第八章 林木的杂交及其杂种优势的利用
园林植物育种学-第八章杂种优势利用
8.3 杂种优势的衡量方法：
• 平均优势：通常以杂种一代某一性状超越双亲相 应性状平均值的百分率表示称平均优势。
平均优势=（F1-双亲平均值）/双亲平均值*100% • 超亲优势：超过较好亲本值的百分率称超亲优势
8.9
9.0
8.5
8.9
0.0
9.1
8.7
8.2
8.6
-0.3
9.4
9.6
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9.3
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+0.2
8.8
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8.2
8.7
-0.2
9.1
9.1
8.5
8.9
+0.2
+0.2
-0.4
8.5.3 自交系间配组方式的确定
• 单交种：指用两个自交系配成的杂种一代。主要 优点：基因型杂合程度高；株间一致性强；制种 程序简单。
• 配子体型不亲和性 • 孢子体型不亲和性：
8.8.2.2 自交不亲和性的生理机制
• 免疫学说：植物表现不亲和时，从 花粉管分泌出抗原，刺激花柱组织 形成抗体，从而阻止花粉管道的伸 长。
• 乳突隔离假说:十字花科植物柱头 的表皮层具有乳突细胞，外面覆盖 有角质层，它可能是自交不亲和植 株阻止花粉发芽的物质。
• 线粒体互补法： • 同工酶分析法 • 分子生物方法
8.4.2 杂种优势的固定 • 染色体加倍法（双二倍体法） • 无性繁殖 • 无融合生殖法 • 平衡致死法
8.5 杂种优势利用的程序
8.5.1 优良自交系的选育 自交系是指从某品种的一个单株连续自交多代， 结合选择而产生的性状整齐一致，遗传性相对稳 定的自交后代系统。一个优良的自交系应该具备 以下特性： • 配合力高；抗病性强；观赏价值高；产量高；多 数性状是可遗传的
林木育种技术在提高木材产量与质量的应用
林木育种技术在提高木材产量与质量的应用林木育种技术是一种科学方法，通过选择、交配和繁殖，培育出具有高产、优质、抗逆性强等特点的林木新品种。
在我国，林木育种技术已经取得了显著的成果，为提高木材产量和质量提供了有力保障。
本文将从以下几个方面阐述林木育种技术在提高木材产量与质量的应用。
1. 选择优良品种选择优良品种是林木育种技术的第一步。
通过对现有林木品种进行观察、评估和筛选，找出具有高产、优质、抗逆性强等特性的品种，作为育种的基础材料。
此外，还可以通过引入国外优质品种，丰富我国林木遗传资源，提高木材产量和质量。
2. 交配与繁殖在选出优良品种后，通过交配和繁殖，将优良基因传递给后代。
交配方式包括人工授粉和自然授粉。
人工授粉可以精确控制交配过程，提高优良基因的传递概率。
繁殖方法包括有性繁殖和无性繁殖。
有性繁殖通过种子繁殖，无性繁殖则通过扦插、嫁接、组织培养等方法。
无性繁殖可以保持母本的优良特性，加快优良品种的推广速度。
3. 育种方法育种方法是林木育种技术的核心。
目前常用的育种方法有选择育种、杂交育种、突变育种和基因工程育种等。
选择育种是通过人工干预，使林木在特定环境下表现出优良特性。
杂交育种则是通过不同品种间的交配，产生具有优良基因组合的后代。
突变育种是通过诱发或筛选林木的突变体，获得新的优良特性。
基因工程育种则是通过导入外源基因，改变林木的遗传特性。
4. 育种目标育种目标是林木育种技术的重要指导。
针对木材产量和质量的需求，育种目标主要包括提高木材生长速度、改善木材品质、提高抗逆性等。
通过设定明确的育种目标，指导整个育种过程，确保育种工作的有效开展。
5. 育种周期与推广应用林木育种周期较长，一般需要几十年甚至上百年。
在育种过程中，要定期对育种材料进行评估，筛选出符合育种目标的优良品种。
一旦培育出具有高产、优质、抗逆性强等特性的林木品种，要及时进行推广应用，充分发挥其经济效益和社会效益。
林木育种技术在提高木材产量与质量方面具有重要意义。
第十二组 第八章优势杂交育种
（4)综合品种：将多个配合力高的异花授粉作物亲本在隔离 区内混合种植，任其自由传粉所得到的品种。 优点：适应性强 缺点：整齐度差，在生产中表现可能不太稳定，只能使用24代。
第三节
杂种种子生产
由于杂交种品种种子生产与常规品种相比，增加了 栽植父本、去雄、采粉、授粉杂交等操作，使制种成本 大幅度提高，限制了许多农作物杂种优势的利用步伐。 实际上，对于某种具体园艺植物来说，杂种优势能否被 利用，主要决定于杂种优势所带来的增产增收作用能否 超过杂交制种增加的成本。因此，降低杂交制种成本的 技术，就成为杂种优势利用的关键。 在选择杂交制种途径的时候，主要应该考虑两方 面的因素：一是杂交率；二是杂交制种成本。
萝卜、洋葱、芦笋等也在80%以上。西方发达国家及日本、
韩国等超过这个水平。林木果树和观赏园艺植物中，如速生 毛白杨、椰子、四季海棠等在世界范围开展杂优利用研究。
五、杂种优势的预测和固定 （一）杂种优势的预测 1、酵母测定：利用亲本的组织浸出液、两亲本混合液对酵 母生长刺激作用上的差别，预测杂种优势。 具体操作：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（干物质与水1:50热水浸煮液）， 置于28-30度的温箱中培养24小时，用比浊法测定酵母菌的 生长情况。 杂种植株浸提液促进酵母生长的效果优于单一亲本的浸 提液。
二、杂种优势的遗传机制
1、显性假说（dominance hypothesis） 主要观点：显性假说认为杂种优势来源于等位基因 间的显性效应和非等位基因间显性效应的累加作用。 论点基础：认为显性基因对生长发育有利，隐性基 因对生长发育不利。
