第8章 远缘杂交育种08PPT课件
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育种学总论第8章远缘杂交育种PPT课件
12
第二节 远缘杂交的困难 及其克服方法
➢杂交不亲和性，即交配不易成功； ➢杂种生活力弱，易夭亡，即使长成
植株，结实率低甚至不育；
➢杂种后代分离剧烈（分离范围广，
时间长，中间类型不宜稳定）。
13
一、杂交不亲和性及 其克服方法
（一）概念：远缘杂交时，常表现不 能结籽或结籽不正常(种子极少或只 有瘪籽等)的现象称为杂交不亲和性 (cross-incompatibility)或不可交配性 (noncrossability)。
21
4、采用特殊的授粉方式
混合授粉：混入若干种远缘花粉的混
17
1、亲本选择与组配
（1）以栽培种为母本
小麦与黑麦杂交时,小麦作母本结实率达 60%以上,而黑麦作母本,结实率只有2.5%
（2）以染色体数较多或倍性高的作母 本
甘蓝型油菜（2n=38)X白菜型油菜 （2n=20)时，结实率23.6%；反交时， 结实率为0.6%
18
（3）以杂种为母本
以302小麦X天蓝冰草，结实率2.5%；
碧玉麦X天蓝冰草，结实率19.28%；
(302小麦X碧玉麦)X天蓝冰草,结实率38.76%。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(4)广泛测交
同一物种不同类型和品种间的可交配性差异很 大，应选择合适的亲本组配。
在小麦和长穗偃麦草的杂交种，西农6028做母
本，结实率为76.39%；以乌克兰0246作母
本，结实率为0.35%。
19
2、染色体预先加倍法
3可育
：1不育
BC1 ⅹ 卡佛尔
S（rfrf）
N（rfrf）
（大部分不育）
BC2 ⅹ 卡佛尔 S（rfrf） N（rfrf） （99%不育）
第二节 远缘杂交的困难 及其克服方法
➢杂交不亲和性，即交配不易成功； ➢杂种生活力弱，易夭亡，即使长成
植株，结实率低甚至不育；
➢杂种后代分离剧烈（分离范围广，
时间长，中间类型不宜稳定）。
13
一、杂交不亲和性及 其克服方法
（一）概念：远缘杂交时，常表现不 能结籽或结籽不正常(种子极少或只 有瘪籽等)的现象称为杂交不亲和性 (cross-incompatibility)或不可交配性 (noncrossability)。
21
4、采用特殊的授粉方式
混合授粉：混入若干种远缘花粉的混
17
1、亲本选择与组配
（1）以栽培种为母本
小麦与黑麦杂交时,小麦作母本结实率达 60%以上,而黑麦作母本,结实率只有2.5%
（2）以染色体数较多或倍性高的作母 本
甘蓝型油菜（2n=38)X白菜型油菜 （2n=20)时，结实率23.6%；反交时， 结实率为0.6%
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（3）以杂种为母本
以302小麦X天蓝冰草，结实率2.5%；
碧玉麦X天蓝冰草，结实率19.28%；
(302小麦X碧玉麦)X天蓝冰草,结实率38.76%。
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(4)广泛测交
同一物种不同类型和品种间的可交配性差异很 大，应选择合适的亲本组配。
在小麦和长穗偃麦草的杂交种，西农6028做母
本，结实率为76.39%；以乌克兰0246作母
本，结实率为0.35%。
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2、染色体预先加倍法
3可育
：1不育
BC1 ⅹ 卡佛尔
S（rfrf）
N（rfrf）
（大部分不育）
BC2 ⅹ 卡佛尔 S（rfrf） N（rfrf） （99%不育）
远缘杂交育种课件
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
（ 2n=bbcc=32 ） F1 李）
双二倍体（欧洲
远缘杂交育种课件
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。
远缘杂交育种课件
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。
远缘杂交育种课件
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%）。
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。
远缘杂交育种课件
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。
远缘杂交育种课件
2、F1染色体加倍 用秋水仙素对F1染色体加倍，形成双二倍
体，不仅可提高杂种的可育性，而且也可获得 不分离的纯合材料。再经加工，可选育出某些 双二倍体的新类型。染色体加倍法有时会大大 缩短育种年限。
远缘杂交育种课件
3、诱导单倍体 远缘杂种F1的花粉虽大多数是不育的，但也有
《远缘杂交育种》课件
03
全球化和跨国育种合作
