作物育种学总论 第九章 杂种优势利用
《杂种优势利用》课件
，推广杂种优势在农业生产中的应用。
THANKS。
动物杂种优势的实例
杂交牛
通过将不同品种的牛进行杂交， 获得具有杂种优势的牛品种，具 有更高的生长速度和肉产量。
杂交猪
通过将不同品种的猪进行杂交， 获得具有杂种优势的猪品种，具 有更高的生长速度和肉产量。
杂交鸡
通过将不同品种的鸡进行杂交， 获得具有杂种优势的鸡品种，具 有更高的产蛋量和蛋品质。
植物杂种优势的实例
杂种优势利用
目录
• 杂种优势的概念 • 杂种优势的利用方式 • 杂种优势的实例 • 杂种优势的未来发展
01
杂种优势的概念
杂种优势的定义
杂种优势是指两个或多个品种、种间或亚种间杂交后 产生的后代在生长势、繁殖力、抗逆性、适应性以及
产量和品质等方面超过其亲本的现象。
杂种优势是生物界中普遍存在的现象，不仅存在于动 物界，也存在于植物界。
02
基因工程育种是指通过基因工程技术，将具有优良性状的 基因导入到其他植物或动物中，获得转基因生物，用于生 产或育种。这种利用方式能够快速获得具有优良性状的转 基因生物，提高生产效益和育种效率。
03
细胞工程育种是指通过细胞工程技术，将具有优良性状的 细胞进行繁殖和筛选，获得具有优良性状的细胞系或个体 。这种利用方式能够快速获得具有优良性状的细胞系或个 体，提高生产效益和育种效率。
03
杂种优势的实例
农业杂种优势的实例
杂交水稻
通过杂交育种技术，将不同品种的水稻进行杂交，获得具有杂种 优势的水稻品种，具有更高的产量和抗逆性。
杂交玉米
通过杂交育种技术，将不同品种的玉米进行杂交，获得具有杂种优 势的玉米品种，具有更高的产量和抗逆性。
作物杂种优势利用
作物杂种优势利用第一节 杂种优势及其遗传原理早在2000年前我国劳动人民就用母马和公驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种——役骡，为人类历史上开辟了观察和利用杂种优势的先例。
一、杂种优势的概念杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代（F 1），在生长势、生活力、抗逆性、适应性、产量和品质等方面超过其双亲的现象。
目前世界上大面积利用杂种优势的大田作物主要有玉米、水稻、高梁、烟草、小麦、大麦、油菜、大豆、甜菜等，利用杂种优势可大幅度提高作物产量和改良作物品质，具有巨大的经济效益和社会效益，是现代农业科学技术的突出成就之一。
二、衡量杂种优势大小的方法杂种优势有强有弱，还有正向优势和负向优势(有时称为劣势)。
杂种优势的大小因组合不同而表现有异，对于具体的某个组合来说，杂种优势通常只是表现在某个或某些方面，而不是每个方面都表现优势，有的组合甚至没有优势。
为了便于研究和利用杂种优势，经常采用下列方法度量杂种优势的强弱。
1.平均优势 指杂交种（F 1）的产量或某一数量性状的平均值与双亲（P 1或P 2）同一性状平均值差数的比率，计算公式为：平均优势（%）=100F1⨯-双亲平均值双亲平均值2.超亲优势 指杂交种（F 1）的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本（HP ）同性状的平均值差数的比率。
计算公式为：超亲优势（%）=1001⨯-较好亲本较好亲本F有些性状在F 1可能表现超低值亲本（LP ）的现象，如这些性状也是杂种优势育种的目标性状时，称为负向的超亲优势。
3.对照优势 指杂交种（F 1）的产量或某一数量性状的平均值同当地推广品种（CK ）同一性状的平均值差数的比率，生产上常应用超标优势衡量杂种优势大小，计算公式为：对照优势（%）=1001⨯-对照品种对照品种F三、杂种优势的表现是多方面的，可以表现在外部形态，内部结构，生理生化等方面。
有的组合主要在营养器官，有的在繁殖器官，有的则在适应力上表现出优势。
杂种优势及其利用
四）利用自交不亲和系制种的方法
将亲本隔行种植采种，花期放蜂及不良天 气人工辅助授粉。种子混收或分收。
SI x 亲和系 SI x SI
39
1.
