作物育种学(刘裕强)第五章 杂交育种

（一）系谱法的工作要点
1、杂种一代（F1）： ✓ 主要任务是分辨真假杂种，除掉与母本完全相同的
伪杂种，淘汰具有严重缺点的组合，不进行单株选 择。
✓ 繁殖数量：每一组合的种植株数应按照预期F2群体 的大小及该作物的繁殖系数而定，约数株到数十株。
✓ 播种：按杂交组合排列，点播，组合两旁分别种植 父母本以便比较，淘汰伪杂种。
✓ 播种：将F2当选单株的种子点播成行（系统）， 按组合先后顺序排列。在区带中间种植对照品种。
✓ 收获：将优良系统的中选单株连根拔起，同一行 （系统）内的单株捆在一起，按牌写明行号，按 株分别脱粒保存。
✓ 有的个别系统（株系），到了F3，性状已基本一 致，对表现突出的优良株系，可将其余植株混合 收获，下年提起参加产量鉴定试验。
（A×B）×（C×D）或A/B//C/D （A×C）×（C×D）或A/C//C/D
双交育种成功实例
品种名称：东农124 原代号：东农7742 审定编号：黑审麦2003006 品种来源：（新曙光1号×向4）×（咸农24216 ×阗0001）
新曙光1号×向4 ↓ F1
咸农24216 ×阗0001
✓ 收获：同一组合的单株混合收获，写明行号、组合 名称及编号。不同组合分别脱粒装袋保存。
小麦F1代，株距5cm， 行距30cm，行长1m。
F1场圃收获
2、F2代 (复交F1代)
分离世代 ——选择的关键世代 主要任务：选定优良组合，淘汰不良组合，并从优良组合中选择优良单
株，其中选单株是这一世代工作重点。
相对湿度（%） 90~100 50~70 40左右 30以下 75 90~100
50 15~20
温度（℃） 4 7
10左右 15以下
4 9-5 5 -5 0~1
寿命 10d 10d 1d（室内保存）
94h 7d
1年 1年
（三）授粉后的管理
1、杂交后在穗或花序下挂牌，标明父母本名称； 2、授粉后一、二日及时检查，对授粉未成功的花
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。
三交育种成功实例
品种名称：东农冬小麦1号 原代号：东农024 选育单位：东北农业大学 品种来源：
牡引88-13×Alabaskaja ↓ F1×Norstar ↓
东农冬小麦1号
东农冬小麦1号
（2）双交
2个单交的F1代再杂交（亲本数3个或4个）
60
70
80
90
00
育成年代
小麦 水稻 棉花 玉米
杂交育种案例
小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病 （T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的 高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈 病的小麦（ddtt），怎样才能得到矮秆抗绣 病的优良品种（ddTT）？
杂交育种案例
杂交育种不可缺少的主要环节
选用两个以上的亲本，进行两次或两次以上 的杂交称为复合杂交。
适用于： ✓一是单交杂种后代总体性状未完全达到育种目 标的要求； ✓二是某亲本有非常突出的优点，但缺点也很明 显，一次杂交时其缺点难以完全克服。
复交杂种的遗传基础比较复杂，杂交亲本至少有一个是杂种，因此，F1就表 现性状分离。复交比单交产生的杂种能提供较多的变异类型，并能出现良好 的超亲类型，但性状稳定较慢，所需育种年限较长。
✓ F2或复交一代群体应尽可能大些，原则是种植F2植株数量必须确保获 得育种目标所要求的基因重组和性状的机率要高。
✓ 播种：按杂交组合点播，组合前后分别种植父母本，同时，每逢10或 20行种植一行推广品种作为对照。
✓ 选择单株时，必须考虑不同性状遗传力的大小，一些受环境影响较小的 性状，如株高，以及某些由主效基因所控制的抗病性等，在早期世代遗 传力较大，可以在F2进行选择; 一些受环境影响较大的性状，在早代遗 传力小，不宜作为F2的主要选择依据。
➢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 ；
➢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 ；
➢杂交亲本应具有较好的配合力；
➢双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上优 缺点尽可能互补；
桂阳矮49号
× 昭阳18号
茎秆生长比较集中丛生性 生长类型
将分属于不同品种的、控制不同性状的优良基 因随机结合后形成各种不同的基因组合。通过 定向选择育成集双亲优点于一体的新品种。
杂
遗传机理主要是:基因重组和互作
交
育
种
超亲育种（transgressive breeding）
将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累于 一个杂种个体中，形成在该性状上超过亲本的 类型。
