有性雜交育種

1、第七章第七章 有性雜交育種有性雜交育種知識目標知識目標單交單交回交回交 根據(jù)品種選育目標，有目的地選配遺傳性不同的品種、變種、亞種或種作為親本，通過人工交配使它們的雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生變異的后代，再進行一系列的培育選擇，經(jīng)比較鑒定后，獲得遺傳性相對穩(wěn)定的新品種定型品種，稱為有性雜交育種，也稱為重組育種，是廣泛采用的卓有成效的途徑。1 有性雜交育種的意義有性雜交育種的意義區(qū)區(qū) 別別引種是以品種品種為單位的對已經(jīng)存在的變異的選擇利用；選種是以個體個體為單位的對自然出現(xiàn)的變異的選擇利用；雜交育種是以性狀性狀為單位的對自然出現(xiàn)變異的選擇利用。雜種雜種親本1親本2親本3親本4親本5親本n類 別近 交遠 交

2、指不存在雜交障礙的同一物種內(nèi)，不同品種或變種間的雜交。 指植物學上不同種、屬以上類型間的雜交。 1、雜交可以實現(xiàn)基因重組，獲得變異類型，從而為優(yōu)良品種的選育提供更多的機會。遺傳效果遺傳效果綜合親本的優(yōu)良性狀綜合親本的優(yōu)良性狀改善基因位點間的互作關(guān)改善基因位點間的互作關(guān)系，產(chǎn)生新的性狀系，產(chǎn)生新的性狀打破不利基因間的連鎖打破不利基因間的連鎖新品種新品種雜交雜交選選擇擇 2、有性雜交可廣泛應用于各種授粉方式和繁殖方式的植物。自花授粉作物自花授粉作物有性繁殖作物有性繁殖作物無性繁殖作物無性繁殖作物常異花授粉作物常異花授粉作物 異花授粉作物異花授粉作物子代PF1子代2 雜交親本的選擇和選配雜交親本的選

3、擇和選配親本選擇選配的意義親本選擇選配的意義雜交親本傳遞給雜種的基因是雜種性狀形成的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)。雜交親本傳遞給雜種的基因是雜種性狀形成的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)。有性雜交育種的首要工作就是正確選擇選配雜交親本。是育種有性雜交育種的首要工作就是正確選擇選配雜交親本。是育種成功的重要基礎(chǔ)，從而節(jié)約人力、物力和時間。成功的重要基礎(chǔ)，從而節(jié)約人力、物力和時間。 親本選擇是根據(jù)品種選育目標選用具有優(yōu)良性狀的品種類型作親本選擇是根據(jù)品種選育目標選用具有優(yōu)良性狀的品種類型作為雜交親本。為雜交親本。親本選配是指從中選用那兩個（或兩個以上）親本配組雜交和親本選配是指從中選用那兩個（或兩個以上）親本配組雜交和配組的方式（如

4、決定父母本，多親雜交時那兩個親本先配組配組的方式（如決定父母本，多親雜交時那兩個親本先配組等）。等）。親本選擇的原則親本選擇的原則E明確選擇親本的目標性狀明確選擇親本的目標性狀 E掌握大量原始材料，研究了解目標性狀的遺傳規(guī)律掌握大量原始材料，研究了解目標性狀的遺傳規(guī)律 E親本應具有盡可能多的優(yōu)良性狀和最少不良性狀親本應具有盡可能多的優(yōu)良性狀和最少不良性狀 E重視選用地方品種重視選用地方品種 E親本優(yōu)良性狀的遺傳傳遞力要強親本優(yōu)良性狀的遺傳傳遞力要強 親本選配的原則親本選配的原則z親本性狀互補親本性狀互補z不同類型的或不同地理起源的親本相配組不同類型的或不同地理起源的親本相配組z以具有最多優(yōu)良性

5、狀的親本作母本以具有最多優(yōu)良性狀的親本作母本z質(zhì)量性狀，雙親之一要符合育種目標用質(zhì)量性狀，雙親之一要符合育種目標用z一般配合力高的親本相配一般配合力高的親本相配有性雜交的方式和技術(shù)有性雜交的方式和技術(shù)成對雜交成對雜交 AB 母本（母本（）父本（）父本（） 方法簡便，常用。方法簡便，常用。回交回交多親雜交多親雜交 參加雜交的親本是三個及三個以上，又稱復交參加雜交的親本是三個及三個以上，又稱復交或復合雜交?；驈秃想s交。有性雜交方式有性雜交方式 添加雜交（梯級雜交）添加雜交（梯級雜交） 合成雜交合成雜交 A AB B A AB CB CD D F1（或后代）（或后代）C 單交雜種單交雜種單交雜種單交