SI X 亲和系
制 种 区
从SI上收获杂种一代种子
父本繁殖区 严选去劣 优株套袋姊妹交 去 杂 去 劣 混 留 其 余 株 成 熟 后
40
：
蕾 期 自 交 留 种
，4-D、核酸钠、萘乙酸（NAA）、矮壮
素等具有一定的杀雄效果。
28
制 种 方 法
选择适合的去雄剂； 选择适宜的时期； 选择浓度和剂量。 所谓适宜的施用时期，是指能诱导最大的雄
性不育度，而对雌蕊育性无影响或影响甚小，并
不产生或极少产生其他不良效应的施用时期。
29
3、利用苗期标记性状制种
苗期标记性状 概 念 在幼苗期用来区别真假杂种的隐性性状 1、稳定遗传的隐性质量性状 2、必须在苗期出现
2-4：1
花 期 杂 交 得
下年
F1
优点：仅需一种自交不亲和系，父本选择范围广，易选出配 合力高的组合。 缺点：父本上收获的种子不能用于生产。 每年至少需设两个隔离区： 制种区: 花前2-4天，母本蕾期人工授粉、套袋，以繁 殖自交不亲和系。 父本繁殖区:典型单株间姊妹交、套袋，供下年繁殖父 本用。其余单株种子，供下年制种的父本用。
据不完全统计，已育成 20 种园艺植物的杂交种品 种400 余个。
旭红（F1）
小青翠油菜（F1）
红丁萝卜 （F117 ）
紫云（F1）
东方明珠（F1）
东方王子（F1）
18
四、杂种优势表现的特点
（一）复杂性 杂种优势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不同而 呈现复杂多样性。
玉米杂种优势利用
玉米杂种优势利用李云霞(甘肃农业大学草业学院，兰州，730070)摘要：玉米是异花授粉植物,育种主要是利用其杂种优势.本文首先介绍了杂种优势的概念,表现及原则,随后着重讲述了玉米杂种优势的利用,并以玉米与其近缘种和远缘种杂交的利用为例,阐述了玉米杂种优势利用模式及其在生产上的重要性,以及利用的现状和前景,使读者更多的了解玉米杂种优势的有关知识.关键词：玉米杂种优势利用1. 杂种优势的概念.表现及原则杂种优势是指两个以上亲本杂交后,所产生的杂种在生长势,生活力,抗逆性,适应性,产量和品质等方面比其亲本优越的现象.它是生物界的普遍现象.其表现是多方面的:(1) 营养体优势.多数杂种F代长势旺盛,分蘖力强,根系发达,茎杆粗壮,块根,块茎增大增重.(2)生殖优势. 一些主要农作物如玉米,高粱,水稻等杂交种F1的产品多数较高,一般此推广的普通良种增产20%`～40%.(3) 抗逆性和适应性方面的优势.杂种F1代生长势强,抵御外界不良环境的能力和适应环境条件的能力往往优于亲本.(4)品质优势.杂种优势在生产上可以大大地提高产量,也应遵循以下原则:1.选配遗传基础差异大的亲本.2.尽量提高亲本的纯合度 3. 便于杂交,并能获得大量杂交种子玉米在我国及至全世界被大面积种植,其育种目标在不同地区有所侧重,但大部分是共同性的.现概括地将饲用玉米育种的目标性状分述如下:(1)高产性状.通常认为,产量性状优势的.子粒玉米杂交同样应用较多的饲用产量.(2)稳产性状.该性状主要包括生态适应性和各种抗逆性两方面(3)营养价值 (4)早熟性(5)适应机械化收获的性状,如适宜的植株高度和穗位高度. 玉米是最重要的饲用作物之一,适合于许多地方种植,但因为各地区地理位置,气候条件等的不同,又需要育种家们培育出许多适合当地种植的优良品种,杂种优势就是一个重要的研究方向,下面我们将分别论述玉米与其近缘种,远缘种的杂交.2. 玉米与其近缘种的杂交2.1杂交试验目前,栽培种与其近缘物种直接杂交仍是将近缘物种基因转移到栽培种的主要手段。
作物育种学总论第九章杂种优势利用
作物育种学总论第九章杂种优势利用杂种优势，又称为杂种优越性或杂种增强效应，是指杂种的性状相对于亲本物种，具有更好的表现。
杂种优势利用在作物育种学中占据着重要的地位，因为它可以帮助农民和育种人员获得更高的产量、抗病性和适应性。
杂种优势的原因有三个主要因素：一是优势亲本杂种势的组合效应，即杂种比亲本杂种的性状更好；二是同质和异质因子的非互补组合效应，即杂种比亲本杂种具有更多的不同基因组合；三是杂交带来的配合效应，即杂种比亲本杂种具有更高的适应性。
杂种优势在作物育种中有许多具体的应用。
首先，杂种优势可以提高产量。
杂种的产量通常比亲本杂种的产量高出10%至30%。
这是因为杂种具有表现型超越亲本杂种的表型优势，包括生长速度、水分利用效率、光合作用等。
同时，杂种还可以提高光能利用效率，在光合作用的过程中，能够更有效地转化为可食用部分的生物量。
其次，杂种优势可以提高抗病性。
由于杂交会带来不同基因的组合，病原菌往往难以适应这种多样的基因组合。
因此，杂种耐病性较好，更具抗病能力。
这在抗病性较差的亲本杂种中尤其明显。
例如，抗病性差的亲本杂种经过杂交后，杂种可能会获得更好的抗病性。
杂种还可以提高适应性。
由于杂交带来的多样性，杂种对环境的适应能力更强。
在不同的生态条件下，杂种通常比亲本杂种更能适应。
这使得杂种在全球不同地区的广泛种植成为可能，有助于提高作物的生产稳定性。
杂种优势利用的方法包括单交和复交。
单交是指两个同属不同种或亚种的杂交，而复交是指两个或更多同属不同种或亚种杂交，然后再与一个亲本杂种进行杂交。
通过单交和复交的方式，可以进一步提高杂种的优势。
总之，杂种优势利用在作物育种学中具有非常重要的意义，尤其在提高产量、抗病性和适应性方面。
通过利用杂种优势，可以获得更好的作物品种，满足人们的需求，并且提高农业生产的效率和稳定性。