随着全球化进程的加速，跨国育种合作成为远缘杂交育种的重要趋势，
有助于整合全球资源、共享技术和经验，推动远缘杂交育种的发展。
提高远缘杂交育种效率的策略与建议
加强基础研究
加大对远缘杂交育种基础研究的投入，深入了解远缘物种间的遗传差异和杂种不育性的 机制，为提高育种效率提供理论支持。
综合利用多种育种技术
结合传统的杂交育种方法和现代生物技术，如基因转移、基因编辑等，提高杂种的遗传 改良效果。
加强国际合作与交流
积极参与国际育种合作项目，引进国外先进的育种理念和技术，促进远缘杂交育种技术 的共同进步。
THANK YOU
远缘杂交过程中，来自不同物种 的基因会发生重组，产生新的基 因组合。
遗传改良
通过远缘杂交，可以将不同物种 的优良性状转移到同一物种中， 实现遗传改良。
杂种优势
某些远缘杂交产生的杂种表现出 杂种优势，即兼具双亲的优良性 状，具有更强的适应性和竞争力 。
03
远缘杂交育种的技术与方法
远缘杂交育种的材料准备
远缘杂交育种涉及的物种间亲缘关系较远， 导致产生的杂种不育性较高，难以获得可育 的杂种子代。
杂种后代分离幅度大
远缘杂交产生的后代分离幅度大，多数表现为生长 缓慢、结实率低等不良性状，难以筛选出具有优良 性状的个体。
繁殖障碍
由于杂种不育性高，难以通过正常的有性繁 殖方式获得大量杂种子代，需要采用无性繁 殖技术进行扩繁。
远缘杂交育种在玉米上的应用
总结词
增强抗性和适应性
详细描述
通过远缘杂交育种，将不同地区的玉米种质 资源进行融合，培育出具有抗旱、耐盐碱、 抗病虫害等优良性状的玉米新品种，提高其 在不同环境下的适应性和产量。
第八章-远缘杂交育种
第八章远缘杂交育种通常将植物分类学上属于不同种 (species)属 (genus)或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交，称为远缘杂交 (wide cross或distant hybridization)。
所产生的杂种称远缘杂种。
远缘杂交又可区分为：①种间杂交②属间杂交③亚远缘杂交（ sub-wide cross ）•远缘杂交是物种形成的重要途径，是生物进化的重要因素之一，远缘杂交可打破种（或科、属）之间的界限，使不同物种间的遗传物质进行交流或结合，将两个或多个物种经过长期进化积累起来的有益特性结合起来，再经过染色体组天然加倍和自然选择，形成生命力更强的新物种。
•特点① . 杂交不亲和，即交配不易成功。
例：粳稻品种农垦 58 ×高粱（四个品种混合花粉），共做 357 朵花，只得 1 粒 F 1 种子，杂交成功率 0.28%② . 杂种易夭亡：幼苗发育不良，易中途死亡。
③ . 杂种结实率低，甚至完全不育：水稻×稗草， F 1 结实率 <5% 。
④ . 杂种后代强烈分离：分离范围广，时间长，中间类型不易稳定。
第一节远缘杂交育种的重要性•培育新品种和种质系•创造新作物类型•创造异染色体系•诱导单倍体•利用杂种优势•研究生物的进化•培育新品种和种质系培育高产、优质、早熟和高度抗逆性的突破性品种。
例：普通小麦×长穗偃麦草小偃4号、5号、6号二. 创造新作物类型根据新合成的物种是否完全含有双亲的染色体组，可将远缘杂交创造的新物种分为二类：•完全双二倍体新物种：由 2 个亲本，两套来源和性质不同的染色体组结合形成杂种。
如小黑麦。
•不完全双二倍体新物种：由双亲的一部分染色体组结合而成，如八倍体小偃麦。
三. 创造异染色体系•异附加系：在一个物种正常染色体组的基础上添加另一物种的一对染色体而形成的新类型。
选育的基本方法是：杂交、回交、分离、选择，并辅以细胞学鉴定。
如小偃麦，西北植物所选出了“ 小偃759 ” 系在普通小麦染色体组基础上附加了一对长穗偃麦草的染色体，其外部形态，除旗叶扭曲外，与普通小麦无明显差异。
第08章 远缘杂交和倍性
2.创建新物种
野生的心叶烟草（2n＝24，GG）*普通烟草（2n＝48，TTSS）
F1
2n＝36，TSG
加倍后创造了异源六倍体新种（2n＝72，TTSSGG）
小麦育成新品种小黑麦、小山麦、小簇麦。
利用普通烟草(N.tabacom L.)与药用植物罗勒(Coimum bailicm L.)、 薄荷(Montha haplacaly brig.)、土人参(Tolinum paniolatume(jaog)coorin.)的远缘杂交培育具有医用价值的新型烟草
很多物种都是通过天然的远缘杂交演化而来的，如 普通小麦、陆地棉、普通烟草、甘蔗及甘蓝型和芥菜 型油菜等
远缘杂交的特点和困难？不亲和的原因和克服方法？ 为何杂种夭亡和不育？如何克服？
二、远缘杂交不亲和性的原因？及其克服方法？
（一）远缘杂交的不亲和性及其原因
1. 双亲受精因素的差异
柱头呼吸酶活性、pH、生理活性物质、渗透压等生理生化状
2.染色体预先加倍法 山羊草n14 ×黑麦n7难杂交
亚洲棉×陆地棉
结实率仅为0－0.2％
4X的亚洲棉×陆地棉
其平均成铃率在30％以上。
3.桥梁（媒介）法 （第三者为桥梁）
普通小麦×小伞山羊草
困难
先用二粒小麦作为桥梁与小伞山羊草杂交，将其F1加倍后，再与 “中国春”品种杂交和回交。
番茄栽培×半野生×野生
intergeneric hybridization