6、雜種 F1（或后代）（或后代）D 雙交雜種雙交雜種 F1 注意把具有較多優(yōu)良性狀的親本放在后面添加。注意把具有較多優(yōu)良性狀的親本放在后面添加。一親本可用兩次。一親本可用兩次。多親雜交方式多親雜交方式 添加雜交P1P2F1F1F1PnF1P3P41、參與雜交的親本數(shù)2、參與雜交的次序育種年限的長短受性狀遺傳力的影響3、優(yōu)為隱，先自交先高后低F1F2 PP1F1F1P1P1 回交P2F1P1F1輪回親本非輪回親本OR供體親本多次回交后，回交后代的性狀與輪回親本基本一致有性雜交技術(shù)有性雜交技術(shù) 進行有性雜交應了解或熟知進行有性雜交應了解或熟知繁殖生物學繁殖生物學，如花芽分化、，如花芽分化、性別分化、

7、花器結(jié)構(gòu)、授粉方式、傳粉媒介、雌雄蕊成性別分化、花器結(jié)構(gòu)、授粉方式、傳粉媒介、雌雄蕊成熟進程等。熟進程等。1.親本種株和雜交用花的培育和選擇親本種株和雜交用花的培育和選擇 種株典型、健壯、花期適宜，雜交時選植株、花枝和種株典型、健壯、花期適宜，雜交時選植株、花枝和花蕾等?？膳柙?，便于移動。調(diào)整花期相遇的方法：調(diào)花蕾等?？膳柙裕阌谝苿?。調(diào)整花期相遇的方法：調(diào)整播種、定植期；植株調(diào)整；溫度、光照處理；植物生整播種、定植期；植株調(diào)整；溫度、光照處理；植物生長調(diào)節(jié)劑處理等。長調(diào)節(jié)劑處理等。有性雜交技術(shù)有性雜交技術(shù) 2. 隔離隔離 目的是防止母本的雜交用花接受非目的花粉而發(fā)生目的是防止母本的雜交用花接

8、受非目的花粉而發(fā)生的非目的的雜交；防止父本的采粉花朵被其它近緣植的非目的的雜交；防止父本的采粉花朵被其它近緣植物的花粉污染而發(fā)生的非目的的雜交。物的花粉污染而發(fā)生的非目的的雜交。 常用半透明的紙袋（硫酸紙或羊皮紙）對花枝或花朵常用半透明的紙袋（硫酸紙或羊皮紙）對花枝或花朵進行局部隔離進行局部隔離套袋。此外，有網(wǎng)室隔離（蟲媒花），套袋。此外，有網(wǎng)室隔離（蟲媒花），套紙袋、麥管或特制夾等。套紙袋、麥管或特制夾等。親本種株培育套袋隔離有性雜交技術(shù)（有性雜交技術(shù)（3）3. 去雄去雄 去雄即摘除兩性花植物母本花中的雄性器官，防止因自花授粉而得不到雜交種子。有手工去雄和物理、化學方法去雄（殺死雄蕊或花粉）

9、。4. 授粉授粉 授粉工具如橡皮頭、泡沫塑料頭、毛筆、鑷子等。取父本成熟花粉授到有生活力的母本柱頭上。更換授粉的父本系統(tǒng)前注意工具和手指等的消毒。5. 花粉的采集、貯存和生活力檢驗花粉的采集、貯存和生活力檢驗了解花器構(gòu)造和開花習性 去雄與授粉有性雜交技術(shù)有性雜交技術(shù)6. 標記和登記標記和登記7. 雜交后的管理檢查雜交后的管理檢查隔離物、標牌、種株隔離物、標牌、種株狀況等。狀況等。8. 雜交種子的收獲和雜交種子的收獲和貯存貯存 4 雜交后代的處理雜交后代的處理 通過有性雜交（包括遠緣雜交）所得到的雜種，通過有性雜交（包括遠緣雜交）所得到的雜種，只是基因重組的育種原始材料，即提供了綜合優(yōu)只是基因重

