第十五章 作物群体改良(1)

第15章 作物群体改良
基础群体一定是遗传基础较为复杂的群体： 1、开放授粉品种：地方品种、外来品种
2、复合品种：由一群品种或品系（自交系）
通过复合杂交而合成
3、综合品种：由一群优良自交系通过人工
重组而合成
第15章 作物群体改良
(二)、基础群体的人工合成
1. 基本材料的选择
自身必须具有优良性状
2. 合成新基础群体的方式:
三 轮回选择的概念和作用
选择个体做 亲本互交
第15章 作物群体改良
在群体中鉴 定个体
(一). 概念
从某一群体中选择理 想的个体； 当选个体间互交，促 进基因和性状的重组， 形成新的群体； 开始新的轮回选择周 期，周而复始。
培育群体
轮回选择示意图
第15章 作物群体改良
(二)、轮回选择的作用
玉米BSSS综合种。
第15章 作物群体改良
（二） 选育优良的综合品种
群体改良在各世代把优良单株 后代或株系综合在一起，经过充分 重组，可以形成优良的综合品种， 用于生产推广。如墨白91、94等。
第15章 作物群体改良
（三） 改良外来种质的适应性
通过连续选择与重组，可以使外来 种质群体的适应性不断改良，逐步适应 本地条件。
第15章 作物群体改良
(二)、选择与重组使群体遗传组成发生变化
假设有利基因是显性，某性状有n对基因控制，则在自由 交配群体中聚合n对有利基因的个体频率只有(1/4)n, 选择获得 这样个体机率极小。而通过选择组成优化群体。 在有选择条件下，群体的基因和基因型频率将不断变化， 被选择的有利基因频率不断提高，不利基因频率将不断减少， 有利基因型的频率也将不断增高，群体的目标性状即可得到不 断改良。 如：1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa 2A ：1a ↓ 4/9AA + 4/9Aa + 1/9aa 3A：1a ↓ 9/16AA+6/16Aa+1/16aa 4A：1a ↓ 16/25AA+8/25Aa+1/25aa 5A：1a ┆
产量等遗传力较低性状的改良效果较小。
第15章 作物群体改良
2、穗行选择法
（Ear-to-row Selection）
基础群体
1
按表型选择优良单株
2
自由授粉种子 分单株保存 后裔鉴定 最优家系自由传粉种子 混收（10－20%） 新的基础群体
继续 选择
自由授粉种子分单株 保存，半份留种 后裔鉴定 选择优良株系，将当选 株系的另一半种子混合 新的基础群体
第15章 作物群体改良
二.群体改良的原理 (一)、Hardy-Weinberg定律 在无选择条件下，一个随机交配群体中的 基因和基因型频率在各世代保持不变： 如：1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa ↓ 1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa ↓ 1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa ┆
源自文库
测交种比 较试验 形成第一轮改良 群体经测交种比 较试验选出的优 系之间进行互交
第三年
第一轮 改良群体AC1 开始第二 轮选择
图15—4半同胞相互轮回选择模式图（HS-RRS）
第15章 作物群体改良
原始群体A
鉴定S0×S0 其余种子S1 产生AB单交组合 第一轮再组 合群体A 其余种子S2 产生AB单交组合 第二轮再组 合群体A
1.提高群体内数量性状有利基因频率；
2.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 ； 3.使群体不断得到改良并保持较高的遗传变异 水平，增强适应性，以供进一步选择之用； 4.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。
四.基础群体的建立 (一)、基础群体的选择
第三年
互交区
第四年
第一轮改良群 体（C1）
测验种×S0
二轮选择
图15—3 轮回选择基本模式
第15章 作物群体改良
1. 半同胞轮回选择（半姊妹轮回选择，HS）
第一年 第二年 选100个以上优株自交，同时与测验种测交。 测交种比较试验，选出10%左右表现最优的测 交组合 第三年 将入选最优测交组合的相应自交株种子（室内 保存）取等量混合，隔离区内播种，任其自由
继续 选择
第15章 作物群体改良
基础群体C0
S0选株自交，收获中选的S1种子 S1代鉴定，若能在开花前进行选择 可对中选的S1株进行互交 中选的S1代互交形成C1群体
第15章 作物群体改良
基础群体C0
选择S0株自交，收获S1种子
鉴定S1代，S1代自交，收获S2种子 鉴定S2代，收获优良S2代 另一半中选S1或S2代互交形成C1
• 一 名词解释 群体改良 半同胞轮回选择 全同胞轮回选择 相互轮回选择
第15章 作物群体改良
第十五章 群体改良与轮回选择
二 简答题 1.简述群体改良的概念、作用及原理基础。 2.群体改良的基本过程和主要环节有哪些？ 3.群体内与群体间改良有何异同？各有哪些特点？ 4.试绘图并文字说明相互半同胞轮回选择的程序和方法。 5.复合品种与综合品种有何异同？ 6.为什么说导入隐性雄性核不育基因是自花授粉与常异花 授粉作物轮回选择的基础和前提？ 7.群体内和群体间改良的异同点，他们适用于哪些情况？
