杂交育种

杂交育种
1、杂交育种：通过同种内不同品种间的有性杂交创造新变异，获得杂种，并进一步通过选择培育与比较鉴定而选育出新品种的方法。

2、配合力：一个亲本与其他亲本杂交后杂种一代的生产力或其他性状指标的大小。

3、一般配合力:是指某一亲本品种和其他若干品种杂交后,杂种后代在某个数量性状上的平均表现。

4、
亲本选配的一般原则？
(一)双亲优点多、缺点少，在主要性状上优缺点尽可能互补
(二)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
(三)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
(四)杂交亲本应具有较好的配合力
（一）单交：两个亲本只进行一次的杂交。

杂交程式：A ×B 或A/B
亲本在后代的遗传组成：A，B各占：1/2
特点：简单易行，后代群体规模相对较小，
育种时间短。

F1表现一致，F2出现性状分离。

（二）复交：三个或三个以上亲本进行两次或两次以上的杂交。

特点：遗传基础复杂，复交F1代就表型性状分离；变异类型多，性状稳定较慢，育种年限较长；工作繁琐，杂交量大。

1.三交：三个品种间的杂交。

杂交程式：（A×B）F1×C 或A/B//C
亲本在后代的遗传组成：A，B各占1/4；C占1/2
2.双交：是指两个单交的Fl再杂交。

参加杂交的可以是三个或四个亲本。

①三亲本双交：把一个亲本先分别同其他两个亲本配成单交，再将这两个单交的F1进行杂交。

杂交程式：（A×C）F1×（B×C）F1 或（A/C）//（B/C）
亲本在后代的遗传组成：A，B各占1/4 ；C占1/2
②四品种双交：指先分别用两个亲本配成两个单交
组合，再用这两个单交组合配成双交种的杂交方式。

杂交程式：（A ×C）F1 ×（B ×D）F1 或（A/C）//（B/D）
亲本在后代的遗传组成：A，B，C，D各占1/4
1.系谱法工作要点？
①P亲本选配，配置组合
②F1 点播、组合编号; 评选优良组合, 淘汰不好组合，拔除假杂种、杂株、劣株; 中选组合，分组合混收，脱粒
③F2 按组合点播; 确定优良组合, 选优良单株; 分株收获和脱粒，编号
④F3 F2中选单株点播种株行(系统) ; 选优良系统，再从中选优株; 按系统收中选单株，分株收获和脱粒，编号
⑤F4按系统, 把中选单株点播成系统, 组成系统群, 从优良系统群中选系统, 从中选优良单株; 按系统群、系统, 收获中选单株, 分株收获脱粒, 编号; 少量稳定品系, 进行产量试验
⑥F5-F6同F4，边试验边选择
⑦F7以选拔整齐、稳定的品系，参加产量试验为主，生产试验、繁殖种子、示范推
广
2混合法工作要点？
答：在自花授粉作物的杂种分离世代，按组合混合种植，不加选择，直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时(约在F5至F8)，才开始选择一次单株，下一代成为系统(株系)，然后选拔优良系统进行升级试验。

3系谱法的优缺点？
答：1、优点：定向选择；把握性状优缺点比较全面；及早把注意力集中在少数突出的优良品系。

2、缺点：中选率低：F2严格选择，中选率低，特别对多基因控制的性状，效果更差
工作量大；容易丧失优良重组类型。

4加快育种进程的方法？
答：（一）加速试验进程
1、早代测产：F3代提早测产，对各株系边选株，边测产；
2、越级提升：特优株系，不经鉴定圃试验而升入品比试验；
3、多点试验：优异的品系，尽早多点试验，加速繁殖足够的种子
（二）加速世代进程
1. 异地自然条件(北种南繁、南种北育)加代。

2. 当地自然条件异季就地加代（夏繁加代）。

3. 温室或人工气候箱加代。

5杂交育种程序？
答：原始材料和亲本圃；选种圃；鉴定圃；品种比较试验；区域试验、生产试验和栽培试验
诱变育种
诱变育种：是利用理化因素诱发变异，再通过选择育成新品种的方法。

