第五章杂交育种

第三节 杂交亲本的选择与选配
一 亲本选择
亲本选择 是指根据育种目标选用具有优良性状的品 种类型或育种材料作为杂交亲本。
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亲本选择原则
杂交的遗传学效应：
实现优良基因重组：
综合双亲优良性状 不同亲本中的优良基因聚合到新品种中。
基因累加：通过基因效应的累加，从后代中选出受微效
多基因控制的某些数量性状超过亲本的个体
打破不利基因连锁 改善基因位点间的互作关系：分散在不同亲本的不同显 性互补基因结合，产生双亲没有的新性状。
有限生长）
↓
果色一致、果形良好）
F1× 比松
┋（早花，矮生性）
↓
沈农2号番茄
（早熟、丰产、有限生长、大果）
冀蜜1号（多亲杂交实例）
河北农业大学园艺系采用复式杂交途径育成的厚皮甜
瓜品种。 1988 年通过河北省农作物品种审定。 1990 年获农
业部科技进步三等奖。 早熟（苏联女庄员）、优质（兰州蜜瓜）、抗病抗逆 （意大利抗选１０１）亲本的优良遗传基因重组于一体， 再通过９年的系统分离、选择、比较、鉴定和多点生产试
选育番茄的早熟品种 亲本 1 现蕾开花早 亲本 2 果实发育快、转色快
×
更早熟品种
遗传差异原则
不同生态型、不同地理来源和不同亲缘关系的亲本， 由于遗传基础差异大，杂交后代分离比较广，易于选出
超越亲本和适应性比较强的新品种。
单球悬铃木 P.occidentalis
美国东部
× 三球悬铃木
P.orientalis
BC2 (2AA+1AA+1Aa) × AA
BC3 (4AA+2AA+1AA+1Aa) × AA
BCn
1-1/2r
100%
2. 回交可以增强杂种后代轮回亲本的性状。
回交育种实例
麝香石竹
× 中国石竹 F1 × 麝香石竹 回交后代
花大、花多品种
回交方法
逐步回交法
A× B
双回交法
A× B A× F1 × B
想一想
胞质不参与遗传时，正反交杂种后代性状一 致。胞质参与遗传时，杂种性状倾向于母本。 育种实践中，通常以优良性状较多的品种作 母本。栽培种与野生种或半栽培种杂交时，多以 栽培品种为母本。
回交（Back cross)
杂种第一代及其以后世代与其亲本之一进行杂交称之为 回交; 只参加一次杂交的亲本为非轮回亲本 （nocurrent parent)，也叫做“供体亲本”; 参加多次回交的亲本为轮回亲本（current parent)。 也叫做“受体亲本”.
地中海西部
二球悬铃木 P.hispanica
生长迅速、适应性强，在欧洲、亚洲和美洲广泛栽培。


以较多优良性状的亲本作母本。
考虑性状遗传规律。


繁殖器官的可育性和结实性。
借鉴前人经验。
多亲杂交的亲本选配特点
• 优良性状多的亲本及性状的遗传力低的亲本较晚 参加杂交 • 隐性目标性状在杂合状态时无法根据表型进行选 择，通常需通过自交或互交，使隐性目标性状不 致再添加杂交过程中丢失。
•自交：
•近缘杂交：
•远缘杂交：
常规杂交育种（Conveຫໍສະໝຸດ Baidutional cross breeding )：按 育种目标选择选配亲本，通过人工杂交的方法将分 散在不同亲本上的优良性状组合到杂种中，并对其 后代进行多代选育，获得基因型纯合或接近纯合的 新品种的育种途径。
杂交育种遗传学原理
P F1 F2 品种 A (AAbb) AaBb 1/16 AABB + 2/16 AABb + 1/16 AAbb 2/16 AaBB + 4/16 AaBb + 2/16 Aabb 1/16 aaBB + 2/16 aaBb + 1/16 aabb 品种 B (aaBB)
[ ( A ×B ) ×B ] ×B
A× B F1 × B
轮回亲本作为父本 还是母本？
想一想
×
BC1F1 × B
BC2F1
BC1F2
回交的遗传效应
增加杂种后代内具有轮回亲本性状个体的比率。
亲代 AA × aa F1代 BC1 Aa × AA 代数 (1AA+1Aa) × AA BC1 BC2 BC3 轮回亲本基因型% 50% 75.0% 87.5%
多父本授粉
用一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本 品种的方式称多父本授粉。方法是将母种植在若干选 定的父本之间，去雄后任其自由授粉。这种方式简单 易行，在一个母本品种上同时可得到 父本 多个单交组合，后代为多组合
3 父本 2
父本 4
的混合群体，分离类型较丰富，
有利于选择。
母本
父本 1 父本 n
父本 5
夜皇后
绿绒蒿 珍稀高山花卉，含 抗寒，蓝色花色素基因.
