第6章 优势杂交育种

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课程名称园艺植物育种学计划学时10

授课章节第六章优势杂交育种

教学目的和要求：

1.了解：杂种优势机理。

2.理解：配合力概念及计算方法、雄性不育性及自交不亲和性的遗传机理及生产应用。

3.掌握：杂种优势、配合力、自交系、雄性不育系及自交不亲和系的概念，自交系、雄性不育系、自交不亲和系的选育及繁殖方法。

教学基本内容：

第一节优势杂交育种的概念和应用概况

第二节杂种优势育种的一般程序

第三节杂交种子的生产

第四节雄性不育系的选育利用

第五节自交不亲和系选育利用

教学重点和难点：

重点：雄性不育系的选育利用；自交不亲和系的选育利用。

难点：杂种优势机理、配合力概念及计算方法、雄性不育性及自交不亲和性的遗传机制及应用。

授课方式、方法和手段：

1.多媒体结合板书。

2.注意提示学生常规杂交育种与优势杂交育种的差异。

3.优势育种中一般配合力和特殊配合力的计算通过洋葱自交系半轮配杂交例子讲解。

4.利用雄性不育系制种重点介绍核质互作雄性不育性。

作业与思考题：

1.名词：杂种优势、自交系、雄性不育性、自交不亲和性、A系、B系、C系、半轮配法、一般配合力、特殊配合力、胞质不育、核不育、质核互作不育、两用系、三系。

2.雄性不育的遗传类型。自交不亲和性的类型。

3.杂种优势育种与常规杂交育种的异同？

4.GMS和CMS系制种需设置哪几个区？

5.自交不亲和系制种需设置哪几个区？

6.杂种优势的表现有哪些特点？

7.计算杂种优势大小的方法有哪些？

8.怎样选育自交系？

9.设计试验，选育抗病丰产的番茄杂交一代种。

第六章优势杂交育种

优势杂交育种的概念和应用概况、优势杂交育种的一般程序、杂交种子的生产

第一节优势杂交育种的概念和应用概况

概念、杂种优势的遗传机制、杂种优势的度量方法、杂种优势利用概况、杂种优势的分类、杂种优势的表现特点、杂种优势的早期预测与固定

一、概念

杂种优势：两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1植株在生活力、生长势、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象。

自交衰退：异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象。

二、杂种优势的遗传机制

显性假说（dominance hypothesis）

观点：优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间这些显性效应的累积作用。

学习几个名词：

等位基因（allele）：位于一对同源染色体的相同位置上控制某一性状的不同形态的基因。等位基因控制相对性状的显隐性关系及遗传效应。

复等位基因：在一个群体内，同源染色体的某个相同座位上的等位基因超过2个以上时，就称作复等位基因。

近等基因系：除了某一两个基因外，其他基因都相同的两个遗传材料，通常是经过饱和回交形成的出了目标性状有差异，其他遗传背景完全相同的两个遗传材料（品系）。

显性效应（D, dominance effect）：等位基因间相互作用导致的个体间遗传效应差异。

超显性假说（overdominance hypothesis）：

观点：优势来源于等位基因间的互作，基因间无显、隐关系。

三、杂种优势的度量方法

（1）超中优势：指杂交种（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。

F1—（P1+ P2）/2

H = ————————×100%

（P1 + P2）/2

（2）超亲优势：指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本（P h）同一性状平均值差数的比率。

F1 —P h

H = —————— X 100%

P h

（3）超标优势：指杂交种（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。也有称为竞争优势。

F1— CK

H = ———————— X100%

CK

（4）杂种优势指数：杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值，也用百分率表示。

F1

H = ———————— X100%

（P1 + P2）/2

（5）离中优势：又叫平均显性度。以双亲平均数之差的一半衡量F1优势的方法。

F1-（P1+P2)/2

H = ———————— X100%

（P1- P2）/2

四、杂种优势利用概况

G.H.Shull（1914）首次提出杂种优势术语；H.Pearson（1932）首次提出利用自交不亲和系配制甘蓝杂种一代；D.F.Jones（1943）利用细胞质雄性不育系生产洋葱杂种一代；日本：20~30年代就开展茄子、西瓜、黄瓜、番茄等作物杂种优势利用的研究。60年代中期，甘蓝、番茄、大白菜、茄子、黄瓜的一代杂种已占总栽培面积80％。目前，番茄、白菜、甘蓝、萝卜等几乎100％是杂交种。

美国：胡萝卜、洋葱、黄瓜杂种一代占85%；菠菜100%。

中国从50年代开始园艺植物杂种优势利用：甘蓝、白菜、番茄、茄子、辣椒、黄瓜、西瓜、甜瓜大面积生产；目前已经育成20种园艺作物400个杂交品种。

五、杂种优势的分类

①体质型，杂种的营养器官发育良好，如茎、叶生长发育旺盛，产量高；

②生殖型，杂种的生殖器官发育较强，如结实器官增大，结实性增强，种子和果实产量高；

③适应型，杂种具有较高的生活力、适应性和生长竞争能力。

六、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。