诱变育种的特点？
答：1、提高突变率，扩大突变谱。

诱变后的突变频率可比自然界的突变频率提高100倍以上，甚至1000倍。

2、改良单一性状比较有效，同时改良多个性状比较困难
3、性状稳定快，育种年限短
4、诱发突变的方向和性质尚难有效控制
辐射处理主要有两种：外照射和内照射。

外照射：是指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部的辐射源。

内照射；将放射性同位素32P、35S等辐射源，引入生物体组织和细胞内进行照射的方法。

致死剂量：照射处理后，植株或种子全部死亡的剂量。

半致死剂量（LD50）：即照射处理后，植株能开花结实存活一半的剂量。

半致矮剂量（D50）：即照射处理后，植株生长受到抑制苗高降低到对照的一半所需的剂量。

临界剂量：即照射处理后植株成活率约40%的剂量。

回交育种
轮回亲本：用于多次回交的亲本称轮回亲本（亲本A）；
非轮回亲本：只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲本（亲本B）。

受体亲本：有利性状（目标性状）的接受者，称受体亲本（亲本A）
供体亲本：目标性状的提供者，称供体亲本（亲本B）
[（A X B）X A] X A……；A3 X B；A×3/BBC1
BC1 回交一次BC1F1 回交一次的一代
BC2 回交二次BC1F2 回交一次自交一次二代
回交亲本选择？
答：轮回亲本（或受体亲本）
①具有良好的农艺性状，只存在个别缺点
②改良后有发展前途
非轮回亲本（或供体亲本）：
①具有改进轮回亲本缺点所必须的优良基因；
②被转移的性状最好是简单的质量性状或具有较高遗传力的性状，性状容易被识别；
③综合性状无严重缺限，整体性状较好；
④目标性状基因最好不与某一不利性状基因连锁
显性单基因的导入：
杂种优势的利用
杂种优势：是生物界的一种普遍现象，一般是指杂种在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于亲本的现象。

自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传稳定的自交后代系统。

一环系：地方品种、品种间杂交种、综合品种从这些原始材料中选育的自交系称为一环系。

二环系：自交系间杂交种后代中选育的自交系称为二环系。

配合力指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力的大小。

特殊配合力：是指两个特定亲本所组配F1在某种数量性状上的表现。

雄性不育系：雌蕊发育正常，而雄蕊败育，不能自交结实的品系或自交系。

在制种时用它作母本不用去雄。

雄性不育保持系：给不育系授粉后，能使其结实，并使其后代仍然保持雄性不育特性的父本品系或自交系。

雄性不育恢复系：给不育系授粉后，能使其后代雄蕊恢复正常的父本品系或自交系。

品种-自交系间杂种品种：是用自由授粉品种和自交系组配的杂种品种，又称顶交种品种。

自交系间杂种品种：
1单交种：用两个自交系组配而成。

A×B
2三交种:是用三个自交系组配而成。

(A×B)×C
3双交种：是用4个自交系组配而成，先配成两个单交种，再配成双交种。

（A×B）×(C×D) 4综合杂交种：是用多个自交系组配而成
高粱是常异花授粉作物中最早成功利用杂种优势的作物同时也是最早利用CMS不育系大面积配制杂种的作物最早的是玉米最成功的的是水稻
杂种优势是由双亲基因互作、基因型与环境互作的结果
杂交种的选育主要包括亲本选育和杂交组合配置两个方面。

中亲优势（%）=(F1-MP)/MP×100% MP=（P1+P2）/2
超亲优势(%)＝(F1-HP)/HP×100% 负向超亲优势(%)＝(F1-LP)/LP×100%
超标优势(%)＝(F1-CK)/CK×100% 杂种优势指数(％)＝F1/MP×100%
利用作物杂种优势的方法及优缺点？
一、人工去雄生产杂种种子
对雌雄异花作物，繁殖系数高的作物，用种量小的作物，花器较大、去雄较易的作物。

