第二章杂交育种案例

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第二章 杂交育种
杂交与自交
在遗传学上:只要有一对基因不同的两个个体进行交配便是杂交 育种实践中:不同品系、品种间、种间、属间或亚科间个体间的交配
杂交的生物学意义
1. 动摇遗传的保守性 2. 提高杂种的生活力 3. 丰富鱼类的遗传结构
✓ 杂交育种是目前国内外应用最普遍、最有成效的一种 育种方法
一、 杂交育种的原理和概念
不育F1 2N=100
2N=100
湘江野鲤♂
异源二倍 体鲫鲤
可育F1 2N=100
自交
♀♂产 1N卵、精子
可育F2 2N=100
部分♀ ♂ 产 2N卵、精子
自交
可育F3 4N=200
湘云鲫的培育过程
日本白鯽♀
湘云鲫
异源四倍体鲫鲤
湘云鲫的特点:
与其他鲫鱼的外形差异; 不育,可在任何水体放养; 生长速度快,是母本的1倍,普通
品种间的杂种优势大) 子一代(F1)表现最为明显
影响杂种优势的因素
杂交亲本双方的差异和配合力 亲本的纯合度
解释杂种优势的假说
显性假说(Bruce,1910) 多数显性基因有利于个体的生长和发育,相对的隐性
基因不利于生长和发育。来自一个亲本的显性基因可以遮 盖来自另一亲本的隐性基因,使得F1中具有比亲本的显性 基因组合多,从而增加了杂合子代的生长势。
合杂交育种。 A ×B A ×B
A ×B C×D A ×B
AB
AB ×C
AB × CD
AB ×C
单交种
ABC 三交种
ABCD 双交种
ABC×D ABCD 四交种
四、杂交育种的方法
4、经济杂交 通常将产生和利用杂种优势的杂交称为经济杂交
有时,杂交子代的某些数量性状的平均值,高于两个亲 本的平均值,甚至超出双亲类型的范围,这就是杂种优势
选育的结果) 5. 种间杂交(如草鱼× 鳙鱼)
目前经国家鉴定并推广的杂交组合
四、杂交育种的方法
1、 增殖杂交育种(育成杂交)
经由一次杂交,从杂种子代优良个体的累代自群交配后 代中选育新品种。该育种方式可表现如下:
A ×B →F1 →F2 →F3 →F4 →….Fn(形成新品种) 增值杂交实际上只采用了一次杂交,就是利用杂种的子一代 繁育和培育新品种,这种只涉及一次杂交和两个群体的交配也称 单交,其后代称为单交种
RRss
rrSS
RrSs
R-S- RRss rrSS rrss 9抗 : 7感
3. 基因积累产生超亲性状:数量遗传性状的表现是由于控
制该性状基因数的增加而加强,基因重组可使控制相同性 状的不同基因在后代中累加,而产生超亲现象。
举例:鲤鱼的耐寒性受W1W2W3W4基因控制
W1W2w3w4 × w1w2W3W4
1. 基因重组综合双亲优良性状:这是杂交育种取得巨大成功 的主要遗传原因。通过杂交,使分散在不同亲本中控制不 同有利性状的基因重新组合在一起,形成具有不同亲本优 点的后代。
高产,不抗病,肉质粗糙
低产,抗病,肉质细嫩
×
2.基因互作产生新的性状:通过非等位基因之间的
互补产生不同于双亲的新的优良性状
感病品种 × 感病品种
(二)性产物的获得(成熟精卵的获得及人工授精的方法) (三)鱼卵的孵化
杂交组合对照组鱼卵的授精和孵化应在相同的条件下进行。 为了比较杂交组合对照组受精卵的发育特点,必须做活体观察
(四)胚胎仔鱼发育特点观察 (五)稚鱼幼鱼发育特点观察
(六)杂交卵细胞核的观察
囊胚卵的染色体观察 仔鱼期染色体观察 幼鱼期染色体观察
P: AAbbCCDDee…×aaBBccddEE…
F1:
AaBbCcDdEe… 出现杂种优势
杂种优势的遗传理论
超显性假说
又叫杂合说或等位基因异质结合说。这个假说认为,等位 基因的杂合以及与其他基因之间的相互作用是产生杂种优势 的根本原因。根据这个假说,等位基因间不存在显、隐性关 系,基因处于杂合态的作用比纯合态的作用大,而且基因杂 合的位点越多,每对等位基因间作用的差异程度越大,子一 代的优势就越明显。
B ×A
F1 ×A(轮回亲本)
F2 ×A
回交产生的后代称为回交杂种。若要两品种的优良 性状综合到一起,还可以采用交替回交
