第六章杂交育种方案

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。 F5及其以后世代的工作与F4相同，边产量试验 边选择。到F7进行生试，繁殖种子。
系谱表示方法
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-…
晚熟
F1
×
冬性, 晚熟, 抗三锈
F1
农大139
(综合性状好,穗较大,成穗率高,抗锈, 越冬性好,分蘖力高,成熟偏晚)
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
P1 × P2 F1 F2
淘汰劣株
F3
淘汰劣株
F4-5
选优株建系
混合选择法示意图
株系鉴定
品系 鉴定
品比 试验
新品种
（2）混合法的优缺点
优点：
与系谱法相比，可处理较大的杂种群体，可
保存更多的有利基因，增加在后代中的重组机会。
缺点： 选择困难（群体内不同基因型竞争）； 入选单株数量多，后期工作量大。
70
80
90
0
0
1
—
5
3
1
Baidu Nhomakorabea
3
19
30
56
62
—
—
1
—
4
0
0
—
28
33
59
65
合计
品种数 %
11
5.3
15
7.3
174
84.9
1
0.5
4
2.0
205
100
2 杂交育种的遗传原理
（1）基因重组，综合双亲优良性状
从遗传上： AAbb × aaBB ↓
AABB AAbb aaBB aabb
（其中A、B为优良基因）
选数量根据组合优劣而定（5-10株或更多）。 收获：将入选单株按系统分株收获、脱粒，并编号。
（注：个别系统表现优异，可提早升级进行产量试验）
（4）杂种四代及其以后世代
工作重点：选择优良系统，第二年升入鉴定圃进 行产量试验。
品系：参加产量试验的系统改称为品系。 F4代及其以后世代的种植方法同F3 。
三 杂交方式与杂交技术
1 杂交方式 （1） 单交或成对杂交
×
单交：由两个品种或遗传类型 成对杂交。
中棉所12（乌干达4号×邢台6871） 徐州514（中棉7号×徐州114）
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。
组合方式： （A×B）×C (或 A/B//C ) 三交F1杂种的遗传组成： 亲本 A—— 25%
B—— 25% C—— 50% （C亲本应为综合性状最好亲本）
农大17
× 鹅冠168
(穗长、晚熟、茎粗壮)
F1 × 早洋麦
(综合性状好、穗小)
农大45及其选系东方红1,2,3号 (中晚熟、穗大、综合性状好)
白壳无芒 无毛
红壳有芒 有毛
F1 红壳有芒有毛
F2 分 离
小麦F1性状与F2分离
F1
F2
棉花叶形正交和反交的F1和F2表现
（1）杂种一代（F1）： 工作重点：一般不选单株，淘汰有严重缺陷的组合，并 淘汰伪杂种。 播种：按组合排列，单粒点播（数株到数十株），设 置对照，加强田间管理。 种植数量：依据F2群体大小及作物的繁殖系数而定。 收获：分组合混收，脱粒，编号。
3 衍生系统法（derived lined 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。
（1）与系谱法相比: 早代选株（ F2或F3 ），按株系种植，尽 早获得优良株系材料，发挥了系谱法的优点；它不会使所 处理的材料在若干世代内增加太多，又可在系统内保存较 大的变异，弥补了系谱法的缺点。
（2）与混合法相比：早代选株，即按衍生系统混合种植，保 存变异，在早期世代，可以大大减少工作量，保留了混合 法的优点；又由于分系种植，可以减少在混播下群体内不 同类型间的竞争，并减少在选择世代大量选株的工作量。
单籽传的优缺点： 优点：
尽可能保存群体的遗传变异（后代可保存F2 的遗传变异 范围，不受自然选择和株间竞争的影响）；
节省时间（温室条件或其他方法）和空间。 缺点：
缺乏家系内选择，丢失优良基因（每株只取一粒种子）； 群体产量平均水平低下（缺乏对后代的田间鉴定）； 后期工作量大（一次选择，进行产量试验的品系多）。
2 杂交技术
（1） 调节开花期：
播期调节—促使花期相遇 （7-10d为1期，分3-4期）
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（早熟施N，晚熟施
P）、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
(2) 基因互作，产生新性状
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。
二 亲本选配
4 单籽传法 (single seed descent method) 即SSD法
在杂种早期世代，每一植株或大量选株上 各收一粒种子，混合播种，到了后期世代，才 选择单株，分株收获，进行株行(株系)比较试 验的方法。
工作要点： 第一代：用两个亲本杂交，得到F1。 第二代：从F2分离世代开始，从每株收获一粒种子，混合保存。 第三代-第四代：继续种植，仍从每株收获一粒种子，混合保存。 第五代：将前一世代收获的种子进行稀植，选择优良单株。 第六代：将前一代收获的单株种子种成株行，分别收获株行种子。 第七代：从前一代收获的株行种子，种植株系试验。
（3）授粉后管理： 套袋：防止混杂（硫酸纸袋）； 挂牌：标明父、母本名称； 及时检查：补充授粉，提高结实率。
