第5章杂交育种

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控制授粉方法
人工去雄或严格隔离：防止自花授粉或天 然异花授粉
去雄方法：人工剪除、温汤杀雄、化学杀 雄等
采粉及授粉要求、最佳时间
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授粉后的管理
挂牌 补充授粉 病虫害防治 及时收获
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二、杂交方式
＊杂交方式： 指一个杂交组合里要用多少亲本，以及 亲本间如何配置的问题
(A × B) × C × D 或 A/B//C/3/D
五交,六交……
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4、循序杂交
也叫添加杂交或阶梯杂交：多个亲本逐个 参与杂交的方式。每杂交一次，加入一个 亲本的性状。添加的亲本越多，杂种综合 优良性状越多，也可能综合不良性状，这 就需要去选择
杂交方式: A/B//C/3/D/4/E……
第一年 A×B A×C A×D A×E A占50%
第二年 ×A ×A ×A ×A A占75%
第三年 第四年
×
×
×
A占75% A占75%
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（4）根据超亲积累与回交结合原理的 聚合杂交（聚合回交）：
第一年 A×B A×C A×D A×E A占50%
第二年 A2×B A2×C A2×D A2×E A占75%
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一、杂交技术 ＊调节开花期 ＊控制授粉 ＊授粉后的管理
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杂交技术：选整穗 温汤杀雄 剪颖壳 套袋 授粉
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调节开花期的方法
分期播种：7-10间隔播种 光温处理：春化或光照处理 栽培技术调节：肥水、中耕等调节
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3、遗传差异原则：
注意亲本间的遗传差异，选用生态类 型差异较大，亲缘关系较远的亲本材 料相互杂交
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不同生态型、不同地理来源、不同亲缘 关系的品种，因亲本的遗传基础差异大， 杂交后代分离较广，选择机会多，易于 选出性状超亲和适应性较强的品种
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三交育种实例
农大17 × 鹅冠168(穗长、晚熟、茎粗壮) F1 × 早洋麦(综合性状好、穗小)
农大45及其选系东方红1,2,3号 (中晚熟、穗大、综合性状好)
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2、双交(double cross)
双交：是指两个单交的F1再杂交，参加 杂交的可以是三个或四个亲本 各亲本遗传组成？？？ (A × B) × (C × D)或A/B//C/D (A × C) × (C × D)或A/C//C/D
第五章 杂交育种
本章重难知识点 杂交育种的理论基础 杂交亲本选配原则 杂交技术与杂交方式 杂种后代的选择方法 杂交育种程序
第一节 杂交育种的重要性 及其理论基础
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一、基本概念
﹡杂交：不同基因型配子结合或相互交配产 生杂种的过程
﹡杂交育种(sexual cross breeding)：通过 人工杂交将两个或两个以上亲本的优良性 状综合到一个个体中，继而从分离的后代 群体中，通过人工选择、培育和比较鉴定， 获得遗传相对稳定、有栽培利用价值的定 型新品种的育种方法
✓ 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，即超亲育种
✓ 基因互作：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
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第二节 亲本的选配
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一、概念
＊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条件
三交、双交、四交、五交…、聚合杂交
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1、三交（three way cross）
＊三交：3个亲本进行的两次杂交 ＊表示为A/B//C，即(A×B)×C：/表示
第一次杂交，//表示第二次杂交，即 先将A、B杂交，A作母本，B作父本， 子一代A/B再与C杂交 ＊如果三交方式为A//B/C，则表示以A 作母本，子一代B/C作父本再次杂交
点 亲本间的互补性状也不宜过多，避免
延长育种年限
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2、适应性原则：
