第二章 選擇育種原理與方法

第二章選擇育種原理與方法 第一節(jié)選擇育種的原理第二節(jié)選擇與選擇方法第三節(jié)選擇育種的程序 第一節(jié)選擇育種的原理 問(wèn)題 為什么說(shuō)選擇是品種改良的中心 分析 1 植物變異的層次分析和觀賞植物品種改良的現(xiàn)狀2 引種與馴化3 選擇育種4 雜交育種5 誘變育種與輻射育種6 倍數(shù)性育種 多倍體與單倍體育種 7 生物技術(shù)育種 分子育種 不同育種方法同選擇的關(guān)系 選擇育種的原理 一 選擇育種的類(lèi)型 1 種源選擇種源 一批種子或苗木等繁殖材料的原產(chǎn)地 產(chǎn)地 一批種子或苗木等繁殖材料的生產(chǎn)地點(diǎn) 區(qū) 種源試驗(yàn) 將不同種源的種植材料 在一定區(qū)域內(nèi)按田間試驗(yàn)要求進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)的過(guò)程 種源選擇 通過(guò)種源試驗(yàn)為某一用種地區(qū)選擇優(yōu)良種源的過(guò)程 2 個(gè)體選擇 即選擇優(yōu)良個(gè)體的過(guò)程 它分混合選擇與基因型選擇二種類(lèi)型 3 芽變選擇 芽變是體細(xì)胞突變的結(jié)果 利用芽變 從中選擇出優(yōu)良品種的過(guò)程即為芽變選種 選擇育種的原理 二 選擇育種的原理 1 群體選擇原理群體選擇實(shí)際上是改變被選群體的基因型頻率 由此改變?nèi)后w的基因頻率 優(yōu)良的群體即為優(yōu)良基因頻率高的群體 2 個(gè)體選擇原理利用個(gè)體的優(yōu)良基因型 不管是混合選擇還是基因型選擇 關(guān)鍵是取得優(yōu)良的基因型 并由此通過(guò)有性繁殖或無(wú)性繁殖使之成為一個(gè)優(yōu)良的品種應(yīng)用于生產(chǎn) 選擇育種的原理 三 影響選擇效果的主要因素 R Sh2 iph2 s為選擇差 i為選擇強(qiáng)度 P為標(biāo)準(zhǔn)差 1 被選性狀的遺傳力遺傳力是性狀的遺傳傳遞能力 但它的估值受環(huán)境影響 因此 選擇需要在一致的環(huán)境條件下進(jìn)行 比較 2 被選群體的大小與變異程度 幅度 3 選擇率的大小4 選擇的方法 采用多性狀選擇不是單性狀獨(dú)立選擇 選擇育種的原理 選擇差 selectiondifferential 入選樹(shù)木平均值與林分平均值有一個(gè)差值 S 即 S Xs Xp選擇響應(yīng) response 入選全個(gè)體的子代均值 Xo 與同年齡親本林分均值 Xp 的差值 R 即 R Xo Xp遺傳增益 geneticgain G 選擇響應(yīng)除以親本群體的平均值 G R X 100 選擇強(qiáng)度 selectionintensity i 選擇差除以親本群體的標(biāo)準(zhǔn)差 P 所得的值 即標(biāo)準(zhǔn)化的選擇差 i S P 性狀正態(tài)分布與入選個(gè)體分布圖 P P 選擇強(qiáng)度 i 與群體大小和入選率 選擇差與株數(shù)間的關(guān)系 一 人工選擇 人工選擇 artificialselection 是根據(jù)人們的需求 從混合群體中選擇符合需要的個(gè)體 或類(lèi)型 是人類(lèi)創(chuàng)造新品種的重要手段 它有別于自然選擇 1 人工選擇的目標(biāo)是滿足人們對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)或數(shù)量的需求 2 人工選擇的選擇強(qiáng)度高 且局限于少數(shù)入選個(gè)體間的交配 繁殖 經(jīng)多個(gè)世代連續(xù)選擇后 必然會(huì)導(dǎo)致選擇群體的遺傳基礎(chǔ)變窄 3 人工選擇多為高強(qiáng)度選擇 往往能在短期內(nèi)取得顯著進(jìn)展 而自然選擇多要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的歷史才能產(chǎn)生新的物種 選擇和選擇方法 第二節(jié)選擇和選擇方法 