亲本套袋隔离
挂牌
四 杂交后代的选育
1 系谱法（pedigree method）：
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。
（2）杂种二代（F2）或复交一代
——选择的关键世代
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。
播种：按照杂交组合点播（群体尽可能大 些，株距一致）；设置对照，并播种 亲本。
选择：考虑性状的遗传力（对遗传力大的性 状进行选择）；选择数量适中。
收获：入选单株按组合分株收获，标明行 号；室内复选。
系谱法口诀 一代看——看组合优劣 二代找——找重点组合中及优良单株 三代定——定系统的好坏 四代促——促系统的稳定
系谱法的优缺点：
优点： 早期世代，对质量性状或遗传力较高的数量性
状连续选择，起到定向选择的作用。 系统亲缘关系清楚。 缺点：
后代处理工作量大，费时费工； 不能种植足够大的群体，使优异类型不宜出现；
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。
碧玛一号的亲本选配
亲本和 品种
蚂蚱麦 ×
碧玉麦 ↓
碧蚂1号
越冬 性
较好
差
中
成熟 期
中早
中早
中早
抗条 性 感染
第六章 杂交育种
一 杂交育种的意义及遗传原理
1 杂交育种的意义
（1）杂交育种（Hybridization）：利用作物 具有不同遗传性的品种或类型相互杂交，创 造遗传变异，然后再通过选择和系统的试验 鉴定，培育成新品种的方法。
(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。
表6-1 北部冬麦区不同年代不同育种途径育成的 小麦品种数
途径 50
引种 10
系统 3 选育 品种间 7 杂交 理化 — 诱变 远缘 0 杂交 合计 20
年代（20世纪）
60
（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。
原北京农业大学对150个国内外小麦推广 良种进行系谱分析(1980)，双亲为推广品种 有64个，父母本一方或祖代一方有74个，两 者总合占94% 。
（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：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。
棉花剥去雄蕊法
棉花的授粉
注：以上三张图片引自四川农业大学精品课网站
授粉：最适时间——每日开花最盛的时间 花粉寿命：水稻5min；小麦30min，玉 米5-6h，棉花、油菜24h。 雌蕊寿命：禾谷类开花前1-2d即有受精 能力。棉花（至开花第2天）， 水稻4d，小麦8-9d，玉米最长 达9-10d。
从F2起严格选择，中选率低，优良类型被淘汰。
育种圃鸟瞰图
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（约在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。
（2） 复交 复交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两
次或两次以上的杂交。
×
×
特点：a 遗传基础复杂，F1代就发生性状分离。 b 杂种比单交的杂种变异类型更多，但 稳定性慢，年限长。
亲本组合的原则： 优良亲本最后一次杂交（使其遗传组成占
杂种的比重大），增强后代的优良性状。
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。
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。
碧蚂4号/早洋麦 → 郑州24号（河南） → 济南2号 （山东） → 北京8号 （北京）
. . .
陕优225/临汾5064
农大135
农大1179 农大1186 农大1193 农大1195 临汾137 临汾138 临优145
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），
即 F1AB ×F1CD →双交F1
A / B // C / D 双交F1遗传组成： 亲本A、B、C、D
各占25%
农大183 × 维 尔
1817 × 30983
综合性状好,不 抗病
秆矮壮,穗 越冬性强, 大,抗锈病 成穗率高,
杂种后代选择
（3）杂种三代（F3）
——选择可靠性较大的世代
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。
播种：按组合排列，F2单株点播种成株行（系统），编 号；均匀设置对照。
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）。
选择：选株系和单株时，根据性状的综合表现选择；入
免疫
高抗
株高 中
中高 较高
抗倒 性 较弱
较强
中
穗粒 数
多
籽粒大 小
小
分蘖 力
中
耐旱 性
较强
少
大 中弱 较强
中多 中大 中 较强
桂阳矮49号
茎秆生长比较集中 丛生性生长类型
×
朝阳18号
叶片直立，光合功能
较高的矮秆类型
桂朝2号
结合母本茎叶形态特点和父本较强 的光合功能。穗粒数超越双亲，千 粒重高，丰产性强，适应性广。