植物杂种优势
杂种优势及其生物学机制的研究
杂种优势及其生物学机制的研究随着人类的不断发展和进步,科技的日新月异,越来越多的生物学研究开始走向系统、深入的方向。
其中,被广泛研究的一个课题是“杂种(Hybrid)优势及其生物学机制”。
从生物学角度来说,杂种优势就是指两个家系或品种交配和生殖后,其子代的表现能力优于其亲代,这种表现能力的提高在很多方面都是显著的,比如体形、生长速度等。
一、杂种优势的基础生物学机制杂种优势的生物学机制很复杂,但是我们可以从以下三个方面来概括:1. 基因互补效应。
在杂交过程中,不同家系或品种的基因互相混合,对于某些特定表型的基因,可以增加杂种后代表现能力的变异性。
这样一来,混搭了不同的基因,可以更好的适应各种外部环境,从而使得杂种后代的表现能力相对于双亲种更加稳定,产生了提升生物学表现的趋势。
2. 超加性遗传效应。
另外一个方面则是超加性遗传效应,这种效应又称为杂种优势的主效应。
在两个品种的混合中,某些基因可以被超加性表达,进而可以产生较高的表现能力。
例如,某种植物的品种A的单倍体产量为5吨,品种B的为2吨,但品种A和B的混合后却可以产量达到10吨甚至更多。
这种超加性遗传效应的发生在一些重要的农业和畜牧业领域都有很好的广泛应用。
例如水稻的杂交种产量可以提高30%以上,猪、鸡等畜禽杂交后也能获得更高的生产性能。
3. 抗逆能力增强。
杂交种还有一个明显的优势,就是杂交种可以更加适应各种不同的环境。
这是因为杂交种的基因表达具有一定的韧性,在适应性方面往往比与之相对立的纯种更占优势。
例如,同一种植物在不同的气候条件下生长既可以产生对抗癌物质的多寡,更对抗病虫害,如若此种植物发生杂交,那么新产生的物种将更加适应更多不同种类的环境,癌症发生的能力会降低,植株生长的稳定性也会增强。
二、杂种优势的实际运用在现代生物技术发展的背景下,杂交优势的应用越来越广泛。
其中,杂交种的健康生长和产出性能优越的作物育种是一个很重要的领域。
我们知道,农业生产的发展需要不断增加产量,同时还要提高品种的适应性和耐抗力。
杂交育种与杂种优势的区别与联系_概述说明
杂交育种与杂种优势的区别与联系概述说明1. 引言1.1 概述杂交育种和杂种优势是现代农业领域中两个重要的概念。
它们都与增加作物产量、改善品质以及适应环境变化有关。
然而,尽管这两个概念在某些方面存在联系,但也有一些明显的区别。
1.2 文章结构本文将首先对杂交育种和杂种优势分别进行定义,并探讨其区别之处。
接着,我们将分析它们的联系,包括共同关注点和目标以及影响因素相似性分析等内容。
最后,我们将对这两个概念进行总结,并探讨它们的意义和应用价值。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解杂交育种和杂种优势之间的差异与联系。
通过深入理解这两个概念,读者可以更好地利用他们在实际农业生产中的作用,并为未来相关研究提供参考依据。
2. 杂交育种与杂种优势的定义:2.1 杂交育种的概念:杂交育种是指通过人工将两个不同品种、亚种或基因型的个体进行交配,产生出具有杂合性状的后代。
这一过程中,来自亲本个体的遗传物质在混合时会发生重新组合,从而使得后代表现出一些新的优秀性状,比如产量增加、抗病性提高等。
杂交育种被广泛应用于植物、动物和微生物等领域,以期获得更为理想和优良的品种。
2.2 杂种优势的定义:杂种优势是指在同一基因座上内含有来自亲本不同等位基因(allele)所形成的异系对,使得杂合子拥有比亲本纯合子更好的表现形式。
也就是说,在某些特定条件下,杂交后代在某些性状上具有超越其亲本纯合子的表现,并达到更高水平。
这一现象被称为杂种优势(heterosis),广泛存在于各类生物中。
总结来讲,杂交育种是通过人工交配产生新品系或新个体;而杂种优势则是指在杂交后代中表现出的明显的优于亲本纯合子的性状表现。
杂交育种通过引入新的遗传变异,利用基因组的重新组合,产生出新品系或个体,进而实现某些性状的改良。
而杂种优势则是由于亲本间的基因组互补效应、显性和超显性等因素导致,在特定条件下产生更好表现形式的后代。
3. 杂交育种与杂种优势的区别3.1 范围和内容的差异杂交育种是指通过将不同品种或种属的个体进行交配,创造出具有优良性状的新品种。
杂种优势的利用
观赏植物的杂种优势
1) 观赏特性优良; 2) 抗逆性强; 3) 整齐一致。
(三)杂种优势育种
利用这种杂种优势的育种法称为 优势育种或一代杂种育种法。
(四)优势育种与重组育种的异同点
1. 优势育种与重组育种的相同点是需要选配 亲本,进行有性杂交。
2. 不同点是重组育种先进行亲本的杂交,然 后使杂种后代纯化成为定型的品种用于生 产(重要性状基本上不再分离) ;