B ×A F1 ×B
A×F2 F3 ×B A×F4
几种金鱼回交育种
四、杂交育种的方法
3、复合杂交育种
将三个或三个以上品种或群体的优良性状通过杂交综合 在一起,产生杂种优势或培育新品种的育种方法,称为复
鲫鱼3-5倍; 抗逆性强,抗病,耐低氧、低温; 食性广,饵料系数低; 容易捕捞
湘云鲤的培育过程
兴国红鲤♀
四倍体鲫鲤♂
湘云鲤
异育银鲫
异育银鲫
兴国红鲤♂
异育银鲫的特点:
➢ 另一种是从生态学上来看,地理上远缘的种族、不同生 态类型和系统上长期隔离的亚种之间的杂交可称它为地 理上的远缘杂交。
2. 远源杂交在育种上的价值
创造新类型: 驴和马杂交产生骡 提高抗病性和抗逆性: 野生类型与家养品种杂交 充分发挥杂种优势 促进生物进化
湘云鲤和湘云鲫的培育过程
2N=100 红鲫♀
注意,只有当两个群体杂交所产生的后代能综合双亲的有益性状 并能作为下一代(F2)的亲本时,才可采用这种育种方法
四、杂交育种的方法
2、 回交育种(级进杂交) 利用杂交子代与亲本之一相互交配,以加强杂
种世代某一亲本性状的育种方法,称为回交育种。
例:如果育种目的是把某一群体(或种、品种)B的一个或 几个经济性状引入到另一群体A中去,那么,采用回交育种是 最适宜的,此方法表示如下:
杂交育种
杂交育种
杂交育种
杂交育种的原理
杂交育种并不产生新基因,而是利用现有生物资 源的基因和性状重新组合,将分散于不同群体的基因组 合在一起,建立符合人们需要的基因型和表型
杂交育种的 遗传学原理?
杂交育种的遗传原理
杂交育种成为选育新品种最有效的方法是杂交可使基 因重组,产生各种变异。
原理:
杂交育种(Sexual cross breeding):通过人工杂交将两个 或多个品种的优良性状综合在一起,培育出生物新品种或新类 型的方法。
目的是利用杂种优势,以获得在生长速度、繁殖率、抗病 力、抗逆性、品质等生产性状方面比亲本更优的养殖新品种。
杂交育种概念的内涵
1. 杂交:通过亲本基因的分离和重组,选出具有双亲优 良性状的杂种后代;
2. 双亲的生物学差异应比较显著,尤其是地理分布、生态类 型和主要性状存在明显不同;
3. 材料纯正,品种或种群应尽可能纯正,以获得更大的杂种 优势;
4. 亲本或亲本的一方要适于当地养殖:以获得适应于当地自 然条件的杂种;
5. 亲本之一的主要育种目标性状要突出,而且遗传力要强, 同时要考虑性状的遗传规律,正确分析亲本的性状;(抗 寒荷包红鲤)
2. 育种程序 组合:先杂后纯(杂交系 超亲:先纯后杂(自交系
自交分离选择) 杂交种品种)
3. 苗种生产 组合:简单,亲本繁殖苗种(种用) 超亲:专设亲本繁殖池和生产池(经济价值用)
杂交育种的积极因素
增加变异性 增加异质性 综合双亲的优良性状 产生某些双亲所没有的新性状 出现可利用的杂种优势
注意事项
① 停止对理想杂种的杂交; ② 适当的自群交配; ③ 自繁亲本要严格选择; ④ 自繁定型要在模拟生产的环境下进行
第三阶段: 扩群提高阶段
任务:大量繁殖已经固定的理想型个体,增加个体数量、扩 大分布范围,培育新品系,建立品种整体结构和提高品种 品质
六、杂交育种的具体操作
(一)杂交前的准备工作
➢ 近亲交配 ➢ 加大选择力度
一对基因杂合体自交后代基因型纯合
F2有3种基因型,纯合体(2种)与杂合体各半; 纯合体自交后代仍然为纯合体,而杂合体会继续分离,
F3中杂合体占1/4 … … 自交r代后(Fr+1代):杂合体(½)r,纯合体1-(½)r;
随r增大, 杂合体0,但不会消失(极限为零)
(七)挂牌记载
(八)杂交鱼的标志
• 拴缚法 • 剪鳍法 • 烙印法 • 皮下注射法 • 其它标志法
标记过 的泥鳅
七、鱼类的远源杂交
1. 远源杂交的概念
远源杂交( distant hybridization ):指杂交亲本 之间的亲缘关系较远,超过种内关系的杂交。
➢ 一种是从分类学来区分的,凡种以上分类单元之间的杂 交即为远缘杂交。可分为种间杂交、属间杂交、亚科间 杂交和科间杂交等。
1. 熟悉各种鱼类的生源自文库习性
