远缘杂交育种

种间杂交，如杏×梅花 →杏梅。
第一节 远缘杂交的概念和作用
一、远缘杂交的概念
远缘杂交指的是亲缘关系疏远类型之间的 杂交。一般认为植物学上种以上分类单位之间 杂交都是远缘杂交。 此类杂交产生的后代称远缘杂种。
近缘杂交：同一个种的植物的不同类型之
间，它们在遗传上、形态、生理上彼此虽有所
不同，但基本特点是相似的，一般容易杂交。 远缘杂交：生殖隔离的影响，使不同种或 属间的植物，不仅在形态、生理上存在显著的 差异，而且在遗传组成和细胞结构上也存在着 很大差别。因此，一般来讲，种属之间就不像 种内的变种或品种那样容易进行杂交。
（ 2n=bbcc=32 ）
李）
F1
双二倍体（欧洲
5、诱导单倍体
虽然远缘花粉在异种母本上常不能正常
受精，但有时能刺激母本的卵细胞自行分裂，
诱导孤雌生殖，产生母本单倍体。
据不完全统计：通过远缘杂交已在12个 物种中成功地诱导出孤雌生殖的单倍体。
二、远缘杂交特点
1、远缘杂交的不亲和性：
雌、雄配子不能正常受精形成合子（生殖隔离）
通常可以提高远缘杂种结实率。利用 昆虫进行授粉，比人工强制授粉将更 有利于结实性的提高。
6、延长培育世代，加强选择
缘杂种的结实性存在个体和世代差异。
个体差异：如：欧洲红树莓×黑树莓，少数杂种 结少量果实，经4代连续选择 优质丰产品种 “奇异”。
世代差异，如：高加索百合×山牵牛百合 紫 罗兰香百合（1-2年只开花不结实，3-4年有空瘪 种子，7年部分种子发芽）
长过程慢等遗传和生理上的障碍。试
管授精技术已在烟草、石竹、矮牵牛
等上试验成功。
随着生物技术的发展，体细胞融合技术也 已取得了一定成效。这项技术可克服远缘种属 因性隔离而造成的不亲和性，从而绕过有性过 程使亲本基因进行广泛重组，创造自然界没有 的新类型。
8、应用温室或保护地杂交，
改善授粉条件 原因：气温、雨水等气候条件影 响杂交效果 如：金花茶×山茶；攸县油茶× 金花茶：2月杂交，结实率0.3％； 3月杂交，结实率10.7％。
4、媒介法 媒介法是指当两个远缘的亲本种直接杂交不 易成功时，通过寻找能分别与这两个种亲本杂交 的第三种植物，以它作媒介，使杂交成功。 如：矮生扁桃× 山毛桃 扁桃×桃 抗寒性强的桃品种
5、柱头移植和花柱短截法
① 柱头移植：花粉授于同种植物柱头
移植到母本花柱；
异种柱头嫁接，愈合后授粉 ② 花柱短截：切除母本花柱或剪短 悬浮液直接注入子房 注意：采用这些方法时，操作要求细致，且在具有较大柱头的 植物中使用。 授粉于切面 花粉
4、改善营养条件
远缘杂种由于生理机能不协调，当提供优良
的生长条件时，可能逐渐恢复正常。因此，必须 加强栽培管理，从幼苗开始和各个生育阶段，都 应精心培育。例如开花结实期间，根外追肥，喷 施磷、钾、硼等；进行分株繁殖，扩大营养面积 等。
5、人工辅助授粉 采用混合花粉的人工辅助授粉，
将使杂种受精选择性得到更大满足，
造异质的后代群体，从中选择优良个体，并进一步育成新品种。