因此，杂种优势利用是作物育种学中一个非常有前景的研究方向。
《杂种优势及其利用》课件
杂交耕地可以根据地区种植特点控制病虫害的数 量并并使用杂交栽培技术增加种植品种。
杂交耕地可以节省大量的投入，同时提升农产品 质量档次，在实现良性循环和节约运营方面表现 优异。
杂交提高了生物体的多样性
1
多样的品种实体积与结构
通过过多的杂交实现了实体积和血统多样性的提高，降低了基因的重复和缺失等 问题。
杂交动物与纯种动物的区别
更好的适应环境和生境
杂交动物只要具备基础的生 旄铃辰和基因多样性，就比 较容易适应变化频繁的环境 或各环境的协调配合。
更多更强的杂化优势
与传统纯种的动物相比，杂 交动物往往孕育更多，生长 更快，抗病能力强，同时利 用杂交，可以降低近亲交配 造成的负面影响。
推动了动物养殖的发展
创造基因副本
通过杂交，寻找合适的候选基因，以及加强基 因舒展度和稳定性来创造基因副本。
改善植物组学研究
基因工程使得杂交作物具有更快速更高效的进 化能力，同时开拓了进化研究领域的多方面性。
提升营养品质
杂交优良品种的杂糅，提高了杂交种的营养品 质和机体繁殖能力，同时也促进了多重基因同 时创造。
杂交在人类医学中的应用
提高了猪肉品质
杂交之后的猪体存在基因多样化，保证了猪肉 生产过程的质量和安全性。
推动了农业发展
研究杂交猪后代的优性许多地区改善了农业结 构和提高了农业效益。
杂种优势在生态恢复中的应用
提高恢复植物覆盖度
输入杂种种子或插枝可以使得植物的数量和覆盖度更好地恢复。
增加物种数量和多样性
杂交多种植物良种可以增加本地区植物数量和多样性。
杂种优势及其利用
深入探讨杂种优势，及其造成的影响。与您分享生物学界与植、畜、人类医 学精彩案例。
《作物育种学(总论)》测试简答题与答案
《作物育种学（总论）》测试简答题与答案浙江大学张天真版杂种优势利用&雄性不育1、试述杂种品种的亲本选配原则及理由。
（1）配合力高：配合最高的放在最后；一般配合力和特殊配合力均要进行测定，能一定程度上保证杂交种的产量或其它性状的优良表现。
（2）亲缘关系较远：地理亲缘远；血缘亲缘远；类型和性状差异大；考虑亲本间的遗传差异（不同生态型和不同系统来源品种），选遗传差异大的亲本配组，才能有效利用杂种优势；杂交后代分离广泛，有可能出现超亲类型，使育成品种有所突破。
（3）性状良好并能互补：优良性状多、缺点少且能互补，尤其数量性状上没有严重缺陷；有助于产生性状优良、适应性强的后代。
（4）亲本自身产量高、花期相近：很重要；亲本之一最好为当地推广的优良品种，这样可以适应当地自然和栽培条件、丰产性好。
花期相近有利于亲本杂交成功。
2、水稻、玉米杂种优势利用研究的主攻方向各是什么？（1）水稻：自花授粉作物，主要培育种间（或亚种间）杂交种。
自花/常异花授粉作物培育杂交种难度较小。
水稻的所有品种（自花授粉作物天然都是纯合的）都可以拿来做杂交亲本，得到品种间杂交种。
（2）玉米：异花授粉作物，需先培育自交系，再利用杂种优势，两个自交系杂交产生杂交种（单交种）。
杂种优势对于自交系的基本要求：纯和、一般配合力强、农艺性状好。
原始材料①地方品种和推广品种（优中选优）；②杂交品种（F1自交分离、衰退以后选出好的自交系）；③综合品种和群体品种；→选出自交系。
自交系选育方法：连续多代人工套袋自交，结合自交系农艺性状选择，并进行配合力测定。
此外，人工去雄制种可以随意组配，易选出高优势组合。
自交系间杂交种有单交种、三交种、双交种（不很常用）、综合杂交种。
其中单交种（A×B）制种产量低，但优势强，是主要的应用类型。
3、孢子体不育和配子体不育有何差别？有何特点？孢子体雄性不育：花粉育性的表现由孢子体（母体植株）的基因型控制，与花粉（配子体）本身的基因无关。
(完整版)作物育种学总论整理
作物育种学总论整理绪论1。
作物品种的概念:是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的一定群体。
具有三性（DUS）：特异性（Distinctness) 、一致性（Uniformity)、稳定性（Stability).2。
作物品种类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种。
3。
优良品种：指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。
生产上所谓的良种，包括具有优良品种品质和优良播种品质的双重含义。
第一章作物的繁殖方式与品种类型1。
不同作物的授粉方式：自花授粉作物（〈4%）：水稻、小麦、大麦、大豆等异花授粉作物（>50％）: 玉米、黑麦、甘薯、白菜型油菜常异花授粉作物（5-50%）：棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等2.自交不亲和性：具有完全化并可形成正常雌雄配子,但却上自花授粉结实能力的一种自交不育性。
3.雄性不育性：植物的雌蕊正常而花粉败育,不产生有功能的雄配子的特性.4。
无性系：由营养体繁殖的后代。
5.无融合生殖：植物的雌雄性细胞不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式,包括无孢子生殖、二倍体孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄生殖。
6。
