作物育种学：13第十二章群体改良

1
第十二章群体改良
2
Quantitative vs Qualitative traits
Quantitative
Qualitative Phenotypic Continuous Discontinuous 3
distribution Number of genes
Polygenes Single or major gene
Environmental effect
Highly affected Less affected
数量性状改良的特点
⏹渐进的
⏹连续的
⏹本质上是有利QTL在个体中的
逐渐累积
4
第一节、群体改良的原理和意义
5
对变异群体进行周期性选择和重组来逐
渐提高群体中有利基因和基因型的频率
群体改良的概念
6
,以改进群体综合表现的育种方法
一、群体改良的原理
⏹基因平衡定律
⏹
选择和重组是群体进化的主要动力
通过异源种质的合成、自由交配、鉴定7
选择等一系列育种手段和方法，促使基因重组，打破优良基因与不良基因的连锁，从而提高群体中优良基因的频率
⏹
创造新种质
①聚集大量优良基因及提高优良基因频率
②保持丰富的遗传基础二、群体改良的意义
8
③不断地培育出优良类型
⏹改良外来种质的适应性⏹
培育优良的综合品种
第二节基础群体的建立
一、基础群体的选择
⏹遗传基础丰富：提供各种变异类型9
⏹优良基因多：提高有利基因频率⏹
配合力高：和杂种优势利用相结合
⏹优良品种
⏹
育种中间材料二、合成基础群体的材料来源
10
⏹地方品种⏹
外来种质
三、基础群体的合成方式
⏹混合法
⏹
聚合杂交法11
⏹多亲授粉⏹双列杂交法⏹
回交法
四、合成基础群体的注意事项
⏹原始亲本数量与质量的关系⏹遗传变异的控制
12
⏹合成基础群体的时代数目⏹
如何提高自花和常异花授粉作物的异交率
⏹
充分考虑杂种优势群
第三节群体改良的轮回选择法
⏹
通过循环式多次交替进行选择和杂交改
进作物群体遗传结构，以提高群体中有13
利基因频率的育种方法⏹
群体内和群体间的轮回选择
轮回选择的步骤
⏹
确定或合成一个原始杂
种群体（C
0）
⏹
从原始群体中选择具有目标性状的个体当选的优良个体进行互14
⏹
交，重组，形成一个新群体（C 1）
⏹
再从新群体进行鉴定和选择，进行另一个新的轮回周期
15
轮回选择的作用
⏹提高群体内数量性状有利基因频率⏹
打破不利的基因连锁，增加有利基因重组的机会，使有益基因聚合
使群体不断得到改良并保持较高的遗传变16
⏹
异，增强适应性，以供进一步选择⏹
作为育种工作的战略思想，把短期的和中期、长期的育种目标结合起来
⏹混合选择法⏹改良穗行选择法⏹自交后代选择法⏹
半同胞和全同胞选择法群体内的轮回选择方法
17
⏹相互半同胞轮回选择法⏹
相互全同胞轮回选择法
群体间的轮回选择方法
一、常用的轮回选择方法
二、雄性不育在轮回选择中的应用
三、轮回选择中应注意的问题
一、常用的轮回选择方法
19
1、混合选择法
⏹
根据单株表现型
进行周期性的选
择，易误选20
⏹
改良：先选株，进行穗行比较后将预留种子混合构成群体
2、改良穗行选择法
表型选250优株（穗）
隔离区穗不隔离穗不隔离穗
单株收
异地异地21
将鉴定、选择、重组和控制授粉有机结合
行种植
行种植
行种植20%最优株行
，每行选5穗鉴定鉴定
3、自交后代选择（S i 选择）
S 0选株自交，收获中选的S 1种子
基础群体C 0
22
利用单株自交进行试验的群体内改良的方法。

根据自交后代的性状进行鉴定
S 1代鉴定，选10%S 1家系
中选的S 1代混播，互交形成C 1群体
23半分法
自交
后代
鉴定
自交
后代
混交
S2选择（S2selection）
选择S
0株自交，收获S
1
种子
基础群体C
24
鉴定S
1代，S
1
代自交，收获S
2
种子
鉴定S
2代，收获优良S
2
代
另一半中选S
2代互交形成C
1
4、半同胞轮回选择
中选植株和一个共同的测验种进行测交（测交后代组成半同胞家系），鉴定每
25
一株半同胞后代的性状表现，表现好的中选个体互交组成新的群体
基础群体C 0
按表型进行个体选择
当选株与测验种杂交同时自交
26
种植测交种
根据测交种表现决定对应当选单株新的基础群体C 1
混合当选株的自交种子隔离种植
27
半同胞轮回选择中测验种的选择
⏹遗传基础复杂的测验种
⏹遗传基础简单的测验种
⏹不同轮次中使用不同的自交系
作测验种
28
5、全同胞轮回选择
成对植株杂交获得组合，根据杂交后
29
代的性状鉴定结果，选最优组合构成新群体，以达到对群体的改良。

