雜種后代的選擇及育種程序.ppt

雜種后代的選擇及育種程序12農(nóng)資韓再軍吳玉波 雜種后代選擇 通過正確地選配親本 并運用適當?shù)碾s交方式 獲得雜種以后 應(yīng)進一步根據(jù)育種目標 在良好而一致的試驗條件下種植雜種種子 并保證有足夠數(shù)量的雜種分離群體 在此基礎(chǔ)上 按照不同世代特點 對雜種進行正確處理 以及嚴格的選擇 鑒定和評比 最后育成符合育種目標的新品種 至于對某些特定性狀 還需要給予相應(yīng)的培育 選擇和鑒定的條件 雜種后代的處理方法中 應(yīng)用較廣的有系譜法和混合法 其他還有從這兩者派生出來的方法 系譜法 這是國內(nèi)外在白花授粉作物和常異花授粉作物雜交育種中最常用的方法 自雜種第一次分離世代 單交F2 復(fù)交F1 開始選株 分別種植成株行 即系統(tǒng) 以后各世代均在優(yōu)良系統(tǒng)中繼續(xù)進行單株選擇 直至選出性狀優(yōu)良一致的系統(tǒng)升級進行產(chǎn)量試驗 在選擇過程中 各世代予以系統(tǒng)編號 以便考察株系歷史和親緣關(guān)系 故稱系譜法 一 系譜法的工作要點以單交雜種為例敘述如下 1 雜種一代 F1 將雜種種子按雜交組合排列 點播以加大種子繁殖數(shù)量 同時便于拔除假雜種等操作的進行 相應(yīng)播種對照品種及親本以便比較 每一組合的種植株數(shù)應(yīng)按照預(yù)期F1群體的大小及該作物的繁殖系數(shù)而定 約數(shù)株到數(shù)十株 用兩個純系品種雜交所得的F1雜種在性狀上是一致的 一般不選單株 主要根據(jù)育種目標淘汰有嚴重缺點的雜交組合 并參照親本淘汰偽雜種 如果雜交親本不純 在F1就發(fā)生性狀分離時 也可以進行選株 如需要選擇單株 則按株單獨收獲 單獨脫粒 并注明單株號 每一當選組合所留的種子數(shù)量 應(yīng)能保證F2有一定株數(shù)的群體 2 雜種二代 F2 或復(fù)交一代 按照雜交組合點播 F2或復(fù)交一代群體應(yīng)盡可能大些 原則是種植F2植株數(shù)量必須確保獲得育種目標所要求的基因重組和性狀的幾率要高 實際上群體的大小應(yīng)該根據(jù)育種目標 親本的遺傳差異的大小 親本數(shù)目多少 雜交方式 組合優(yōu)劣 目標性狀遺傳的特點而定 F2 復(fù)交F1 是性狀開始分離的世代 一個組合內(nèi)植株間在各種性狀上雖然表現(xiàn)的很不相同 但以一個組合來說 抽穗或開花早晚 植株高矮 抗病性好壞等性狀的總的趨勢還是可以看得很清楚的 所以這一世代的工作重點是確定好的組合 淘汰不良組合 在好的組合中選擇優(yōu)良單株 F2所選單株的優(yōu)劣在很大程度上決定其后代表現(xiàn)的好壞 因為來自同一F2單株的后期世代的一些系統(tǒng) 大多具有大體共同的優(yōu)點及相似的產(chǎn)量水平 F2單株是否選得準在很大程度上決定了育種工作的成敗 因此F2 或復(fù)交一代 是選育新品種的關(guān)鍵世代 3 雜種三代 F3 按組合排列 將人選的F2單株點播成行 株行 或稱為從F3代起按系統(tǒng) 株系 進行種植 在田間均勻分布對照品種行 以便比較和選擇 每一個系統(tǒng)都要給予編號 并在生育期內(nèi)記載生育狀況及其他各種性狀 在F3以后各個世代其做法大致類似 F3各系統(tǒng) 株系 的主要性狀表現(xiàn)趨勢已較明顯 所以是對F2人選單株優(yōu)劣進一步鑒定和選擇的重要世代 在F3選擇株系和單株時 可根據(jù)生育期 抗病性 抗逆性及產(chǎn)量性狀的綜合表現(xiàn)進行選擇 在F3有時可出現(xiàn)個別系統(tǒng) 性狀基本整齊一致 而且表現(xiàn)突出 這樣的系統(tǒng)在選擇優(yōu)株以后 可將其余植株混合收獲脫粒 提前參加產(chǎn)量試驗 對于那些落選被淘汰的某些系統(tǒng)中 如果當中仍有優(yōu)良的單株 仍可選留 4 雜種四代 F4 及其以后世代 F4及其以后世代的種植方法同F(xiàn)3 來自同一F3系統(tǒng) 