1）近缘杂交（ intraspecific crossing) ：指亲缘关系较近，分类上属于同一种的 不同变种或品种间的杂交。

种内杂交 。 2 ）远缘杂交（ interspecific crossing) ：指亲缘关系较远的植物间的杂交，一 般是不同种、属或是亲缘关系更远的物种间的杂交。
重复授粉：花蕾期、开花期、临谢期进行多 次重复授粉； 原因：不同发育程度的雌蕊具有受精选择差异； 注意：一般重复授粉进行二次或三次即可，次数 多了，易造成机械损伤。
3、预先无性接近法
在进行远缘杂交前，预先将亲本互相嫁接在 一起，使它们彼此的生理活动得到协调，或改变 原来的生理状态，而后进行有性杂交，较易获得 成功。 嫁接法：（黄瓜＋丝瓜）× 丝瓜 获得 F1
二、远缘杂交在育种工作中的重要作用
1、创造新的种质，丰富植物的变异类型 如：油菜（ 2n=aa=20 ）× 黑芥（ 2n=bb=16 ） 菜（ 2n=aabb=36 ）； 樱桃李（ 2n=aa=16 ）× 黑刺李（ 2n=bbcc=32 ） 欧洲李（ 2n=aabbcc=48 ）； 杏 × 李 李杏新品种（象李那么多产，如杏那样美 味）； 古氏杜鹃 × 云锦杜鹃 罗德杜鹃（ 1907 年）。 芥
2.0％。
（1）采用染色体数较多或倍数性高的种作母本 如：云南山茶（2n=6x=90）×山茶（2n=2x=30） F1（8.7%）； 山茶×云南山茶 F1（2.7%）
原因：能提供更多的营养物质供应种子的发育。
（2）选择花粉渗透压稍大的为父本，柱头
渗透压稍小的为母本
花粉与柱头间渗透压不同，也影响到杂 交的结实率。一般选作父本的种，其花粉的 渗透压稍大于母本柱头的渗透压时，将更有 利于花粉管的伸长和参与受精，从而使杂交 易于成功。
二、远缘杂种后代分离的控制 1、回交
回交既可克服杂种的不育性，也可控制其性
状分离。在番茄远缘杂交育种时，亚历山大用栽 培类型的玛娜佩尔和秘鲁番茄杂交后，F1呈现野 生的小果性。用栽培型亲本做父本多代回交后， 果实性状得到改善，遗传性状也稳定下来。
四倍体（双二倍体）。双二倍体在减数分裂时，每个染
色体都有相应的同源染色体可以正常进行配对联会，产
生具有二重染色体组的有生活力的配子，从而大大提高
结实率。
3、回交法
亲本染色体数不同，减数分裂不规则时，杂
种产生的配子多数败育，但仍有少数可育，通过 回交能改善其结实能力。 如：洋葱×大葱 F1 ×洋葱 结籽
1）同一物种的某一品种或类型与另一物种的不 同品种或类型之间存在较大的亲和性差异。 如：芥菜（卷心刈菜）× 黑芥（加州褐子） F1（0.07%）； 芥菜（紫高菜）× 黑芥（加州褐子） F1
（0.78%）。
2）正、反交的结果往往差异显著 如：山茶×怒江山茶 实率7.7％； 山茶×连蕊茶 F1（5.7%），反交结实率 F1（29.3%），反交结
2、远缘杂种的不育性： 成活性：受精卵不能发育成健全种子；种子不能 发芽或发芽后不能长成正常植株； 结实性：不能形成正常的雌雄器官；不能产生正 常的配子，无法繁衍后代。
3、远缘杂种后代分离的广泛性和不规则性 由于亲本亲缘关系远，亲本间的基因组成、染色体组 型差异较大； F1开始分离、 F2分离更为广泛，远缘杂种 后代分离范围广，时间长，更是无规则可循，这对于杂种 后代遗传规律性的预测和控制，以及对杂种性状的稳定等， 都增加了较多困难。
6、植物激素或生长素处理
应用赤霉素、萘乙酸、吲哚乙酸、硼酸等激
素或生长素进行涂抹或喷洒处理，能促进花粉发
芽和花粉管的伸长，有利于完成受精作用，从而
克服远缘杂交不结实的缺点。例如百合品种间杂
交不结实，用0.1%～1.0%生长素羊毛脂，涂于剥
去花瓣的子房基部，结果增加了结实率。
7、生物技术的应用 把母本花朵中取出带胎座或没有带 胎座的胚珠，置于试管中培养，并在 试管中进行人工授粉，以克服远缘花 粉的不能萌发、花粉等不能生长或生
4、远缘杂种的杂种优势
多：生活力衰退（由于遗传上或生理上的不协调）；
少数：杂种优势明显，如日本落叶松×兴安落叶松， 2年生杂种高为母本的196％，父本的136％。
第二节 远缘杂交不亲和的原因及克服方法
一、远缘杂交不亲和性及其原因
植物的受精作用是一个复杂的生理生化过 程。远缘杂交时，由于双亲的亲缘关系较远， 遗传差异较大，生理上也不协调，这些都会
连接柱头的传递组织抑制花粉管生长 柱头； 花粉管生长缓慢或太短 不能正常受精。
不能进入子房到达胚囊；
现代月季杂交育种

现代月季的4个重要亲本 Rosa centifolia × R. chinensis
(China rose)
(Cabbage Rose)
perpetual
× R.ordorata
生理上不协调，在胚胎发育的关键时刻，产
生了某些重要缺陷，因而影响了杂种的成苗
成株。
结实性差或完全不能结实的原因：
由于染色体Байду номын сангаас不同源性和基因间的不和谐性，
造成减数分裂异常（染色体不联会或不规则分 配）； 远缘杂种生殖器官发育不全，完全不能形成雌 雄配子。
二、远缘杂种不育性的克服方法
1、胚胎培养（胚抢救） 当受精卵只发育成胚而无胚乳，或胚与胚
(Tea Rose)
“La France”
“The world’s most beautiful flower ”
现代月季
Miniature rose Peace
Oliympiad
Pinck peace
中国原产茶花
国际市场上的茶花品种