10、組的育種原始材料，即提供了綜合優(yōu)良性狀于同一體的基礎(chǔ)或可能性。優(yōu)良基因型能良性狀于同一體的基礎(chǔ)或可能性。優(yōu)良基因型能否出現(xiàn)和被保留下來，并被純化為優(yōu)良品種，還否出現(xiàn)和被保留下來，并被純化為優(yōu)良品種，還決定于對雜交后代的培育和選擇手段及一系列的決定于對雜交后代的培育和選擇手段及一系列的試驗。試驗。系譜法系譜法多次單株選擇法F F1 1代代 與父本和母本同播比較，鑒別是否假雜種，觀察組合表現(xiàn)，淘汰差組合，淘汰假雜種和顯著不良的單株等。F2F2代代 所留F2代種子按組合分別播種。該代是性狀強烈分離的世代，群體要大，選擇要慎重，優(yōu)良組合（入選率可比一般組合高）中選擇優(yōu)良單株，編號分別自交留種。F3F3

11、代代 F2代入選單株分別播種一個小區(qū)，成株系，5-10株系設(shè)一對照?？衫^續(xù)株選和選擇優(yōu)良株系。F4F4代代 株系或系統(tǒng)群（較穩(wěn)定），可開始品系預試。株系選擇和系統(tǒng)群選優(yōu)或去劣等。F5F5代及后期世代代及后期世代 優(yōu)選株系或品系，去劣，品種比較試驗和生產(chǎn)試驗及區(qū)域試驗等程序?；旌匣旌蠁沃赀x擇法單株選擇法 F1代代F4或或F5代按組合混種，再株選，升級鑒定。適宜代按組合混種，再株選，升級鑒定。適宜于自花授粉植物。但入選系統(tǒng)的歷史和親緣關(guān)系無法考察，于自花授粉植物。但入選系統(tǒng)的歷史和親緣關(guān)系無法考察，取舍較系譜法難。群體規(guī)模也較大。取舍較系譜法難。群體規(guī)模也較大。單子傳代法單子傳代法 混合混合單株選

12、擇法的一種衍生法，適宜于自花單株選擇法的一種衍生法，適宜于自花授粉植物。授粉植物。 另如果另如果F F1 1代優(yōu)勢明確，可升級鑒定，作優(yōu)良一代代優(yōu)勢明確，可升級鑒定，作優(yōu)良一代雜種推廣應用。雜種推廣應用。優(yōu)點：優(yōu)點：1、分離世代群體大，不會丟失最優(yōu)良的基因型；、分離世代群體大，不會丟失最優(yōu)良的基因型；2、選擇效率高；、選擇效率高；3、易獲得對生物有利的性狀；、易獲得對生物有利的性狀；4、適于多系雜種的選擇；、適于多系雜種的選擇；5、可能得到育種目標以外的優(yōu)良類型。、可能得到育種目標以外的優(yōu)良類型。缺點：缺點：1、人工選擇與自然選擇目標不一致的性狀易丟失；、人工選擇與自然選擇目標不一致的性狀易丟

13、失；2、未選擇，存在許多不良基因類型；、未選擇，存在許多不良基因類型；3、雜種后代要求大群體；、雜種后代要求大群體；4、高代選擇工作量大；、高代選擇工作量大；5、親緣關(guān)系無法考證。、親緣關(guān)系無法考證。與混合法比較：與混合法比較：優(yōu)點：優(yōu)點：1、適于株行距大的作物和保護地加代；、適于株行距大的作物和保護地加代；2、F2個體繁殖機會均等，規(guī)模易控制；個體繁殖機會均等，規(guī)模易控制；與系譜法比較：與系譜法比較：優(yōu)點：優(yōu)點：1、減少了、減少了F3、F4分系種植和選擇的工作量；分系種植和選擇的工作量；2、保證了高世代選留單株較多時，仍有大量性狀差異、保證了高世代選留單株較多時，仍有大量性狀差異較大的純育株

14、系供比較選擇；較大的純育株系供比較選擇；缺點：缺點：1、育種目標期望的性狀可能丟失；、育種目標期望的性狀可能丟失；2、親緣關(guān)系無法考證。、親緣關(guān)系無法考證。雜種后代的培育雜種后代的培育 整個選育過程中，提供合適的培育條件，使性整個選育過程中，提供合適的培育條件，使性狀表現(xiàn)充分而可靠，遺傳性差異充分暴露，環(huán)境狀表現(xiàn)充分而可靠，遺傳性差異充分暴露，環(huán)境條件影響降低到最低程度。條件影響降低到最低程度。5 回交育種回交育種雜交后代與其親本之一再進行雜交稱為回交。采用多代回交的育種法稱為回交育種法。多代用以回交的親本稱為輪回親本，只參加一次雜交的親本稱為非輪回親本。適用育種目標：給某些具有綜合優(yōu)良性狀，