即屬于同一F2單株的后代 的F4諸系統(tǒng)稱為系統(tǒng)群 系統(tǒng)群內(nèi)各系統(tǒng)之間互為姊妹系 一般不同系統(tǒng)群間的差異較同一系統(tǒng)群內(nèi)各系統(tǒng)間的差異大 而姊妹系統(tǒng)間的豐產(chǎn)性 性狀的總體表現(xiàn)等往往相接近 因此 在雜種4代 應(yīng)該首先選擇優(yōu)良系統(tǒng)群中的優(yōu)良系統(tǒng) 并從中選拔優(yōu)良單株 F4選擇系統(tǒng)和選株所依據(jù)的性狀要求應(yīng)更加全面 F5及其以后世代的工作與F4相同 收獲時 應(yīng)將準備升級系統(tǒng)中的當選單株先按行收獲 然后再按系統(tǒng)混收 如果系統(tǒng)群表現(xiàn)整齊和相對一致 也可按系統(tǒng)群混合收獲 以保持相對多的異質(zhì)性和獲得較多的種子 如果某組合種植到F5或F6還沒有出現(xiàn)優(yōu)良晶系 則可不再種植 一般常異花授粉作物的選擇世代可以略延長 二 系譜法的優(yōu)缺點系譜法在世界各國應(yīng)用最廣 歷史較久 一般認為 應(yīng)用這種方法在雜種早期世代 針對一些遺傳力高的性狀連續(xù)幾代選擇 起到了定向選擇的作用 同時每一系統(tǒng)的歷年表現(xiàn)都有案可查 比較容易全面地掌握它的優(yōu) 缺點 而且系統(tǒng)間的親緣關(guān)系十分清楚 有助于互相參證 育種工作者可以及早地把注意力集中在少數(shù)突出的優(yōu)良系統(tǒng)上 有計劃地加速繁殖和多點試驗 系譜法從F2起進行嚴格選擇 中選率低 特別對多基因控制的性狀 效果更差 因而使不少優(yōu)良類型被淘汰 這個方法的另一個缺點是工作量大 占地多 往往受人力 土地條件的限制 不能種植足夠大的雜種群體 使優(yōu)異類型喪失了出現(xiàn)的機會 混合法 一 混合法的工作要點混合法的工作要點是 在白花授粉作物的雜種分離世代 按組合混合種植 不加選擇 直到估計雜種后代純合百分率達到80 以上時 約在F5 F8 才開始選擇一次單株 下一代成為系統(tǒng) 株系 然后選拔優(yōu)良系統(tǒng)進行升級試驗 根據(jù)上述情況 混合法要求混播群體比較大 同時代表性要廣泛 即每世代收獲和播種的群體應(yīng)該盡可能包括各種類型的植株 到選擇世代 人選的株數(shù)應(yīng)盡可能多些 甚至可達數(shù)百乃至上千 選擇無需太嚴格 主要依靠下一代的系統(tǒng)表現(xiàn)予以嚴格淘汰 衍生系統(tǒng)法 一 衍生系統(tǒng)法的工作要點由F2或F3一個單株所繁衍的后代群體分別稱之為F2或F3衍生系統(tǒng) 這一方法是在F2或F3進行一次株選 以后各代分別按衍生系統(tǒng)混合種植 而不加選擇 對衍生系統(tǒng)進行測產(chǎn) 測定結(jié)果只作參考 淘汰明顯不良的衍生系統(tǒng) 并逐代明確優(yōu)良的衍生系統(tǒng) 直到產(chǎn)量及其他有關(guān)性狀趨于穩(wěn)定的世代 F5 F2 再從優(yōu)良衍生系統(tǒng)內(nèi)選擇單株 下一年種成株系 從中選擇優(yōu)良系統(tǒng) 進行產(chǎn)量比較試驗 直至育成品種 二 衍生系統(tǒng)法的優(yōu)缺點衍生系統(tǒng)法兼具系譜法和混合法的優(yōu)點 又在不同程度上消除了兩法的缺點 和系譜法相比 衍生系統(tǒng)法在早代選株 按株系種植 育種家可以盡早獲得優(yōu)良株系 發(fā)揮了系譜法的長處 采用系譜法要連續(xù)在系統(tǒng)內(nèi)選擇單株 選株太多會增加工作量 選少了又可能損失一些優(yōu)良基因 而采用衍生系統(tǒng)法不會使所處理的材料 在若干世代內(nèi)增加太多 又可在系統(tǒng)內(nèi)保存較大的變異 彌補了系譜法的缺點 和混合法相比 衍生系統(tǒng)法在早代選株后 即按衍生系統(tǒng)混合種植 保存變異 在早期世代 以大大減少工作量 這保留了混合法的優(yōu)點 又由于分系種植 