亚远缘杂交 籼稻×粳稻
sub-wide cross
精卵结合型和非精卵结合型
（二）远缘杂交的作用
1.将异种（属）植物的有利性状引入栽培品种
人为地促进不同物种的基因渐渗和交流。
欧洲用抗晚疫病基因的野生马铃薯S.demisum与栽培种S.tuberosum杂交育 成抗病品种。
《杂交育种植物育种》PPT课件
第2年 第3年
×
×
×
A占25％ A占13％
（2）超亲重组原理的聚合杂交
第1年 A×B A×C A×D A×E A占50％
第2年
×
×
A占50％
第3年
×
A占50％
三、回交 指两杂种后代与亲本之一再杂交
四、多父本杂交 指用多个父本品种花粉混合给一母本授粉。
多父本授粉比成对杂交的变异类型丰富， 可用于多种植物，特别是棉花杂交育种应 用较多，且效果良好。 关于多父本杂交授粉的机理目前还不清楚， 尚待研究。
表6-7 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 产量 油分％ 蛋白质％
分离世代单株遗传 力
55 45 40 10 5 30 25
分离世代株系遗传力
78 75 68 54 38 67 63
选择：
首先选组合，再在优良组合中选优良株系，最 后在优系中选优株。
质量性状、遗传力高的在早代选，数量性状、 遗传力低的在晚代选。
3.双交 是指两个单交F1的再杂交； 表示符号：A/B//C/D或A／B//A/C 例如：北京10号小麦良种的亲本组合：
华北672/辛石麦//早熟1号/华北672
4.聚合杂交 是指通过一系列杂交将若干个亲本品 种的优良基因聚合在一起。
（1） 最大重组原理的聚合杂交
第1年 A×B C×D E×F G×H A占50％
（A×B）×C 或A/B//C
例如：山东农业大学培育的小麦品种鲁麦1号的组 合：矮丰3号//孟县201/牛朱特 或 矮丰3号×(孟县201×牛
朱特)F1
2.四交 四个亲本的连续杂交 [(A×B) ×C] ×D或A/B//C/3/D 若选用五个亲本的连续杂交法，则为五交，即 A/B//C/3/D/4/E或A/B//C/D/3/E，六交、七交 等的概念依次类推。
8远缘杂交和倍性育种
1 远缘杂种的夭亡和不育现象 不同种、属植物 间杂交，有时虽能完成受精作用，形成合子，但受 精不完全。如精子虽能与卵核结合，但不能和极核 结合形成胚乳；或胚乳发育不正常； 或胚和胚乳发 育不同步，因而不能获得杂交种子；或虽有杂交种 子，但幼苗在生育过程中死亡而不能获得杂种植株； 或虽能长成植株，但不能受精结实获得杂种后代， 即出现杂种夭亡和不育。
2 远缘杂交的作用 ①将异种 ( 属 )植物的有利性状引入栽培 品种 ②创造新物种 ③创造异染色体体系 ④诱导单倍体 ⑤有效地利用杂种优势 ⑥用于研究生物的进化
8.1.2 远缘杂交不亲和性的原因及其克服方法
1 远缘杂交的不亲和性及其原因
远缘杂交时，由于双亲的亲缘关系较远，遗传差 异大，染色体数目或结构也不同，生理上也常不协调， 这些都会影响受精过程。常见的现象有：花粉不能在 异种柱头上萌发；花粉虽能萌发，但花粉管不能伸入 柱头；或花粉管进入柱头后，生长缓慢，甚至破裂； 或花粉管虽生长正常，但长度不够等原因而不能达到 子房；花粉管即使达到了子房，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 (incompatibility), 或不可交配性 (noncrossability)。
2 远缘杂种后代分离的控制 为了加速远缘 杂种后代的稳定，缩短育种年限，必须设法控制 其分离。常用的方法有：
（1）F1 染色体加倍 （2）回交
（3）诱导单倍体
（4）诱导染色体易位
3 远缘杂种后代的处理特点
（1）杂种早代应有较大的群体
（2）放宽早代选择的标准
（3）灵活地应用选择方法
返回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ8.2 多倍体育种
④同源多倍体达到遗传平衡的时间长 ⑤器官的巨型性
（2）异源多倍体 (allopolyploid) 凡 由 2 个或 2 个以上不同染色体组所形成的 多倍体，称异源多倍体。
2 远缘杂交的作用 ①将异种 ( 属 )植物的有利性状引入栽培 品种 ②创造新物种 ③创造异染色体体系 ④诱导单倍体 ⑤有效地利用杂种优势 ⑥用于研究生物的进化
8.1.2 远缘杂交不亲和性的原因及其克服方法
1 远缘杂交的不亲和性及其原因
远缘杂交时，由于双亲的亲缘关系较远，遗传差 异大，染色体数目或结构也不同，生理上也常不协调， 这些都会影响受精过程。常见的现象有：花粉不能在 异种柱头上萌发；花粉虽能萌发，但花粉管不能伸入 柱头；或花粉管进入柱头后，生长缓慢，甚至破裂； 或花粉管虽生长正常，但长度不够等原因而不能达到 子房；花粉管即使达到了子房，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 (incompatibility), 或不可交配性 (noncrossability)。
2 远缘杂种后代分离的控制 为了加速远缘 杂种后代的稳定，缩短育种年限，必须设法控制 其分离。常用的方法有：