自交的遗传效应①保持纯合基因型②使杂合后代基因型趋于纯合、并发生性状分离Xmn=（1—1/2n)m③自交引起杂合基因型的后代生活力衰退7.异交的遗传效应①异交形成杂合基因型(杂交）②异交增强后代的生活力8.自交系品种（纯系品种）：突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体。
9.杂交种品种：在严格选择亲本(自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。
10。
群体品种:遗传基础复杂、群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体。
11。
无性系品种：由一个或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成的一个群体。
第二章种质资源1. 种质资源:具有特定种质或基因、可供育种或相关研究利用的各种生物类型的总称。
作物育种学各章主要知识点(杨存义)
《植物育种学》（杨存义）绪论一、名词解释1. 作物品种：是人类在一定的生态条件和经济条件下，在产量、抗性、品质等方面都能符合生产发展的需要，根据人类的需要所选育的某种作物遗传特性稳定、性状一致、特性明显的一定群体。
2．优良品种是指在一定地区和耕作栽培条件下符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。
二、填空题1．每个作物品种一般都有其所适应的地区范围和耕作栽培条件，而且都只在一定历史时期起作用，所以优良品种一般都是具有地区性和时间性。
2．作物品种可分为纯系品种、杂种品种、综合品种、五性系品种。
3. 作物进化决定于3个基本因素：变异、遗传、选择。
三、简答题1．优良品种在发展农艺生产中的作用主要有：1）提高单位面积产量2）改进产品品质3）保持稳产性和产品品质4）扩大作物种质面积5）有利于耕作制度的改良、复种指数的提高、农业机械化的发展及劳动生产率的提高。
2．作物育种学的基本任务是什么？1）研究和掌握作物性状遗传变异规律的基础上，发掘、研究和利用各有关作物资源；2）并根据各地区的育种目标和原有品种基础，采用适当的育种途径和方法，选育适于该地区生产发展的高产、稳产、优质、抗（耐）病虫害及环境胁迫、生育期适当、适应性较广的优良品种或杂种以及新作物；3）在其繁殖、推广过程中，保持和提高其种性，提供数量多、质量好、成本低的生产用种，促进高产、优质、高效农业的发展。
3．作物育种学的主要内容：1）育种目标的制订及实现目标的相应策略；2）种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新；3）选择的理论与方法；4）人工创造变异的途径、方法和技术；5）杂种优势利用的途径和方法；6）目标性状的遗传、鉴定及选育方法；7）作物育种各阶段的田间实验技术；8）新品种的审定、推广和种子生产。
4．现代作物育种的发展动向主要表现在以下几方面：1）育种目标要求要高。
现代农业对新品种不仅要求进一步提高单产潜力，增强对多种病虫害及环境胁迫的抗耐性，广泛的适应性；而且还要求具有优良的产品品质和适应机械操作的特性等。
作物育种学：10第九章 杂种优势利用
a1
b1
a2
b2
×
a1
b1
a2
b2
上位性效应：不同等
位基因之间的基因相
互作用的效应
a1
b1
a2
b2
32
CROP BREEDING
QTL的遗传分析为杂种优势的 研究提供了强大武器
Q1
Q2 Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
×
1992年，stuber等报道 超显性是玉米杂种优势 的遗传基础
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
1995年，xiao等报道显性是 水稻杂种优势的遗传基础
1997年，Yu等报道上位性 是水稻杂种优势的遗传基础
2002年，Hua等提出各种效 应在水稻中均可检测
33
CROP BREEDING
The results showed that the relative contributions of the genetic components varied with traits. Overdominance/pseudo-overdominance is the most important contributor to heterosis of yield, number of grains per panicle, and grain weight. Dominance × dominance interaction is important for heterosis of tillers per plant and grain weight and has roles in yield and grain number. Single-locus dominance has relatively small contributions in all of the traits. The results suggest that cumulative effects of these components may adequately explain the genetic basis of heterosis in the hybrid.