(1) 鱼类本身与生殖有关的几个方面 性成熟年龄,生殖季节, 卵的性质,性周期,产卵期,对卵和后代的保护等习性
(2) 鱼类在生殖时期对外界条件的要求 水温、光照、流速、产 卵场的底质、水草、鱼巢、贝类、饲料等等
2. 调节亲本的性成熟年龄,使亲本的生殖季节相遇 3. 雌雄分池饲养,避免自群交配
二、杂种优势理论
杂种优势概念(heterosis)
两个或两个以上不同遗传类型(不同基因型)的物种、 品种或自交系杂交产生的杂种第一代(F1),在生长优势、 生活力、抗逆行、产量和品质等比其双亲优势的现象。
杂种优势的主要表现
综合表现突出 优势大小取决于双亲间的差异(差异越大,优势越明显) 亲本基因型纯合度影响优势强弱(自交系的杂种优势比
② 杂交亲本的选择必须有助于理想性状的产生;
③ 杂交方式多种多样,包括通过单交进行增值杂 交或经济杂交,也可以对单交子一代进行回交, 还可以采用复合杂交等方法;
④ 观测杂种性状是鉴定杂种性能必不可少的内容
第二阶段:自繁定型阶段
任务:将杂交创新阶段中选出来的理想型个体自群繁 育,以求获得基因型纯正的优良后代,使优良性 状得以巩固并稳定遗传。本阶段的两大环节:
6. 亲本选择还要注意亲本的性腺发育、年龄、体重和体质、 生殖期等问题
常用的杂交组合
1. 本地品种与推广品种杂交(兴国红鲤♀ ×元江鲤♂ →丰鲤) 2. 家化品种与野生种杂交(荷包红鲤♀ ×散鳞镜鲤♂ →荷元鲤) 3. 本地野生种与外来品种杂交(荷包红鲤♀ ×湘江野鲤♂ →岳鲤) 4. 不同品系相互杂交(乌克兰鲤就是乌克兰的几个地方品系多年综合
2. 自交:通过自群繁育,选出具有这种优良性状组合的 纯种后代;
3. 选择:在纯种后代中选出超过双亲并超过对照品种的 定型品种
人工杂交和自然杂交的区别
人工杂交能根据育种目标,正确选择亲本(Parents),使亲 本的优良性状最大程度地综合到杂种后代中。因此,人工杂交是 人类有目的地制造变异的重要方法。
W1 w1W2 w2W3 w3W4 w4 表现比双亲耐寒力强
杂交育种的分类
根据亲缘关系不同:
种间杂交 杂交育种
种内杂交
科间杂交 亚科间杂交 属间杂交
近亲交配
非亲缘交配
杂交育种的分类
根据育种的目标不同: 组合育种(常规杂交育种):将双亲控制不同性状
的优良基因随机结合,通过定向选择,育成集双亲 优良性状于一体的新品种;
注意事项
在进行经济杂交时,应该做好如下几项工作: 1. 确定杂种优势的杂交组合 产生杂种优势的亲本必须具备
能杂交,子一代的生产性能(生长、抗病力、成活率) 优于双亲的特点。
在淡水育种中,目前经过国家鉴定并推广的杂交子一代有:
2. 用作亲本的个体种质要纯正 3. 防止子一代(F1)与亲本种群混杂
五、杂交育种的程序
杂交育种的3个阶段 第一阶段:杂交创新阶段 第二阶段:自繁定型阶段 第三阶段: 扩群提高阶段
第一阶段:杂交创新阶段
任务:采用杂交使基因重组,创造理想的杂种优势 子一代;
① 收集有关资料 ② 制定育种目标 ③ 选择杂交亲本 ④ 确定杂交方式 ⑤ 观测杂种性状
注意事项
① 杂交育种的目标应该根据生产实践的要求和现 有水产资源的状况确定;
P: a1a1b1b1c1c1d1d1e1e1…× a2a2b2b2c2c2d2d2e2e2 …
F1:
a1a2b1b2c1c2d1d2e1e2 … 出现杂种优势
三、杂交亲本的选择
亲本选择工作的重要性 杂种后代性状形成的基础 直接影响到育种效果
杂交亲本选择的原则
1. 性状互补,即亲本双方在形状方面所表现出来的优缺点能 够互相补充,以便杂种后代按自由组合规律进行重组,产 生优良杂种;(草鱼和团头鲂杂交)
超亲育种(优势杂交育种):将双亲控制同一性状 的不同微效基因积累于同一杂种个体中,形成在该 性状上超过亲本的类型。
组合育种和超亲育种的比较
相同点: 都是采用杂交和自交(或近亲繁殖)以及选择等手段,
把分别存在于各亲本的优良性状组合到同一个体上
组合育种和超亲育种的异同点
不同点:
1. 遗传机理 组合:基因重组和互作 超亲:基因累加和互作
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