（1）F1 染色体加倍 （2）回交
（3）诱导单倍体
（4）诱导染色体易位
3 远缘杂种后代的处理特点
（1）杂种早代应有较大的群体
（2）放宽早代选择的标准
（3）灵活地应用选择方法
返回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ8.2 多倍体育种
④同源多倍体达到遗传平衡的时间长 ⑤器官的巨型性
（2）异源多倍体 (allopolyploid) 凡 由 2 个或 2 个以上不同染色体组所形成的 多倍体，称异源多倍体。
远缘杂交育种PPT幻灯片
•14
2、克服办法 （1）亲本选择，确定适当母本 ➢广泛测交 ➢在栽培种与野生种杂交时，以栽培种为母本。 ➢在染色体数目不同时，以数目多的作母本。 （2）桥梁法(媒介法）
利用亲缘关系与两亲本较近的第三个种作为桥梁， 这个“桥梁种”起了有性媒介作用。
A ×B不易成功，可采取：(A×C）×（B×C）， C为桥梁种。
•17
（6）理化因素或激素处理 射线处理：比如γ射线照花粉再授粉。 化学或激素处理：GA、萘乙酸、硼酸、吲哚乙 酸等。 （7）生物技术
试管受精：从母本花中取出胚珠，置于试管 中培养进行人工授精。 体细胞杂交：去掉细胞膜后进行细胞融合。
•18
（三） 杂种夭亡、不育的原因及克服的方法 1、表现 （1）受精不完全，不能获得完整的杂交种子
12
•12
二、 远缘杂交的困难及其克服的方法
（一）三大困难 1、杂交不亲和（不可交配性）。 2、杂种夭亡、或不育。 3、杂种后代性状分离范围大，时间长，不易
稳定，即“疯狂分离” 。
•13
（二）杂交不亲和的原因及克服方法 1.表现： （1）受精过程受阻
花粉粒不萌发或花粉管伸入柱头前破裂。 花粉管进入柱头，但达不到子房。 花粉管进入子房后不能完成正常受精。 （2）幼胚发育受阻 （3）胚乳败育 ❖ 结果：不能得到种子
一、远缘杂交的作用
（一） 远缘杂交的概念
不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间的有 性杂交。 属间杂交：水稻×玉米；水稻×竹子；
水稻×李氏禾；玉米×高粱； 小麦×大麦；小麦×黑麦 种间杂交：陆地棉×海岛棉；普通小麦×硬粒小麦； 甘蓝型油菜×白菜型油菜。 远缘杂交的主要特征是生殖隔离。
•1
从育种的角度出发，栽培作物与其野生种的 杂交、种内亚种杂交以及不同生态型间的杂交， 也属远缘杂交。但一般不存在严重的生殖隔离， 因此，特称为亚远缘杂交。
2、克服办法 （1）亲本选择，确定适当母本 ➢广泛测交 ➢在栽培种与野生种杂交时，以栽培种为母本。 ➢在染色体数目不同时，以数目多的作母本。 （2）桥梁法(媒介法）
利用亲缘关系与两亲本较近的第三个种作为桥梁， 这个“桥梁种”起了有性媒介作用。
A ×B不易成功，可采取：(A×C）×（B×C）， C为桥梁种。
•17
（6）理化因素或激素处理 射线处理：比如γ射线照花粉再授粉。 化学或激素处理：GA、萘乙酸、硼酸、吲哚乙 酸等。 （7）生物技术
试管受精：从母本花中取出胚珠，置于试管 中培养进行人工授精。 体细胞杂交：去掉细胞膜后进行细胞融合。
•18
（三） 杂种夭亡、不育的原因及克服的方法 1、表现 （1）受精不完全，不能获得完整的杂交种子
12
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二、 远缘杂交的困难及其克服的方法
（一）三大困难 1、杂交不亲和（不可交配性）。 2、杂种夭亡、或不育。 3、杂种后代性状分离范围大，时间长，不易
稳定，即“疯狂分离” 。
•13
（二）杂交不亲和的原因及克服方法 1.表现： （1）受精过程受阻
花粉粒不萌发或花粉管伸入柱头前破裂。 花粉管进入柱头，但达不到子房。 花粉管进入子房后不能完成正常受精。 （2）幼胚发育受阻 （3）胚乳败育 ❖ 结果：不能得到种子
一、远缘杂交的作用
（一） 远缘杂交的概念
不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间的有 性杂交。 属间杂交：水稻×玉米；水稻×竹子；
水稻×李氏禾；玉米×高粱； 小麦×大麦；小麦×黑麦 种间杂交：陆地棉×海岛棉；普通小麦×硬粒小麦； 甘蓝型油菜×白菜型油菜。 远缘杂交的主要特征是生殖隔离。
•1
从育种的角度出发，栽培作物与其野生种的 杂交、种内亚种杂交以及不同生态型间的杂交， 也属远缘杂交。但一般不存在严重的生殖隔离， 因此，特称为亚远缘杂交。
杂交育种PPT课件
后代中慢慢加强A，X以B 把亲本的某一优点转移到
杂种为目的。回交D育种×法B近年主要用于培育抗 性品种或用于远缘杂交中恢复可孕性和恢复栽
培品种优点等。 E
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B
第16页/共73页
•
回交的遗传学效应
1) 测定F1基因型;
2) 增加回交亲本的遗传成分;
3) 基因型纯和度受回交亲本影响;
第17页/共73页
• 回交育种注意事项 1) 轮回亲本适应性强; 2) 非轮回亲本目标性状明显; 3) 回交后代加强选择; 4) 回交次数3-4次; 5) 数量性状的改良不用回交法.
