第八讲杂种优势

4 基本观点：
b2
基因型杂合位点的贡献要大于
b2
基因型纯合位点，
即，a1a2 > a1a1 或 a2a2
不足之处：
排除了客观存在的等位基因显/ 隐性关系。忽视了显性基因的 作用。
➢ 根据超显性假说，杂种优势 来源于基因的杂合状态，一 旦纯合，优势便会消失。
杂交优势育种—— “为什么杂交亲本要求选配亲
与杂种优势度量方法有关
负向优势
正向优势
3、杂种优势的度量方法
中亲优势 （mid-parent heterosis）
Hm = (F1-MP) / MP100%
注：MP = (P1+ P2 ) /2
超亲优势 （over-parent heterosis）
Hp = (F1-Ph) / Ph 100%
14
普通烟草（Nicotiana tabacum） 早 熟
德国学者 Kolreuter 报道烟草种 间杂交种具有杂种优势
×
优 质 晚 熟
早 熟 优 质
种间杂交种
心叶烟草（ Nicotiana glutinosa）
豌 豆
Ｍendel 在豌豆杂交试验中， 首先提出杂种活力（Hybrid vigor）术语。
传的组分。
• 亲本纯合度越高，性状差异越大 • F1代杂种优势越强，F2代衰退越严重
F1
一般只能利用F1，不能利用F2
F2
每播种一代，都需重新制种
Fn
【关键技术问题】杂种一代制种
※F1种子量要大※
杂种F2产量性状的衰退表现(玉米)
二、优势育种与杂交育种的比较
缘关系远的，地理来源和生 态类型差别大的自交系？”
两种假说比较
【两者的相似之处】
–都立论于杂种优势来源于双亲基因间的相互关系. 【两者的不同之处】
–显性假说：杂种优势是双亲显性基因间互补 –超显性假说：杂种优势是由于双亲等位基因间互作
事实上，生物不同性状的杂种优势可能是由于上述的某一 个或几个遗传因素共同造成的。
因间的互补，杂交种就
能发挥出超过亲本的强
大生长势。
29
25
36
不足之处：并非“所有显性基因都控制好性状，而隐性基因控 制不良性状。” 如：人的神经胶症基因，显性时，严重智力缺陷，多发性肿瘤， 年轻时死亡。
B、超显性假说
3
a1
b1
a2
×
a1
b1
a2
1
2
a1
a2
a1a2 1+3=4
b1
b2
b1b2 2+4=6
H——杂种优势 h----为显性效应 d----为加性效应
M—中亲值
aa
M
Aa
AA
h
-d
+d
h—由于显性效应引起的与中亲值的离差，h大小决定显性程度 d——距中亲值正向（+）或负向（-）的加性效应理论值
加性效应可以固定遗传，显性效应是基因处于杂合状态时才有 的，不能固定遗传。这种方法可以反映杂种优势的遗传本质。
其它：上位性假说
a1
b1
a2
b2
×
a1
b1
a2
b2
不同等位基因之间的相互作
用，导致杂种优势。
a1
b1
×
×
a2
b2
显性、超显性假说
数量性状的多个微效基因的 基因型值的累加
√ 显性效应：基因位点内等 位基因之间的互作效应， 可以遗传但不能固定的遗 传因素，是产生杂种优势 的主要部分。
√ 加性效应：是指基因位点 内等位基因的累加效应， 上下代可以稳定遗传，又 称为“育种值”。
over-parent
12
10
mid-parent
Low-Parent
8
更有生产和实践意义
High-Parentover-standard
Commercial or Standard
6
4
2
0
Female
Hybrid
Male
CK
3、杂种优势的度量方法
超标优势（over-standard heterosis）
4、杂种优势的遗传学机制
•达尔文经过近10年研究（1866 1876年），发现异交有益，自交有 害，并认为杂种优势的产生是不同遗 传成分的有机体杂交后的结果。
母本 杂交种 父本
显性假说和超显性假说的提出
A、显性假说
√
×
×
A
b
a
×
A
b
a
√
A
b
a
B
√
√ 基本观点：
B
B
有利的显性基本抑制隐
性的不利作用，通过基
自交使群体内纯合体比率增加；而杂交使群体内杂合体比率增加
利用杂种优势选育用于 生产的杂交种品种的过 程叫优势杂交育种，简 称优势育种（heterosis breeding）
母本
杂交种
父本
2、杂种优势的深入解析
【外在表现】长势好、产量高 抗病强、品质优
【内在表现】生理代谢稳定 生理作用增强
2、杂种优势的深入解析
一、概 念
自/近交衰退和杂种优势是同一遗传现象的不同表现形式。
杂
杂交种品种F1植株在生活力、
生长势、抗逆性和丰产性等
方面超过双亲的现象
交
自 多数异花授粉植物连续自交
/ 近
/近交多代，出现生长势及
交 抗性减弱，生活力下降，经
济性状退化，产量降低
杂种优势
遗传效应
自/近交衰退
显性是自交衰退和杂种优势现象的基础
第八讲 优势杂交育种 Heterosis breeding
❖ 杂种优势育种的概念与利用价值 ❖ 杂种优势育种的一般程序 ❖ 杂交种子的生产 ❖ 雄性不育系的选育利用 ❖ 自交不亲和系的选育与利用
第一节 杂种优势的概念和应用概况
有关骡子杂种优势的记载，要追 溯到1400多年前《齐民要术》中 的有关文字描述“ …马复驴所生 骡者，形容壮大，弥复胜马…”。
常规杂交育种中，杂种后代的处理
•
择注
利
用
重
加
百度文库
对
性 效
数
应
量
与 部
性
分
状
上
的
位
效
选
应
F2及以后世代杂种优势的衰退
F1群体 基因型的高度杂合
自
表型的整齐、一致性
由
授
粉 基因重组
F2群体
性状分离 基因重组
优势消失
强杂种优势
➢ F1的性状除了基因的加性效应外，最主要的是由显 性效应和非等位基因的上位效应所决定的，是非遗
H＝（Fl-CK）／CK
【CK 】对照（标准）品种的平均值
杂种优势指数（index of heterosis）
H=Fl／[ (P1+P2)/2]×100%
杂交种某一数量性状的平均值与中亲值的比值
离中优势 以遗传效应来度量杂种优势
H=[Fl—(1/2)(P1＋P2)]／[(1/2)(P1－P2)]=h/d
√ 上位性效应：不同基因位点的非等位基因之间相互作用所
产生的。
控制数量性状表现
显性效应、加性效应、上位效应对遗传改良的作用
✓加性、加性+上位性效应 部分也可在上下代遗传
，并经选择而被固定
✓显性、显性+上位性效应 与杂种优势的表现有关，在
低世代时会在一定程度上影
✓显性、显性+上位性效应 响数量性状的选择效果。