通过杂交，使双亲的显性基因全部集中在杂种里， 杂种优势是由于双亲的有利显性基因全聚集在杂种 里所引起的互补作用的结果。
林木遗传与育种的研究与应用
林木遗传与育种的研究与应用林木遗传与育种是一个涉及林业产业发展的重要领域，它与绿化工程、森林保护和木材利用等方面密不可分。
在过去的几十年里，随着人们对环境保护和可持续发展的重视，林木遗传与育种的研究得到了越来越广泛的关注和应用。
一、林木遗传与育种的概念和意义林木遗传是研究林木遗传变异、遗传性状和遗传基础的科学，通过对林木种质资源的收集、保存、鉴定和评价，为林木育种提供了重要的理论和实践基础。
林木育种则是通过选择、组配、繁殖和推广优良的林木品种，培育适应不同环境条件和人工管理的优质树种，以满足人们对木材和森林产品的需求，促进林业的可持续发展。
在生物多样性保护方面，林木遗传与育种的研究和应用有助于保护和恢复濒危树种、改良野生树种的遗传结构，防止生物物种的灭绝和基因污染。
在经济可持续发展方面，林木遗传与育种可以提高林木生长速度、抗病虫害能力和木材质量，提高林业产品的市场竞争力和经济效益。
在生态环境建设方面，林木遗传与育种可以为植被恢复、防风固沙、水土保持和生态修复提供有力支持。
二、林木遗传与育种的研究方法1. 林木遗传资源的收集与评价：通过实地考察和调查，采集各类林木品种和亚种的种子、叶片、茎材等样本，进行基因型和表型的测定和分析，筛选出具有重要经济和生态价值的遗传资源。
2. 林木遗传变异和遗传性状的研究：通过遗传学和分子生物学等方法，研究林木物种在遗传水平上的差异和变异，揭示不同基因型对林木性状的影响，进而为林木育种提供理论依据。
3. 林木育种技术的应用：包括选择育种、遗传改良和转基因育种等技术手段，在遗传水平上干预林木的遗传变异和表现型特征，提高林木的生长速度、抗逆性、木材质量等经济和生态性状。
三、林木遗传与育种的实际应用1. 林木遗传与育种在木材产业中的应用：经过长期选择和繁育的高产高质林木品种，可以提高木材的产量和质量，满足人们对建筑材料、纸浆和纸张等森林产品的需求，推动木材产业的发展。
2. 林木遗传与育种在森林保护中的应用：选育出抗病虫害、耐旱涝、抗寒等优良林木品种，可以促进森林生态系统的稳定和健康，预防和控制林木疫病的发生，保护生物多样性和生态平衡。
林木遗传育种与改良的研究
林木遗传育种与改良的研究林木遗传育种与改良的研究在近年逐渐成为林业领域的热点。
通过遗传育种与改良，可以提高林木的生长速度、适应性和木材品质等，对于提高林产品的产量和质量，保护和修复生态环境，具有重要意义。
本文将对林木遗传育种与改良的研究进行探讨，并分析其应用前景。
一、林木遗传育种的基本原理林木遗传育种是通过选择和繁殖优良的遗传资源，改良林木的遗传性状。
遗传育种的基本原理是利用遗传变异和家系选择，通过交配和选育，逐渐形成具有优良性状的新品种或优良家系。
通过遗传育种，可以获得耐逆性强、快速生长、高产高效的林木种质资源，为林业生产提供保障。
二、林木遗传育种的研究方法1. 遗传变异的鉴定与收集：通过对群体进行充分的调查与研究，选择具有优良性状的个体或群体作为遗传改良的候选资源。
采用现代遗传学技术，如分子标记等对林木的遗传变异进行鉴定，为后续的育种工作提供依据。
2. 交配与选育：根据选定的优良亲本，进行合适的交配组合，培育出适应性强、生长迅速、木材品质优良的新品种或优良家系。
通过多亲本交配和复合杂交等育种方法，可以提高林木的遗传多样性和耐逆性。
3. 选择与多倍体育种：通过遗传学与分子生物学手段，对幼苗或种子进行选择，筛选出具有优良性状的个体进行繁殖。
利用离体培养技术，可以大量快速地繁殖林木种子，加快遗传改良进程。
4. 反交与杂种优势利用：通过不同种源的反交和异源杂交，可以利用优势互补的效应，提高林木的适应性和生长性能。
利用杂种优势，可以显著提高林木的产量和抗逆能力。
三、林木遗传育种的应用前景林木遗传育种与改良已在多个国家和地区得到广泛应用，并取得了显著的成果。
通过遗传育种，可以培育出高产高效、耐逆性强的林木新品种，提高林业生产的效益。
同时，林木遗传育种也可以加快生态修复的速度，提高生物多样性的保护。
在未来，林木遗传育种与改良将在林业可持续发展中发挥更为重要的作用。
综上所述，林木遗传育种与改良的研究在林业领域具有重要的意义。
林木育种的地理种源选择与利用
林木育种的地理种源选择与利用林木育种是一项重要的林业研究工作，其目标是培育出具有优良特性，适应性强，生产力高的林木品种。
在林木育种中，地理种源的选择与利用是一个关键环节。
地理种源是指在一定地理区域内，由于自然条件的差异，使得同一树种的不同种源在形态、生理、生态特性上存在差异。
地理种源的选择与利用，可以提高林木育种的效果，加快林木改良进程，提高林木的生产力和质量。
首先，地理种源的选择需要考虑树种的生物学特性和生态需求。
不同的树种对气候、土壤、水分等环境因子的需求不同，因此，在选择地理种源时，需要充分了解树种的生态需求，选择具有适应性的种源。
例如，对于喜温暖湿润气候的树种，可以选择南方地区的种源；对于耐旱树种，可以选择北方地区的种源。
其次，地理种源的选择还需要考虑种源的遗传多样性。
遗传多样性是物种适应环境变化，抵抗病虫害，提高生产力的重要基础。
在选择地理种源时，应该选择具有较高遗传多样性的种源，以增加育种的可塑性和成功率。
此外，地理种源的选择还需要考虑种源的分布特征和生态系统的稳定性。
种源的分布特征可以反映树种的生态适应性和进化历史，对于选择适应性强的种源具有重要的参考价值。
生态系统的稳定性可以影响树种的生存和繁衍，选择稳定性较高的生态系统中的种源，可以提高林木的生态稳定性。