基础群体C 0
当选植株互相杂交构成约150-200个全同胞家系对S 0植株进行选择，收获全同胞组合
30鉴定全同胞家系（种植一半）
选择20-30个全同胞家系
互相交配形成C 1群体
选择单株，互相杂交构成全同胞家系
31
群体间遗传改良方法
通过两个群体的改良，使它们的优缺
32
点能够互相补充，从而提高两个群体的杂种优势
6、相互半（全）同胞相互轮回选择
33
⏹
混合集团选系法二、雄性不育在轮回选择中的应用
1、隐性核不育的利用
34
⏹
S 1选择
⏹
自交半同胞家系轮回选择
（1）混合集团选系法
母本混合集团选系法
⏹
导入雄性不育基因
⏹
选优良雄性不育株的种交替混合集团选系法
⏹导入雄性不育基因⏹
选优良雄性不育株的种35
子等量混合种植
⏹
重复上述第2步骤
子等量混合种植⏹
选优良雄性可育株自交繁殖
⏹
选分离群体优良雄性不育株
（2）S 1
选择
⏹
导入雄性不育基因⏹
选优良雄性可育株自交36
⏹
半分法进行S1比较试验
⏹
中选S1的剩余种子混和（剔除劣株）⏹
选优良雄性不育株形成下一轮的基础群体
（3）自交半同胞家系轮回选择
⏹导入雄性不育基因
⏹第一年，收获优良雄性不育株的种子
⏹
第二年，分离出的雄性可育株自交获得自交半37
同胞家系
⏹第三年，半分法进行半同胞家系比较试验
⏹
第四年，将第二年中选的自交半同胞家系预留种子混和种植成下一轮的基础群体
2、显性性核不育的利用
以核不育亲本为母本，分别与若干具有
抗性及其它优良性状的亲本杂交，设隔（1）基础群体的创建
38
离区种植F 1亲本种子，并进行不育株与可育株互交，得到不育株与可育株的后代，淘汰不良组合，选留优良组合
（2）轮回选择
基础群体C 0
不育株可育株39
不育株
可育株
可育株不育株可育株可育株可育株C1优株
C2不育株可育株
C3
油菜恢复系轮回选择群体的创建
⏹
利用显性细胞核不育基因和我校选育的40多个优质恢复系，创建了一个用于改良现有恢复系的轮
回选择群体（1989-1993）。

⏹
利用显性细胞核不育基因和我校收集的300多份甘蓝型油菜种质资源，创建了一个遗传变异更广，40
且用于中长期改良目的的轮回选择群体（1993-1995）。

⏹
利用显性细胞核不育基因和从德国哥廷根大学引进的100多份甘蓝型油菜人工合成种，创建了一个遗传变异更广，且用于更长期改良目的的轮回选择群体（1995-1998）。

CROP BREEDING
双低恢复系“轮－３１”的选育过程
1991年不同来源pol CMS恢复系×显性核不育系中可育株
1992年F1 ×对应的pol CMS恢复系（在F1中选择不育株与对应的pol CMS恢复系杂交）
1993年BC1（S0）将全部种子混合播种于隔离条件下，使其混交，种子成熟时于核不育株上收获种子
1994年BC1F2（S1）（从BC1F2群体中选择优良的核不育株，成熟时于当选植株上收获种子）
1995年春BC1F3（S2）（从BC1F3群体中选择优良的核不育株和可育株成熟时于当选植株上收获种子）
1995年夏轮-31 （自交）
1996年春轮-31F2（从F2群体中选择优良单株自交）
1996年夏轮-31Ｆ３（从F３群体中选择优良单株自交）
1997年春轮-31F４（从F４群体中选择优良单株自交）
1998年春轮-31F５（从F５群体中选择优良单株自交）
1999年春轮-31F６（从F６群体中选择优良单株自交）
2000年春轮-31
41。