优点:配组容易、自由，易获得强优势组合。

缺点：对于小麦、大麦等自花授粉作物，去雄太难，步骤太繁琐，太慢。

二、利用自交不亲和性生产杂种种子
自交不亲和性广泛存在于十字花科、禾本科、豆科、茄科等许多植物中，十字花科中自交不亲和性尤为普遍。

三、利用标志性状生产杂种种子
利用植株苗期的某一显性/隐性相对性状作标志，区别真假杂种，就可以不进行人工去雄而利用杂种优势。

选育（转育）苗期显性性状为父本，或隐性性状的母本。

四、化学杀雄生产杂种种子
化学杀雄利用杂种优势具有配组容易、自由及制种手续简单等特点。

但不宜用于花时较长的棉花、大豆等作物。

用于杂交制种的必须具备以下条件：
1、处理母本后杀伤雄蕊，花粉不育，不影响雌蕊正常发育。

2、处理后不引起遗传变异。

3、方法简便、药剂便宜、效果稳定。

4、对人、畜无害，不污染坏境。

五、F2剩余杂种优势的利用
多基因控制的经济性状在F2分布特征
F2基因型多样性对抵抗逆境具有群体缓冲性，对病虫害具有群体互作抗性
种子成本低廉
六、雄性不育性利用
克服雌雄同花作物人工去雄困难的最有效途径
2、“三系”间的关系及利用“三系”的方法：
1）不育系接受保持系花粉所得的种子仍是不育系。

利用保持系作父本与不育系杂交再生产不育系的过程，称繁殖不育系，需单设隔离区。

2）不育系接受恢复系花粉所得的种子是雄性可育的杂交种。

恢复系与不育系杂交产生杂交种第—代的过程，称杂交制种，所配制的杂交种供大田生产利用其F1代优势。

3）保持系及恢复系自交所得种子，仍是保持系与恢复系。

所以在繁殖不育系与配制杂交种的同时，也就得到了保持系与恢复系，因此，保持系与恢复系不需单设隔离区繁殖。

一、杂种优势利用的基本条件？
答;（一）强优势的杂交组合强优势：既包括产量优势，也包括其他性状的优势，如抗性优势、品质优势等。

（二）异交结实率高大批量生产杂交种低成本生产杂交种
（三）亲本繁殖与杂交制种技术简单易行可靠亲本繁殖（产量与纯度）杂交种种子生产（质量与产量）
二、亲本选育
(一)对杂种亲本的基本要求
杂种的亲本一般为纯系或自交系，不直接用于生产。

基本要求：
1. 纯度高是杂交种高度一致性和稳定性的基础
2. 一般配合力高是产生强优势杂种的遗传基础
3. 优良农艺性状是强优势杂种的基础平台
4. 亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求
(二)杂种亲本的选育
自花授粉作物：直接从品种（系）中筛选（除特殊要求）
常异花授粉作物：2-3代的自交；
异花授粉作物：多代的自交与选择
育种目标
生物学性状：作物本身在生长发育和繁殖后代过程中形成的适应于外界条件的性状，如耐旱性、繁茂性。

经济性状：在人类栽培与选育下形成的符合人类经济需要的性状，如产量、品质、抗倒伏能力
质量性状：作物的相对性状显示质的差异，界限明显，无法用数字计量的性状。

数量性状：作物的相对性状显示量的差异，变异呈连续状态，可以计量，可以用数量表示的性状。

育种目标：是指在一定的自然、栽培、和经济条件下，计划选育的新品种应具备的优良特征特性，也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。

制订育种目标的原则：
立足当前，展望未来，富有预见性；突出重点，分清主次，抓住主要矛盾；目标明确具体，性状指标落实；必须面向特定的生态地区和栽培条件
种质资源
种质资源：指具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型。

作物的起源中心：野生植物最先被人类栽培利用或产生大量栽培变异类型的比较独立的农业地理中心。

初生起源中心：由野生种演变为栽培种的作物最初起源地，称为原生（或初生）起源中心次生起源中心：当作物由原生起源中心向外扩散到一定范围时，在作物本身自交和自然隔离条件下，经过自然选择和人工选择的共同作用，形成新的多样化地区，称为次生起源中心。

瓦维洛夫提出的8个作物起源中心：
中国－东亚中心：大豆、荞麦、茶叶、大麦印度中心：水稻、亚洲棉、绿豆
中亚细亚中心：普通小麦、非洲棉西亚中心：一粒、二粒小麦、黑麦
地中海中心：甜菜埃塞俄比亚中心：小麦、大麦的多种变异类型南美和中美中心：起源作物陆地棉、玉米南美中心：起源作物海岛棉、马铃薯
按其亲缘关系将种资资源分为：初级基因库、次级基因库、三级基因库。