在地理种源的选择与利用过程中，还需要进行种源的收集、保存和繁殖工作。
种源的收集和保存是保证种源质量和数量的基础工作，需要建立完善的种源收集和保存体系。
种源的繁殖工作是扩大种源数量，提高种源质量的重要手段，需要采用科学的繁殖技术，提高繁殖效率和苗木质量。
在林木育种中，地理种源的选择与利用是一个复杂的过程，需要综合考虑树种的生物学特性和生态需求，种源的遗传多样性，种源的分布特征和生态系统的稳定性，种源的收集保存和繁殖工作等多个因素。
只有合理的选择和利用地理种源，才能提高林木育种的效果，加快林木改良进程，提高林木的生产力和质量。
在具体的实施过程中，林木育种人员需要对选定的种源进行详细的调查和分析。
杂交育种之杂种优势的利用
（二）超显性假说(等位基因异质结合假说)
由Shull（1908，1910）提出，
这一假说基本点是：
杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的相互作用 的结果。
等位基因间没有显隐性关系
杂合等位基因相互作用大于纯合等位基因的作用
同时存在非等位基因之间互作
Aa ＞AA或aa，Bb＞BB或bb
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）
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。
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….
ABC…
A
（2）双列杂交
B
自交系既是测验种又是被测系。
C
方法：采用完全或部分双列杂交法。
…
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
第二节 杂种优势表现特性
一、杂种优势的普遍性
杂种优势 F1杂种表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种(系)的现象。
杂种优势的表现是多方面的，主要在以下几个方面：
(一)生长势和营养体 蔬菜烟草作物 株型优势
（二）抗逆性和适应性 抗病性（显性基因）
（三）生理功能方面 光合能力
有效光合期延长 光合面积增加 营养吸收能力等
自交系 A B C D E F G K 10.3 9.9 10.4 9.4 9.4 9.7 9.8 0.03 0.07 0.45 -0.27 -0.41 -0.45 0.54 L 10.8 10.7 10.7 10.9 9.6 11.5 8.5 -0.07 0.33 0.21 0.69 -0.75 0.81 -1.25 M 9.5 9.0 8.8 9.3 9.6 9.6 9.3 -0.29 -0.29 -0.61 0.17 0.33 -0.01 0.63 N 10.9 8.8 10.3 9.6 10.1 10.3 9.6 0.47 -1.13 0.25 -0.17 0.19 0.05 0.29 O 9.3 9.7 8.7 8.3 9.5 8.8 8.0 -0.09 0.81 -0.31 -0.43 0.63 -0.41 0.02
林木育种的主要方法和特点
林木育种的主要方法和特点林木育种是指通过选择和培育优良的树木品种，以改良和提高森林植物的经济效益和生态效益的一种技术手段。
它是林业生产的重要环节，对于保护和利用森林资源、提高林木品质和产量等方面具有重要意义。
林木育种的主要方法包括选择育种、杂交育种、突变育种、基因工程等。
下面将对这些方法进行详细解释，并探讨其特点及应用。
选择育种是通过观察和选择具有优良性状的个体或群体，进行后代选择和培育的方法。
其特点是简单易行，适用于大规模的群体选择。
选择育种的基本流程包括品系选择、材料选择、群体选择和后代选择等环节。
通过连续地选择和培育，可以逐步提高林木的经济和生态性状。
选择育种的优点是成本低、易于操作，但进展较慢，效果相对较差。
杂交育种是将不同品种或不同个体进行交配，通过亲本间的遗传杂交，获得具有更好性状的后代。
杂交育种的优点是可以利用亲本间的优势互补效应，提高林木的适应性和生产力。
通过杂交育种，可以创造出新的品种，提高种质资源的利用效率。
杂交育种的特点是需要掌握一定的遗传知识和技术，且对亲本的选择和配对有较高的要求。
突变育种是通过诱导或筛选自然或人工诱发的基因突变，获得具有新性状的个体或群体。
突变育种的优点是可以快速获得具有新性状的树木种质资源，提高育种效率。
突变育种的特点是风险较高，因为突变可能导致不良性状的出现，需要进行筛选和评估，确保选育出的品种具有优良性状。
基因工程是利用现代生物技术手段对林木的基因进行修改和调整，从而获得具有特定性状的个体或群体。
基因工程的优点是可以精确地改变林木的性状，实现目标性状的选择和定向性育种。
但基因工程技术在林木育种中的应用还相对较少，主要受到生物安全和伦理道德等因素的限制。
林木育种的主要方法包括选择育种、杂交育种、突变育种和基因工程。
不同的方法有着各自的特点和应用范围。
选择育种简单易行，适用于大规模的群体选择；杂交育种可以提高林木的适应性和生产力；突变育种可以快速获得具有新性状的树木种质资源；基因工程可以实现目标性状的选择和定向性育种。
8林木良种繁育
3.2.2 母树条件
• 生长量指标：生长迅速，单株材积 生长量大于林分平均值的15%以上。
• 形质指标：树干通直，较圆满； • 健康状况：无病虫害或机械伤害； • 开花结实：正常。
3.2.3 隔离条件
• 选为改建母树林的林分周围，要求 在100-200m范围内没有同种树种的 劣等林分，以减少外来劣等花粉的 污染，保证母树林种子的遗传品质。