二
亲本的选配及其原则
亲本选配 根据育种目标选择携带不同有利基因 的亲本，进行适当的组配，为杂交后代提供恰当 而广泛的遗传基础，为杂交育种的成功创造必要 的条件。
互补原则
亲本性状互补，能够达到“取长补段”的目的。
不同性状的互补。
同一性状的不同单位性状互补。
月月红（中国月季） × 突厥蔷薇 Rosa chinensis R. demascena 波帮蔷薇 × R. Bonrbobiana 法国蔷薇 R. gallica
杂交波帮 × 月月红 杂种常春月季
× 香水月季
R. odorota
杂种香水月季选育过程
Hybrid peretuals
杂种香水月季 Hybrid Teas
雄性不育系转育
波里玛不育油菜×十月红红菜薹 ↓ F1 ×十月红 ↓ BC1 ×十月红 ↓ BC2 ×十月红 ↓ BC3 ×十月红 ↓ 十月红不育系
第四节 有性杂交技术
对育种工作者来说，掌握熟练的有性 杂交技术是最起码的要求。 A 了解育种对象的开花生物学习性； B 制定杂交计划 ； C 必要的生产资料购置； D 杂交工具准备。
有目的创造变异。
• 杂交育种是应用最普遍、卓有成效的育种途径。
人为能动地创造变异
自花授粉作物育种途径分析图
P
子代
×
变 异
F1
选择育种
变异被“放大”


子代
子代与亲代差异小 选择的机会不大 新品种
杂交育种的应用
自花授粉植物品种自然变异小，基因型相对纯合，两纯系亲本杂 交后通过分离选择可以育成新的固定品种；
验示范选育而成的。
添加杂交 多个亲本本逐个参与杂交
A ×B
F1 × C F1 × D F1
0.25
D 0.125 0.125
C
B
A
0.5
添加杂交后代的核遗传组成
添加杂交在应用上 应注意哪些问题？
想一想
1、育种年限 2、交配次序与遗传组成问题
优良性状多的亲本和性状遗传力低的亲本靠后参加杂交。
添加杂交实例
常异花授粉植物也可采用类似的方法选育新的固定品种；
异花授粉植物品种为杂合群体，一但自交表现不亲和或生长势衰退， 但两个亲本杂交后在控制授粉条件下，通过混合选择或轮回选择可 以育成新的固定品种，也可将若干优良品种（自交系）混合，任其 自由授粉，育成具有一定杂种优势的综合品种；
无性繁殖作物品种为杂合的无性系，杂交后即可在杂种F1的繁殖后 代中选育出新的优良品种，供生产上应用。
F1 × B
BC1F1 × B
A× BC1F1 BC1F1 × B A(B)
×
D ×BC2F1
×
B(A)
超双亲品种
回交的主要目的在于增加轮回亲本基因在杂种群 体中所占比重，尽快恢复轮回亲本性状，同时把非轮回 亲本的某一优良性状转移到杂种中去。 随着回交次数的增加，后代各个轮回亲本的性状逐步
加强，因此只要在每次回交后代选择那些具有供体（非轮 回亲本）优良性状的个体回交，经过大约 4-5 代的回交就 能获得既有供体的优良性状，又在其他性状方面与轮回亲 本十分相似的个体。
回交的亲本选配特点
• 轮回亲本的综合性状优良而且有发展前途。
• 非轮回亲本具有十分突出的目的性状。目的性状 最好是单基因或寡基因控制的质量性状，遗传力 强。 • 非轮回亲本的目标性状不要与不良性状紧密连锁 或一因多效。 • 目标性状为隐性时，每回交一代后需自交一代， 以防性状丢失，如能找到与目的基因紧密连锁的 分子标记，可根据分子标记选择目标性状。 • 为防止多代近交导致活力衰退，可选用同类型的 其它品种作轮回亲本。
杂种香水月季综合了四季开花、花香浓郁、花蕾秀丽，花色，花型丰 富、花梗长而坚韧等多种优点的月季新品种。
合成杂交
参加杂交的亲本先两两单交，然后 两个单交种再杂交。
•
A× B
C× D
A
D 25%
B
C
A 25%
D
单杂交种 × 单杂交种
C 25%
B 25%
双杂交种
杂交后代的核遗传组成