第46页/共73页
３、选择第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本。 第47页/共73页
４、柱头移植、剪短法 将父本花粉先授予同种植物的柱头上，在花粉
管尚未完全伸长之前，切下柱头，移植到异种的 母本花朵的柱头上或先进行异种间杂交时常因花 粉管后，再行授粉。
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５、预先无性接近法 在进行远缘杂交前，预先将
第18页/共73页
4) 多父本混合授粉（自由授粉）
以一个以上的父本品种花粉混合授给一个母本品种的方式，称为父本混 合授粉。去雄后任其自由授粉实质上也是多父本混合授粉。这种授粉方 式虽然有时父本不清楚，但比较简单易行，而且后代分离类型比较丰富， 有利于选择。
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多父本混合授粉的特点
1) 简便易行; 2) 花粉来源广泛, 后代变异丰富; 3) 利用父本一个明显性状筛除假杂种.
第3页/共73页
要把杂交效应的利用方式可分为组合育种和优势育种 • 组合育种的特点是先杂后纯 • 优势育种的特点是先纯后杂 • 对于无性繁殖植物，组合育种和优势育种的密不可分的，任何组合的后代有好
作物育种学刘裕强第八章远缘杂交育种
➢ 基因互补的致死基因：戴维逊氏棉与所有异源四倍体种杂交时，即使应用 组织培养技术也未成功。其主要原因是戴维逊氏棉具有Le2dav致死基因 ，而异源四倍体种具有Le1、Le2基因，当Le1与Le2dav互补时，就可使棉 苗致死。
• ••（二）克服远缘杂交不亲和性的方法
（1）亲本选择与组配
a 广泛测交与正反交筛选 b 以栽培种为母本 c 以染色体数目多的物种作母本
（6）植物组织培养：
柱头嫁接技术
试管受精
子房受精：
体细胞杂交
•
•体细胞融合培育远缘杂种
•
• 二、杂种夭亡、不育及其克服方法
•不同种、属植物间杂交，有时虽能完成受精作用，形成合子 ，但受精不完全，主要有：
• （1）精子能与卵核结合，但不能和极核结合 形成胚乳，或胚乳发育不正常，胚和胚乳发育 不同步等，因而不能获得杂交种子；
如小麦（2n=42)与黑麦(2n=14) 甘蓝型油菜（2n=38）与白菜型油菜（2n＝20） d 杂种为母本
（2）染色体预先加倍法：染色体数目少的亲本人工加倍
（3）桥梁（媒介）法
（4）特殊的授粉方法 ：混合授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、射线处理（5） （5）外源激素处理：调节雌、雄性器官生理状态（如生长素、GA、维生素）
育性减退 异源染色体可能伴有不良性状 不能用于生产，但可用于创造异替换系和易位系
•
•附加系染色体鉴定
•
（2）异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代 来源：由附加系（2n+1）与单体（2n-1）杂交再自交得到 染色体的代换通常在部分同源染色体间进行 （如普通小麦的4D与长穗偃麦草的 4E） （部分同源染色体在基因剂量、位置、DNA序列有很大差异，差异程度 因不同染色体而异，它们在功能上有一定补偿能力） 特性：染色体数目未变 细胞学和遗传学上都比相应的附加系稳定 有时可在生产上直接利用
• ••（二）克服远缘杂交不亲和性的方法
（1）亲本选择与组配
a 广泛测交与正反交筛选 b 以栽培种为母本 c 以染色体数目多的物种作母本
（6）植物组织培养：
柱头嫁接技术
试管受精
子房受精：
体细胞杂交
•
•体细胞融合培育远缘杂种
•
• 二、杂种夭亡、不育及其克服方法
•不同种、属植物间杂交，有时虽能完成受精作用，形成合子 ，但受精不完全，主要有：
• （1）精子能与卵核结合，但不能和极核结合 形成胚乳，或胚乳发育不正常，胚和胚乳发育 不同步等，因而不能获得杂交种子；
如小麦（2n=42)与黑麦(2n=14) 甘蓝型油菜（2n=38）与白菜型油菜（2n＝20） d 杂种为母本
（2）染色体预先加倍法：染色体数目少的亲本人工加倍
（3）桥梁（媒介）法
（4）特殊的授粉方法 ：混合授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、射线处理（5） （5）外源激素处理：调节雌、雄性器官生理状态（如生长素、GA、维生素）
育性减退 异源染色体可能伴有不良性状 不能用于生产，但可用于创造异替换系和易位系
•
•附加系染色体鉴定
•