三 花卉杂种优势利用主要成就
杂种优势的现象,早在2000年前已为 人们所注意,我国1400多年前就有杂种优 势的文字记载,杂种优势的利用首先是从 在大田大作物玉米开始的,现在玉米、高 粱和水稻等作物已取得显著成就,在蔬菜 方面也取得惊人的结果,花卉方面,世界 各国已培育出不少优良的杂种,尤以美国 和日本最盛。
3、轮配法
A
B
C
D
A
X
X
X
X
B
X
X
X
X
C
X
X
X
X
D
X
X
X
X
这是既能测定普通配合力又能测定 特殊配合力,从而能较准确地选出最 优组合的方法。
(三)自交系间配组方式的确定
经过配合力测验选得优良杂交 组合及其亲本自交系后,还需要进 一步确定各自交系的最优组合方式, 以期获得好的杂种。
1、单交种:
2、双交种:
(二)进行配合力测验
选出最好的杂交组合及其亲本自交系。
自交系的表现并不总是一致的,因此 必须对上述过程中初选出来的自交系,根 据它们的配合力,即作为亲本时后代所表 现的性状水平,作进一步的选择,并从中 选出最优良的组合。
配合力的概念
配合力是指作为亲本杂交后F1代 表现优良与否的能力。
杂种优势_精品文档
杂种优势引言:杂种,或称为混种,是指两个不同种族或品种的生物杂交后所形成的后代。
传统上,许多人认为纯种的动植物品种拥有更高的品质和价值,而杂种则被认为是次等的。
然而,现代研究已经证实了杂种的许多优势。
杂种优势是指杂交后代相比于其亲代的一种或多种性状表现出更高的适应性、生长能力和生殖能力。
在本文中,将讨论杂种优势的不同方面,并探讨为何杂种优势在许多生物中都存在。
一、生物多样性的优势生物多样性是指地球上各种不同物种的存在。
杂种的形成可以增加生物多样性,这是因为杂种在遗传上拥有更多的变异。
杂种能够从其亲代中继承不同的基因,这使得它们在生存竞争中具有更强的适应能力。
通过增加生物多样性,杂种优势为生态系统提供了更大的稳定性和韧性,因为有更多的变种能够应对环境的变化。
二、适应力和抗病性的提高杂种的另一个优势是它们在环境适应和抗病性方面表现出更高的能力。
由于杂种继承了不同的基因,它们通常能够更好地适应不同的环境条件。
例如,在农业领域,杂种的耐旱性、耐寒性和抗病性等特点使得它们能够在较为恶劣的环境条件下生长并产生更高的产量。
此外,杂种还具有更高的抗病能力,这主要是由于亲代的不同基因能够提供更多的防御机制。
三、生长能力和生殖力的增强研究发现,杂种在生长能力和生殖力方面通常表现出更高的水平。
由于杂种继承了不同亲代的优势基因,它们在生长过程中往往能够更好地利用养分和能量资源。
这使得杂种生物能够快速生长并达到更大的体型。
此外,杂种往往具有更高的生殖率,这是由于它们能够更有效地进行繁殖并传递优势基因给下一代。
四、杂种优势在不同生物中的证据杂种优势已在许多生物中得到证实,包括植物、动物和微生物。
在植物领域,杂种的产量和抗病能力优势已经得到广泛应用和推广。
例如,玉米的杂种优势使得其在全球范围内成为重要的农作物。
在动物中,杂种往往表现出更好的生长和肉质品质。
许多农场主已经选择杂种鸡和杂种猪作为肉类生产的首选。
此外,一些杂种鱼类也在水产养殖业中得到了广泛应用。
第五节杂种优势的利用
第五节杂种优势的利用一.杂种优势的概念与表现特点1.杂种优势的概念杂种优势是指两个或几个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂种(杂种一代或及其后代),在生长势、生长量、结实性、发育速度以及对不良环境条件的抗性的抗性等方面,优于其亲本(品种或自交系)的现象。
2.杂种优势的表现特点(1)杂种优势具有普遍性和复杂多样性。
凡是能进行有性生殖的生物,无论高等生物还是低等生物,自花授粉植物还是异花授粉植物,都可见到杂种优势现象。
但并不是任何两个亲本杂交所产生的杂种或杂种的所有性状都具有优势。
(2)杂种优势的大小与亲本遗传差异和纯度有关。
(3)F2及以后世代杂种优势衰退。
二.利用杂种优势的基本条件(1)要有纯度高的优良品种或自交系;(2)亲本间杂交一代要有强大的杂种优势;(3)亲本的繁殖和杂交种的配制简单易行、种子生产成本低。
三、杂交种的类别1.品种间杂交种对于雌雄异花或雌雄同花但去雄方便的作物,可采用品种间杂交的方式。
利用品种间杂种优势的特点是:育种程序简单,但由于品种间没有严格自交的过程,品种内株间的遗传基础不完全一致,所以杂种F1表现不太整齐,优势也相对低于自交系间杂种。
2.自交系间杂种对于容易人工自交的作物(如玉米),可利用自交系间杂。
利用自交系间杂种的特点是:育种程序复杂,所需时间长,但所配出的杂种生长整齐一致,优势明显。
