自交不亲和

自交不亲和系的繁殖
蕾期人工授粉----十字花科
食盐水处理
隔离区自然授粉
钢刷授粉 电助授粉 花粉或柱头处理
• 据研究开花前四-五天柱头就有接受花粉的 能力。花粉以开花当天的花粉最好。为防 止生活力严重衰退，最好用系内其他植株 的花粉授粉。可用剥蕾器或镊子拨开花蕾 以便授粉。蕾期授粉的效果比较好，但费 时费工，种子成本高。
• 如果一个亲本的植株比另一个亲本植株高 很多，以至于按1：1的行比栽种时，高亲 本会遮盖低亲本时，则按2:2或1:2的行比种 植高亲本和矮亲本，以免影响昆虫的传粉 。如果正反交的经济性状完全一样，则正 反交种子可以混收，否则分开收获。
Narrllah等研究了结球甘蓝柱头中的蛋白质组成 ，发现S基因总是和一种特殊糖蛋白相偶联，只 有在带S基因的成熟花柱组织或柱头中才具有这 种特殊糖蛋白，正是这种蛋白质抑制了花粉的 萌发和花粉管的伸长。通过组织化学分析和电 镜观察，发现绒毡层细胞产生含油层，这种含 油层中含有蛋白质，并在花药开裂前60-70h从 绒毡层转移至花粉壁。把含油层涂到柱头乳突 细胞上，若含油层取自不亲和花粉，则乳突细 胞上产生胼胝质；若取自亲和花粉，就不产生 胼胝质。有人认为，诱导胼胝质的物质就是这 种含油层中的糖蛋白。
选育自交不亲和系的方法
（筛选系内株间不亲和的系统---S基因型纯合体） （1）全组混合授粉法 （同一系内）把10株等量花粉混合后， 分别授于这10株的柱头上，测定亲和指数。该法优点简便、 评价较准。其缺点是，如果出现亲和指数高的情况，难以淘 汰和选择。 （2）轮配法 任选10株进行正反交轮配，测定各组合亲和指 数，该法优点准确可靠，可用于基因型分析。缺点为工作量 大。 （3）隔离区自然授粉法 将待测株系分别种植在不同的隔离 区、花期任其自然授粉、统计亲和指数。施法优点，简便省 工，接近于实际，缺点同是要同时测验几个株系，所以需要 几个隔离区，而网罩或温室隔离往往使亲和指数偏低。此外 ，也不能进行遗传基因型分析。
自交不亲和系的选育和利用
研一：王耀文
自交不亲和系的选育和利用
自交不亲和系的概念 自交不亲和性的遗传和生理机制 选育自交不亲和系的方法 自交不亲和系的繁殖 利用自交不亲和系制种的方法
自交不亲和系
概 念
指两性花植物，雌雄性器官正常，在不同基
因型的株间授粉能正常结籽，但是花期自交
自交不亲和性
self-incompatibility
纯 x 杂
S1 S1 x S1 S2
2、无相同基因
S1 S1
X
完全不同
完全亲和
S2 S2
S1 S1 X S2 S3
孢 子 体 自 交 不 亲 和 性
亲和与否取决于产生花 粉的个体携带的S基因 S s s S 是否与母本相同
I
Sx Sx Sx Sy Sx < Sy
Sy Sy
II
Sx Sx Sx Sy
利用自交不亲和系制种的方法
• 为了降低杂种种子生产成本，最好选用正 反交杂种优势都强的组合。这样的组合， 正反交种子都能利用。如果正反交都有较 强的杂种优势，并且双亲的亲和指数、种 子产量相近时，则按1:1的行比在制种区内 定植父母本。如果正反交优势一样，但两 亲本植株上杂种种子产量不一样时，则按 1:2~3行的比例种植低产亲本和高产亲本。
不能结籽或结籽率极低的特性。
具有自交不亲和性的植株，经多代自交选择后， 其自交不亲和性能稳定遗传，同一株系的后代 株间相互授粉亦不亲和的系统。
自交不亲和系
意
义
用于杂种种子生产，节省人工去雄的劳力，降低制种
成本，保证较高的杂种率。
自交不亲和系的遗传机制
自交不亲和性是两性花植物在进化过程中 ，为促进异交防止退化自然选择的结果。 大多数经济作物的不亲和性受一位点多基 因所控制。根据花粉不亲和表型的遗传控 制方式的不同，蔬菜作物中广泛存在的自 交不亲和性可分为配子体型和孢子体型 两类。
