABBcc
乙每 的代 输选 出择 性的 状性 状 为
BC3F1 BC3F2
BC3F3 AABBCC
(3) 严格选择有助于轮回亲本性状的迅速恢复,
可以减少回交次数。 早期世代在回交群体中,除必须选择非轮回亲本 的目标性状外,针对轮回亲本的性状也严格进行 选择,这样做对轮回亲本性状的恢复有利,相应
地可以减少回交的次数。
(四)回交中所需要的植株 数
log(1-a )
M≥ log(1-p) m代表所需的植株数,p代表在杂种群 体中合乎需要的基因型的期望比率,α代表 机率平准。
马丁 × 大棍棒 用大棍棒作 轮回亲本 BC6 自交
1932年选出抗腥黑穗 病的大棍棒小麦品种
道逊 × 大棍棒 用大棍棒作轮回亲本 BC3F1 自交 BC3F2 用抗腥黑穗病的大棍 棒小麦作轮回亲本 BC5F1 自交 BC5F2
1937年选出抗腥黑穗病和 抗麦秆蝇的大棍棒小麦
希望×巴特 用巴特做轮回亲本 BC3F1 × 大棍棒 用大棍棒做轮回亲本 BC4 用抗腥黑穗病大棍棒做轮回亲本
(2) 非轮回亲本的目标性状和不利性状连
锁的程度: 假如用C表示重组率,那么打破不利的 连锁,获得希望的重组类型的机率为1-
(1-C)t。 t是表示回交的次数。
不同重组率下经不同次数的回交后出现重组类型的频率(%) 回交次 数(n) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 连锁基因的交换值(c) 0.5 50 75 87.5 93.8 96.9 98.4 99.2 99.6 99.8 0.2 20.0 36.0 48.8 59.0 67.2 73.8 79.0 83.2 87.1 0.1 10.0 19.0 27.1 34.4 40.9 46.9 52.2 57.0 61.3 0.02 2.0 4.0 5.9 7.8 9.2 11.4 13.2 14.9 16.6 0.01 1.0 2.0 3.0 3.9 4.9 5.9 6.8 7.7 8.6 0.001 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
(1)逐步回交法(stepwise backcross method)
即在同一回交方案中同时转移几个目标性状
基因。选择几个分别具有不同目标性状基因的