可以減少在混播條件下群體內(nèi)出現(xiàn)不同類型間的競爭問題 這又是混合法所難與比擬的 另外 采用衍生系統(tǒng)法能集中精力在有希望的材料中進行選擇 可以減少在選擇世代大量選株的工作量 也能提早選擇世代 比混合法可縮短年限 單子傳法 一 單籽傳法的程序用兩個親本雜交 得到F1 經(jīng)自交得到F2 在F2植株的每一株上或大量選株上各取一粒種子進級到F3 在F3每株仍取一粒種子進級到F4 再用同法進級至F5 F6代 直到所需要的世代 一般進級到F6時便可進行單株收獲 在F7種成株行 F7的株行數(shù)等于F2的選擇株數(shù) 在F7株行系統(tǒng)間要認真選擇 中選系統(tǒng)分別混收 進行產(chǎn)量比較試驗 二 單籽傳法的優(yōu)缺點單籽傳法的目的 首先是在育種過程中 盡可能保存雜種群體的遺傳變異的多樣性 雜種群體F2分離大量遺傳變異 通過單籽傳法 在后繼各個世代盡可能保存該 F2 群體的遺傳變異 直到F7成為品系 每個品系是原來F2的一株后裔 另外 單籽傳是加速雜種群體世代進展的有效途徑 用這方法 可以在最小面積 利用最少量的力 產(chǎn)生大量的株系或品種 供進一步比較試驗用 但和一般系譜法相比 單籽傳法也有缺點 因其只根據(jù)當代的表現(xiàn)型進行選擇 而缺乏對后代株行或株系的鑒定 因此 雖然能一年繁殖兩三代 但品系的純化和穩(wěn)定情況不及系譜法 由于對家系的選擇機會少 缺少田間評定 所以得到的品系在進行產(chǎn)量比較試驗時 產(chǎn)量表現(xiàn)差的可能性較大 而且在全過程中只經(jīng)一次選擇 不得不保留較多的品系進行產(chǎn)量比較試驗 后期的工作量也是很大的 另一缺點是缺乏系內(nèi)選擇 單籽傳法和混合法存在很大區(qū)別 如果在F2有500個植株 單籽傳至F6 仍然保留有這500株所形成的500個系 如果用混合法 每代混合收獲 并抽樣混合加代至F6時 就已無法證所留存的群體是當年F2全部植株的后裔 也不能再區(qū)分它們是否來自相同或不同的F2植株 雜交育種程序 整個雜交育種工作的過程 包括下列幾個內(nèi)容不同的試驗圃 并形成一定的工作程序 一 原始材料圃和親本圃原始材料圃種植從國內(nèi)外搜集來的原始材料 分類型種植 每份種幾十株 應(yīng)該不斷引入新的種質(zhì) 豐富育種材料的基因庫 有目的地引進具有豐產(chǎn) 抗倒伏 抗病蟲害和優(yōu)質(zhì)等特性的材料 根據(jù)育種目標 選擇材料進行重點研究 以便選作雜交親本 重點材料連年種植 一般料可以室內(nèi)保存種子 分年輪流種植 這樣不但可以減少工作量 并且可以減少引起混雜的機會 從原始材料圃中每年選出合乎雜交育種目的的材料作為親本 種于親本圃 雜交親本應(yīng)分期播種 便花期相遇 并適當加大行株距 便于進行雜交 小麥原始材料圃的苗期 親本圃 二 選種圃種植雜交組合各世代群體的地段稱選種圃 有時也將種植Fl F2的地段稱雜種圃 采用系譜法時 在選種圃內(nèi)連續(xù)選擇單株 直到選出優(yōu)良一致的品系升級為止 F1 F2按組合混種 點播稀植 肥力宜高 從F2開始 當選單株種成株行 小株作物每10 20行 中株作物每5 10行種一行對照 必要時 可在每一組合的前后種植親本 三 鑒定圃主要種植從選種圃升級的新品系 條播 種植密度接近大田生產(chǎn) 進行初步的產(chǎn)量比較試驗及性狀的進一步評定 由于升級的品系數(shù)目很多 而每一品系的種子數(shù)量較少 所以鑒定圃的小區(qū)面積較小 重復(fù)2 3次 多采用順序排列 每隔4區(qū)或9區(qū)種一對照區(qū) 每一晶系一般試驗1 2年 產(chǎn)量超過對照品種并達一定標準的優(yōu)良一致品系升級至品種比較試驗 少數(shù)再試驗一年 其余淘汰 鑒定圃 每一小區(qū)為一體系 四 品種比較試驗種植由鑒定圃升級的品系 或繼續(xù)進行試驗的優(yōu)良品種 品種數(shù)目相對較少 小區(qū)面積較大 重復(fù)4 5次 在較大面積上對品種的產(chǎn)量 生育期 抗性等進行更精確和詳細的考察 由于各年的氣象條