遗传学10第九章近亲繁殖和杂种
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第九章 近亲繁殖和杂种优势
第一节 近亲繁殖及其遗传效应 一、近亲繁殖的概念
异交：亲缘关系较远的个体间随机 相互交配
近交：亲缘关系相近的个体间交配 按亲缘关系远近程度，可分为： 全同胞、半同胞、亲表兄妹 植物还有：自交、回交 自交是最极端的方式
自交
↓
回交（父女或母子交配）
↓
全同胞交配（同父母的兄妹交配）
BC1×乙 ↓
BC2× 乙
回交也能使回交后代 基因型纯合， 但是:
1、纯合基因型严格受 轮回亲本的控制， 1种纯合基因型；
自交是 2n种纯合 基因型。
2、纯合率同样用：
1
纯 合 体 频 率 x = (1 -
)n
2r
但是，纯合率包含的内容不同
自交后代每一种基因型的纯合率为：
1
1
(1 -
)n ×
(
)n
1.不能受精或卵裂：
美洲牡蛎 × 奥林匹亚牡蛎 → 不能受精
虎纹蛙 × 大树蛙 → 杂交组合没有正常卵裂
2.产生致死杂种：
菲律宾牡蛎×长牡蛎、美洲牡蛎→杂交胚胎5日龄前死。
鯾×鲤，拟鳊× 鲤牡蛎→杂交种也死于胚胎
3.产生不育且无杂种优势的子代
草鱼×鳙鱼 →子一代性状介于双亲之间，但无明显的 杂种优势，不能繁育后代。
纯系学说 ：
(1)在自花授粉植物的天然混杂群体中， 可分离出许多基因型纯合的纯系。
在 一个混杂群体中选择是有效的。
(2)在纯系内个体所表现的差异，那只是 环境的影响，是不能遗传的。所以， 在纯系内继续选择是无效的。
局限性
纯系:从一个基因型纯合个体自交产生的
第三节 杂种优势
一、杂种优势表现
杂种优势：两个遗传组成不同的亲本 杂 交 产 生 的 杂 种 F1 在 生 长 势 、 生 活 力 、繁殖力、抗逆性、产量、品质 等上 优越于双亲的现象。杂种优势 所涉及的性状大都为数量性状。
8.产生单倍体或多倍体的子代：
红鲫×草鱼→后代有一定比例为雄性单倍体 草鱼×鳙鱼→子代为三倍体 兴国红鲤×草鱼→后代有相当比例为四倍体
某一生物群体中，对3个连续分布的性状产量 蛋白质含量
第四节 近亲繁殖与杂种优势的利用
一、近亲繁殖在育种上的利用 （自学）
二、杂种优势利用 ①无性繁殖作物直接利用(甘薯) ②人工去雄，直接利用(玉米) ③雄性不育系的利用(水稻) ④化学杀雄(小麦)
三、杂种优势固定 ①无性繁殖法 ②无融合生殖法 ③多倍体法 ④平衡致死法
水产 生物物种之间的遗传差异较大,杂交情况依其发育程度、能育程度和杂种优势分八 种：
二、杂种优势理论
①显性假说 双亲的显性基因全部聚集在杂种中产生互 补作用。不能有效解释数量性状杂种优势 的遗传机理。 ②超显性假说（等位基因异质结合假说） 杂种优势来源于双亲基因型的异质结合所 引起的等位基因间的互作。未考虑不同基 因位点之间相互作用即上位性效应。 ③上位性假说 杂种优势的遗传实质上在于数量性状基因 各个遗传效应的综合作用：加性、显性、 上位性、GE互作效应。
育 自交系。
三、回交的遗传效应
回交（back cross）：杂种后代与其 两个亲本之一再次交配
如A×B→F1 F1×B→BC1，BC1×B→BC2…… F1×A→BC1，B C1×A→BC2…… BC1表示回交一代 BC2表示回交二代，其余类推
甲× 乙
甲：
非轮回亲本
↓
乙：轮回亲本(♂)
F1× 乙 ↓
2r
2
第二节 纯系学说
纯系学说：约翰生1909年提出。他以自花 授粉的菜豆天然混杂群体为试验材料，按 豆粒的轻重分别播种，从中选出19个单株。 这19个单株的后代，即19个株系，在平均 粒重上彼此具有明显的差异，而且是能够 稳定遗传的。他又在19个株系中分别选择 最轻和最重的两类种子分别种植，如此连 续进行6年，发现在各年份里同一株系内 轻粒和重粒的后代平均粒重几乎没有差异。
自交
纯合体
代
AA
AA+aa
↓
F1
0
(1/2)0
0
F2 (1/2)1
F3 (1/2)2 . . .
1
1-(1/2)1
↓
2
4AA
1-(1/2)2
AA×aa
杂合体 数
Aa
↓ 1 AA 2Aa 1aa
2 AA 4Aa 2aa 4aa
. . .
