育种学 第6章杂交育种

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第六章 杂交育种
(4学时)
• 基本要求:掌握杂交育种的意义、亲本选配的 一般原则、杂种后代的处理方法.
• 重点:亲本选配原则和杂种后代的处理方法。
• 难点:杂种后代的处理方法。
第一节 杂交育种的概念和意义
第二节 亲本选择与选配 第三节 杂交方式
第四节 杂种后代的处理
第五节 杂交育种程序和加速育种进程的方法 第六节 回交育种
③有可能引进当地没有的新种质,克服当地材料的缺点;
第三节 杂交方式
一.单交 二.复交 三.回交 四.多父本授粉
wenku.baidu.com
一.单交(single cross) :两个亲本成对杂交。
甲×乙 甲//乙 甲/乙
中棉12(乌干达4号×邢台6871)
×
特点: ①只进行一次杂交,简单易行; ②分离时间短,稳定的快; ③杂交的数量和后代群体规模小。
组合育种:将双亲控制不同性状的优良基因随 机结合,通过定向选择,育成集双亲优良性状 于一体的新品种。(遗传机理:基因重组和互作。
多为质量性状)
超亲育种:将双亲控制同一性状的不同微效基 因积累于同一杂种个体中,形成在该性状上超
过亲本的类型。(遗传机理:基因累加和互作。多
为数量性状)
二、杂交育种的意义 杂交育种是通过杂交,创造变异,选育新品种。
单籽粒传法示意图
(2)优缺点:
优点: ①保持组合内株间变异,保留群体丰富遗传基础; ②各世代从每株采收等量种子,使不同类型在群体 中维持稳定比例; ③每株收一粒种子,种植规模小,利于温室异地加代。
缺点: ①缺乏历史记载,评定取舍比较困难; ②后期进行一次选择,保留类型多,工作量大。
3.集团混合法
2. 杂种各世代的选择依据和效果
(l)性状的遗传力与世代选择的效果
1)同一世代不同性状的遗传力不同,选择效果有别。
• 株高、生育期、穗长等性状遗传力最高,选择效果最高;
• 粒重、穗粒数、小穗数、单铃重、衣分、衣指、含油量等
遗传力较高选择效果较好;
• 单株分蘖数、单株成穗数、单株产量等遗传力最低,选择 效果最差。
×
×
(A × B) × (C × D)或A/B//C/D
×
(A × C) × (C × D)或A/C//C/D
华北672
综合性状好, 丰产,晚熟, 粒小,不抗病
×
辛石麦 早熟1号 × 华北672
抗三锈,早 抗三锈,综 熟,粒大 合性状好
冬性,晚熟, 抗三锈
F1
×
F1
北京10号
(株矮,秆壮,长相好,中熟,抗锈能力有所提高,丰产,粒中等)
复交的特点:
①遗传基础丰富; ②分离早,分离时间长,类型多; ③杂交的数量和后代群体规模相对大。
×
×
三交(three way cross) 三个亲本之间的杂交。 (A × B) × C 或 A/B//C
双交(double cross)
双交是指两个单交的F1再杂交, 参加杂交的可以是三个或四个 亲本
2)同一性状在不同世代的遗传力不同,选择效果不同。同一
性状的遗传力随着世代逐渐增高,选择效果明显提高。
大豆F2、F3、F4部分性状的遗传力
性状 成熟期 株高 百粒重 倒伏 产量
F2 75 60 55 32 18
F3 79 73 46 45 40
F4 86 82 59 57 53
3)同一世代的同一性状的个体和群体选择效果不同
杂交育种是目前国内外应用最普遍、最有成效 的一种育种方法。
第二节 亲本选配
一. 亲本选配工作的重要性
正确选配亲本是杂交育种工作的关键,亲本选配得
当,后代出现理想的类型多,容易选出优良品种。
胜利麦×燕大1817 洛夫林10号×矮杆早
农大183 华北187 石家庄407等13个品种
冀麦10号 冀麦18号 冀麦25号
四交:四个亲本先后杂交 [(A × B) × C] × D 或 A/B//C///D 五交,六交……
当育种目标所要求的性状增加,简单杂交难以培育 出超过现有的品种水平的新品种时,采用复交和有 限回交相结合的方法把分散在不同亲本中的优良性
状,集中到重点改造的品种中,使其更加完善,并
产生超亲的后代。
P1 ×
F1
F2 F3
P2
。。。。
。。。。。。。 每株取1粒种子混合 种下代群 。。。。。。。 同上
F4 F5
F6 F7
