第九组 第八章 优势杂交育种概论
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两个等位基因分别产生不同产物或控制不同的 反应，杂合体能同时产生两种产物或进行两种反 应，因而F1具有超过双亲的功能。
超显性是由于杂合体能产生杂种物质（AA产 生一种物质，aa产生另一种物质，Aa不仅能产生 前两种物质还能产生第三种物质）。
1.3优势杂交育种与常规杂交育种的比较
• 相同点 二者都需要首先收集种质资源，选择与选配亲本进
行杂交，并经过品种试验验证新品种的增产潜力、稳 定性、适应性和特异性，报请品种管理部门审定、认 定或登记。 • 不同点
优势杂交育种
加性效应 所利用的遗传效应不同 显性效应
上位效应
育种Байду номын сангаас序不同
先纯后杂
制种方法
程序繁杂，成本高
常规杂交育种
加性效应 部分利用上位效应
先杂后纯 方法简单，成本低
1.4杂种优势利用概况
1. 线粒体互补法：McDaniel等从大麦的杂交亲本中 分离出线粒体，将两亲本线粒体混合，测定混合 物的呼吸率（每毫摩尔ADP转化为ATP所需毫摩 尔氧），如果混合物的呼吸率高于两亲本单独线 粒体的呼吸率，则可能有较强的杂种优势。
2. 同工酶分析法:如果两亲本的同工酶谱不一样，则 他们配组所得的F1可能有较强的杂种优势。
3. 分子生物学方法：利用分子标记技术，分析杂交 亲本之间遗传多态性的差异，估算遗传距离，按 照亲缘关系远而优势强的原则，预测杂种优势大 小。
• 杂种优势的固定
1. 无性繁殖法 杂交种品种进行无性繁殖，就可以 不改变播种材料的杂合基因型，从而固定杂种优 势。
2. 无融合生殖法 不定胚和二倍配子体无融合生殖 形成的种子完全继承了母体的遗传组成。禾本科、 百合科、兰科、蔷薇科、芸香科、菊科、仙人掌 科等科内不少种类常存在这种无融合生殖，通过 选择，有可能使无融合生殖率提高，成为一个可 以遗传的稳定性状，用于杂种优势的固定。
播种各测交系和相应的自交系，进行比较鉴定 选出10个左右自交后代系统进行系间杂交 综合品系（系内自然传粉） 自交分离纯化
……
亲本自交系
2.2配合力测定
• 配合力的概念
配合力就是衡量亲本系在其所配F1中生产力高低的指 标。可分为一般配合力（gca），和特殊配合力（sca）
1.普通配合力：一个亲本自交系或品种（纯合体）在 一系列的杂交组合的产量的平均表现。
1.5杂种优势的测定和固定
• 杂种优势的预测
在亲本配组前，根据亲本情况能够预测杂种优势大 小，有目的地配制杂交组合，可以减少配制组合数， 提高育种效率。
1. 酵母测定法：具体方法是用热水浸煮法，从植物组 织得到提取液（干物质与水的比例为1:50）。测定 时，先在试管中放入啤酒酵母菌悬浮液20ml，然后 加入0.5ml植物组织提取液在28~30℃温箱中培养24h ，用比浊法测定酵母菌的生长情况。如果两个材料 提取液的混合液刺激酵母菌生长的速度大于单个材 料提取液的刺激作用，则用这两个材料配组得到的 F1可能具有较强的杂种优势。
①能否选配出优势明显的杂种一代； ②能否生产出大量的杂种一代和亲本自身种子。
• 优良自交系应具备的条件
三高 两抗
• 配合力高 • 整齐度高 • 产量高
• 抗病 • 抗逆境
一好 • 综合性状好
• 选育自交系的一般方法
I. 系谱选择法
1.选择优良品种作为选育自交系的基础材料（尽量 选择基因型较纯合的）
1.显性假说
Bruce（1910）提出显性假说认为，杂种优 势源于等位基因间的显性效应和非等位基因 间显性效应的累加作用，显性基因有利于个 体的生长发育，隐形基因不利，杂交使双亲 的不利隐形基因不能表达而被掩盖，使杂种 显性位点多于任何亲本，因而表现杂种优势。
2.超显性假说
Shull（1908）提出超显性假说认为等位基因之 间有超过显隐关系的互作效应（Aa>AA或aa）； 非等位基因间存在超过累加作用的互作效应。
2.选株自交：在选定的优良品种中选择一致好的， 自交5-10株，差的酌情增加，每株自交种子数保证后 代可种50-100株。
3.逐代选择淘汰：根据选育目标性状比较鉴定各S1 代，先淘汰一部分不良自交系，再在入选的各植株中 自交，直至优良性状稳定纯合。