二 選擇類(lèi)型 以群體為對(duì)象的選擇 不論是自然選擇 還是人工選擇 一般可分為如下3種選擇類(lèi)型 1 穩(wěn)定性選擇 stableselection 是有利于中間型的選擇 數(shù)量性狀的平均值不變 選擇的結(jié)果 淘汰了遠(yuǎn)離平均數(shù)的表型個(gè)體 使群體遺傳組成發(fā)生變化 2 定向性選擇 directionalselection 與穩(wěn)定性選擇相反 是對(duì)表現(xiàn)型分布的某一極端個(gè)體進(jìn)行的選擇 選擇的結(jié)果導(dǎo)致群體遺傳組成的定向變化 3 多向性選擇 disruptiveselection 是按兩個(gè) 或兩個(gè)以上方向的選擇 是不利于中間的選擇 最后形成分離的兩個(gè)群體 選擇和選擇方法 1 穩(wěn)定性選擇 2 定向性選擇 3 多向性選擇 圖1選擇的基本類(lèi)型 三 選擇方法 1 混合選擇和單株選擇混合選擇 根據(jù)育種目標(biāo) 從群體中按表現(xiàn)型挑選符合要求的一批個(gè)體 或淘汰不符合要求的一批個(gè)體 且對(duì)選擇出來(lái)的個(gè)體不分單株 混合采集種子或穗條 混合繁殖和造林 混合選擇只依據(jù)表現(xiàn)型 不作遺傳測(cè)定的選擇 屬表型選擇 phenotypicselection 單株選擇 individualselection 是譜系清楚的選擇 是根據(jù)入選標(biāo)準(zhǔn) 從群體中挑選優(yōu)良個(gè)體 分別采種或采條 單獨(dú)繁殖 單獨(dú)鑒定的選擇 因單株選擇的譜系清楚 可通過(guò)子代測(cè)定的結(jié)果對(duì)親本進(jìn)行的再選擇 即可以進(jìn)行所謂的后向選擇 backwardselection 單株選擇是根據(jù)遺傳測(cè)定林中子代或無(wú)性系的表現(xiàn)進(jìn)行的選擇 屬遺傳型選擇 genotypeselection 選擇和選擇方法 CG混代IF混 WYZU NRTM 表PHQD合表HJG合 STU PR OLJ擇DQ擇 VI選現(xiàn)MLN選 KEA子EBC FBDA 子 代 現(xiàn) 圖遺傳力 選擇方法與選擇效果 2 家系選擇 家系內(nèi)選擇 配合選擇和無(wú)性系選擇 家系 family 親本通過(guò)有性繁殖所得到的全部子代連同親本統(tǒng)稱(chēng)為家系 半同胞家系 half sibfamily 指僅具有一個(gè)共同親本的家系子代總稱(chēng) 全同胞家系 full sibfamily 指具有共同雙親的家系子代總稱(chēng) 無(wú)性系 clone 由同一植株通過(guò)營(yíng)養(yǎng)繁殖所產(chǎn)生的群體 稱(chēng)為一個(gè)無(wú)性系 對(duì)繁殖成無(wú)性系的最初植株 稱(chēng)為無(wú)性系原株 ortet 無(wú)性繁殖出來(lái)的植株稱(chēng)為無(wú)性系分株 ramet 選擇和選擇方法 2 家系選擇 家系內(nèi)選擇 配合選擇和無(wú)性系選擇 家系選擇 familyselection 把家系作為一個(gè)單位 依據(jù)按家系平均值大小進(jìn)行的選擇 家系內(nèi)選擇 withinfamilyselection 根據(jù)家系內(nèi)個(gè)體表型值距該家系平均表型值的離差大小選擇個(gè)體 配合選擇 combinedselection 在優(yōu)良家系中選擇優(yōu)良單株過(guò)程或優(yōu)良種源中選擇優(yōu)良單株等 從子代測(cè)定林中挑選優(yōu)良家系內(nèi)的優(yōu)良個(gè)體作為下一代選育的親本 這種選擇方法稱(chēng)為前向選擇 forwardselection 無(wú)性系選擇 clonalselection 通過(guò)無(wú)性系對(duì)比試驗(yàn) 評(píng)選出優(yōu)良無(wú)性系的過(guò)程 無(wú)性系選擇充分利用了植株的加性效應(yīng) 顯性效應(yīng)和上位效應(yīng) 無(wú)性系選擇增益大 方法簡(jiǎn)單 家系選擇 