。。。。。。。 同上 。。。。。。。 按株(穗)收 ,下一代种株(穗)行
|||||||||||||||||||||||||||||||||| 选优良株行,按株行收
⌷ ⌷ ⌷ ⌷ ⌷ ⌷ ⌷ ⌷ 产量比较试验
选单株后代的衍生群体)种植;
淘汰不良系统,不再选株;


直到系统主要性状趋于稳定时,再选株,次年种
成株系; 选择优良株系进行产量比较试验。
(2)优点:
①对遗传力高的性状进行早代选择,能较早地掌握
优良材料;
②在两次选株之间进行选系,其遗传力和可靠性高
于系谱法的选株,同时,比系谱法工作简单; ③吸取了混合法能保留多样类型的优点,又克服了
三. 回交:
两个亲本杂交后,子一代再与双亲之一重复杂交
四. 多父本授粉:
将二个或两个以上父本品种的花粉混合起来,给
一个母本品种授粉。
A×(B+C+D) A/(B+C+D)
•杂交技术
①调节花期。使父母本花期相遇,对于开花难的无 性繁殖作物,要采取措施诱导开花; 调节花期的方法: 分期播种 对有明显春化阶段的作物,进行春化处理 延长或缩短光照 地膜覆盖,剪大蘖等。 ②控制授粉。使母本接受杂交计划内亲本的花粉; ③授粉后的花要挂牌作标记,并注意田间管理。
缺点
从F2代起进行严格选择. 中选率低,不少优良类 型被淘汰。 工作量大,占地多,受 条件限制,不能种植足 够大的杂种群体,使优 异类型丧失了入选机会.
二、混合法(bulk method)
1.概念及工作要点 在自花授粉作物的杂种分离世代,按组合混 合种植,不加选择,直到估计杂种后代纯合
率达到80%以上时(约在F5-F8),才开始选择
明显,株系内有分离。优良株系中选优良单株,一
般当选株系中每系选3-5株 收获:按组合、系统分株收获,室内考种,延续编号。
F4及以后世代: 种植:同F3。来自同一个F3株系的F4株 系,称为系统群(株系群)。系统 群内的各株系互称姊妹系。 选择:从优良的系统群内选优良的株系 收获:稳定株系,选几株,其余混收, 不稳定株系继续选株,分别收获。
混合法自然选择某些性状被消弱的缺点; ④和混合法相比,能集中精力选择优系,可减轻后 期大量选株的麻烦,并能缩短育种年限。
2.单粒法(Single Seed Descent Method),即SSD法
(1)方法:
• • • 从F2开始,各世代淘汰不良单株; 按组合每株采收一粒种子,混合繁殖; 直到F5或F6代,再选株,下年种成株系,选择优 系参加产量比较试验。
聚合杂交 (1)根据最大重组原理的聚合杂交
第一年 第二年 A×B C×D E×F G×H A占50% × × A占25%
第三年
×
新品种
A占12.5%
(2)根据超亲重组原理的聚合杂交
第一年 第二年 A×B A×C A×D A×E A占50% × × A占50%
第三年
× 新品种
A占50%
注意安排亲本的组合方式和亲本在各次杂交 中的先后顺序 (A×B)×农艺亲本 (A×农艺亲本)×(B×农艺亲本)
一次单株,下一代成为系统(株系),然后选
拔优良系统进行升级试验。
混合法 选亲本配组合
F1-F4混合播种,混收, 混脱粒 F5混合播种,开始 选株单收、单脱 F6入选株种株行
F7产量试验,繁种
2.理论依据:
① 许多重要性状是数量性状,早代选择可靠性差;
②早代纯合个体少,选择容易丢失好的类型;






↓升级的品系 ↓升级的品系
品 种 比 较试验
↓优异的品种(系)
区域和生产试验
原始材料圃:分类种植,几十株/材料,全生育期性状鉴定与评价,防止混杂,
妥善保存,不断充实。
亲本圃:种植杂交用亲本材料,原始材料圃升入的、推广品种、引进品种、高代品 系…… 分期播种(3期);
选种圃:种植杂交组合F1(单交组合可放入亲本圃) F2、F3….各不稳定世代群体;
混合法在同一个组合内保留多种类型,有更多的 机会选到优良的株系;
④ 系谱法年年选择,工作较繁琐, 混合法则比较简单。
三. 派生法
1.派生系统法(衍生系统法)
2.单粒传法
3.集团混合法
1.派生系统法(衍生系统法)
(1)方法:

• •
在F2或F3进行一次单株选择;
以后各世代均按F2单株衍生系统(即F2或F3当
错期播种调节花期
春化处理调节花期
利用光周期调节花期
覆盖地膜调节花期
第四节 杂种后代的处理
杂种后代的处理方法有: 一. 系谱法