2、高世代种子园
• 高世代种子园是指在子代测定基础上，采 用亲缘关系清楚的优良家系中的优良单株 为材料建立起来的种子园。
• 如从第一代子代林中选出优良家系中的优 良单株营建的种子园，称为第二代种子园； 以后由第二代，第三代……更高世代的子 代中的优良家系的优良单株为材料营建的 种子园，统称为高世代种子园。
（2）1个种子园的无性系数目要求达30个以上。 （3）同一无性系分株间的距离要求30米以上，自交
率要求20%以下。 （4）花粉量要求达20公斤/公顷以上。 （5）种子园面积至少5公顷。 （6）授粉期内，外源花粉低于20%，周围有100米
以上宽度的隔离带。
遗传增益
• 遗传增益是指性状经过改良后，实 际可能获得的增益；
• 1880年，荷兰人在爪哇创建金鸡纳霜树无性系 种子园，目的是提高奎宁含量。这是最早创建 的无性系种子园；
• 1919年，马来亚人建立了橡胶无性系种子园； • 1931年，英国人建立了以欧洲落叶松×杂种落
叶松实生苗为材料的杂交种子园； • 1934年，瑞典人C.S. Larsen 编著《林木育种》，
4.3.3 立地条件
• 平坦，开阔、光照充足； • 土壤肥力中等，土壤结构和排水性
能良好； • 水分条件：排、灌设施。
4.4.4 其他条件
第六组 第八章优势杂交育种_PPT幻灯片
杂种优势的度量标准： １．超中优势（亲值优势）：以中亲值（某一性状的双亲平
均值的平均）作为尺度衡量F1平均值与中亲值之差的方法。 公式：H=[F1-(P1+P2)/2]/[(P1+P2)/2] H：杂种优势 F1：杂种一代的平均值 P1：第一个亲本的平
四：杂种优势利用概况
18世纪中期在烟草上发现杂种优势； 达尔文从1866年开始开始研究植物自花和异花受精现象。在玉 米上发现“异花受精一般对后代有益，而自花受精常常对后代 有害”；
GH Shull（1914）首次提出杂种优势的术语和选育单交种的基本 程序；
H.Pearson（1932）首次提出利用自交不亲和系配制甘蓝杂种一 代；
２．超亲优势（高亲值优势）：用双亲中较优良的一个亲本 的平均值（Ph)作为尺度，衡量F1平均值与高亲平均值之差的 方法。
公式：H=(F1-Ph)/Ph该方法的计算结果可直接反映杂种的利用 价值
３．超标优势：以标准品种（如生产上正在应用的同类优良 品种）的平均值（CK）作为尺度，衡量F1与标准品种之差的 方法。 更能反映杂交种在生产上的利用价值，但这种方法不 能提供与亲本有关的遗传信息。
D F Jones（1943）利用细胞质雄性不育系生产洋葱杂种一代；
四：杂种优势利用概况
发达国家杂交种品种的使用率越来越高。如蔬菜作物中番
茄、白菜、甘蓝等商用品种已经基本实现杂优化。林木和观赏 植物的杂交种品种如三色堇、紫罗兰、石竹、天竺葵等杂交品 种也陆续用于生产。其中：
我国自20世纪50年代以来开始对园艺植物的杂种优势利用的研 究，到70年代末，白菜、甘蓝、番茄、甜椒、黄瓜、黄瓜、西 瓜、甜瓜、等杂交种品种已先后大面积用于生产。
《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。
8 杂交优势的利用
（2）自交系的选育方法
a 人工套袋自交技术
开花前，用硫酸钠纸袋（羊皮纸袋）， 将花序套上，起隔离保护作用。
b 自交系农艺性状的选择
在性状分离的早代和中代，包括产量、品质、 抗逆性、生育特性、开花结实特性等性状。
按系谱法表示。
（3）自交系的改良
油菜杂种优势的研究始于 60 年代中期 , 经 过 20 多年的研究, 已育成秦油2号、华杂2号等 几个杂交组合, 正在进行示范推广, 据初步统 计 ,1990年秋播杂交油菜面积已超过40万平方米, 在国际上处于领先地位。 我国的棉花杂种优势利用, 也进行了大量的 研究, 但尚未取得重大进展, 四川省利用核不育 系配制的棉花杂交种, 已在生产中利用, 每年的 推广面积占该省棉田的25%-30%。目前我国年推 广面积占全国植棉面积的10%左右。
作为杂交的亲本还要考虑影响繁殖制种的一些性状雌雄花期协调结实性好自交系自交系inbredlineinbredline经过多年多代连续的人工强制自交和单经过多年多代连续的人工强制自交和单株选择所形成的基因型纯合的性状整齐一致株选择所形成的基因型纯合的性状整齐一致的自交后代主要为异花授粉作物的杂交制种的自交后代主要为异花授粉作物的杂交制种提供亲本
测验种的选择： 测验种的选择非常重要 a 测验种的选择依测定目的而定。 一般配合力—群体品种；特殊配合力—纯系 b 依本身的配合力以及测验种与被测系的亲缘 关系而定。 本身配合力低，且与被测系亲缘关系近— —偏低。
测交方法
a 顶交法(top-cross method) ：选用一个遗传基础 广泛的品种群体作为测验种，用来测定配合力。
具体做法：
（1、2、3…n ）× A 1 ×A，2 ×A，3 ×A…n ×A
园林植物杂种优势的利用
二、杂种优势的遗传理论
（一）显性基因互补假说 这个理论认为，杂种优势的产生是有 利的显性基因互补造成的。一般有利的性 状多由显性基因控制，F1植株在许多不同 位点上都有显性基因抑制着相应的隐性基 因，具有显性基因位点就会增加，杂交种 就能发挥出超过亲本的强大生长势。也就 是在杂交种内的任何位点上，只有显性有 利等位基因在产生优势中发生作用。显性 等位基因越多，杂种优势就越高。
园林植物杂种优势的利用
现代月季
Peace
Miniature rose
Oliympiad
Pinck peace
重组育种
依技术手段的不同分为： 常规重组育种 非常规重组育种 依亲缘关系远近分为： 远缘杂交（远缘杂交育种） 品种间杂交（杂交育种） 品系间杂交（杂种优势育种）
1.