（2）异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代 来源：由附加系（2n+1）与单体（2n-1）杂交再自交得到 染色体的代换通常在部分同源染色体间进行 （如普通小麦的4D与长穗偃麦草的 4E） （部分同源染色体在基因剂量、位置、DNA序列有很大差异，差异程度 因不同染色体而异，它们在功能上有一定补偿能力） 特性：染色体数目未变 细胞学和遗传学上都比相应的附加系稳定 有时可在生产上直接利用
第八章微生物的遗传变异与育种ppt课件
（8） 易于形成营养缺陷型；
（9） 各种微生物一般都有相应的病毒；
（10） 存在多种处于进化过程中的原始有性 其它许多主要的生物学基本理 论问题中最热衷的研究对象。
❖对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物 学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理 论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、 从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。
（movable gene）。
转座因子
定义：可在DNA链上改变自身位置的一段DNA序列。
原核生物中的转座子类型 转座的遗传效应
插入（IS）序列
转座子(Tn)
特殊病毒（Mu噬 菌体）
插入序列（IS，insertion sequence)
分子量最小（仅0.7~1.4kb），只有引起转座的转座酶基 因而不含其它基因，具有反向末端重复序列。已在染色体、 F因子等质粒上发现IS序列。E . coli的F因子和核染色体组 上有一些相同的IS，通过这些同源序列间的重组，就可使 F因子插入到E . coli的核染色体组上，形成Hfr菌株。因IS 在染色体组上插入的位置和方向的不同，其引起的突变效 应也不同。IS被切离时引起的突变可以回复，如果因切离 部位有误而带走IS以外的一部分DNA序列，就会在插入部 位造成缺失，从而发生新的突变。
第八章 微生物的遗传变异与育种
➢ 第一节 遗传变异的物质基础 ➢ 第二节 微生物的基因组结构 ➢ 第三节 质粒和转座因子 ➢ 第四节 基因突变及修复 ➢ 第五节 基因重组 ➢ 第六节 微生物育种 ➢ 第七节 菌种的衰退、复壮与保藏
遗传与变异的概念
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
❖ 遗传：亲代将自身一整套遗传因子传递给下一代的行为和 功能，
《远缘杂交育种》课件
防止基因污染：避 免杂交过程中基因 污染，确保杂交结 果的纯正性
提高杂交成功率： 通过优化杂交技术 ，提高杂交成功率 ，降低成本
远缘杂交育种的应用
远缘杂交育种在农业上的应用
提高作物产量：通过 远缘杂交育种，可以 培育出高产、抗病、 抗逆的作物品种
改善作物品质：通过 远缘杂交育种，可以 培育出口感更好、营 养更丰富的作物品种
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选育：对具有优良性状的个体 进行选育，以获得新品种
自交：将回交后的个体进行自 交，以获得纯合子
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杂交：将亲本进行杂交，产生 F1代
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回交：将筛选出的个体与亲本 进行回交，以稳定优良性状
鉴定：对纯合子进行鉴定，确 定其是否具有优良性状
远缘杂交育种的方法
远缘杂交育种的技术流程
选择亲本：选择具有不 同遗传背景的亲本
杂交：将不同遗传背景 的亲本进行杂交
筛选：筛选出符合要求 的杂交后代
培育：对筛选出的杂交 后代进行培育和改良
鉴定：对杂交后代进行 鉴定和评价
推广：将优良的杂交品 种进行推广和应用
远缘杂交育种的注意事项
选择合适的亲本： 选择具有优良性状 的亲本进行杂交
控制杂交环境：确 保杂交环境适宜， 避免不良环境影响 杂交效果
丰富作物的遗传 多样性：远缘杂 交可以丰富作物 的遗传多样性， 为育种提供更多 的选择。
远缘杂交育种的分类
•
同种异型杂交：同一物种的不同类型之间的杂交
•
异种杂交：不同物种之间的杂交
•
属间杂交：同一属的不同物种之间的杂交
•
科间杂交：同一科的不同属之间的杂交
•
跨科杂交：不同科的物种之间的杂交
远缘杂交在育种上的应用
第八章 远缘杂交育种
Chapter 8 Distant Cross Breeding
第一节 远缘杂交的重要性
第二节 远缘杂交的困难及其克服的方法 第三节 远源杂交育种的其他策略
第一节
远缘杂交的重要性