II. 轮回交选择法
准备作为亲本的材料选株自交，同时与测验种杂交
H=(F1- Ph)/ Ph
3、超标优势：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。
H=(F1-CK)/CK
4、离中优势：又叫平均显性度，以双亲平均 数之差的一半来衡量F1优势的方法。
H=[F1-(P1+P2)/2]/[(P1-P2)/2]
1.2杂种优势的遗传机制
杂种优势的度量方法
1、超中优势（中亲值优势）：杂交种（F1）的产量 或某一数量性状的平均值与双亲（P1或P2）同一性 状之和平均值差数的比率。
H=[F1-(P1+P2)/2]/[(P1+P2)/2]
2、超亲优势：杂交种（F1）的产量或某一数量性状 的平均值与高值亲本（Ph）同一性状平均值差数的 比率。
目前，发达国家杂交品种的利用率越来越高。 如日本：番茄、白菜、甘蓝杂交种品种的种植面积 占同类作物栽培面积的90%以上，黄瓜100%。
美国：胡萝卜、洋葱、黄瓜杂种一代占85%，菠 菜100%。
我国杂种优势的利用
• 从20世纪50年代 开始研究园艺植 物杂种优势的利 用；
• 70年代末期，甘 蓝、白菜、番茄 、茄子、甜椒、 黄瓜、西瓜、甜 瓜等杂交品种已 先后大面积应用 于生产。
第八章 优势杂交育种
杨明佳：152201210032 赵云雄：201322010123 朱 熙：201322010124 张笑笑: 201322010151
第一节 杂种优势的概念和利用概况
1.1杂种优势的概念
杂种优势：指两个遗传组成不同的生物体杂交所产 生的杂交种，在生长势、抗逆性、适应性和产量等 方面超出其双亲的现象。
3. 人工种子法 人工种子的幼胚来自体细胞和组织， 具有和亲本相同的基因型，所以其种植群体能保 持亲本的杂种优势和个体间的整齐一致。
第二节 杂交种选育程序
2.1自交系的选育
• 自交系概念 自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选
择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传稳定 的自交后代系统。 • 评价自交系好坏的标准
超显性是由于杂合体能产生杂种物质（AA产 生一种物质，aa产生另一种物质，Aa不仅能产生 前两种物质还能产生第三种物质）。
1.3优势杂交育种与常规杂交育种的比较
• 相同点 二者都需要首先收集种质资源，选择与选配亲本进
行杂交，并经过品种试验验证新品种的增产潜力、稳 定性、适应性和特异性，报请品种管理部门审定、认 定或登记。 • 不同点
优势杂交育种
加性效应 所利用的遗传效应不同 显性效应
上位效应
育种Байду номын сангаас序不同
先纯后杂
制种方法
程序繁杂，成本高
常规杂交育种
加性效应 部分利用上位效应
先杂后纯 方法简单，成本低
1.4杂种优势利用概况
1. 线粒体互补法：McDaniel等从大麦的杂交亲本中 分离出线粒体，将两亲本线粒体混合，测定混合 物的呼吸率（每毫摩尔ADP转化为ATP所需毫摩 尔氧），如果混合物的呼吸率高于两亲本单独线 粒体的呼吸率，则可能有较强的杂种优势。
2. 同工酶分析法:如果两亲本的同工酶谱不一样，则 他们配组所得的F1可能有较强的杂种优势。
3. 分子生物学方法：利用分子标记技术，分析杂交 亲本之间遗传多态性的差异，估算遗传距离，按 照亲缘关系远而优势强的原则，预测杂种优势大 小。
• 杂种优势的固定
1. 无性繁殖法 杂交种品种进行无性繁殖，就可以 不改变播种材料的杂合基因型，从而固定杂种优 势。
2. 无融合生殖法 不定胚和二倍配子体无融合生殖 形成的种子完全继承了母体的遗传组成。禾本科、 百合科、兰科、蔷薇科、芸香科、菊科、仙人掌 科等科内不少种类常存在这种无融合生殖，通过 选择，有可能使无融合生殖率提高，成为一个可 以遗传的稳定性状，用于杂种优势的固定。
播种各测交系和相应的自交系，进行比较鉴定 选出10个左右自交后代系统进行系间杂交 综合品系（系内自然传粉） 自交分离纯化
……
亲本自交系
2.2配合力测定
• 配合力的概念