玉米自交系间杂交种,因采用自交系亲本的数目多少及组合方式不同,可分为:顶交种——一个自交系和一个普通品种杂交;单交种——两个自交系杂交;三交种——一个单交种和一个自交系杂交;双交种——两个单交种杂交;综合种——由10个以上自交系或几个单交种、双交种杂交后,通过混合选择而成。
3.自交不亲和和系间杂种有一些作物,他们的某些品系虽然雄蕊正常,能够散粉,但自交或系内兄妹交均不结实或结实极少,这种特性称为自交不亲和性,具有这种特性的品系叫自交不亲和系。
它们可利用自交不亲和品系间杂交种。
4.种间杂交种某些种间杂交一代结实率不降低的作物,可利用种间杂种优势。
杂交育种与嫁接的区别
杂交育种与嫁接的区别一、杂交育种杂交育种是指利用不同品种或不同种属的植物进行人工交配,以获得具有优良性状的后代的育种方法。
其主要特点如下:1. 品种选择:杂交育种需要选择具有优良性状的亲本进行交配,以确保后代的遗传优势。
通常选择的亲本被称为“父本”和“母本”。
2. 高产高质:杂交育种能够利用亲本间的互补性,使后代具有更高的产量和良好的品质。
这是因为不同亲本的基因组合能够增强遗传多样性,提高植物的适应性和抗性。
3. 杂种优势:杂交育种中最重要的概念是“杂种优势”。
杂种优势指的是杂交后代相对于亲本的某些性状具有显著的改良效果。
例如,杂交水稻的产量明显高于纯种水稻。
4. 适用范围广:杂交育种适用于多种植物,包括作物、果树、花卉等。
通过杂交育种,可以迅速获得具有抗病虫害、适应性强、产量高等优良品种。
二、嫁接嫁接是指将两个或多个植物的不同部分连接在一起,以实现它们的生长和发育的繁育方法。
嫁接的主要特点如下:1. 品种选择:嫁接需要选择合适的亲本进行组合。
通常选择的亲本被称为“砧木”和“接穗”。
砧木是提供根系和茎的植物,而接穗则是提供芽眼和叶的植物。
2. 亲和性要求:嫁接要求砧木和接穗之间具有一定的亲和性,以保证它们能够成功连接并共同生长。
亲和性的选择对嫁接的成功与否至关重要。
3. 特殊性状:通过嫁接,可以将不同植物的特殊性状结合在一起。
例如,可以将一种耐寒的果树品种的根系与一种高产的果树品种的茎连接在一起,既保证了耐寒性又获得了高产性。
4. 快速繁殖:嫁接可以实现植物的快速繁殖。
通过将多个接穗嫁接到同一棵砧木上,可以同时获得多个相同的后代植株。
三、两者的区别杂交育种与嫁接虽然都是植物繁育方法,但在操作过程、目的和应用领域上有明显的区别。
1. 操作过程:杂交育种是通过人工交配的方式,将不同品种或不同种属的植物进行杂交,从而获得优良品种。
而嫁接是通过将植物的不同部分连接在一起,使它们共同生长。
2. 目的不同:杂交育种的目的是通过遗传交换获得优良性状,提高产量、品质或抗性等,以满足人类需求。
杂种优势的概念
杂种优势的概念
杂种优势的概念 观察生活、生产中的杂种优势现象,分组进行讨论。
杂种优势的概念
填空题:
1. 杂种优势是指(
2.在作物育种大规模的利用杂种优势是首先从(
现的。20世纪70年代,我国在生产上利用杂交(
开创了(
)作物利用杂种优势的先例。
)。 )上实
),
杂种优势的概念
1. 两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1代,在生长势、 生活力、抗逆性、繁殖力、适应性以及产量、品质等性 状方面明显优于其双亲的现象。
杂种优势的概念
一、杂种优势的概念 是指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1代,在生
长势、生活力、抗逆性、繁殖力适应性以及产量、品质 等性状方面明显优于双亲的现象。
杂种优势的概念
二、杂种优势的普遍性
杂种优势是生物界的一种普遍现象。从真菌到高等动 植物,凡能能够进行有性生殖的生物,均可见到这个现象。 在种植业上利用杂种优势,可大幅度的提高产量及改良品 质,具有巨大的经济和社会效益。
2. 玉米;水稻;自花授粉
园林植物花卉育种学第7章 杂种优势的利用
.
4. 离中优势 又称平均显性度 H= [F1- (P1+P2)/2]/[(P1-P2)/2]
– 以双亲平均值之差的一半为标准
• 反映了杂种优势与双亲值之差的相关性 (P117)
.
影响一代杂种利用价值的因素
杂种产生的经济效益 VS 生产杂种种子的成本
1. 杂种优势的利用决定于F1的实际经济效益与生产 F1成本之间的相对效益。F1实用价值是取决于它 的实际经济价值; F1实际经济价值在不同花卉、不同杂交组合是不 同的;
础材料 2.选择优良单株自交 3.逐代系间选择淘汰
.
原始群体 S0 S1
S2
S3
A 品种
B 品种
S4
自交系
A1
A2 A3
B
F1 性能比较 (配合力分析)
F1
F1
F1
F1 种子生产
.