药用植物育种学-杂种优势利用
同一物种的不同生态群间rRNA基因的拷贝数可相差 十到十几倍； 不同种属间基因调控区有一个共同的特征，就是有 很多亚重复单位，它们是主要的转录控制元件； 单拷贝或低拷贝编码蛋白质的基因也发现存在结构 上的多态性。
常规杂交育种—先“杂”后“纯”。即先杂交后自 交，最后得到基因型纯合的定型品种。
优势育种—先“纯”后“杂”。首先选系自交，再 经配合力分析和选择，最后得到优良基因型杂合 的杂交品种。
3.种子生产
常规育种简单，每年直接从生产田或种 子田内植株上收获种子。
优势育种复杂，不能在生产田留种，每 年必须专设亲本繁殖区和生产用种基地。
2、杂种优势的生化代谢特点
酵母
酵母培养法 线粒体、叶绿体和匀浆互补法
P1 ≈ P2 ＜ P1 ＋P2 ≈ F1
同工酶和酶活性法
杂种谱带类型（与双亲相比）
无差别型 互补型
杂种型 单一亲本型
BN
第二节 植物繁殖方式与杂种优势
一、利用杂种优势的基本原则
1、选配强优势组合 2、双亲的纯合度要高 3、杂交技术简易可行，要能生产大量种子
➢ 配合力和杂种优势含意不完全相同
o 配合力专指F1的经济性状，尤其产量高低 o 杂种优势是指杂种在经济性状、生物学性状等方
面超越其亲本的现象
➢ 利用杂种优势时，既要注意亲本配合力的 高低，又要注意它们的杂种在有利性状方 面优势的强弱。
（二）测验种的选择
测验种 指配合力测定中，用来与被测系
杂交的品种、杂交种、自交系、不育系、 恢复系等。
（三）系谱选择法 书p132图
(完整版)作物育种学总论
ห้องสมุดไป่ตู้
3.与其它学科的关系：
作物育种学是作物人工进化的科学，是以 遗传学、进化论为主要基础的综合性应用科学。
涉及 植物学、植物生态学、植物生理学、生物化 学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生 物统计和试验设计、生物技术、农产品加工学等。
3. 鉴定分析方法微量、精确、快速。 在目标性状的鉴定、分析、选择中，广泛采
用现代技术和仪器，进行快速、精确、微量和非 破坏性的鉴定分析，以提高育种效率。
4. 开拓育种新途径和新技术。 除应用传统的育种技术外，还大力开拓人
工诱变育种、倍性育种、远缘杂交育种、细胞工 程、染色体工程、基因工程等生物技术。
遗传改良的作用：
1 提高作物品种的适应性，扩大其种植区域 2 改良其农艺性状，更利于栽培管理 3 提高单位面积产量水平，以提高总产 4 改进产品品质，适应人类生活不断提高的需要 5 增强对病虫害和环境胁迫的抗耐性，达到稳产
第二节 作物育种学的意义和发展
一、作物育种学的性质和任务
1. 性质： 作物育种学是研究选育和繁殖作物优良品 种的理论和方法的科学。
作物育种学研究的重点是对作物进行遗传改 良，使得有利性状得到重组，达到高产、优质、 适应性强的目的。
作物栽培学研究的重点是改善作物生长发育 的环境条件，达到高产、优质的目的。
第一节 作物进化与遗传改良
一、自然进化与人工进化 各种生物都是从原始生物演变而产生的。这 种演变发展的过程称为进化过程。 决定进化的三大基本要素：遗传、变异和选择。 遗传和变异是进化的内在因素，选择决定着 进化的方向。 自然进化是自然变异和自然选择的进化，进 化速度相对缓慢。
作物杂种优势的利用精讲
一、亲本配合力的测定
➢ 测验种的配合力： 配合力效应值是一个估算值。如果测验种选 择不好，偏差会很大。所以在配合力的测验中， 如果测验种改变了，其效应值也会发生变化。
➢ 测验种与被测系的亲缘关系： 姊妹交—近交衰退，估算值偏低；亲缘关系 太远，测验结果偏高。
自交系培育单交种。
×
单交种
2）1910-1915年:农民不愿意进行玉米自 交和杂交，杂交玉米工作未继续进行
1.杂种优势是生物界的普遍现象
3） 1916-1918年： Jones提出培育双交 种，为杂交种生产
开辟了新途径。
×
×
单
交×
种
单 交 种
双交种
4）1920-1925年：双交种BurrLeammg在新英格兰推广。
进而进行配合力的统计分析。
（四）测定配合力的方法
顶交法（top—cross method）：被测系
与品种群体的杂交，品种群体是一个遗传基础 广泛的普通品种，也可以是多自交系组成的综 合种。GCA
通过顶交所得的杂交种叫顶交种。
在顶交法测定中，由于采用了一个共同的测 验种，因此可以认为各测交种之间的产量差异 就是由被测系的配合力不同所引起的。如果某 个测交种的产量高，就表明该组合中的被测自 交系的配合力高。
81.40 35.78
第二节杂种优势利用与预测
人们为了利用杂种一代的优势于生 产，为家畜、家禽、植物、蔬菜、观尝 植物，制定了各种选育、制种的程序和 方法。这种选、育、制、用的过程，称 为杂种优势利用。
一、利用杂种优势的基本原则 （一）强优杂交组合 （二）提高两亲本的纯合性 （三）采用简易经济的制种技术
概括为三个字：强、纯、简
作物育种学总论
.
22
第三节 作物品种及其在作物生产中的作用
一、作 物 品 种 的 概 念
作物品种是
（1） 人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人
类需要所选育的某种作物的某种群体；
（2）这种群体具有相对稳定的遗传特性，在生物学、
形态学及经济性状上的相对一致性，能与同一作物的其它
群体相区别；
（3）这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量、
.
35
三、育种目标的具体化和可行性
高产、稳产、优质等是育种目标的一般化概念。制定 育种目标需要落实到具体性状上，并且要有明确的性状指 标。如禾谷类作物
单位面积籽粒产量 = 单位面积株数 株穗数 穗粒数 千粒重
所以，高产要落实到具体的产量组成因素上，各产量 组成因素的指标要明确，各产量组成因素要协调。
育种目标体现育种工作在一定地区和时期的方 向和要求。制定育种目标的一般原则是：
一、国民经济需要和生产发展前景
在现有品种的基础上，选育新品种进行品种更新， 必须充分估计到将来国民经济发展的需要和生产发展的要 求。也就是说要求育种工作者要有一定的预见性。
.