自交不亲和系选育方法
• ①对入选的S0代作两种自交，既花期自交，测定 亲和指数，选择自交不亲和植株；蕾期自交留种 ，确保每个入选的自交不亲和株都有自交后代。 自交不亲和株的亲和指数入选标准，可根据育种 实践确定。 • ②对入选的S0代自交不亲和株，其自交后代的自 交不亲和性及其其他性状尚未稳定，需继续自交 分离，选择综合农艺性状好、配合力高的株系。 经过四五代自交和选择后，凡入选的株系，就经 济性状而言，已稳定纯合，而系内株间的亲和性 仍有差异。经过测定，可将系内株间不亲和的系 统筛选出来。
开花前用5%的食盐水喷雾处理，每隔2~3d 喷一次，任其自由授粉，虽然结实率不如 蕾期授粉，但成本低得多（张文邦1984） 。
• 让自交不亲和的植株在隔离区内自然授粉，所收 获的种子即为自交不亲和种子。假定育成的自交 不亲和系的花期系内株间自然授粉的亲和指数是 0.5，蕾期授粉的亲和指数是4，那么，自然授粉8 朵花就能得到人工蕾期授粉1朵花的种子数。而且 在一植株上自然授粉能利用的花蕾数远远大于人 工授粉的花蕾数，所以实际上每一植株收获的种 子比人工蕾期授粉多。但连续多代花期自然授粉 会使花期自交亲和性逐渐提高，应每隔两三代测 定一次亲和指数，选择花期亲和指数低的株系供 亲本繁殖用。
自交不亲和性生理机制 认可反应假说
糖蛋白假说
B N
• Tatebe以萝卜花为试验，切去雌蕊柱头后授粉，使 自交不亲和植株结实。据此，他认为自交不亲和 性是由柱头乳突细胞和花粉或花粉管间的相互作 用造成的。亲和花粉管可以穿过乳突细胞外面盖 有的角质层；不亲和花粉尽管有时萌发，但不能 穿过角质层，即角质层是自交不亲和植株自花授 粉后阻止花粉管伸入的障碍。花粉管刺入乳突细 胞角质层的现象，在不亲和组合中看不到，他将 这种现象称作认可反应。花粉和柱头的认可反应 是依靠花粉和柱头各自产生的不同物质来相互配 认。花柱或柱头特异多肽的作用在于活化一组花 粉管生长所必需的基因，花粉特异多肽的作用在 于使柱头特异多肽失活而阻止花粉管生长。
Sx：Sy
Sx：Sy
SxSy Ⅲ SxSx SxSy Ⅳ SxSx SxSy SySy SySy
（独立） Sx>Sy Sx<Sy
（显性颠倒） Sx*Sy Sx*Sy
（竞争减弱）
孢子体型自交不亲和性有以下特点：
一、在交配时，正交和反交常有差异； 二、子代可能与亲代的双亲或亲代的一方不 亲和； 三、一个自交亲和或弱不亲和株的子代可能 出现自交不亲和株； 四、一个自交不亲和株的后代可能出现自交 亲和株； 五、一个自交不亲和群体里，可能有两种基 因型不同的个体。
S
亲和与否取决于花粉本
身所带的S基因是否与 s 花粉 雌蕊所带S基因相同。 和雌配子体具有不同S
配 子 体 自 交 不 亲 和 性
s
S 雌蕊
基因的花粉为亲和花粉
反之，为不亲和花粉
1、存在相同基因
纯 x 纯、杂 x 杂
S1 S1 X S1 S1 S1 S2
X
完全相同 部分相同
完全不亲和 部分亲和
S1 S2
选育自交不亲和系的方法
优良自交不亲和系应具备的条件
高度稳定的花期自交不亲和性
较高的蕾期自交亲和Hale Waihona Puke Baidu数
自交多代生活力衰退不显著
B N
2013-5-25 园艺育种学－杂种优势育种 12
• 亲和指数也称结实指数，是指自交或近亲 授粉后每朵花结籽的粒数。 • K=结籽总粒数∕授粉花朵数 • 亲和指数越小，不亲和度越高。
Sy Sy
Sx < Sy Sy Sy Sx Sy
Sx : Sy
Sx : Sy
Sy Sy Sx Sy
III
Sx Sx
IV
Sx Sx
Sx > Sy
Sx < Sy
Sx * Sy
Sx * Sy
遗传型
亲和关系 SxSx SySy
基因间互作关系 花柱 花粉
SxSy
Sx<Sy Sx<Sy (显隐)
Ⅱ
SxSx
SySy