图 6-1 自交系与单交种选育过程
二、 配合力测定
(一)配合力的概念: 指作为亲本杂交后F1代表现优良与否的能力。
• 一般配合力(general combining ability, gca)指一个亲本自交系在一系列杂交组合中 杂种后代某一性状的平均表现,通常用离均差 表示。
P2
▪显性效应(Dominant effect)是指在杂合 位点上的显性或部分显性基因对隐性基因的 互补效应。
• 显性基因的加性效应(累积效应Additive effect)是指非等位基因位点上显性效应的集 合,即不同位点上的显性基因的累加效应。
• 显性说认为:基因型不同的品种(或自交系)
杂交,其F1内有许多不同位点上都有显性基 因抑制着相对应的隐性基因,达到互相补充
– 根据公式,当F1=MP ,即(P1+P2)/2时,H=0,为无优
第八章 杂种优势利用
六、牧草利用杂种优势的特点
• 一些牧草即可有性繁殖,又可无性繁殖, 便于固定杂种优势。
×
×
×
纯系
F1 单交
2、利用杂种优势的方法
依亲本类型的不同,分为四种: a.品种间杂交——品种间杂种 b.品种与自交系杂交——顶交种或测交种 c.自交系间杂交——自交系间杂种(单交种、三交种、双交种、综
合种)
d.远缘杂交——种间杂种,种属间杂交或属间杂交 总要求:
简便而迅速地获得大量F1种子,以提高杂交种子的生产力,降低生 产成本。
别。 主要区别在花药与花粉粒上:一般来说雄不育株的
花粉发育不全或功能不正常,没有授粉能力。还有便 于识别的次要特征。
说明:表现雄性不育现象的植株,有些由于生理失调所 致,或对环境比较敏感,是不能遗传的,我们所希望 的是对环境条件不敏感,能稳定遗传下去的雄性不育 系。
雄性不育可划分为4种类型:
(1)、雄蕊不育(雄蕊畸形或退化) (2)、无花粉或花粉败育(雄蕊正常,但无花粉
三、杂种优势的理论解释(自学)
1、显性观点:
杂种优势是由于双亲的有利显性基因,全部聚集在杂种中 所引起的互补作用的结果。一般来说,对生产有利的数量 性状由显性基因控制,不利性状由隐性基因控制,且常有 连锁关系。因此,当双亲的遗传组成都为纯合体,且各等 位基因互为显隐时,则杂交所产生的杂种,可聚集来自双 亲的不同的有利显性基因,而掩盖隐性基因的作用,从而 表现杂种优势。
杂种优势解释
杂种优势解释
嘿,你知道杂种优势吗?这可真是个超级有趣的东西呢!就好比把两种不同但都很优秀的狗狗品种杂交,生出来的小狗可能就集合了双方的优点,变得更加厉害。
咱就说在农业上,把两种不同的作物品种进行杂交,那长出来的庄稼可能就会产量更高、品质更好。
这不是很神奇吗?你想想看,本来普通的品种,通过杂交一下子就变得超级厉害了。
再比如说人吧,如果一个很聪明的人和一个很有创造力的人结合,那他们的孩子会不会既有聪明的头脑又有超强的创造力呢?这难道不像是一种神奇的魔法吗?
杂种优势在动物养殖中也很常见呀!养牛的人会让不同品种的牛杂交,这样生出来的小牛可能更强壮、更能产奶。
这不就像是给牛来了一场超级进化嘛!
而且哦,杂种优势可不是随随便便就能有的。
这需要精心的挑选和配对,就像给人找对象一样,得找个合适的才行呢!要是随便杂交,可能不但没有优势,还会出现一些问题呢。
在大自然中,其实也有很多杂种优势的例子呢。
一些植物通过自然杂交,产生了新的品种,适应了不同的环境。
这就好像它们自己找到了变得更好的方法。
你说,杂种优势是不是超级神奇?它就像是打开了一个神秘的盒子,让我们看到了无限的可能。
我觉得杂种优势真的是大自然的一个奇妙
馈赠,让我们能够创造出更多更好的东西,不管是农作物、动物还是
其他的。
它让我们的世界变得更加丰富多彩,不是吗?。
杂种优势的理论及其研究进展课件
• 利用分子标记预测杂种优势:
分子标记预测杂种优势的研究, 在动物中, 尚 未见报道。但由于分子标记具有存在于任何发育 阶段、组织及器官, 没有不利的表型效应, 不受外界 环境的干扰, 等位基因间一般为共显性, 多态性丰 富等优点, 我们认为分子标记是预测杂种优势的一 种十分有利的方法, 在动物育种中应将它作为一个 重要课题加以研究。
杂种优势的理论及其研究进展
➢ Turbin (1964, 进一步提出了遗传平衡假 说
➢1994 年钟金城根据前人的研究和杂交育种 实践, 提出了活性基因效应假说
➢1995 年程宁辉等在进行杂种优势形成的基 因表达与调控的研究中, 归纳出杂种一代与 亲本基因表达差异的4 种类型
杂种优势的理论及其研究进展
杂种优势的理论及其研究进展
• 六 半配合生殖法:
半配合生殖是指在授粉后, 精核进入卵细胞,但 不与卵核融合,而是彼此独立分裂,最后形成镶嵌着 父本和母本特性的嵌合体。其产生的后代多为单倍 体,经染色体加倍后成为纯合二倍体。棉花育种中的 半配合材料是从Pima 棉中选育得到的, 除具有半配 合特性外,还具有黄色叶片指示性状。将其应用于陆 地棉×野生棉杂种选育中,可通过单倍体的加倍,早 代稳定以保留多种变异类型,确保其不在长期分离过 程中消失,从而使杂种优势固定