➢在自然条件下，自花授粉作物花粉的寿命比常异花、异花授粉作物为短。 如水稻花粉取下后5 min内、小麦花粉取下后十几分钟至半小时内使用有效， 而玉米花粉取下后2~3 h才开始有部分死亡，其生活力可维持5~6 h的适宜保存条件与寿命
作物
玉米
大麦 小麦 高粱 甘蔗 棉花 烟草 马铃薯
遗传机理主要是:基因累加和互作
亲本选配的重要性：
➢正确选配亲本是杂交育种工作的关键，亲本 选配得当，后代出现理想的类型多，容易选 出优良品种。
➢如果亲本选育不当，即使在杂种后代中精心 选育多年，也是徒劳无功的。可见，选配合 适亲本的重要性。
选配亲本的原则：
➢双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在 主要性状上优缺点尽可能互补；
大 中弱
碧玛1号 中 中早 高抗 较高 中 中多 中大 中
耐旱性 较强 较强 较强
➢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
品种对外界条件的适应性是影响丰产、稳产的重要因 素。杂种后代能否适应当地条件和亲本的适应性关系 很大。
➢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 ；
↓
×
F1
↓
东农124
（3）聚合杂交
当育种目标所要求的性状增加，难以培育出超过现 有品种水平的新品种时，采用不同形式的聚合杂交， 采用复交和有限回交相结合的方法把集中分散在不 同亲本中的优良性状，集中到重点改造的品种中， 使其更加完善，并产生超亲的后代。
第四节 杂种后代的选择
通过正确地选配亲本，并运用适当 的杂交方式，获得杂种以后，应进 一步根据育种目标，在良好而一致 的试验条件下种植杂种种子，并保 证有足够数量的杂种分离群体。在 此基础上，按照不同世代特点，对 杂种进行正确处理，以及严格的选 择、鉴定和评比，最后育成符合育 种目标的新品种。
✓ 收获：入选植株分株收获，稻麦等有分蘖的禾谷类作物连根拔起，将同 一组合的各个单株捆成一捆，并标明行号。在田间选择的基础上，在室 内进行细致的分株考种脱粒，分株保存。并编写组合号、行号和株号。
分离世代单株选择 小麦F2代，分离强烈
3、 F3代 主要任务：是选拔优良系统中的优良单株，若个 别株系性状基本一致，选株后，可将余株混收， 下一年升级鉴定。
复交的一般原则：
综合性状较好、适应性较强及丰产潜力较大的亲本 应安排在最后一次杂交。以便使其核遗传组成在杂 种中占有较大的比例，从而增强杂种后代的优良性 状。
复交的方式
（1）三交 3个亲本进行2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。
一、杂交技术
（一）调节开花期 如果双亲品种在正常播种期播种情况下花期不遇，则需要用调 节花期的方法使亲本间花期相遇。
➢最常用的方法是分期播种；
➢春化特性的作物进行春化处理能促进抽穗；
➢补充光照或缩短光照的处理 ；
➢农业技术措施如控制施肥、调整密度等
低温
未低温处理
郁金香
（二）控制授粉
1、准备用作母本的材料：必须防止自花授粉和天然异花授粉， 为此，需在母本雌蕊成熟前进行人工去雄或隔离，以避免与非 计划内的品种授粉。
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第五章 杂交育种
刘裕强 理科楼A508 yql@
杂交育种的概念
不同品种间杂交获得杂种，继而在杂种后 代进行选择以育成符合生产要求的新品种， 称杂交育种。
第一节 杂交育种的意义
➢ 现在杂交育种仍是主要的育种方法
100 80 60 40 20 0 50
杂交育种育成品种的比例（%）
小麦F3代
4、F4及其以后世代
选择重点为选拔优良系统，从优良系统中选拔优良单 株。优良系统升级进入鉴定圃参加比较试验。参加比 较试验的系统改称品系。
✓ 种植方式同F3，来自同一系统（F2同一行）的几个单 株所组成的几个F4系统称为系统群。系统群中的各系 统间互为互为姊妹系关系。
单交或成对杂交
杂交方式
复交
三交 双交 聚合杂交
（一）单交或成对杂交
两个品种进行杂交称为单交（single cross）或成对杂交，以符 号A×B或A/B表示。A和B的遗传组成各占50%，单交只进行 一次杂交，简单易行，育种时间短，杂种后代群体的规模也 相对较小。
单交组合的两个亲本，如果亲缘关系接近，性状差异较小， 杂种后代的分离不大，稳定较快。反之，则分离较大，稳定 也较慢。
杂交
选择
鉴定
杂交育种的遗传基础
（1） 基因重组综合双亲优良性状：可将不同 亲本的优良基因集中于新品种中。
（2） 基因互作产生新性状 （3） 基因积累产生超亲性状：对数量性状说，
由分散在双亲中的 微效多基因累积在 后代中引起。
第二节 杂交亲本的选配
组合育种（combination breeding）
相同生态型和地理来源的品种遗传基础窄，杂交后代的分 离较小，而不同生态型、不同地理来源和不同亲缘关系的 品种，由于亲本间的遗传基础差异大，杂交后代的分离比 较广，易于选出性状超越亲本和适应性比较强的新品种。