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。
（二）等位基因异质合假说： 遗传的杂合是产生杂种优势的根 本原因。两个亲本遗传型差别愈大， 杂种优势愈明显。这种差别发生于同 一基因点，一个等位基因点不是只有 显、隐性两种差异，而是可以分化为 不同结构和生理功能的多种形式。
生活力假说 遗传平衡假说。 在杂种优势利用上，人们都选 用遗传差异较大的，如在亲缘上， 地理起源上、性状上差异较大的种、 品种或品系进行杂交，作为选择优 良组合的基本原则。
自交系间配组方式的确定
品种比较试验和区域试验
杂种种子的生产
《林木遗传育种学》课程大纲
《林木遗传育种学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：林木遗传育种学（英文）：FOREST GENETICS AND FOREST TREE BREEDING 课程编号：14241016课程学分：4.0课程总学时：64课程性质：专业基础课二、课程内容简介（300字以内）林木遗传育种学是研究林木遗传与变异的规律，并以遗传学的基本理论为指导研究选育和繁育林木良种的原理及技术的学科。
遗传学部分主要介绍遗传的三大基本规律及其细胞学基础，遗传变异，分子遗传学，群体遗传学以及数量遗传学的基本理论和研究方法；育种学部分主要介绍林木选育技术基础，遗传育种资源和林木引种，种源与优树选择，杂交与倍性育种，无性系选育与繁殖造林，种子园以及遗传测定。
三、教学目标与要求通过本课程的教学，使学生掌握遗传学的基本理论和林木良种选育与繁殖的理论及技术，培养学生综合运用遗传学与育种学基本理论知识来分析和解决林木遗传改良上的科学研究问题与生产实际问题的能力。
要求学生系统和有重点地掌握遗传学基本原理、林木选育和良种繁育原理及技术。
四、教学内容与学时安排绪论（2学时）1. 教学目的与要求：目的：使学生明了遗传学是生物科学的最前沿，林木育种的特点和重要性，从而引导学生对本课程产生浓厚的学习研究兴趣。
要求：了解遗传育种学研究的对象和任务，遗传和育种工作的历史、现状和发展趋势，以及遗传学和育种学在科学和生产发展中的重要作用。
2. 教学重点与难点：重点：遗传育种学的定义(概念)、研究的对象和研究的任务。
难点：遗传育种学在科学和生产发展中的作用。
林木遗传学部分（31学时）第一章遗传的细胞学基础（2学时）1. 教学目的与要求：使学生牢固地树立新陈代谢、世代演替、遗传变化等都离不开生物细胞的认识。
理解遗传物质在细胞的染色体上，染色体的行为是遗传三大定律的基础；掌握细胞的有丝分裂规律。
2. 教学的重点与难点：重点：细胞核结构、染色体的超微结构；有丝分裂及有丝分裂的遗传学意义。
林木遗传育种与改良
林木遗传育种与改良林木是我们重要的天然资源之一，对人类的生存和发展有着巨大的贡献。
而林木的遗传育种和改良则是保护和提高林木品质的重要手段。
本文将探讨林木遗传育种的基本概念、方法和意义，以及林木的常见遗传改良措施。
一、林木遗传育种的概念林木遗传育种是利用林木的遗传变异，通过人工选择和交配，以改良和提高林木的优良性状的方法。
通过遗传育种，可以创造具有良好生长性、抗逆性、木材品质优良的新品种，以适应不同地域和用途的需求。
二、林木遗传育种的方法1. 选择育种方法选择是林木遗传育种的核心步骤。
选择育种方法分为单株选择和家系选择两种。
单株选择是通过选择单个林木株系的个体表现，选择具有良好性状的个体作为亲本进行繁殖。
家系选择则是选取一批具有良好性状的株系进行连续繁殖，以增加优良基因在种群中的比例。
2. 杂交育种方法杂交育种是通过不同基因型间的杂交，产生新的组合并利用互补性或优势效应改良林木。
常用的杂交育种方法有间接杂交、直接杂交和复交等。
间接杂交是通过中间材料，选择具有不同有利性状的亲本进行交配；直接杂交是直接选择具有不同有利性状的亲本进行杂交；复交则是选择已经经过初步改良的株系进行进一步的杂交。
3. 紫外线诱变育种方法紫外线诱变育种是利用紫外线辐射对林木种子进行处理，诱发其基因突变，产生新的遗传类型。
经过筛选和选择，可以获得具有良好性状的突变体作为材料进行育种。
三、林木遗传育种的意义1. 提高林木生产力通过林木遗传育种，可以选育出生长速度快、抗病虫害能力强的新品种，提高林木的生产力和经济效益。
2. 提高木材品质通过遗传育种，可以选育出木材品质优良的新品种，如树种中的红豆杉和柚木等，其木材具有优异的外观、物理力学性能和耐腐蚀性能，可以提高木材的使用价值。
3. 适应环境变化林木遗传育种可以提高林木的抗逆性，使其能够更好地适应气候变化和环境恶劣条件。
四、林木的遗传改良措施1. 选择良种选择良种是林木遗传改良的重要手段之一。
牧草及饲料作物栽培学第八章 杂交育种优势的利用
三、获得雄性不育系的方法：