• 杂交种体内酶的变化和外在性状表现是 亲本基因经过重组、互作、表达和调控等 多个过程形成的产物,多数产物在形成过 程当中又受到环境的影响,关于杂种优势 与基因差异表达类型之间的关系,不同的 实验材料之间相差很大。所以从基因到性 状表现的过程是非常复杂的,,因此研究 杂种优势从基因开始,可以克服一些干扰 因素,能较直观地反映杂种优势形成机理。 农作物产量、品质等农艺性状是在环境因 子作用下特定基因在生长发育过程中表达 的结果,因而从基因水平上研究杂种优势 会起到事半功倍的效果。 杂种优势的理论及其研究进展
杂交优势的利用
(3) 超标优势 :指杂交种 (F1) 的产量或某一数 量性状的平均值与当地推广品种 (CK) 同一性状 的平均值差数的比率。
超标优势 = (F1 - CK)/ CK ×100% (4 )杂种优势指数 :杂交种某一数量性状的平均值与
双亲同一性状的平均值的比值。
杂种优势指数= F1/(P1+P2)/2×100%
油菜杂种优势的研究始于 60 年代中期 , 经过 20 多年的研究, 已育成秦油2号、华杂2号等几 个杂交组合, 正在进行示范推广, 据初步统 计 ,1990年秋播杂交油菜面积已超过40万平方 米, 在国际上处于领先地位。
我国的棉花杂种优势利用, 也进行了大量的研 究, 但尚未取得重大进展, 四川省利用核不育系配 制的棉花杂交种, 已在生产中利用, 每年的推广面 积占该省棉田的25%-30%。目前我国年推广面 积占全国植棉面积的10%左右。
二 杂种优势表现特征
1 杂种优势的普遍性 区别:杂种优势和杂种活力 杂种优势的表现:
(1)生长势和营养体 (2)产量和产量因素方面 (3)品质方面 (4)生理功能方面 (5)生化表现方面 (6)抗逆性和适应性
2 杂种优势表现的复杂多样性 从基因型看:自交系强于自由授粉品种 作物种类:二倍体大于多倍体 亲本亲缘关系:亲缘关系远的强于近的 杂交组合:亲本之间性状互补,杂种优势强
2 对两种假说的评论
两种假说的共同点是都承认杂种优势的产生是来 源于杂种 F1 等位基因和非等位基因间的互作,都 认为互作效应的大小和方向是不相同的 , 从而表现 出正向或负向的中亲优势或超亲优势。
但认为基因互作的方式是不相同的。
显性假说认为杂合的等位基因间是显隐性关系, 就 一对杂合等位基因讲, 只能表现出完全显性和部分显 性效应;超显性假说则认为杂合性本身就是产生杂 种优势的原因,一对杂合性的等位基因, 不是显隐性 关系,而是各自产生效应并互作,因此,可能产生超亲 优势。
杂种优势的两种解释
杂种优势的两种解释杂种优势是指杂交后代相比于纯种后代在某些方面表现出的优异性状或适应能力,它有两种解释。
一种是生物学解释,另一种是农学解释。
从生物学的角度来看,杂种优势是指杂种后代相比于纯种后代在生存能力、生长速度、繁殖力等方面的优势。
这种优势的原因在于杂交带来了基因的重组和多样性,使得杂种后代具有更好的适应能力。
杂种后代的基因组中包含了两个不同个体的遗传信息,这意味着它们可以充分利用不同基因的优点,同时避免了某些基因的缺陷。
这使得杂种后代可能在抗病性、抗虫性、适应环境变化、生长速度等方面表现出更强的适应性和竞争力。
从农学的角度来看,杂种优势指的是在农业生产中使用杂交种植物或动物所带来的优势。
杂交育种是农业生产领域中常用的一种方法,通过将两个不同的纯种个体杂交,产生出具有优质特征、高产量和抗病虫能力的杂交品种。
这些杂交品种可以在一定程度上克服纯种的劣势,提高农产品的生产和质量。
例如,杂交水稻在增产方面表现出明显的优势,可以比传统的纯种水稻提高20%以上的产量。
猪、牛、羊等畜禽杂交育种也能够改善生产性能,提高肉品质量。
杂种优势的存在给我们带来了许多指导意义。
首先,杂交育种成为农业生产中提高产量和抗性的主要手段之一。
通过利用杂交种植物和动物的杂种优势,可以满足不断增长的粮食需求,改善食品的品质和安全性。
其次,杂交育种对于维持生物多样性和遗传资源的保护也具有重要意义。
通过杂交育种,可以保证遗传资源的合理利用和长期保存。
此外,通过研究杂种优势的基因机制,可以为疾病的治疗和生物技术的发展提供重要参考。
总的来说,杂种优势是杂交后代相比于纯种后代在某些方面表现出的优异性状或适应能力。
无论是从生物学的角度还是农学的角度来看,杂种优势都具有重要的意义和指导价值。
在农业生产和遗传资源保护中,我们应该充分利用杂交育种的潜力,以达到提高产量、改良品质和维护生物多样性的目标。
植物遗传学中的杂种优势与杂种劣势研究
植物遗传学中的杂种优势与杂种劣势研究植物杂交是指不同种或亚种之间进行交配,产生的后代称为杂种。
在植物遗传学中,研究人员对植物杂交进行了广泛的研究,并发现了杂种优势与杂种劣势。
本文将介绍植物杂种优势和劣势的研究成果,以及它们在农业领域的应用。
一、植物杂种优势的研究成果植物杂种优势指的是杂交后代相较于亲本种群在某些性状上具有更好的表现。
这种优势主要体现在以下几个方面。
1.增强的生长力和适应性:杂交后代往往具有更好的生长速度、更高的生活力和更广泛的适应性。
这是因为不同亲本的基因组可以相互补充,使后代拥有更多的遗传多样性,从而提高生长力和适应性。
2.优良的抗病性和抗虫性:许多研究表明,杂交后代往往具有比亲本更强的抗病性和抗虫性。
这是因为杂交能够产生新的基因组组合,使植物具备更多的抗病和抗虫能力,从而减少病虫害的发生。
3.提高的产量和质量:杂交植物比亲本植物更容易实现产量和品质的提高。