配合力就是衡量亲本系在其所配F1中生产力高低的指 标。可分为一般配合力（gca），和特殊配合力（sca）
1.普通配合力：一个亲本自交系或品种（纯合体）在 一系列的杂交组合的产量的平均表现。
1.5杂种优势的测定和固定
• 杂种优势的预测
在亲本配组前，根据亲本情况能够预测杂种优势大 小，有目的地配制杂交组合，可以减少配制组合数， 提高育种效率。
1. 酵母测定法：具体方法是用热水浸煮法，从植物组 织得到提取液（干物质与水的比例为1:50）。测定 时，先在试管中放入啤酒酵母菌悬浮液20ml，然后 加入0.5ml植物组织提取液在28~30℃温箱中培养24h ，用比浊法测定酵母菌的生长情况。如果两个材料 提取液的混合液刺激酵母菌生长的速度大于单个材 料提取液的刺激作用，则用这两个材料配组得到的 F1可能具有较强的杂种优势。
①能否选配出优势明显的杂种一代； ②能否生产出大量的杂种一代和亲本自身种子。
• 优良自交系应具备的条件
三高 两抗
• 配合力高 • 整齐度高 • 产量高
• 抗病 • 抗逆境
一好 • 综合性状好
• 选育自交系的一般方法
I. 系谱选择法
1.选择优良品种作为选育自交系的基础材料（尽量 选择基因型较纯合的）
1.显性假说
Bruce（1910）提出显性假说认为，杂种优 势源于等位基因间的显性效应和非等位基因 间显性效应的累加作用，显性基因有利于个 体的生长发育，隐形基因不利，杂交使双亲 的不利隐形基因不能表达而被掩盖，使杂种 显性位点多于任何亲本，因而表现杂种优势。
2.超显性假说
Shull（1908）提出超显性假说认为等位基因之 间有超过显隐关系的互作效应（Aa>AA或aa）； 非等位基因间存在超过累加作用的互作效应。
2.选株自交：在选定的优良品种中选择一致好的， 自交5-10株，差的酌情增加，每株自交种子数保证后 代可种50-100株。
3.逐代选择淘汰：根据选育目标性状比较鉴定各S1 代，先淘汰一部分不良自交系，再在入选的各植株中 自交，直至优良性状稳定纯合。
II. 轮回交选择法
准备作为亲本的材料选株自交，同时与测验种杂交
H=(F1- Ph)/ Ph
3、超标优势：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。
H=(F1-CK)/CK
4、离中优势：又叫平均显性度，以双亲平均 数之差的一半来衡量F1优势的方法。
H=[F1-(P1+P2)/2]/[(P1-P2)/2]
1.2杂种优势的遗传机制
杂种优势的度量方法
1、超中优势（中亲值优势）：杂交种（F1）的产量 或某一数量性状的平均值与双亲（P1或P2）同一性 状之和平均值差数的比率。
H=[F1-(P1+P2)/2]/[(P1+P2)/2]
2、超亲优势：杂交种（F1）的产量或某一数量性状 的平均值与高值亲本（Ph）同一性状平均值差数的 比率。
目前，发达国家杂交品种的利用率越来越高。 如日本：番茄、白菜、甘蓝杂交种品种的种植面积 占同类作物栽培面积的90%以上，黄瓜100%。
美国：胡萝卜、洋葱、黄瓜杂种一代占85%，菠 菜100%。
我国杂种优势的利用
• 从20世纪50年代 开始研究园艺植 物杂种优势的利 用；
• 70年代末期，甘 蓝、白菜、番茄 、茄子、甜椒、 黄瓜、西瓜、甜 瓜等杂交品种已 先后大面积应用 于生产。
第八章 优势杂交育种
杨明佳：152201210032 赵云雄：201322010123 朱 熙：201322010124 张笑笑: 201322010151
第一节 杂种优势的概念和利用概况
1.1杂种优势的概念
杂种优势：指两个遗传组成不同的生物体杂交所产 生的杂交种，在生长势、抗逆性、适应性和产量等 方面超出其双亲的现象。
3. 人工种子法 人工种子的幼胚来自体细胞和组织， 具有和亲本相同的基因型，所以其种植群体能保 持亲本的杂种优势和个体间的整齐一致。
第二节 杂交种选育程序
2.1自交系的选育
• 自交系概念 自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选
择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传稳定 的自交后代系统。 • 评价自交系好坏的标准