一、远缘杂交的概念
远缘杂交(wide cross or distant
hybridization)：
① 用混合花粉授粉 ② 重复授粉 ③ 提前或延迟授粉 ④ 射线处理法
3.克服远缘杂交不亲和的方法
（5）补施植物激素和某些化学药剂 （6）生物技术
① 柱头手术 ② 子房受精 ③ 试管受精 ④ 体细胞融合
二、杂种夭亡和不育的原因及克服的方法 1.远缘杂种夭亡和不育表现 2.杂种夭亡和不育的原因 3.克服杂种夭亡和不育的方法
③ 易位系(translocation line)：某物种的一段染 色体和另一物种相应的染色体片段发生交换， 产生的新类型
4. 诱导单倍体
5. 有效的利用杂种优势
6. 用于研究生物的进化
第二节 远缘杂交的困难 及其克服的方法
远缘杂交的三大困难：
杂交不易成功（不可交配性、难配性、 不亲和 性）。 杂种生活力弱 杂种不育或育性很低（难育 性）。 杂种后代性状分离范围大，时间长，不易稳定。
（4）应用回交法或复交法进行再加工
思
考
题
1.什么是远缘杂交？举例说明远缘杂交在作 物育种中有何特殊作用。 2.什么是异代换系、异附加系、易位系？ 3.远缘杂交会遇到哪些困难？ 4.产生远缘杂交难配性和难育性的主要原因 有哪些？ 5.克服远缘亲本间不易交配成功的办法主要 有哪些？
④花粉管到达子房，雌雄配子不能结合形成 合子。
2. 远缘杂交不亲和性的原因
Chapter 8 Distant Cross Breeding
第一节 远缘杂交的重要性
第二节 远缘杂交的困难及其克服的方法 第三节 远源杂交育种的其他策略
第一节
远缘杂交的重要性
一、远缘杂交的概念
远缘杂交(wide cross or distant
hybridization)：
① 用混合花粉授粉 ② 重复授粉 ③ 提前或延迟授粉 ④ 射线处理法
3.克服远缘杂交不亲和的方法
（5）补施植物激素和某些化学药剂 （6）生物技术
① 柱头手术 ② 子房受精 ③ 试管受精 ④ 体细胞融合
二、杂种夭亡和不育的原因及克服的方法 1.远缘杂种夭亡和不育表现 2.杂种夭亡和不育的原因 3.克服杂种夭亡和不育的方法
③ 易位系(translocation line)：某物种的一段染 色体和另一物种相应的染色体片段发生交换， 产生的新类型
4. 诱导单倍体
5. 有效的利用杂种优势
6. 用于研究生物的进化
第二节 远缘杂交的困难 及其克服的方法
远缘杂交的三大困难：
杂交不易成功（不可交配性、难配性、 不亲和 性）。 杂种生活力弱 杂种不育或育性很低（难育 性）。 杂种后代性状分离范围大，时间长，不易稳定。
（4）应用回交法或复交法进行再加工
思
考
题
1.什么是远缘杂交？举例说明远缘杂交在作 物育种中有何特殊作用。 2.什么是异代换系、异附加系、易位系？ 3.远缘杂交会遇到哪些困难？ 4.产生远缘杂交难配性和难育性的主要原因 有哪些？ 5.克服远缘亲本间不易交配成功的办法主要 有哪些？
④花粉管到达子房，雌雄配子不能结合形成 合子。
2. 远缘杂交不亲和性的原因
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第八章 远缘杂交育种
6、研究生物的亲缘关系和进化
许多物种是通过天然的远缘杂交演化而来的 如普通小麦（由二粒小麦与山羊草） 可根据远缘杂交的可交配性、细胞遗传学（染色体配对）、DNA同源性、性 状互补程度等方面的研究，可判断物种的进化和确定物种间的亲缘关系，有 助于进一步阐明某些物种或类型形成与演变的规律。
小麦与山羊草合成的小山麦； 小麦与簇毛麦合成的小簇麦。
第八章 远缘杂交育种
第八章 远缘杂交育种
3、创造异染色体系
远缘杂交通常引入全套的异源染色体组，因此往往带来不良性状。 导入或置换某个异源染色体或染色体片段，创造异附加系、异替换系、易 位系等，更好地利用异源物种的有利性状，改良现有品种。 （1）异附加系：在某物种染色体组的基础上，增加数量不等的异源染色体。 为非整倍体。
F1（TSG，加倍） 异源六倍体新种（2n=72, TTSSGG）
小黑麦的育成： 普通小麦（AABBDD）与黑麦（RR）杂交，经F1染色体加倍育成 八倍体小黑麦（AABBDDRR）； 硬粒小麦（AABB）与黑麦（RR）杂交，经F1染色体加倍而成 六倍体小黑麦（AABBRR）； 还有小麦与偃麦草合成的小偃麦；
第八章 远缘杂交育种
第二节 远缘杂交的困难及其克服方法
一、杂交不亲和性及其克服方法 1、现象：远缘杂交常出现花粉不萌发、花粉管不能伸入柱头、花粉管生长缓 慢或破裂、花粉管不能达到子房、雌雄配子不能结合形成合子，合子胚不发 育，幼胚死亡等。
2、远缘杂交不亲和性的原因