这是因为杂交能够使植物基因组中的优良基因相互结合,形成更高效的基因组组合,从而提高产量和品质。
二、植物杂种劣势的研究成果除了杂种优势,植物杂交还可能导致杂种劣势的出现。
杂种劣势指的是杂交后代相较于亲本种群在某些性状上表现较差。
以下是一些杂种劣势的研究成果。
1.遗传不相容性:亲本间存在的遗传不相容性可能会导致杂种后代的生长和繁殖能力下降。
这是因为不同亲本的基因组之间可能存在不兼容的基因组组合,导致后代无法正常发育和繁殖。
2.某些环境条件下的劣势:杂种植物在某些环境条件下可能表现出劣势。
例如,在极端干旱或寒冷的环境中,杂种植物可能无法适应,导致生长受限。
三、植物杂种优势与杂种劣势在农业领域的应用植物杂种优势与劣势的研究成果在农业领域具有广泛的应用价值。
1.杂交育种:杂种优势的存在为农业植物的杂交育种提供了理论基础。
通过合理选择不同亲本进行杂交,可以利用杂种优势提高农作物的产量和品质,提高农业生产效益。
2.抗病虫害育种:杂交后代对病虫害的抵抗力较高,可以作为抗病虫害育种的重要材料。
简述杂种优势利用的
简述杂种优势利用的
杂种优势利用是在生物多样性和遗传变异学中一个重要的概念。
它是指将不同物种或不同品种之间的优异品质相结合,以获得更多的优势。
这种技术被用来改善作物的产量和质量,以及改善动物的性能等。
杂种优势利用是一种繁殖技术,它是使用不同种类之间优势进行排列组合,以产生一个健壮的品种。
它在农业领域中被广泛应用,目的是以较少的投入获得较高的产量和质量。
杂种优势利用中最重要的特征之一是它的基因潜力。
它可以促进有用的品种之间的基因交流,以提高植物营养和水分吸收等。
因此,通过杂种优势利用,人们可以产生抗逆性更强、产量更高、抗病毒性更强的新品种。
杂种优势利用具有许多优点,但也有一些不足之处。
首先,它可能会导致遗传背景不稳定,从而影响植物或动物的发育和生长。
其次,它需要更多的繁殖技术和时间,以确保这些植物或动物的稳定性。
最后,它的成本可能会比单一种品种的繁殖成本要高。
尽管有一些局限性,但杂种优势利用仍然是一种有用的生物技术,在植物的种质改良、育种繁殖等方面发挥着重要的作用。
在许多情况下,杂种优势利用可以帮助生物进行遗传多样性。
此外,它还可以跨越种群差异,使植物或动物能够适应更多的环境条件。
在全球范围内,杂种优势利用技术促进了农业生产的发展,并帮助人们摆脱贫困。
总之,杂种优势利用是一个重要的概念,它可以帮助植物和动物建立更多的优势。
它通过基因交流、植物营养和抗病毒性等来提高品
质,从而改善全球范围内的农业生产能力。
杂种优势的概念及应用现状
杂种优势与基因网络有关。杂种优势将两个不同 的基因群组合在一起形成新的网络系统。等位基 因成员在此新网络系统中可处于最佳工作状态。
杂种优势必须具备两个前提:①亲本基因型在杂 合子中必须彼此协调;②亲本基因群组合具有互 补性。杂种优势还受环境条件的影响。
三、优势育种与常规杂交育种的比较
相同点: 收集大量的种质资源,选配亲本,进行有性杂交,
第一节 杂种优势的概念及应用现状
学习要点: 杂种优势的含义 杂种优势的度量方法 杂种优势的遗传机制 优势育种与常规杂交育种的异同
一、自交衰退
自交衰退的现象:生长势、产量等
存活率、株高、 开花率、花径
自交衰退的原因:不利隐性基因纯合 物种间的差异:十字花科(重)、瓜类(轻)
二、杂种优势的表现及度量方法
遗传距离: 衡量品种间若干性状综合遗传差异大小的指标。 为了能够更全面地反映亲本品种间的遗传差异, 需要对多个性状综合考虑,按多元统计分析方法 计算品种间多个性状基因型值构成的多维空间的 几何距离,就叫作品种间的遗传距离。
根据遗传距离聚类分析对亲本分类,可用于选配 亲本和预测杂种优势。
3、分子标记法 利用RAPD、RFLP、AFLP、SSR和SNP等分子标记,
杂种一代在生产上之所以占有如此重要的主导作用,主要 有三个原因:
1、杂种优势强、生产者愿意种; 2、育种者的权益容易受到保护; 3、育种周期短,效益好。
五、杂种优势的早期预测
1、同工酶法 无差异酶谱:杂种与亲本酶谱相同。 单一亲本酶谱: 杂种酶谱: 互补酶谱:杂种与亲本酶谱互补。
2、遗传距离法
的度量方法。
H F1 1/ 2(P1 P2 ) 1/ 2(P1 P2 )
H值:通常都在0-1之间,F1≥2倍中亲值情况少见。 缺点:①如果双亲相差比较大,F1即使超中优势比较强,也 有可能低于大值亲本 ②如果这两个亲本都不高,比如高亲的值 还没有推广的其他品种高,也没有推广价值。
杂种优势的表现
杂种优势的表现杂种优势是指杂交后代相对于纯种后代在某些特征上表现出的优势。
这种优势可以在各个领域中得到体现,包括植物育种、动物繁殖以及人类社会等。
本文将从不同角度探讨杂种优势的表现。
一、植物育种中的杂种优势在植物育种领域中,杂种优势的表现主要体现在植物的生长速度、抗病能力和适应性上。
杂种植物往往具有更快的生长速度。
这是因为杂种植物继承了父母两个纯种植物的优点,拥有更加丰富的遗传信息。
因此,杂种植物在生长过程中能够更有效地吸收养分,提高光合作用的效率,从而实现更快的生长。
杂种植物通常具有更强的抗病能力。
由于杂种植物具有较高的遗传多样性,它们能够抵抗更多的病原体侵袭。
这是因为病原体往往只能侵袭特定类型的植物,而杂种植物由于遗传信息的多样性,能够更好地抵御各种病原体的攻击。