若目标性状是隐性性状, 应把单交杂种自交, 从分离的 F2 中选出 综合性状优良且含目标性状的个体进行不同 F2 之间的杂交。
×
(AAbb) (aaBB)
(AABB)
节间长、单节结荚多的甜豌豆品种与节 间短的品种杂交后代，通过自交可选 育出节间短、单节结荚多的新品种
常规杂交育种的重要性：
• 杂交后代的基因重组产生各种变异类型，为选择提供
丰富多彩的材料，为优良品种选育提供更多机会。
• 杂交后代变异性质可以通过亲本选配有目的地控制、
同质结合
F4
49/256 AABB + 14/256 AABb + 49/256 AAbb 14/256 AaBB + 4/256 AaBb + 14/256 Aabb 49/256 aaBB + 14/256 aaBb + 49/256 aabb
先 杂结合 杂 后 纯
Fn
1/4 AABB + 1/4 AAbb + 1/4 aaBB + 1/4 aabb 同质结合
广泛搜集符合育种目标的原始材料，了解目标 性状遗传规律，从大量原始材料中精选亲本。 亲本具有尽可能多的优良性状, 不良性状少。 亲本优良性状越多，需要改良完善的性状 就越少, 育成优良品种的几率越大。
明确育种目标性状，突出育种的主要矛盾。
目标性状要具体, 更重要的是要明确目标性状的构
成性状。构成性状比由它们构成的综合性状的遗传更简 单, 更具可操作性, 选择效果更好。
第五章 常规杂交育种
本章主要内容:
常规杂交的作用和意义 常规杂交育种杂交方式 杂交亲本选配原则 杂交技术 杂种后代处理方法 ×
原始群体
自发突变 人工杂交 物理诱变 化学诱变 组培诱变 DNA插入
变异群体
表型选择
优良品种
选育过程
第一节 常规杂交育种的概念和意义
杂交育种的概念
杂交（Hybridization): 基因型不同的类型 配子间的结合产生杂种。
当育种目标要求在某个主要性状上有所突破时，则选 择双亲在这个性状上表现都好，而且又有互补作用。 亲本之间互补性状不宜过多，以免延长分离世代，而 且也难以得到亲本缺点得到完全克服的后代。
普通秋菊
花型大、色彩 多，但花期晚
×
五九菊
花型小、花色 单调，花期早
国庆开花的 优质早菊新品种
红菜薹（丰产晚熟）×四九菜心（早熟低产） ↓ 红菜薹品系（早熟丰产）
多亲交配（multiple cross)
多个（3 个或 3 个以上）亲本参与杂交 [(A ×B)×C]×D…
多亲交配的优点：
将分散于各个亲本上的优良性状综合于杂种之中，大 大丰富杂种的遗传性，有可能育成综合性状优良，适应性 广，多种用途的优良品种。
克洛特克斯塔基 × 矮红金 （早熟、直立、 ∣ （果实发育快、有限生长
育种目标涉及的性状很多 , 要求所有性状均优良的 材料是不现实的。只能根据育种目标, 突出主要性状。
重视选用地方品种。
地方品种对当地的自然条件和栽培条件都有良好的 适应性, 也适合当地的消费习惯。
在自然条件严酷、气候变化大的地区，地方良种选育更 为重要。
先考虑数量性状，兼顾质量性状。
许多经济性状都不同程度地属于数量性状，受多基因 控制，改良比质量性状难度大。
选用配合力高的材料作亲本。
配合力高的材料优良性状传递给后代的能力较高。
一个优良品种一般是一个好亲本，但并非优良品种都 是好亲本。
有时，一个表现一般的品种却是好亲本，能育出优良 品种，即这个亲本的配合力好。
优先考虑用稀有珍贵性状的材料作亲本。
育种上的突破往往有赖于特殊种质资源的发掘与利用。
稀有珍贵材料的利用，有可能使育种工作取得大的进展。
哪种作物更适于用有性杂交育种？
想一想
第二节 常规杂交育种的杂交方式
两亲杂交
单交 回交
多亲杂交
添加杂交 合成杂交 多父本杂交
两亲杂交
单交（Single cross )
杂交亲本为两个，又称成对杂交。
A （♀ ） × B（♂）
B （♀ ） × A（♂）
F
正交
F
反交
从遗传学的角度考虑, 正反 交遗传学效应有何不同？