15、而有少數(shù)性狀需要改進的品種。具有綜合優(yōu)良性狀的品種作輪回親本，添加的性狀如抗病性、抗逆性、雄性不育性或高營養(yǎng)成分等。該法可縮小所需后代群體的規(guī)模，加速育種進程?；亟粚蟠挠绊懟亟粚蟠挠绊懺鰪婋s種后代的輪回親本性狀增強雜種后代的輪回親本性狀 AB F1 A （F1中中A、B各約各約50%） BC1F1 （BC1F1中中A占約占約75%）增加后代內(nèi)具有輪回親本性狀個體的比率增加后代內(nèi)具有輪回親本性狀個體的比率 回交的代數(shù)越多，則后代內(nèi)具有輪回親本純合基因型的比率越大；回交的代數(shù)越多，則后代內(nèi)具有輪回親本純合基因型的比率越大；但輪回親本優(yōu)良性狀所涉及的基因?qū)?shù)越多，則回交按輪回親本基因但輪回親

16、本優(yōu)良性狀所涉及的基因?qū)?shù)越多，則回交按輪回親本基因型純合進展的速度越慢。型純合進展的速度越慢。 回交育種方法回交育種方法v親本選擇選配特點親本選擇選配特點 輪回親本綜合性狀優(yōu)良，1-2需改進，非輪回親本優(yōu)良性狀突出。vF1代及回交子代處理代及回交子代處理 非輪回親本優(yōu)良性狀是顯或隱性時，步驟不同。v回交的次數(shù)回交的次數(shù) 有限回交和飽和回交（如轉(zhuǎn)育雄性不育系）v回交子代所需種植的群體規(guī)?；亟蛔哟璺N植的群體規(guī)模 主要決定于輪回親本優(yōu)良性狀所涉及的基因?qū)?shù)。 v自交自交 回交停止后具有綜合雙親優(yōu)良性狀的個體自交，純合。6 遠緣雜交育種遠緣雜交育種概念概念 植物學上種以上分類單位之間雜交都是遠緣

17、雜交。近年分為植物學上種以上分類單位之間雜交都是遠緣雜交。近年分為精卵結(jié)合型和非精卵結(jié)合型兩類，包括精卵結(jié)合型和非精卵結(jié)合型兩類，包括有性有性和無性兩種方式。和無性兩種方式。后者如番茄等嫁接組織嵌合體和體細胞雜交（原生質(zhì)體融合）后者如番茄等嫁接組織嵌合體和體細胞雜交（原生質(zhì)體融合）等。等。作用作用 1. 提高植物的抗病性和抗逆性提高植物的抗病性和抗逆性2. 提高蔬菜等植物品質(zhì)提高蔬菜等植物品質(zhì)3. 創(chuàng)造植物新類型創(chuàng)造植物新類型 如蕪菁甘藍、白藍等如蕪菁甘藍、白藍等4. 創(chuàng)造雄性不育新類型創(chuàng)造雄性不育新類型5. 利用雜種優(yōu)勢利用雜種優(yōu)勢 如動物之驢和馬雜交產(chǎn)生騾，蕪菁甘藍等。如動物之驢和馬雜交產(chǎn)

18、生騾，蕪菁甘藍等。遠緣雜交育種的特點遠緣雜交育種的特點雜交不親和性及其克服途徑雜交不親和性及其克服途徑 遠緣雜交通常表現(xiàn)遠緣雜交通常表現(xiàn)不能結(jié)子或結(jié)子不正常（種子少或只有秕子等）的現(xiàn)不能結(jié)子或結(jié)子不正常（種子少或只有秕子等）的現(xiàn)象。是父本和母本的性器官不親和所致。親緣關(guān)系越象。是父本和母本的性器官不親和所致。親緣關(guān)系越遠，此現(xiàn)象越嚴重。遠，此現(xiàn)象越嚴重。 克服辦法克服辦法：染色體加倍；適當選擇選配親本；有性媒：染色體加倍；適當選擇選配親本；有性媒介（如米丘林育成抗寒桃）；混合授粉；重復授粉；介（如米丘林育成抗寒桃）；混合授粉；重復授粉；花柱短截、父本柱頭組織移植；此外有物理和化學方花柱短截、父本柱頭組織移植；此外有物理和化學方法等強化花粉萌發(fā)和花粉管生長。法等強化花粉萌發(fā)和花粉管生長。雜種不育性及其克服途徑雜種不育性及其克服途徑 雜交后代不能長成正常植株雜交后代不能長成正常植株的現(xiàn)象。胚胎培養(yǎng)；改善發(fā)芽和生長條件；嫁接等。的現(xiàn)象。胚胎培養(yǎng)；改善發(fā)芽和生長