（1） 双亲受精因素的差异 生理差异：双亲遗传差异大表现出生理差异：柱头呼吸酶活性、pH值、柱
第八章 远缘杂交育种
（2）异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代 来源：由附加系（2n+1）与单体（2n-1）杂交再自交得到 染色体的代换通常在部分同源染色体间进行 （如普通小麦的4D与长穗偃麦草的 4E） （部分同源染色体在基因剂量、位置、DNA序列有很大差异， 差异程度因不同染色体而异，它们在功能上有一定补偿能力） 特性：染色体数目未变 细胞学和遗传学上都比相应的附加系稳定 有时可在生产上直接利用
第八章 远缘杂交育种
第一节 远缘杂交的概念及育种学意义 一、概念：
不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交，称为远缘杂交 包括：种间杂交。如普通小麦×硬粒小麦，陆地棉×海岛棉，
甘蓝型油莱×白菜型油莱，栽培花生×野生花生等； 属间杂交。如玉米×高梁，玉米×摩擦禾，
普通小麦×山羊草或偃麦草等等。 另外还有不同科、纲植物间杂交。难度大
普通小麦与长穗偃麦草杂交， 培育出高产品种小偃麦6号，推广1000万亩以上； 培育一批抗病材料 如中4、中5等材料具有小麦属内没有的黄矮病新抗源 龙麦10号被加拿大国家黄矮病鉴定中心列为抗病对照
普通小麦
小偃麦6号
第八章 远缘杂交育种
2、创造新作物类型 导入不同种、属的染色体组，可以创造新作物类型和新的物种。 野生的心叶烟草（ 2n=24,GG） 与普通烟草（2n=48, TTSS）
远
第
缘
七
杂
章
交
远
、
缘
回
杂
交
交
产
育
生
种
易
位
系
易位系鉴定
第八章 远缘杂交育种
4、诱导单倍体
远缘花粉诱导孤雌生殖 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。
远缘杂种产生单倍体 亲缘关系较远的两个亲本因细胞分裂周期不同等原因，其杂种会排除亲本 之一的染色体，产生单倍体植株。 如普通大麦与球茎大麦杂交F1，其球茎大麦的染色体消减而得到大麦单倍 体。 通过远缘杂交己在许多物种中成功地诱导出孤雌生殖的单倍体。所以，远 缘杂交也是倍性育种的重要手段之一。
亚种间的杂交 （亚远缘杂交）。如籼稻×粳稻等。
第八章 远缘杂交育种
二、育种学意义 1、培育新品种和种质系
打破了种属间的界限，促进不同种属的基因渐渗和交流，把不同生物类型的 独特性状结合于杂种个体中，创造出新的品种。 当现有品种资源无法满足的育种目标要求时，引入异属、异种的有利基因， 可培育出具有优异性状的新品种。 尤其高产、优质、早熟和 抗病虫抗逆境等性状的突破。
单体附加系：附加一条外源染色体的个体。 二体附加系：附加一对外源染色体的个体。 双单体附加系：附加二条不同的染色体。 特点：染色体数目不稳定，容易恢复到二倍体 育性减退 异源染色体可能伴有不良性状 不能用于生产，但可用于创造异替换系和易位系 普通小麦与其它很多不同属物种培育出附加系 陆地棉附加系
附加系染色体鉴定
第八章 远缘杂交育种
5、利用杂种优势：
（1）利用远缘物种的细胞质差异发掘细胞质雄性不育系 细胞质不育与核恢复基因相伴而存，因此无法在表型上识别。通过远缘、亚 远缘杂交、回交可以将细胞质不育与核不育结合在一起，获得核质互作雄性 不育。 如高梁不育系3197A，小麦T型不育系，水稻的“野败”和棉花哈克尼西胞质 雄性不育系等，都是通过这种方法育成的。 （2）远缘、亚远缘杂交也可直接利用其杂种优势 如水稻的籼粳杂交和棉花的陆海杂交等。 （3）体细胞杂交产生核质杂种 两个不同亲本的原生质体融合形成异核体，异核体再生出细胞壁，在有丝分 裂过程中发生核融合（体细胞杂交） 体细胞杂交可以克服有性杂交的远缘隔阂，还可以鉴定分离出核质杂种。 核质杂种（质核来自不同物种），其基因之间的互作以及核质之间的互作均 可产生一定的优势。这种“双重杂种优势”，可能是获得高产、优质新品种 的一种新途径。
（3）易位系：某物种的一段染色体与其它物种的染色体段发生交换。 来源：异置换系、异附加系与栽培品种杂交、回交产生 （同源染色体配对，外源染色体与对应的染色体均呈单价体， 可以发生部分同源配对、交换，形成易位系）； 辐射诱变、组织培养，增加染色体的遗传交换，提高易位频率 特点：导入有用基因的染色体片段、排除不利基因的染色体片段 细胞学和遗传学特性更稳定更平衡 可直接应用于生产
头分泌的生理活性物质、花粉和柱头渗透压差异等生理、生化状况的不同， 可阻止外来花粉的萌发、花粉管的生长和受精作用。
第八章 远缘杂交育种
花器结构差异：亚洲棉（短柱头）×雷蒙德氏棉（长柱头），花粉萌发、花 粉管的伸长和受精作用均较正常；但反交时，父本花粉萌发，但花粉管很难 达到子房。