某一种纯合基因型的频率：
1
1
(1 -
)n ╳
2r
2n
n对基因均杂合的个体的频率：
4.产生可育但无杂种优势的子代：
鲢 × 鳙 → 子代可育，但经济性状没有明显的优 势
5.产生某一性别不育的子代：
黑鲫×鲤→子一代有优势，但雌性可育，雄性不育
6.产生可育的杂种优势的子代
元江鲤×柏氏鲤，莫桑比克罗非鱼×尼罗罗非鱼→ 子一代即可育，又有杂种优势
7.产生不育的杂种优势的子代：
长毛对虾×斑节对虾 ，青鱼× 三角鲂→ 子代有生长速度的优势，但雌、雄性均不育
应能力较强
杂种优势表现特点 ①不是某一二个性状单独表现突出，而
是许多性状综合表现突出。如产量 ②杂种优势的大小，取决于双亲性状间
的相对差异和相互补充。亲本选配 ③杂种优势的大小与双亲
基因型的高度纯合有关。 单交种、双交种、品种间 ④杂种优势大小与环境条件有关。
F1表现杂种优势， F2出现衰退现象， 因为F2会出现性状分离。
↓
半同胞交配（同父或同母的兄妹交配）
↓
表兄妹交配
↓
品种内交配
↓
品种间交配
↓
远缘杂交（种间及其以上)
近亲繁殖的程度，用近交系数(F)来度
量：指个体的某个基因位点上两个等 位基因来源于共同祖先某个基因的概 率。
F =0 – 1
二、自交的遗传效应 1、杂合体通过自交，使后代群体中的 遗传组成迅速趋于纯合化。
y 1 n 2
[1+(2r-1)]n 布
的展
开为
Fr+1群
体中
各种
个体
数的
分
如：n=3 r=5
[1+(25-1)]3=1+93+2883+29791
图9-2 杂种所涉及的基因对数与自交后代 纯合的关系
2、杂合体通过自交导致等位基因 纯合，淘汰有害隐性纯合体 。
3、杂合体通过自交，获取不同 纯合基因型 。利用该点选
X
F1
如果杂种的性状表现超过双亲的均值， 这种优势称为中亲优势（平均优势）
中亲优势（%）=
F1-MP MP
× 100%
在实际育种中常使用超亲优势，即超越 优亲的杂种优势
超亲优势（%）=
F1-HP HP
×100%
杂种优势表现类型
营养型：杂种营养体发育较旺 生殖型：生殖器官发育较盛 适应型：杂种对外界不良环境适
第一节 近亲繁殖及其遗传效应 一、近亲繁殖的概念
异交：亲缘关系较远的个体间随机 相互交配
近交：亲缘关系相近的个体间交配 按亲缘关系远近程度，可分为： 全同胞、半同胞、亲表兄妹 植物还有：自交、回交 自交是最极端的方式
自交
↓
回交（父女或母子交配）
↓
全同胞交配（同父母的兄妹交配）
BC1×乙 ↓
BC2× 乙
回交也能使回交后代 基因型纯合， 但是:
1、纯合基因型严格受 轮回亲本的控制， 1种纯合基因型；
自交是 2n种纯合 基因型。
2、纯合率同样用：
1
纯 合 体 频 率 x = (1 -
)n
2r
但是，纯合率包含的内容不同
自交后代每一种基因型的纯合率为：
1
1
(1 -
)n ×
(
)n
1.不能受精或卵裂：
美洲牡蛎 × 奥林匹亚牡蛎 → 不能受精
虎纹蛙 × 大树蛙 → 杂交组合没有正常卵裂
2.产生致死杂种：
菲律宾牡蛎×长牡蛎、美洲牡蛎→杂交胚胎5日龄前死。
鯾×鲤，拟鳊× 鲤牡蛎→杂交种也死于胚胎
3.产生不育且无杂种优势的子代
草鱼×鳙鱼 →子一代性状介于双亲之间，但无明显的 杂种优势，不能繁育后代。
纯系学说 ：
(1)在自花授粉植物的天然混杂群体中， 可分离出许多基因型纯合的纯系。
在 一个混杂群体中选择是有效的。
(2)在纯系内个体所表现的差异，那只是 环境的影响，是不能遗传的。所以， 在纯系内继续选择是无效的。
局限性
纯系:从一个基因型纯合个体自交产生的
第三节 杂种优势
一、杂种优势表现
杂种优势：两个遗传组成不同的亲本 杂 交 产 生 的 杂 种 F1 在 生 长 势 、 生 活 力 、繁殖力、抗逆性、产量、品质 等上 优越于双亲的现象。杂种优势 所涉及的性状大都为数量性状。
8.产生单倍体或多倍体的子代：
红鲫×草鱼→后代有一定比例为雄性单倍体 草鱼×鳙鱼→子代为三倍体 兴国红鲤×草鱼→后代有相当比例为四倍体
某一生物群体中，对3个连续分布的性状产量 蛋白质含量
第四节 近亲繁殖与杂种优势的利用