34
二、当地现有品种有待改进的主要性状
以当地现有推广品种为参考，从而选育 出能克服现有品种的缺点，保持和提高其优 点的新品种。在考虑主要目标性状 的同时， 还要兼顾 次要目标性状。因为随着主要目标 的实现，原来的次要目标性状就可能上升为 主要目标性状。
抗性、品质等方面都能符合生产发展的需要。
.
23
由以上可以看出
作物品种是重要的农业生产资料。 优良品种的时间性和区域性。
优良品种包括品种品质和播种品质两层含义。
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二、作物优良品种在发展作物生产中的作用
植物育种学第二版课后题答案
植物育种学第二版课后题答案第1章作物繁殖方式和品种类型名词解释:育种目标(breeding objective):在一定自然、栽培和经济条件下，对选育新品种提出应具备的优良特征特性,也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。
生物产量(biomass):作物整个生育期间,通过光合作用和生产积累有机物的总量(有机物质90%~95%,矿物质占5%~10%。
经济产量(economic yield):栽培目的所需要的经济价值的那部分产量(子粒、块根、块茎等)。
经济系数(coefficient of economics)或收获指数(harvest index):生物产量转化为经济产量的效率,即经济产量和生物产量的比值。
株型育种:优良的形态特征和生理特性集中在一个植株上，获最高光能利用率，并将光合产物输送到籽粒中,提高产量。
高光效育种:通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高作物产量的育种方法。
产量因素收获指数理想株型1．作物育种主要目标性状:高产、稳产、优质、生育期适宜和适应机械化。
2.制定育种目标原则:立足当首,展望未来，富有预见性突出重点，分清主次。
抓住主要矛盾明确具体，性状指标落实面向特定的生态地区和羲培条件3.拟定一种作物的育种目标，并说明理由第2章作物的繁育方式及品种类型1、名词解释:有性繁殖:无性繁殖:无融合生殖:自花授粉:异花授粉:常异花授粉:自交不亲和性:雄性不育性:纯系品种:杂交种品种:群体品种:无性系品种:2、简述作物的品种类型极其发育特点3.试述无融合生殖在育种中的使用第3章种质资源1.名词解释种质资源(germplasm resources):具有特定种质或基因，可供育种及相关研究利用的各种生物类型.起源中心:凡遗传类型有很大的多样性且比较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生(裁培)类型的地区。
初生中心：最初始的起源地（原生起源中心;)次生中心:作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时，在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔高而形成新的隐性基因控制的多样化地区。
杂种优势的利用
主要内容 保持亲本高度纯和的自交系； 获得具有优势的杂种。
2.
主要步骤 去雄： 人工去雄、化学方法、利 用雄性不育系、自交不亲和系、雌 株系。 制种： 种子采收：
主要方法 1) 简易制种法 异花授粉植物 混播法 间行种植 间株种植 自花授粉植物 利用雄性不育系制种
2、顶交法（半轮配组法）
A
A B C X X X X X X
B
C
D
D
X
X
X
X
配合力测定分为一般（普通）配合力 测定和特殊配合力测定。一般配合力是采 用顶交法测定。顶交法是将所选出的品种 与同一品种杂交，比较各组合F1优势程度、 选去劣。特殊配合力测定多采用轮交法。 它的做法是将各品种彼此全部加以配合， 比较各杂交组合F1代的花径，选出杂交配 合力强大的杂种一代。
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
B
X
X
X
X
X
X
X
X
C
D
X
X
X
X
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： ３、三交种：
草育种学09杂种优势利用
总结杂种优势的表现特点：
1. 杂交亲本间的遗传差异愈大，杂种优势愈明显 2. 杂交亲本愈纯，后代杂种优势愈明显 3. 不同类性状的杂种优势程度不同 4. 杂种优势的大小与环境条件的作用也有密切的关系
三、杂种优势的度量
（一）中亲优势或相对优势 （杂种优势理论研究） 中亲优势（%）=(F1-MP)/MP×100 MP=（P1+P2）
假 如 ， 两 个 亲 本 控 制 某 一 数 量 性 状 的 基 因 型 分 别 为 AABBccdd 和 aabbCCDD，F1的基因型及表现型图示如下：
P
AA BB cc dd × aa bb CC DD
12 10 4 3
6586
29
25
↓
F1
Aa Bb Cc Dd
等位基因显性效应值 非等位基因累计效应值
（二）异交结实率高
大批量生产杂交种 低成本生产杂交种 （尤其自花、常异花授粉作物）
（三）亲本繁殖与杂交制种技术简单易行可靠
亲本繁殖（产量与纯度） 杂交种种子生产（质量与产量）
二、亲本选配
(一)对杂种亲本的基本要求 杂种的亲本一般为纯系或自交系，不直接用于生产。
基本要求： 1. 纯度高 是杂交种高度一致性和稳定性的基础 2. 一般配合力高 是产生强优势杂种的遗传基础 3. 优良农艺性状 是强优势杂种的基础平台 4. 亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求