二. 混合法
三. 派生法
一、系谱法(Pedigree Method)
1.方法:
自杂种第一次分离世代(单交F2复交F1)开始选株, 分别种成株行(株系),以后各世代在优良株行 中连续选优株,直到选出优良一致系统,升级进 行产量试验。在选择过程中,各世代都给以系统 的编号。
小麦F1性状与F2分离
P1
P2
F1
F2
棉花叶形杂交的F1和F2表现
F2 种植:按照杂交组合点播,加大株行距,种植亲本和对照
选择:优良组合中选择优良单株,淘汰不良组合。选株要 考虑不同性状遗传力的大小,重点对质量性状进行 选择;选株数量一般不超过组合中株数的10%。 收获:分单株收获,室内考种,分别脱粒,编号保存 F3 种植: F2当选单株按组合排列,单株点播株行,设对照。 选择: F3各株行称为系统(株系), F3各株系间性状差异
不设重复,10或20行设一对照; 鉴定圃:种植从选种圃升级而来的新品系,每材料的面积大些, 2~3次重复, 顺序排列,设对照; 品系比较试验 :鉴定圃升级的新品系,较大面积的品系产比试验;确定参加区域试验 品系; 区域和生产试验:生产单位进行, 10-15个品系,随机区组设计,3次以上重 复,试验2-3年,鉴定丰产性、适应性等。
方法: • 在F2选株,每个组合按类型分为若干集团;
• •
• •
以后世代按集团混播,待性状基本稳定后;
从各集团中选株,下年种成株行(系);
以后选优系进行产量比较试验。
保留丰富的变异类型; 减少不同类型间的互相干扰。
优点:
第五节 杂交育种程序和加速育种进程的方法
一、杂交育种程序 原始材料和亲本圃
↓杂交
第一节 杂交育种的概念和意义
一、杂交育种的概念 杂交育种(cross breeding): 用基因型不同的个体为亲本,通过有性杂交,使符 合育种目标的性状在杂种后代中组合在一起,经过对杂 种后代的选择和培育,创造新品种的方法。 根据双亲的遗传关系分品种间杂交和远缘杂交两类。 根据遗传原则,分为组合育种和超亲育种两类。
二. 复交(multiple cross) :涉及到三个或三个 以上的亲本,要进行两次或两次以上的杂交
三交 (A×B)×C A/B//C
双交 (A×B)×(C×D) A/B//C/D
复交
四交
(A×B)×(A×C) A/B//A/C
[(A×B)×C]×D
A/B//C///D
聚合杂交 [(A×B)×(C×D)]×[(E×F)×(G×H)]
后在优系中选优株。
(2)田间评定、室内鉴定与世代选择的关系
育种者把精力放在田间植物生长发育的关键时期,
对各代材料主要性状进行鉴定,对田间不易测定的
性状,需要室内鉴定。
3.系谱法的优缺点
优点
对遗传力较高的性状有定向 选择的作用。 每一系统的来源有案可查, 系统间的亲缘关系清楚,可以 及早把注意力集中在优良系 统上,有计划地加速繁殖和 多点试验。
二. 亲本选配的一般原则:
1.亲本优点多,缺点少,而且没有突出的缺点,
双亲的优缺点能够互补;
2.选用当地推广品种作为亲本之一; 3.选用一般配合力好的材料作亲本;
4.选用生态类型差异较大,亲缘关系较远的材料作亲本
①具有不同的遗传基础和优缺点,杂交后,分离范围广, 会出现很多变异类型或产生超亲类型,选择机会多; ②双亲来自不同的生态条件,杂交后,容易出现适应性好、 适应范围广的后代;
③不进行人工选择,但受自然选择的影响,容易形
成较强的适应性。
3.混合法和系谱法的比较:
①对于质量性状和简单遗传的数量性状,
系谱法早代选择,能较早集中精力选择优系。 混合法高代选株,选择数量大,后期工作量大, 需要的年限也较长;
② 系谱法对家系记载清楚,针对历史表现评定取舍,
混合法无法考证历史,评定取舍比较困难; ③ 系谱法F2起严格选株,中选率低,易丢失好类型,
根据个体表现进行选择,可靠性低;根据系统选择次之;
根据系统群选择效果最好。
大豆部分性状单株选和株系选的遗传力
性状 生育期 株高 百粒重 倒伏 分离世代单株遗传力 55 45 40 10 分离世代株系遗传力 78 75 68 54
产量
油分% 蛋白质%
5
30 25
38
67 63
选择:首先选组合,再在优良组合中选优良株系,最
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