1、在自然界中发现 自然界中有为数极少的雄不育株。如1925， Jones发现了一个洋葱酸不实的雄不育株。 一般在远缘杂交后代及辐射后代中可以找到少量 的含不育株。如吴老师在1975与1978年，两次在黄花 与紫花苜蓿杂交后代中选到了雄不育株。 苜蓿雄不育株的寻找： ①用肉眼田间检查，找花药空瘪，没有或有极少花粉 的株 ②室内镜检[棉兰氏（Ⅰ1—KⅠ）染液] 有两种类型：①无花粉型 ②花粉败育型
不育系：用字母A表示，其高梁3197A。其特点是发 育不正常，不能自交结实，早发育正常，但只能接 受外来花粉结实，并且这种特征通过一定的方式能 够遗传下去 保持系：用字母B表示，往往是一个正常的品种或株 系，早发育都不正常，其特点是把它的花粉授于不 育系的柱头上，不育系所结的种子，能够保持不育 系原来的雄性不育特性。 恢复系：用字母R表示。早发育都正常，其特点是把 它的花粉授于不育系的柱头上后，不育系所结的杂 交种子，长成植株后能恢复正常育性，使杂种结实 正常。
农作物的杂种优势是十八世纪中期首先在烟草中发现的， 科尔鲁特（Kilreuter,J.G1760）以早熟的普通烟草（N。 tabacum）和较晚熟的品质优良的心叶烟草（N.glutinosa）杂交 获得了品种优良和早熟的杂种第一代。据此，他曾建议生产上 利用杂咱一代。 现今世界上大田作物，蔬菜作物，果树、林木等利用杂种 优势愈来愈广泛。从下列事实可以看得很清楚。 大田作物：玉米、高梁、黑麦、棉花、向日葵、烟草、水稻、 小麦、大麦、油菜、甜菜等。 蔬菜作物：番茄、洋葱、南瓜、黄瓜、甜瓜、西瓜、茄子、 莴苣、萝卜、甘蓝、白菜等。
好多学者认为自交系的各种优良特性，是受多因 子连锁组（一对同源染色体）中的显性因子控制的， 不利的隐性因子的作用能为有利的显性因子所掩盖。 理论图示： 纯合的隐性基因对性状的大小所作的贡献在数量 上为1 纯合或杂合的显性基因对性状的大小所作的贡献在 数量上为2 甲×丙的杂种优势就没甲×乙大 从这个假说来看，有利显性因子累积得越多，杂种优 势越强大。
浅议林木杂交育种技术
浅议林木杂交育种技术作者：张秀艳来源：《农村实用科技信息》2013年第07期摘要：本文介绍了林木杂交的优势及杂种的培育、鉴定及选择等。
关键词：林木；杂交；育种杂交是指不同类型间的支配，包括单基因不相同的有机体的杂交。
一般情况下，把通过生殖细胞相互融合而达到双亲基因重新组合目的的过程称为杂交；而把由体细胞相互融合达到这一结果的过程称为细胞杂交。
杂交产生的后代称为杂种，不同种属间，或是地理上远缘的种内亚种之间个体的交配称为边缘杂交，所得个体称远缘杂种。
相反，亲缘关系极近的个体间杂交称为近亲交配或近交。
1杂交的目的1.1 林木杂交叫作为林木理论上的研究手段。
通过杂交，可以研究生物进化系统发育的规律，认识物种形成过程。
通过杂交可以了解亲属之间的关系和可配性。
1.2 杂交能创造出适合生产上需要的新类型。
杂种由于组合了两个亲本的优良基因，其生长发育或抗性往往比两个亲本种更为优越，尤其在很容易无性繁殖的林木中，可以通过无性繁殖来固定加和显性效应。
1.3 利用种间杂交来组配特殊的性状：通道杂交，可以将抗病或抗寒特性与生长特性配合到一起，杂交可解决生产上的特殊问题。
2杂种优势杂种优势是生物界的普遍现象，是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象。
杂种优势可以是正的，也可以是负的。
杂种优势表现为两类情况：一类是常出现在某些远缘杂交子代中的杂种优势，个体或某些器官增大，像植物在优异的环境中出现的徒长，可是它的生存和繁殖能力并没有提高，这类杂种优势称为杂种旺盛。
另一类表现为杂种的生存和繁殖能力的提高，但在个体生长上不一定超过亲本，这类杂种优势才有进化上的适应意义，是真正的杂种优势。
3杂交方式杂交的方式有单交、三杂交、双杂交和回交，这里主要介绍单交技术。
单交是两个不同树种或品种进行交配，两个亲本可以互为父母本，即A×B或B×A。
其杂交技术主要包括亲本选择、花粉收集、去雄、套袋、授粉、种子采收、杂种培育鉴定和选择、区域化栽培试验等，最后才能在生产上推广应用。
林木新品种林木良种的挖掘和运用
林木新品种林木良种的挖掘和运用林木新品种的挖掘和运用是林业科研的重要领域之一、通过选择、杂交和种植优良的树木，可以获得具有高产、高质、抗逆性强以及其他重要经济、生态和社会特性的新品种。
为了实现可持续的林业发展，挖掘和运用林木新品种至关重要。
本文将介绍林木新品种的挖掘和运用，并探讨其在林业发展中的重要意义。
首先，林木新品种的挖掘包括通过自然选择和人工选择方法识别出优良的树木。
自然选择是指在自然环境中，树木经过适应、繁殖和竞争等过程，逐渐形成适应力强、繁殖力高的品种。
人工选择是指在人为的干预下，通过评估和选择特定的树木，筛选出具有良好基因特质的品种。
选择的基本原则是根据林木的生长速度、林冠形态、材质特性、抗逆性等性状来判断。