（四）产量和产量因素方面
生殖生长方面杂种表现出结实器 官增大，结实性增强，果实与籽 粒产量提高等
纯系
F1 单交
F1 双交
（五）品质方面 有效成分提高 整齐度（一致性） 亲本品质改造
（六）生化表现方面 线粒体互补与叶绿体互补 同功酶出现互补带、显性带、杂合带
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超亲优势 中亲优势 部分优势 负向中亲优势 负向部分优势 负向超亲优势
F1>HP
MP<F1<HP
LP<F1<MP F1<LP
二. 杂种优势表现的特点
1.杂种优势是普遍的生物现象 适应性；贾思勰；达尔文；科尔鲁特 2.杂种优势是复杂的生物现象 杂种优势大小主要与以下几个方面有关： ①与作物的种类和繁殖方式有关 ②与亲本性状的差异和纯度有关
3. 杂种优势的表现是多种多样的 营养型 生殖型Байду номын сангаас适应型 4. F2及以后世代杂种优势衰退
第四节 杂种品种的选育程序
二、亲本选配
(一)对杂种亲本的基本要求 杂种的亲本一般为纯系或自交系，不直接用于生产。 基本要求： 1. 纯度高 是杂交种高度一致性和稳定性的基础 2. 一般配合力高 是产生强优势杂种的遗传基础 3. 优良农艺性状 是强优势杂种的基础平台 4. 亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求
3. 超标优势
杂种一代某一性状的平均值超过当地推广 品种同一性状值的百分率 F1-CK 超标优势（%）=-------------×100 CK
4. 杂种优势指数
杂交种某一性状平均值与双亲同一性状平均 值的比值
F1 杂种优势指数（%）=-------------×100 MP
将杂种优势归为四类：
(二)杂种亲本的选育 自花授粉作物：直接从品种（系）中筛选（除特殊要求） 常异花授粉作物：2～3代的自交； 异花授粉作物：多代的自交与选择 1.选育自交系的原始材料 地方品种、推广品种、杂交种、综合品种等 从这些原始材料中选育的自交系称为一环系
自交系间杂交种后代中选育的自交系称为二环系
2.自交系的选育方法 原则：围绕杂种亲本四点基本要求进行 (1) 人工套袋自交技术 异花授粉作物和常异花授粉作物 (2) 自交系农艺性状的选择 系谱法
3.自交系的改良 回交改良法 供体选择
三、配合力及其测定
配合力指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力的 大小。 配合力是自交系的一种内在属性，受多种基因效应支配。 不能通过自交系自身的性状表现出来 通过自交系组配的杂种的产量 ( 或其它性状 ) 的平均值估算出 来 （一）配合力的种类 1、一般配合力（GCA）
第九章 杂种优势利用
篱笆墙的影子
第九章 杂种优势利用
第一节 杂种优势利用的简史与现状 第二节 杂种优势的概念和表现 第三节 作物繁殖方式与杂种优势利用 第四节 自交系的选育 第五节 配合力及其测定 第六节 利用杂种优势的途径和杂交制种技术
第一节 杂种优势利用的简史与现状
•1761～1766年Ko1reuter，烟草杂交发现杂种优势，并提出 利用杂交种 •1865年Mendel，豌豆杂交，提出杂种活力概念 •1866～1876年Darwin，玉米杂交和自交，异花授粉有利、自 花授粉有害 •1908年Shull,玉米自交系间杂交，杂种优势一词，方法体系
（四）雄性不育杂种品种
（五）自交不亲和系杂种品种
（六）种间与亚种间杂种品种
（七）核质杂种
第五节 利用作物杂种优势的方法
一、人工去雄生产杂种种子
对雌雄异花作物，繁殖系数高的作物，用种量小的作物，花器较大、去 雄较易的作物。 优点:配组容易、自由，易获得强优势组合。 方法： 玉米： 隔离区内父、母本按比例种植， 母本雄穗刚露出时拔掉， 父本花粉自由授粉杂交。
（3）多系法（系×测验系法） 测验种：几个优系或骨干系 方法：例如用A、B、C、D四个系作测验种，分别与许多（N）待测系测交 ，可配成4*N个单交组合，比较试验，各组合的平均产量，计算出一般配 合力和特殊配合力。 优点：同时测定待测系、测验种（骨干系）的一般配合力和特殊配合力； 直接选择优良杂种，可及时作为商品杂种品种投入生产利用； 结果可相互比较 是当前最常用测配方法 如：利用人工去雄制种的玉米、棉花； 甜菜三交种选育； 利用雄性不育系制种的水稻、高粱、甘蓝型油菜和玉米恢复系选育； 不育系的选育时配合力测定
A
（2）双列杂交 自交系既是测验种又是被测系。 方法：采用完全或部分双列杂交法。
B
C …
A B C …
完全双列杂交：n(n—1)个杂交组合(含正交和反交) 不完全双列杂交：n(n—1)/2个杂交组合 测交组合产量比较试验（随机区组设计），
取得各测交组合产量(或其它数量性状)的平均值后，
计算出一般配合力和特殊配合力。
大多数不亲和性受一位点多基因控制：
一个基因位点，多种基因 如：S1、S2、S3、S4、…
自交不亲和性可分为两类： 配子体自交不亲和性、孢子体自交不亲和性
1、配子体自交不亲和性：取决于花粉所带的S基因是否与雌蕊（柱头 ）所带是S基因相同，如果相同，则为不亲和。
如豆科、禾本科、茄科、蔷薇科大都属于配子体自交不亲和性。 按基因型的不同，有三种亲和关系： （1）自交 S1S1×S1S1 （纯合体自交） S1S2×S1S2 （杂合体自交） 即双亲基因完全相同时，自交完全不亲和。
F1配子测配（S0代）——顶交法
第一年 测验种（不育系） x F1（ S0） F2群体 选择 x F3株系
第二年 测交杂种群体
第三年
测验种（不育系）
…………..