杂种植物通常具有更强的适应性。
由于杂种植物的遗传背景更加多样化,它们能够适应更广泛的环境条件。
无论是高温、低温、干旱还是湿润,杂种植物都能够更好地适应,并表现出更强的生存能力。
二、动物繁殖中的杂种优势在动物繁殖领域中,杂种优势主要表现在动物的生长速度、生育能力和适应性上。
杂种动物往往具有更快的生长速度。
这是因为杂种动物继承了父母两个纯种动物的优点,拥有更加优秀的生长基因。
因此,杂种动物在生长过程中能够更有效地吸收养分,提高代谢效率,从而实现更快的生长。
杂种动物通常具有更强的生育能力。
由于杂种动物具有较高的遗传多样性,它们能够减少近亲交配所带来的不良基因效应,提高繁殖能力。
这使得杂种动物能够更快地繁殖后代,增加种群数量。
杂种动物通常具有更强的适应性。
由于杂种动物的遗传背景更加多样化,它们能够适应更广泛的环境条件。
无论是气候变化、食物资源的变化还是环境污染,杂种动物都能够更好地适应,并表现出更强的生存能力。
三、人类社会中的杂种优势在人类社会中,杂种优势主要表现在文化交流、创新能力和身体素质上。
不同文化的交流能够产生杂种优势。
当不同文化之间进行交流和融合时,不同的观念和思维方式会相互碰撞、交融,从而产生新的创意和突破。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
植物杂种优势利用动物科技学院动科092班张婵娟 12号内容摘要杂种优势利用(植物)是重要育种手段之一。
即利用两个遗传组成不同的生物体杂交后的杂种一代在生长势、生活力、抗逆性、产量和品质等方面优于亲本的表现,达到生产要求。
它与培育纯品种为目的的杂交育种不同之处,在于选用亲本、配置组合时特别强调杂种一代的优势表现。
强弱是针对所观察的性状而言,通常以杂种一代某一性状超越双亲相应性状平均值的百分率即平均优势,或超过较好亲本值的百分率即超亲优势,或超过对照品种值的百分率即超标优势来表示。
杂种优势以杂种一代最大,杂种二代大为减退,以后逐代下降至一定程度。
所以这种方法主要是利用第1代杂种。
关键词:繁殖授粉杂交去雄1.发展简史动物中的杂种优势现象早就为人们所认识并加以利用18世纪中期,开始发现植物中也有杂种优势现象。
从1920年开始,玉米双交种、单交种、三交种的育种相继直接用于生产,从而广泛推动了其他作物的杂种优势利用。
60年代以后,雌雄同花作物中、保持系和恢复系“三系”配套研究的成功,为杂种优势的利用开辟了广阔前景。
的研究也为配制杂交种带来了方便。
现在,水稻、大白菜等作物都能大量生产杂交种子供生产利用;小麦也开始利用化学杀雄剂配制杂交种在市场上销售。
利用杂种优势改良果树、林木、和观赏植物的品种,都取得重要成果。
在中国,作物杂种优势的利用也是从玉米开始的。
杂交高粱和杂交水稻也已在全国大面积推广,增产效果突出。
2.优势表现无论动物或植物,自花授粉或异花授粉植物,除亲缘关系较远的类型外,杂种一代一般都有不同程度的优势。
主要表现在比其亲本生长旺盛、富有活力、抗病虫和不良环境条件的能力强、适应性好,因而产量较高。
由于杂种具有细胞分裂快、活性强、生物代谢效率高等特点,它在形态、生态、器官、组织、生理、生化等一系列性状指标上都较优越。
但优势表现的程度常因不同物种、不同杂交组合和不同性状而异。
相对而言,自花授粉作物的优势不如异花授粉作物;异花授粉作物中,品种间杂交的优势又不如自交系间杂交。
遗传差异大、生态类型不同的杂交组合优势大。
地理上远距离的杂交组合也常会出现明显优势。
同一杂交组合,不同性状的优势表现也不相同。
一般来说,产量是衡量优势大小的最好指标。
如玉米单交种一代一般可比普通开放传粉的品种增产20~30%。
高粱杂交种一般增产30%左右,水稻杂交种增产10~30%。
70年代中国在、甘蓝、萝卜、番茄、甜(辣)椒等十几种蔬菜作物上利用杂种优势,一般增产20%以上。
3.利用方法杂种优势的利用目标因作物种类和育种任务而异,如提高粮油作物子粒的产量和品质,增进蔬菜作物营养体的产量和品质,提早或延迟熟期以满足市场需要及适应贮藏、保鲜、加工等收获后的要求等。
提高对抗病虫害等的抗逆能力以保证其稳产性,则是普遍的要求。
利用杂种优势时所遵循的亲本选配原则与常规杂交育种相同,但须特别注意两点:一是选配强优势的优良组合。
要求两亲的亲缘关系较远、性状差异较大、优缺点互相弥补、好、纯度高。
二是杂交简便、制种成本低。
这要求两亲的开花期尽可能相近,并以丰产性较好的为母本,花粉量大的作父本,以利制种。
利用杂种优势的方法因作物的传粉方式、繁殖方法和遗传特点不同而有区别。
3.1.异花授粉作物其群体遗传基础复杂,基因型众多,同一个体在遗传上也是杂合的。
因此首先要通过多代的人工选株自交,同时测定其配合力,选育出高度纯合的优良自交系,再组配成强优势的杂交种。
大体步骤是:①从原始育种群体(包括农家品种、综合群体、经轮回选择改良的群体以及单交种、双交种等)中选择优良单株;②连续进行几代自交和选择,培育出性状整齐的优良自交系;③在自交的同时进行测交,从中选择配合力好的自交系彼此杂交;④经产量比较试验,选出经济价值大的组合供生产利用。