一、近亲繁殖在育种上的利用 （自学）
二、杂种优势利用 ①无性繁殖作物直接利用(甘薯) ②人工去雄，直接利用(玉米) ③雄性不育系的利用(水稻) ④化学杀雄(小麦)
三、杂种优势固定 ①无性繁殖法 ②无融合生殖法 ③多倍体法 ④平衡致死法
水产 生物物种之间的遗传差异较大,杂交情况依其发育程度、能育程度和杂种优势分八 种：
二、杂种优势理论
①显性假说 双亲的显性基因全部聚集在杂种中产生互 补作用。不能有效解释数量性状杂种优势 的遗传机理。 ②超显性假说（等位基因异质结合假说） 杂种优势来源于双亲基因型的异质结合所 引起的等位基因间的互作。未考虑不同基 因位点之间相互作用即上位性效应。 ③上位性假说 杂种优势的遗传实质上在于数量性状基因 各个遗传效应的综合作用：加性、显性、 上位性、GE互作效应。
育 自交系。
三、回交的遗传效应
回交（back cross）：杂种后代与其 两个亲本之一再次交配
如A×B→F1 F1×B→BC1，BC1×B→BC2…… F1×A→BC1，B C1×A→BC2…… BC1表示回交一代 BC2表示回交二代，其余类推
甲× 乙
甲：
非轮回亲本
↓
乙：轮回亲本(♂)
F1× 乙 ↓
2r
2
第二节 纯系学说
纯系学说：约翰生1909年提出。他以自花 授粉的菜豆天然混杂群体为试验材料，按 豆粒的轻重分别播种，从中选出19个单株。 这19个单株的后代，即19个株系，在平均 粒重上彼此具有明显的差异，而且是能够 稳定遗传的。他又在19个株系中分别选择 最轻和最重的两类种子分别种植，如此连 续进行6年，发现在各年份里同一株系内 轻粒和重粒的后代平均粒重几乎没有差异。
自交
纯合体
代
AA
AA+aa
↓
F1
0
(1/2)0
0
F2 (1/2)1
F3 (1/2)2 . . .
1
1-(1/2)1
↓
2
4AA
1-(1/2)2
AA×aa
杂合体 数
Aa
↓ 1 AA 2Aa 1aa
2 AA 4Aa 2aa 4aa
. . .
某一种纯合基因型的频率：
1
1
(1 -
)n ╳
2r
2n
n对基因均杂合的个体的频率：
4.产生可育但无杂种优势的子代：
鲢 × 鳙 → 子代可育，但经济性状没有明显的优 势
5.产生某一性别不育的子代：
黑鲫×鲤→子一代有优势，但雌性可育，雄性不育
6.产生可育的杂种优势的子代
元江鲤×柏氏鲤，莫桑比克罗非鱼×尼罗罗非鱼→ 子一代即可育，又有杂种优势
7.产生不育的杂种优势的子代：
长毛对虾×斑节对虾 ，青鱼× 三角鲂→ 子代有生长速度的优势，但雌、雄性均不育
应能力较强
杂种优势表现特点 ①不是某一二个性状单独表现突出，而
是许多性状综合表现突出。如产量 ②杂种优势的大小，取决于双亲性状间
的相对差异和相互补充。亲本选配 ③杂种优势的大小与双亲
基因型的高度纯合有关。 单交种、双交种、品种间 ④杂种优势大小与环境条件有关。
F1表现杂种优势， F2出现衰退现象， 因为F2会出现性状分离。
↓
半同胞交配（同父或同母的兄妹交配）
↓
表兄妹交配
↓
品种内交配
↓
品种间交配
↓
远缘杂交（种间及其以上)
近亲繁殖的程度，用近交系数(F)来度
量：指个体的某个基因位点上两个等 位基因来源于共同祖先某个基因的概 率。
F =0 – 1
二、自交的遗传效应 1、杂合体通过自交，使后代群体中的 遗传组成迅速趋于纯合化。
y 1 n 2
[1+(2r-1)]n 布
的展
开为
Fr+1群
体中
各种
个体
数的
分
如：n=3 r=5
[1+(25-1)]3=1+93+2883+29791
图9-2 杂种所涉及的基因对数与自交后代 纯合的关系
2、杂合体通过自交导致等位基因 纯合，淘汰有害隐性纯合体 。
3、杂合体通过自交，获取不同 纯合基因型 。利用该点选
X
F1
如果杂种的性状表现超过双亲的均值， 这种优势称为中亲优势（平均优势）
中亲优势（%）=
F1-MP MP
× 100%
在实际育种中常使用超亲优势，即超越 优亲的杂种优势
超亲优势（%）=
F1-HP HP
×100%
杂种优势表现类型
营养型：杂种营养体发育较旺 生殖型：生殖器官发育较盛 适应型：杂种对外界不良环境适