通过这些方法，可以挖掘出适应不同环境和目标的新品种。
其次，林木新品种的运用是指将挖掘到的新品种用于实际生产中。
这需要考虑到新品种的种植适应性、生长速度、木材质量、抗病虫害性等方面的特点。
运用新品种可以提高木材的质量和产量，降低林木病虫害的风险，增加林地的经济回报和生态效益。
同时，新品种对环境的适应性也非常重要，可以提高抗旱、抗寒、抗盐碱等性状，促进林业生态系统的稳定和恢复。
林木新品种的挖掘和运用在林业发展中具有重要意义。
首先，新品种的选择可以提高木材的经济和生态效益。
例如，选择生长速度快、木材质量好的品种，可以提高林木的经济价值和木材供应量。
其次，通过运用新品种，可以改善林木的抗逆性，减轻病虫害对林木的危害，提高林业生产的稳定性。
此外，新品种还可以增加林地的生物多样性，促进生态系统的恢复和保护。
最后，新品种的挖掘和运用可以促进科学研究和科学资源的开发利用，推动林业科技的进步和发展。
为了推动林木新品种的挖掘和运用，需要加强科学研究和技术培训。
科研人员应加强对新品种的筛选和评估研究，努力挖掘出更具优势的品种。
同时，要加强对生产者和从业人员的培训，提高他们对新品种的认识和运用水平。
此外，政府和相关部门应加大对新品种的推广和应用力度，为生产者提供专业的技术指导和政策支持。
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•
两个种越是容易杂交，从地理上讲，它们越是较晚才分化出来。分 布区相邻的两个种比起分布区较远的两个种，可能分化较晚；分布区 相同的两个种之间必然有阻止杂交的障碍，否则，它们将很自然地合 并成一个种。
大，象植物在优异的环境中出现的徒长，可是它的生存和繁殖能力并没 有提高，这类杂种优势称为杂种旺盛。 – 另一类杂种优势表现为杂种的生存和繁殖能力的提高，但在个体生长上
不一定超过亲本，这类杂种优势才有进化上的适应意义，是真正的杂种
优势。
• 在极少数生物中还可以遇到杂种的生存能力反而比亲本减退的现象， 这种现象称为杂种劣势。
使及早散粉，以使用早花植株进行授粉。
三、干燥和贮藏
• 贮藏所需的干燥程度，取决于树种和贮藏方法。花粉贮藏有下
列三种主要的类型，分别使用不同的干燥方法：
1. 2. 3. 容器用棉花塞口，放在0—5℃的调温室。 用气密容器，放在-20℃或更低温度的冰箱里。 花粉经冷冻干燥或真空干燥，密封在针剂瓶里。
• 测定花粉贮藏最适宜的含水量，一般要用比较精确的水分测定 法。 • 花粉最简单的贮藏条件就是装在棉塞容器中，放在0—5度的湿 度控制室里。这种条件常常用于在一个授粉季节内的短期贮存。
• 最简单的方法是Anderson 的“杂种指数”法，还有Smouse 和 Saylar(1973)的规范分析方法以及Namkoong(1963)的复杂的统计分类 法。 • 过去，林木中大多数杂种的识别是靠形态和解剖特征，通常以簇叶、
ห้องสมุดไป่ตู้
种子或其他繁殖结构为根据，偶尔也利用木材差异。近年来已发展用
化学和同功酶方法来识别杂种，这些方法较为精确。
第八章 林木的杂交及其杂种优势的利用
第一节 林木杂交的目的
• 有性制种，无性繁殖
一、概述
• 杂交：指不同类型间的交配，包括单基因不相同的有机体的杂
交。一般情况下，把通过生殖细胞相互融合而达到双亲基因重
新组合目的的过程称为杂交；而把由体细胞相互融合达到这一 结果的过程称为细胞杂交。 • 杂交产生的后代称为杂种。不同种属间，或是地理上远缘的种 内亚种之间个体的交配称为远缘杂交，所得个体称远缘杂种。 相反，亲缘关系极近的个体间杂交称为近亲交配或近交。 • 近交可以用来建立纯系。近交中亲缘关系最近的是自交。 • 在林木上杂交通常指不同种的或种内不同小种的交配。
在群体间基因频率上没有差异也不会产生杂种优势。 当一个等位基因固定于一个群体中，另一个等位基因固定于
另一个群体中时，杂种优势将显得最大。
杂交第一代的杂种优势HF1=∑hy2。 假如有许多位点，有些位点在某一方向中为显性，另一些位 点在另一方向为显性，则它们的效应将会相互抵销。
• 推导式 P150 • 因此在F2中杂种优势仅为F1的一半。 • 和杂种优势相对照，从群体来看，近交衰 退就是这个群体平均数的减低。
四、寄运 五、花粉生活力测定
• 为了保证杂交的成功，特别对贮藏期长的 花粉，授粉前必须测定发芽率，测定的方 法有下面几种： 1. 直接授粉法 2. 染色法 3. 培养基法
六、授粉技术
• 杂交过程包括去雄、隔离、授粉3个步骤。 • 去雄一般在花粉成熟之前进行，可直接用 镊子剔除花中的雄蕊。去雄后要立即套袋 隔离。待雌花开放，柱头分泌粘液时，即 可授粉。
以群体为单位来考虑杂种优势
• 例：设一个亲代群体某一位点的两个等位 基因的频率是p和q，另一亲代群体的基因 频率是p‘和q ’ ，两群体间的基因频率之 差为y，求杂种优势。P149
1. 2. 3. 4. 5.