离区内播种任其自由交配重组，形成第一轮改良群
体。该群体又可用作第二轮改良的基础群体。
第15章 作物群体改良
（二）、群体间改良（相互轮回选择,RRS ）方法
用两个群体互为测验种，同时进行群体改良：
半同胞相互轮回选择 全同胞相互轮回选择 根据测交后代选择,改良配合力 根据姊妹交后代选择,改良配合力
第15章 作物群体改良
4、轮回选择法
5、复合选择方案
第15章 作物群体改良
1、混合选择法（Mass selection）
基础群体 ↓ 按表型进行单株选择 ↓ 混合播种 ↓ 第一轮改良群体 ↓ 重复以上步骤 ↓ 第二轮改良群体
第15章 作物群体改良
混合选择时对简单遗传的性状或以加性 基因效应为主的性状选择效果较好。但对
（一）、群体内改良法
（二）、群体间改良法
（三）、自花授粉作物的群体改良方法
（四）、异花授粉作物的群体改良方法
第15章 作物群体改良
（一）、群体内改良的方法
方 法 混合选择法 穗行选择法 选择根据 自身表型选择 后裔表现选择
改良穗行选择法
半同胞轮回选择(HS) 全同胞轮回选择(FS) S1选择法 S2选择法
原始群体B
其余种子S1
鉴定S1×S1
第一轮再组 合群体B 其余种子S2
第二轮再组 合群体B
图15—4全同胞相互轮回选择一般程序（FS-RRS）
第15章 作物群体改良
（三）、自花授粉作物群体改良的方法
1、群体的异交化
2、改良的方法
第15章 作物群体改良
自交繁殖作物的异交化
自花授粉作物群体改良需要首先解决的问题 是群体的异交化，方法为： 1. 引入雄性不育基因（一般是引入核不
后裔表现选择
测交表现选择,配合力改良 姊妹交后代表现选择 自交一代表现选择 自交二代表现选择
第15章 作物群体改良
以自交优株 第一年 选100以上优株 （S0）自交
测验种×S0 与测验种测交
第二年
室内妥善保存 种子（S1）
测交种比较试 验 根据测交试验选出10%优系在隔 离区进行自由授粉，获得第一轮 改良群体（C1） 继续在隔离区互交或开始第
第15章 作物群体改良
复合选择方案
• (HS) +S1或S2选择 • (RRS) + S1或S2选择
第15章 作物群体改良
第十五章 群体改良与轮回选择
• 本章重点和难点：群体改良的意义和原理，基
础群体的建立，群体改良的轮回选择法,半同胞轮回选 择、全同胞相互轮回选择和自交半同胞家系轮回选择。
• 思考题：
交配重组，形成第一轮回的改良群体。该群体
又可作为第二轮改良的基础群体。
第15章 作物群体改良
2. 全同胞轮回选择（全姊妹轮回选择，FS）
第一年 从基础群体中选择200个以上优良单株，作成对杂交 获得100个以上成对杂交组合。 第二年 利用半分法进行成对交比较试验，用原始群体作对 照，选出10%左右最优组合。 第三年 将入选最优组合的相应预留株种子取等量混合，隔
第15章 作物群体改良
与选育品种或自交系相比, 群体改良是实现中长期育种 目标的育种手段。
第15章 作物群体改良
一. 群体改良的意义 （一） 创造新的种质资源
随着新品种的推广，地方品种大量丧失，品 种资源日益贫乏，造成遗传基础狭窄，品种水平 难以提高。通过群体改良，可以把现有优良种质 综合在一起，形成新的种质群体。既可创建新的 种质群体，同时又可保存大量基因资源。如美国
最早在异花受粉作物玉米 后来利用特殊的异交工具在常异花授粉、自花授粉作物 应用
第15章 作物群体改良
c0 c1
ci
cn
x0 x1
原始群体
xi
xn
来自原始群体的最好杂交种 来自改良群体的最好杂交种
图15—1 群体平均数随着改良轮回的增加而增加
改良过的群体
65
85
100
120
135
155
图15—2来自原始群体和改良单杂交种产量的理论分布
第十五章
作物群体改良
第一节 群体改良的意义 第二节 群体改良的原理
第三节 基础群体的建立
第四节 群体改良的方法
总目录
上一章 下一章
第15章 作物群体改良
群体改良（Population Improvement):
对变异群体进行周期性选择和重组（通常是轮
回选择）来逐渐提高群体中有利基因和基因型的频
率,以改进群体综合表现的育种方法。(如图）
轮交法、一母多父、一父多母
3. 隔离区充分重组
隔离区内让新群体充分自由授粉，即随机交配。 3-5代后开始轮回选择。
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五、 群体改良的方法
第15章 作物群体改良
群体改良的方法，先后经历了从简单杂到复杂、从目测到后裔测验、从 一个群体的群体内改良到两个的群体间改良等几个重要发展阶段。常用的群
体改良方法可以分为：
S0 第一年 A群体 以B群体为测 以B群体为测 验种对优株分 验种对优株分 别进行测验交 别进行测验交 A×BS0 S1 B群体 S0
选取优株自交 取得自交种子 S1 室内保存 各自交株 系的种子 第一轮 改良群体AC1 开始第二 轮选择
B×AS0
第二年
测交种比 较试验 经测交种比较试 验选出的优系之 间进行互交形成 第一轮改良群体
育基因，显性或隐性）。 2. 化学杀雄
第15章 作物群体改良
自花授粉和常异花授粉作物群体改良的方法
（P141） 1. 混合集团选系法
2.
3.
S1选择法
自交的半同胞家系选择法
第15章 作物群体改良
（四）、异花授粉作物群体改良的方法 1、混合选择法（图） 2、穗行选择法（图） 3、S1或S2选择法 (p228)