（2） 中代测定 在S3～S4 （F4-F5）代时测定，从分离向稳定过渡的世代，系内的特性 基本形成。 可靠较好， 测定过程与稳定过程同步，有利于缩短育种时间 许多作物常从中代开始测定 （3） 晚代测定 在S5～S6代时测定。
1.平均优势（中亲优势）
杂种一代某一性状的平均值超过双亲同一 性状平均值的百分率 F1-MP 平均优势（%）=-------------×100 MP
2. 超亲优势
杂种一代某一性状平均值超过高值亲本同一性 状平均值的百分率 F1-HP 正向超亲优势（%）=-------------×100 HP F1-LP 负向超亲优势（%）=-------------×100 LP
10.38 0.71
9.3 -0.37
9.94
8.9
0.27
-0.77
10.16 9.68 9.78 0.49 -0.01 0.11
9.67 0
组合的实际产量=全部组合平均产量+双亲一般配合力 + 双亲特殊配合力 如 L / A 组合的特殊配合力=10.8 - 9.67 -（0.49+0.71）= -0.07
（二）配合力的测定（测配）
测验自交系配合力所进行的杂交叫测交
测交所用的共同亲本称为测验种
测交所得的后代F1称为测交种
1.测验种的选择 测验种的选择直接影响测定配合力的结果 自交系做测验种测定什么配合力？ 杂交种及综合种作测验种测定什么配合力？
2、测配方法 （1）顶交法
选用遗传基础广泛的品种群体作为测验种测定自交系的配合力。
建立，使玉米成为生产中利用杂种优势的第一个代表性作物
但由于自交系产量低，成本高，未能投入生产
我国水稻育种家在南亚国家指导杂交水稻生产
第二节 杂种优势的概念和表现 一.杂种优势的概念 二.杂种优势表现的特点
一. 杂种优势的概念
杂种优势：两个或几个遗传性不同的亲 本杂交，所产生的杂种在某些性状或综 合性状上优于双亲的现象。 杂种优势育种：专门培养F1代，利用杂 种优势应用于生产，为生产服务的育种 方法。
（2）半异交 S1S1×S1S2→S1S2 S1S2×S1S3→S1S3+S2S3 双亲有一个相同的S基因，一半花粉亲和，结实正常。
（3）完全异交 S1S1×S2S2→S1S2（纯合体异交） S1S2×S3S4→S1S3+S1S4+S2S3+S2S4（杂合体异交） 双亲无相同基因，完全亲和。
2、孢子体自交不亲和性
顶交法产生的杂交种成为顶交种。 方法：A为测验种，1、2、3、4、5、．．．n个自交系为被测系 组配 1×A，2×A，3×A、．．．n×A等杂交组合（有时正反交） 对测交组合进行产量（或其它性状）比较 计算出各被测系的一般配合力。 优点：测配组合少，工作量较轻。 但不能测定特殊配合力 综合品种 G1 G2 G3 G4…… × G GG1 GG2 GG3 GG4….
是指一个自交系亲本与 其它若干 个自交系杂交的 F1 在某个 数量性状上的平均表现。 由基因的加性效应决定的，为可以遗传的部分。 其高低是由被测定的自交系所含有利基因位点的多少决定 的
• 2、特殊配合力（SCA） • 是指 两个特定亲本 所组配 F1 在某种数 量性状上的表现。 • 由基因的非加性效应决定的（显性、超显 性和上位性效应） • 是不能在其他组合中表现和遗传的部分。
根据F1产量测定一般配合力和特殊配合力 自交系 A K 10.3 0.03 L 10.8 -0.07 M 9.5 -0.29 N 10.9 0.47 O 9.3 -0.09 平均 GCA B C D E F G 9.9 10.4 9.4 9.4 9.7 9.8 0.07 0.45 -0.27 -0.41 -0.45 0.54 10.7 10.7 10.9 9.6 11.5 8.5 0.33 0.21 0.69 -0.75 0.81 -1.25 9.0 8.8 9.3 9.6 9.6 9.3 -0.29 -0.61 0.17 0.33 -0.01 0.63 8.8 10.3 9.6 10.1 10.3 9.6 -1.13 0.25 -0.17 0.19 0.05 0.29 9.7 8.7 8.3 9.5 8.8 8.0 0.81 -0.31 -0.43 0.63 -0.41 0.02 9.50 9.64 9.98 9.04 -0.17 -0.03 0.31 -0.63 平均 9.84 GCA 0.17
烟草：
花器大、花器构造简单、 去雄方便，繁殖系数极高
棉花：
花器大，容易人工去雄， 用种量较小
二、利用自交不亲和性生产杂种种子