杂种优势的产生取决于显性度，没有显性的位点（h=0）既不
导致近交衰退，也不导致杂种优势。
• 树木授粉方式有风媒和虫媒两种。森林树种大部分为风 媒，花被不完全或完全没有，柱头分叉多，便于接受花 粉。 • 按花粉的来源与母本的亲缘关系，可分为自花授粉和异 花授粉。
二、花粉采集
• 正确选择采集时间是一个很困难的问题。
•
• •
树木开花的时间受树木遗传因素和外界环境条件所决定，准确的时间还因地
二、杂交的目的
1. 林木杂交可作为林木理论上的研究的手段。 2. 杂交能创造出适合生产上需要的新类型。 3. 利用种间杂交来组配特殊的性状。 4. 为建立林木种子园提供科学依据。
第二节 杂种优势
一、杂种优势的概念
• 杂种优势表现为两类情况
– 一类是常出现在某些远缘杂交的子代中的杂种优势，个体或某些器官增
2、种间、属间的杂交可能性
• 总的说，由于亲缘关系远，种、属间杂交 不容易成功。不过，这些属间杂种，事实 上部分是由于属划分得过细而形成的，因 为凡能杂交的两个属都是相似的。 • 属间杂交的实践可能性是很小的。
二、林木杂交研究的动态
1. 2. 3. 4. 5. 杨属。杨属同组之间的杂交是容易的，不同组间杂交有难有易。 松属。单维管束松亚种内的种间杂交亲和力较强，双维管束亚属的种间杂交则不亲和现象比较普 遍。这两个松亚属之间的杂交表现出高度的不亲和性。 落叶松属。一般的报道认为，几乎任意两个种都能相互杂交，只是结实率经常降低而已。 云杉属。76个杂交组合试验结果表明，地理分布，形态相似与易否杂交之间存在着一定的关系。 形态学上差异显著，分布区远离的种，杂交成败比率低。 柳属。柳树的天然杂种很多，有记载的就有90多种。一般乔木柳种间杂交亲合力高，已经杂交的 49个组合中成功的占78%；同时乔木柳种间杂种优势明显，特别是分布相距较远而亲缘相近的种 间相互杂交，优势更明显。乔木柳和灌木柳种间杂交一般比乔木柳种间杂交困难。 6. 桉树属。一般有三个原则控制着杂种的发生和分布：（1）大部分杂种都是近亲种杂交而来；（2） 大部分杂种是由分布区相邻的种，而不是分布区相同的种杂交得来的；（3）杂种在中间生境和 被破坏的生境最为普遍。 7. 8. 泡桐属。泡桐各种间杂交均有不同程度的亲和力。 榆树属。榆树种间杂交的可配性因种不同，差异较大。
七、杂种后代培育和选择
• 通过杂交得到杂种种子，这是杂交育种的开端，而
不是结束。杂种种子必须要进一步培育，杂种苗木
还要经过多次的选择淘汰，最后才能实现杂交育种 的目的。 • 杂种在培育过程中要注意选择。因为，树木多数是 异花传粉的植物，本身的遗传物质比较复杂，往往
在杂种F1就出现分离现象，这为人工选择提供了极
突变，而是从另一个种穿透生育隔离阻碍而转入。第二个差别是基因
成群地进入种的基因型而不是单个进入。
三、天然杂种的判定
• 天然杂种常出现在两个种的接壤地带和地理紊乱地区。
•
判定时最主要的是了解亲本的变异范围，这一点可能做到，但往往
很困难，因为需要以一个广阔的“纯” 的亲本林分来评定，这里就 有一个干涉纯度的问题。
点、年龄和单株树木而变化，甚至一天之中也有差异。 足够的花粉量是保证杂交成功的另一因素。 花粉的采集方法因花芽发育至撒粉期的长短、切枝培养可否、撒粉量的多少、
采集花粉的难易等不同，可分为3种：①树上采集。②摘下花序采集，杨、
榆、核桃以及松、杉等，都可直接采集，即将撒粉的花序摊在纸上阴干，待 花粉散出后即收集，但必须严防花粉的相互污染。③培养花枝收集。 • 一个树种的各个单株开花期可以相差几周，晚花植株往往需要催熟花粉，促
二、渐渗现象
• 基因渐渗：一个种的遗传物质穿越转入到另一个种内的现象。
• 渐渗可以分为三个时期
1. 2. 3. 开始形成杂种； 杂种和亲本树种的的一方或双方进行回交； 通过自然选择，选出一定的有利的重组类型。
• 渐渗杂交过程在许多方面与“突变—重组合—选择”式的进化过程相 类似。 • 一个重要的差别在于在渐渗过程中，新基因进入种的基因型不是通过
三、人工杂种的利用
1. 利用优势组合的亲本建立杂交种子园 。 2. 有性杂交和无性繁殖相结合，充分利用杂 种优势。 3. 用人工控制授粉法大量制种 4. 杂种二代的利用
第五节 杂交技术
一、开花习性
• 树木始花树龄决定于树种的遗传特性，也受树木分布地
的生态条件如纬度、海拔、温度、水分、光照等影响。
• 杂种优势可以是正的，也可以是负的。杂种优势是指杂种与亲本相比，
杂种显示繁茂性和不稳定的优越性，这也可以说是狭义的杂种优势。
二、杂种优势的遗传机理
1. 显性学说。多数显性基因有利于个体的生长和发育，相对的隐定性基因不利于生长和发育。 在杂种子代中，几乎全部的有害基因的作用都为其有利基因所遮盖，因而出现杂种优势。 显性假说所解释的这种有害隐性突变基因被显性基因遮盖所表现的杂种优势，叫作突变性 杂种优势，这是异体交配生物群体赖以抵销的有害突变压力的一种保护性反应。 2. 超显性假说：依照超显性假说，杂合体A1A2，A1A3，A2A3等始终具有较高的适应性，因 此A1，A2，A3…等基因可以一定的频率保存于这个群体之中，成为一种平衡的多型性而使 群体蕴藏着最大的适应能力。所以这样的杂种优势可以叫做平衡性杂种优势。 3. 加性假说：根据数量性状的遗传分析、杂种优势的遗传实质在于显性效应、累加效应以及 异位显性、互补作用和超显性等各种基因互作效应。因此假如一个性状由两个成分组成， 而每一成分由具有加性效果的基因所控制，则可产生杂种优势。 4. 杂种生境假说：Edgar Anderson认为，杂种优势主要表现在植物生长的杂种生境中。
第三节 林木的天然杂交
一、杂交成功的障碍
（一）隔离机制
1. 地理隔离
2.
3. 4.
生态隔离
季节性或暂时性隔离 生物隔离
5.
6. 7.
配子的不亲和性
杂种不活或生命力弱 杂种不育
8.
杂种二代败育
（二）杂交难易程度的规律
• 影响同属内种间杂交成功的大体有以下一此规律：