家系內(nèi)選擇和配合選擇以及無(wú)性系選擇都屬單株選擇 遺傳型選擇 選擇和選擇方法 3 多性狀選擇 multipletraitsselection 大多數(shù)的樹(shù)種改良計(jì)劃都要求同時(shí)改良幾個(gè)性狀 選擇性狀的多少 影響選擇效果 一般來(lái)說(shuō) 改良單個(gè)性狀取得的效果要比多個(gè)性狀大 也比多個(gè)性狀快 選擇和選擇方法 表選擇性狀數(shù)目與選擇率 選擇強(qiáng)度的關(guān)系 多性狀選擇的方法 1 連續(xù)選擇法 tandemselection 先對(duì)一個(gè)最重要的性狀進(jìn)行選擇 直到達(dá)到育種目標(biāo) 再開(kāi)始第二個(gè)性狀的選擇 2 獨(dú)立淘汰法 independentculling 對(duì)每個(gè)選擇性狀規(guī)定一個(gè)最低標(biāo)準(zhǔn) 如果候選個(gè)體各性狀都符合標(biāo)準(zhǔn) 就可入選 否則不能入選 3 選擇指數(shù)法 selectionindex 一種綜合選擇的指標(biāo) 即把選擇的每個(gè)性狀都按其相對(duì)經(jīng)濟(jì)重要性和不同性狀間的表型相關(guān)與遺傳相關(guān) 通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行適當(dāng)加權(quán) 形成線性關(guān)系組合 綜合評(píng)分法是針對(duì)多性狀選擇時(shí)采用的 可以按不同性狀的重要性給一定的分?jǐn)?shù) 最后按分?jǐn)?shù)進(jìn)行選擇 選擇和選擇方法 選擇性狀數(shù)目與選擇率 選擇強(qiáng)度的關(guān)系 選擇和選擇方法 4 多世代選擇 要實(shí)現(xiàn)預(yù)定的育種目標(biāo) 往往要經(jīng)歷多個(gè)世代的改良 輪回選擇 recurrentselection 是多世代改良中通常采用的選擇方法 是指在連續(xù)的多個(gè)育種世代中 對(duì)選擇個(gè)體進(jìn)行交配制種 建立子代測(cè)定林 從測(cè)定林中進(jìn)行配合選擇 即選擇優(yōu)良家系中的優(yōu)良個(gè)體 再交配制種 如此反復(fù)循環(huán) 使所需基因頻率不斷提高 遺傳增益一代比一代高 5 直接選擇與間接選擇 直接選擇 directselection 就是直接根據(jù)改良性狀進(jìn)行的選擇 間接選擇 indirectselection 就是根據(jù)與改良性狀的相關(guān)性狀或指標(biāo)進(jìn)行選擇 性狀的早期選擇實(shí)際上也屬間接選擇 一般認(rèn)為 生長(zhǎng)速度 木材密度 纖維或管胞長(zhǎng)度 樹(shù)干通直度等性狀受遺傳控制較強(qiáng) 早期選擇是可行的 選擇和選擇方法 hjrgjmhm PjGjGmPm 6 芽變選擇 芽變是利用植物體在栽培過(guò)程中發(fā)生的體細(xì)胞突變 在長(zhǎng)期無(wú)性繁殖的樹(shù)種容易產(chǎn)生芽變 在林木選擇育種中利用芽變育成的品種少 而在果樹(shù) 花卉上較多 芽變的鑒定 A 直接鑒定法 直接檢查遺傳物質(zhì) 即染色體 B 間接鑒定法 經(jīng)無(wú)性繁殖后比較鑒定 芽變的有效性必需經(jīng)過(guò)生產(chǎn)測(cè)定 第三節(jié)選擇育種的程序 一 育種目標(biāo)的確定育種目標(biāo) 為改良現(xiàn)有品種或創(chuàng)造新品種所要求達(dá)到的目的與指標(biāo) 1 抗逆性 包括抗蟲(chóng)性 抗病性以及抗污染能力等2 適應(yīng)性 指適應(yīng)于特定環(huán)境的能力3 生長(zhǎng)性狀 主要指植株的生長(zhǎng)量 4 其它性狀 如種實(shí)性狀等 二 選擇育種程序 林木遺傳改良的基本程序是 通過(guò)種源試驗(yàn) 選擇優(yōu)良種源 再?gòu)膬?yōu)良種源中選擇優(yōu)良林分 從優(yōu)良林分中選擇優(yōu)良單株 通過(guò)子代測(cè)定 選擇優(yōu)良