按材料在育种中的实用性可将种质资源分为：地方品种、主栽品种、原始栽培品种、野生近缘种、人工创造的种资资源
国际水稻研究所的稻种资源库便分3级：
(1)短期库。

温度20℃，相对湿度45％。

稻种盛于布袋或纸袋内，可保持生活力2-5年。

(2)中期库。

温度4℃，相对湿度45％。

稻种盛放在密封的铝盆或玻璃瓶内，密封，瓶底内放硅胶。

可保持种子生活力25年。

(3)长期库。

温度-10℃，相对湿度30％，稻种放人真空、密封的小铝盒内，可保持种子生活力75年。

种质资源的保存方法？
答：（一）贮藏保存低温、干燥、缺氧是抑制种子呼吸作用从而延长种子寿命的有效措施。

一般短期库保持种子生活力2-5年，中期库保持15-25年，长期库保持30年以上。

（二）种植保存将种质资源材料分批，每隔一定年限轮流种植一次。

应防止天然杂交及机械混杂，减少环境引起的变异及自然选择作用。

（三）离体保存
用试管保存组织或细胞培养物，如愈伤组织、悬浮细胞、生长点、幼胚、花粉等。

培养物超低温长期保存，可免除继代培养，防止遗传变异。

（四）基因文库技术将连接于载体上的某物种的DNA片段转移到大肠杆菌中，通过大肠杆菌快速无性繁殖，产生大量的生物体中的单拷贝基因备用，这样可长期安全地保存该物种的种质资源。

绪论
作物育种：利用或创造变异，通过人工选择将有利变异固定下来，培育成作物新品种的过程。

品种：作物品种是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要经过人工选育的遗传性状相对稳定一致的某种作物的某种群体。

作物育种学:作物育种学是研究选育及繁殖作物优良品种理论与方法的科学。

作物育种学任务：选育优良品种；繁育优良品种的优质种子。

品种的三个特性：特异性、一致性、稳定性
优良品种在农业发展中的作用？
答：(一)提高单位面积产量
(二)改进产品品质
(三)减轻或避免自然灾害的危害，保持稳产性和产品品质
(四)扩大作物种植面积
(五)有利于耕作制度的改良、复种指数的提高
(六)适应与促进农业机械化发展和劳动生产率的提高
作物的繁殖方式及品种类型
有性繁殖：自花授粉、异花授粉、常异花授粉
无性繁殖：无融合生殖、营养体繁殖
天然异交率：同作物不同品种间的自然杂交，后代中杂种个体所占的比例。

自交不亲和：雌雄蕊发育均正常，能散粉，但自交不结实或结实极少，这种特性称自交不亲和性。

雄性不育性：植株的雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子的特性。

自交系品种：包括从突变中及杂交组合中经过连续多代的自交加选择育成的同质纯和群体。

杂交种品种：指在严格选择亲本和控制授粉条件下生产的各类杂交组合的F１植株群体。

天然异交率%=F1中显性性状个体数×100%
F1总个体数
天然异交率小于等于4% --- 自花授粉作物；天然异交率大于50 ---异花授粉作物；
天然异交率介于5% - 50% ---常异花授粉作物.
自花授粉作物有水稻、小麦、大麦、常见的异花授粉作物有：玉米、黑麦、甘薯、向日葵、常异花授粉作物有棉花、甘蓝型油菜、芥莱型油菜、
异交的遗传效应？
（1）异交形成杂合基因型
（2）异交增强后代的生活力
自交的遗传效应？
1）使纯合基因型保持不变个体纯合，群体同质
2）使杂合基因型的后代发生性状分离
3）引起异花授粉作物后代生活力衰退
引种
广义的引种：广义的引种是指从外地或外国引进新植物、新作物、新品种、品系以及供研究用的各种遗传资源材料。

狭义的引种：从生产的角度来讲，引种系指从外地引进作物新品种，通过适应性试验，直接在本地推广种植。

生态型：一种作物在一定的生态地区范围内通过自然选择和人工选择，形成了与该地区生态环境及生产要求相适应的作物类型。

作物生态型包括：气候生态型、土壤生态型、共栖生态型
根据作物对温度、光照的要求不同：
低温长日性作物——小麦、大麦、油菜
高温短日性作物——水稻、玉米、大豆
低温长日性作物的引种规律
1、原产高纬度地区的品种，引到低纬度地区种植由北向南引生育延长，甚至不抽穗开花
2、原产低纬度地区的品种，引至高纬度地区由南向北引
温度、日照满足，表现生长期缩短。