亲本之一最好是能适应当地条件、综合 性状较好的推广品种
北京农业大学对150个国内外小麦推广良种的 系谱分析，双亲为推广品种的有64个，父母本 一方或祖代一方（复交）为推广品种的有74个， 两者总和占调查品种数的94%
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双交育种实例2
华北672 × 辛石麦
(综合性状好,丰 抗三锈,早 产,晚熟,粒小, 熟,粒大 不抗病)
F1
早熟1号 × 华北672
抗三锈,综合 性状好
冬性,晚熟, 抗三锈
× F1
北京10号
(株矮,秆壮,长相好,中熟,抗锈能力有所提高,丰产,粒中等)
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3、四交
四交: 四个亲本先后杂交，
＊中棉12（乌干达4号×邢台6871）、徐州 514（中7×徐州114）
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棉花叶形正交和反交的F1和F2表现
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（二）复交（multiple cross）
又称多亲杂交、复合杂交：涉及三个或三个以 上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交
当单交达不到育种目标，现有亲本缺点不能 完全被弥补；或亲本有突出优点，但缺点一 次不能弥补时
若不以大幅度超亲为目标，为缩短育种年 限，可选择遗传差异不太大的亲本
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4、配合力（combining ability）原则：
杂交亲本应具有较好的配合力
❖ 配合力：亲本与其他亲本结合时产生优良 后代的能力
❖ 一般配合力（General combining ability ）：指某一亲本品种与若干品种杂 交时杂交后代在某个性状上的平均表现
茎秆生长比较集中 丛生性生长类型
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叶片直立光合 功能较高的矮 杆类型
结合母本茎叶 形态特点和父 本较强的光合 功能。穗粒数 超越双亲，千 粒重高，丰产 性强，适应性 广
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碧玛一号的亲本选配
亲本和品 种
蚂蚱麦 ×
碧玉麦
↓ 碧蚂1号
越冬 性
较好
差
中
成熟 期
抗条锈 病
株高
抗倒伏 性
＊鲁棉1号、陕棉4号、豫棉1号、泗棉2号、鄂沙 28、鄂荆92等（亲本之一：岱字棉15）
＊以斯字棉2号的衍生品种为亲本之一，杂交育成 的优良品种有冀棉8号等
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注意
过分强调亲缘关系很远，遗传差异太大， 分离年限很长，降低育种效率
故若以超亲育种为目的，可选择遗传差异 大的亲本
我国杂交育成的冬小麦推广品种的系谱 分析表明（1983），几乎全部都是在杂 交亲本中，使用一个国外品种或有国外 品种亲缘的品种育成的
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棉花杂交育种的经验
＊岱字棉系统、斯字棉系统、乌干达棉系统的遗 传基础复杂，系统来源不同，生态类型差异较 大，从各系统中选择性状较好的品种作杂交亲 本，杂种后代都表现较好
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三、亲本选配的原则
1、互补原则
2、适应性原则
3、遗传差异原则
×
4、配合力原则
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1、互补原则：
双亲都具有较多的优点，没有突出的缺 点，在主要性状上的优缺点尽可能互补
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桂朝2号水稻品种的亲本选配
桂阳矮49号 × 朝阳18号 → 桂朝2号
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＊油菜：206A角果粒数的一般配合力高，是很
多高产组合的亲本；华杂6号双亲的特殊配合 力高
＊优良品种＝优良亲本？？：好品种不一定是个
好亲本，而好亲本最好同时也是个好品种（一 个优良亲本，其配合力高，且自身综合性状也 优良）
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第三节 杂交技术与杂交方式
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5、聚合杂交（Convergent cross）
＊概念：通过多次杂交将多个亲本的优良 性状聚合在一个后代群体中的杂交方式
＊类别：分为最大基因重组、超亲基因重 组、超亲基因重组与不完全回交结合、超 亲基因积累与回交结合的原则进行的聚合 杂交等四种类型
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（1）根据最大重组原理的聚合杂交：
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适应性原则实例