3.2.自交系间杂交种按参与杂交的亲本数目和组配方式分为单交种(自交系×自交系)、三交种(单交种×自交系)、双交种(单交种×单交种)、顶交种(自交系×品种)和综合品种(若干自交系或杂交种种子混合,令其相互自由传粉)。
单交种性状整齐一致,优势强,增产效果好;但制种产量偏低,种子成本较高。
顶交种通常是选用当地的优良品种作为亲本之一,容易适应当地的环境条件;但产量不及自交系间杂交种高。
三交种是在高产的单交种基础上配成的,制种产量高;但手续繁复。
双交种的遗传基础比单交种广泛,适应性较好,制种产量高,种子成本低;但产量和整齐度不及单交种,而且制种时需要 7个隔离区,手续复杂。
综合品种的遗传基础更广泛,适应性广,杂种优势比较稳定,制种程序简单,一次制种可连续种植几年;但整齐度较差,增产效果不及单交、三交和双交种。
3.3.常异花授粉作物如高粱、棉花等,其花器构造、繁殖方式和遗传特点基本与自花授粉作物相似,但天然异交率略高,而人工自交对后代并无不良影响。
其杂种优势利用方式,基本与自花授粉作物相同。
如高粱可利用细胞质雄性不育系作母本,与育性恢复力强的恢复系杂交,配制强优势的优良杂交种用于生产。
3.4.自花授粉作物品种群体内个体间的基因型基本一致,其个体一般也是纯合的。
由两个纯系品种杂交得到的杂种一代比较整齐。
杂种优势的利用是通过品种间杂交,特别注意选配优势强的组合。
由于这类作物雌雄同花,花器小,繁殖系数低,人工去雄较费工,所以利用杂种优势的关键在于解决去雄问题。
3.5.无性繁殖作物大多数无性繁殖作物在一定条件下也能进行有性繁殖。
这类作物(如、进行有性杂交后,杂种一代可通过无性繁殖方法,使其优势继续保持下去,免除年年制种的麻烦。
但其原始品种群体遗传基础复杂,所有的个体都是杂合的,有性杂交时杂种一代就会出现性状分离。
所以要在杂交后代中进行单株选择,筛选出优良无性系繁殖利用;或以优良无性系配成强优势组合,再用无性繁殖加以利用。
3.5.1.去雄途径利用杂种优势,需要年年配制杂交一代种子。
为解决制种中母本去雄问题,针对各类作物的特点,可分别采用以下几种方法。
3.5.2.人工去雄雌雄异花作物如玉米、黄瓜等,繁殖系数高的作物如烟草、番茄等,花器较大去雄方便的作物如棉花等,均可用人工去雄。
3.5.3.化学杀雄选用某些有选择性的化学杀雄剂,在一定的生长发育时期喷洒于母体上,杀伤或抑制雄性器官的发育而不妨碍雌蕊的正常功能,以达到去雄目的,已在小麦、棉花等作物上应用。
3.6.细胞质雄性不育系的利用即雄性不育系、保持系和恢复系三系配套,以不育系作母本,保持系作父本,繁殖不育系;进而利用不育系作母本,恢复系作父本,配制杂交种子。
这已广泛应用于玉米、高粱、水稻、甜菜、向日葵、洋葱、番茄等作物上,效果良好。
3.6.1.配合力测定自交系间杂交在亲本选配上要考虑配合力,即自交系(或品种)与另外的自交系(或品种)杂交后杂种一代的产量表现情况。
配合力可分为一般配合力和特殊配合力两种。
前者是一个亲本与一系列亲本所产生的杂交组合中,对某一性状表现的平均效应;而后者是指一个亲本在与另一亲本所产生杂交组合的性状表现中,偏离两亲本平均效应的特殊效应。
不论是异花还是自花授粉作物,在决定杂种一代的综合表现上,一般配合力是主要的,特殊配合力大都是在一般配合力的基础上发挥作用。
由于自交系或品种配合力的高低与植株外部形态无明显相关,只有通过测交及测交种产量比较进行配合力测定。
常规的做法是把一群新选育的自交系与一个遗传基础比较广泛的品种交配,下一年根据杂种一代表现的优劣衡量其配合力的强弱,即测定一般配合力。
下一步再用少数一般配合力好的自交系相互交配,选择其中最优的组合,即是对特殊配合力的测定。
测定配合力在自交的早代或晚代,各有利弊,可灵活运用。
3.6.2.轮回选择选育自交系是异花授粉作物(特别是玉米)利用杂种优势的基本环节,其成效主要取决于选用的基础材料性状是否优越,遗传变异是否丰富。
常规的系谱法是在一个随机交配的群体内进行选株,经过连续多次的自交与选择,育成一些自交系。
由于原始植株在遗传组成上本有局限性,再加连续多次自交,其基因型迅速趋于纯合,从而大大限制了有利的重组。
这样育成的自交系遗传基础狭窄、贫乏,不可能将许多优良基因集中在一起。
而轮回选择法则先按育种目标从基础群体中选择优良单株进行自交和配合力测定,然后根据测定结果将中选的优株彼此互交,形成一个遗传基础更加丰富的优良新群体,这是一个轮回周期。
通过多次轮回选择,群体内优良基因的频率不断提高,从这样的群体中分离出优良基因型的可能性就较大。
其原因在于通过互交可打破优良基因与不良基因的连锁,增加优良基因重组的机会。
同时这种作法变严格的为适度的近亲繁殖,延缓纯合进程,有利于积聚优良基因在一个个体上。
轮回选择的次数因材料、目标和遗传进度而定。
在每一轮的选择过程中,如发现有符合要求的优良单株,都可经自交纯合后成为一个自交系。
经过改良的育种群体除供选育自交系外,也可直接用于生产。
4.杂种优势利用研究的主要趋向①继续探讨强优势杂交组合的选配规律;②寻求更简便有效的去雄机制,并改进制种技术;③利用单倍体培养和染色体加倍技术,加快自交系的选育进程;④培育由遗传控制的完全(或接近完全)无融合生殖系或利用其他机理固定杂种优势等。
参考书目秦泰辰:《杂种优势利用原理和方法》,江苏科学技术出版社罗鹏:《遗传学应用》,高等教育出版社。