春季霜冻严重，易遭受冻害。

植株可能缩小，不易获得较高的产量。

高温短日性作物的引种规律
1、原产高纬度地区的品种，引到低纬度地区种植，由北向南引生育缩短，提早成熟，但株、穗、粒变小。

2、原产低纬度地区的品种，引至高纬度地区由南向北引
春播品种表现迟熟，营养器官增大；夏秋播品种，生育期推迟，存在能否安全成熟的问题。

选择育种
单株选择：就是从原始的变异群体中,选择优良个体,分别脱粒,第二年(或下季)分别种成不同小区(每一小区称为一个株系或系统),并以株系为单位进行观察比较。

混合选择：是从原始的变异群体中,选择性状相似的优良个体,混合脱粒,下年混合播种,并对混合种植群体进行比较鉴定,从而选育出新品种或更新种子的方法。

品种的自然变异—选择育种的依据？
答：天然异交引起的基因重组、生态条件的影响、新育成品种的继续分离—剩余变异
单株选择：一次单株选择、多次单株选择
混合选择：一次混合选择、多次混合选择
远缘杂交
远缘杂交:指不同种属或亲缘关系更远的物种间杂交。

远缘杂交的特点？
答：不亲合性，即交配不易成功；
杂种易夭亡，结实率低或不育；
杂种后代分离范围广，时间长，中间类型不宜稳定。

远缘杂交不亲和的原因：
1）花期不遇---时间隔离；
2）花器构造的隔离; 如：亚洲棉×雷蒙德氏棉
3）生理差异的隔离；细胞渗透压，酶的组成，激素和酸碱度等都可阻止外来花粉的发芽。

4）双亲基因组成的差异染色体数目，结构和基因组成的差异
克服远缘杂交不亲和性的方法？
答:1、调节花期，克服花期不遇；
2、选配适当亲本；1）以栽培种为母本；2）以染色体数目多的物种做母本；3）以品种间杂种为母本；4）选花粉渗透性大和倍性低的物种作父本。

3、采用特殊的授粉方式
混合授粉；重复授粉；提前或延迟授粉；射线或紫外线照射。

4、染色体预先加倍法
5、外源激素处理赤霉素
6、利用桥梁种和预先无性接近法
7、植物组织培养
柱头手术、子房受精、试管受精、体细胞融合
倍性育种
概念：倍性育种是指通过染色体倍性及数目上各种变化，来选育新品种或创造新类型的方法。

多倍体植物：凡是体细胞内含有三个或三个以上染色体组的植物。

单倍体育种:人工诱导单倍体,并使其成为纯合二倍体，从中选育出新品种的方法。

单倍体：是指含有配子染色体组的个体。

人工诱导产生多倍体的途径？
1、物理方法：如温度骤变、机械损伤、电离和非电离辐射等。

2、生物因素诱导：利用胚乳培养、体细胞杂交等技术产生多倍体。

3、化学方法：如秋水仙碱、富民隆、吲哚乙酸、氧化亚氮(N2O)等处理。

人工诱导单倍体的途径？
（一）组织和细胞离体培养
通过细胞和组织培养是育种工作中产生单倍体的主要途径。

（二）远缘杂交
通过不同种、属间作物杂交来诱发孤雌生殖是产生单倍体的一条有效途径。

（三）染色体消失
用二倍体普通大麦与二倍体球茎大麦进行杂交，球茎大麦的染色体在有丝分裂过程中逐渐消失，最后形成只具有普通大麦染色体的单倍体。

（四）异质体（异种、属细胞质-核替代系）
普通小麦的细胞质被尾状山羊草的细胞质代替的一个系，其后代产生单倍体频率为1.75%。

（五）孪生苗（双生苗）
一粒种子上长出的2株或多株苗称为孪生苗（双胚苗）或多胚苗。

双胚种子长成的双生苗中有单倍体。

（六）半配合生殖
当精核进入卵细胞后，不发生精核和卵核结合，而是精核和卵核各自独立分裂，并发育成胚，形成代表父本和母本性状的嵌合体。