切花菊 盆景菊 悬崖菊 地被菊 独本菊 大立菊
乳的发育不适应时，可用胚胎培养法，使胚胎
发育成幼苗。如：玉蝶梅×山桃（授粉后66天，
张启翔，1992）
2、杂种染色体加倍法 当远缘杂交的双亲染色体组或染色体数目不同而缺 少同源性，致使F1在减数分裂时，染色体不能联会或很 少联会，不能形成足够数量的、具有生活力的配子体而 导致不稔。在种子发芽的初期或苗期，用0.1%～0.3%的 秋水仙碱深液处理，使体细胞染色体数加倍，获得异源
第十二章 杂交育种
第一节 远缘杂交的概念和作用
第二节
第三节 第四节
远缘杂交不亲和的原因及克服方法
远缘杂种不育性及其克服方法 远缘杂种后代的分离与选择

杂交（ Cross ）：基因型不同的种或品种进行交配，产生杂种的过程。
有性杂交育种（ Sexual cross breeding ）：通过有性杂交途径获得新 品种的方法，即用不同基因型进行杂交，经过基因的分离、重组，创
第三节 远缘杂种不育性及其克服方法
一、远缘杂种不育性的表现和原因 远缘杂种的不育性表现，包括杂种的成活性和结 实性两个方面： 成活性：即受精卵不能发育成健全种子；种子不 能发芽或虽然发芽生长，但幼苗生长衰弱或早期 夭亡；
结实性：即杂种植株虽能成活，但结实性差，甚 至完全不能结实。
成活性差的原因： 主要是由于远缘种间遗传差异大，造成
菊花育种
野菊花
第三节 远缘杂交障碍及其克服
８、组织培养技术的应用 随着组织培养研究的深入，已经开始 研究应用人工培养基把母本花朵中取出胎 座或没有带胎座的胚珠，置于试管中进行 人工授粉受精。
二、克服远缘杂交不亲和性的方法
1、选择适当亲本，并注意正反应
选择亲本时，除了根据育种目标，选择具 有最多优良性状的类型作杂交亲本外，还必须 考虑到远缘杂交不亲和的特点，选择和选配适 当亲本，以提高远缘杂交的成功率。
2、 利用异属、种的特殊有利性状
利用野生类型的高度抗病性、对环境胁 迫的适应能力等。
如：栽培种马铃薯×野生马铃薯抗
疫病的马铃薯；现代月季×野生蔷薇 抗寒性强的新类型。
晚
3、利用杂种优势
如：一球悬铃木 × 三球悬铃木 二球悬铃
木
4、探索研究生物进化 远缘杂交后代可再现物种进化中的中间类 型、新种类型。 如：樱桃李（ 2n=aa=16 ）×黑刺李
7、蒙导法
嫁接：远缘杂种嫁接在亲本或第三砧木。
如米丘林：斑叶稠李×酸樱桃 花不结实）＋甜樱桃 开花结实 F1（只开
第四节
远缘杂种后代的分离与选择
一、远缘杂种分离的特点 1、分离的世代更长； 2、远缘杂交的后代具有更为复杂的分离。
远缘杂种后代的类型： １、综合（中间）性状类型； ２、亲本性状类型； ３、新物种类型。 远缘杂种的分离现象极为复杂，目前对分离规 律性还很不了解。深入研究远缘杂交的遗传机制， 将对控制远缘杂种的分离，以及对远缘杂种的选择、 培育等具有重要的实践意义。
（3）选择第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本 以第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本， 有利于克服远缘杂交不亲和性，若父母本均为 第一次开花的幼龄杂种，则远缘杂交更容易进
行。
2、混合花粉和多次重复授粉 混合花粉：若干种或品种的远缘花粉混合；远缘 花粉＋杀死的母本花粉
如：防城金花茶×山茶
原因：被杀死的可亲和花粉能够提供父本不亲和 花粉管生长及进入柱头所必须的物质。
影响受精过程，使雌、雄配子不能结合、受
精而形成合子，这就是远缘杂交的不亲和性。
1、不亲和常见的现象 花粉不能在异种柱头上萌发；花 粉管不能伸入柱头；花粉管虽进入柱
头但生长缓慢或破裂；花粉管到达不
了子房；虽然达到子房却完不成双受 精作用等等。
2、不亲和的原因 异种柱头分泌物抑制不亲和花粉 花粉不能萌发； 花粉管进入