＊徐州142：作为徐州154、徐棉6号、中棉 所12、鲁棉6号的亲本之一
＊邢台6871：作为中棉所12、鲁棉6号和冀 棉10号的亲本之一
＊中棉所10号：作为中375、鲁S2、豫早58 等夏播短季棉的亲本之一
＊这三个品种在黄河流域棉区都曾是丰产性 和适应性较好的推广品种
在采用4个以上亲本进行循序杂交时，一般 要求各个亲本综合性状都较好，且杂交次 序越后，对亲本综合性状水平要求越高
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循序杂交需注意的问题
① 遗传力高的性状先进行杂交 ② 综合性状好的亲本后用于杂交 ③ 当单交亲本之一的优良性状为隐性时，
应将F1自交后再与第三个亲本杂交
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北京5号(中国农科院)
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北京6号(中国农科院)
共73页 北京7号(中国农科院)
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二、亲本选配的重要性
亲本选配是杂交育种成败的关键：亲本 选配得当，杂交后代中就能选育出优良 品种。否则会事倍功半，甚至劳而无获
提供广泛而适宜的遗传基础，创造更多 的选择机会：有利基因一般存在于种内 不同变种、不同品种的不同种质内
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❖ 一般配合力好的亲本，在其配置的各杂交组合 中都能产生较多的、稳定的优良品系
❖ 选择一般配合力高的亲本，在此基础上选择特 殊配合力高的杂交组合，以提高基因的累加效 应，从中选育新品种
❖ 配合力的高低只有通过测配杂交组合，根据后 代的表现才能知道
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（一）单交（single cross）
＊又称成对杂交，用两个亲本进行杂交， 以符号A×B或A/B表示
＊后代遗传比例各占50% ＊适宜于2个亲本性状基本符合育种目标，
优缺点可以互补的情况
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＊正反交（reciprocal cross）：如果称A（♀） /B（♂）为正交，则B（♀）/A（♂）为反 交
每穗粒 数
子粒大 小
中早 感染 中 较弱 多
小
中早 免疫* 中高 较强 少
大
中早 高抗* 较高 中 中多 中大
分蘖 力 中
中弱
中
耐旱 性
较强
较强
较强
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小麦杂交育种的经验
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注意：
主要性状的互补：高产、稳产和优质 在重要性状上，不能有难以克服的缺
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二、杂交育种的重要性
﹡是重要的育种手段之一 ﹡是与其它育种途径相配套的重要程序 ﹡杂交育种可同时改良多个目标性状 ﹡适用于多种繁殖方式作物的品种选育，
更适于自花授粉植物
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三、杂交育种的遗传原理
✓ 基因重组：使分散在不同亲本中控制不同 有利性状的基因组合在一起，形成具有不 同亲本优点的后代，即组合育种
第一年 A×B C×D E×F G×H A占50%
第二年 第三年
×
×
×
A占25% A占12.5%
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（2）根据超亲重组原理的聚合杂交：
第一年 A×B A×C A×D A×E A占50%
第二年
×
×
A占50%
第三年
×
A占50%
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（3）根据超亲重组与不完全回交结合原理的 聚合杂交：
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双交育种实例1
农大183 × 维尔
(综合性状 （秆矮壮,穗 好,不抗病) 大,抗锈病）
1817 × 30983
越冬性强,成 冬性,晚熟, 穗率高,晚熟 抗三锈
F1
×
F1
农大139
(综合性状好，穗较大，成穗率高，抗 锈，越冬性好，分蘖力高，成熟偏晚)
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第三年 A3×B A3×C A3×D A3×E A占88%
第四年 A4×B A4×C A4×D A4×E A占94%
第五年
×
×
A占94%
第六年
×
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＊包括杂交亲本选择和杂交组合配置两方 面的含义
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胜利麦×燕大1817组合中选育 的优良品种
胜利麦×燕大18பைடு நூலகம்7
农大183 农大311 农大36 华北187(原华北农科所) 石家庄407(原河北省农所) 太谷49(原山西农学院) 华北497(原华北农科所) 华北6727(原华北农科所)