第6章回交育種匯編課件

第六章回交育種回交及其遺傳效應(yīng)回交育種及方法回交育種的特點及其應(yīng)用價值本章重難知識點12/6/20231共43頁第一節(jié)回交育種的意義及

遺傳效應(yīng)12/6/20232共43頁一、基本概念＊回交：兩個品種雜交后，子一代與其親本之一再進行雜交，稱為回交

A×BB為輪回親本，A為供體親本F1×BBC1(或BC1F1),BC1×BBC2（或BC2F1

）……＊回交育種：將供體的目標(biāo)性狀通過一次或多次

回交導(dǎo)入受體的育種方法稱為回交育種12/6/20233共43頁輪回親本與非輪回親本用于多次回交的親本稱輪回親本（recurentparent）只在第一次雜交時應(yīng)用的親本稱非輪回親本（non-recurentparent）[（AXB）XA]XA……12/6/20234共43頁受體親本與供體親本有利性狀（目標(biāo)性狀）的接受者，稱受體親本（receptor）；目標(biāo)性狀的提供者，稱供體親本（donor）[（AXB）XA]XA……12/6/20235共43頁二、采用回交育種的條件輪回親本綜合性狀(背景性狀，backgroundcharacter)優(yōu)良，但有個別缺點非輪回親本恰好具有能克服缺點的有利性狀(目標(biāo)性狀，Targetcharacter)

12/6/20236共43頁三、回交育種步驟年次回交程序工作內(nèi)容1AⅹB雜交，A為輪回親本，B為抗病親本，（抗病性為顯性）2F1ⅹAF1與A回交3

BC1F1ⅹA一次回交一代中選抗病株與A回交4BC2F1ⅹA二次回交一代中選抗病株與A回交5BC3F1ⅹA三次回交一代中選抗病株與A回交6BC4F1四次回交一代F1自交并選優(yōu)良抗病株7

BC4F2自交，選抗病株種成株系，選農(nóng)藝性狀優(yōu)良的抗病株系四、回交的遺傳效應(yīng)背景性狀：每回交一次，受體的有利遺傳物質(zhì)較上代增加一半（1-1/2r+1），而供體的不利遺傳物質(zhì)較上代減少一半（1/2r+1）目標(biāo)性狀：不加選擇，則出現(xiàn)的頻率逐代下降直至消失；選擇目標(biāo)性狀攜帶者回交，則下一代受體和供體的遺傳物質(zhì)各一半（一）受體和供體遺傳物質(zhì)在回交后代中所占比例12/6/20238共43頁（二）回交后代中受體基因的純合體頻率回交后代受體基因的純合體頻率：f=(1-1/2r)n控制某性狀的基因?qū)?shù)n越少，回交次數(shù)r越多，回交后代中該性狀純合率越高12/6/20239共43頁（三）相鄰回交世代純合體頻率遞增量性狀受1對基因控制：從回交r-1代到r代，回交后代中純合體頻率的遞增量為1/2r性狀受多對基因控制：隨基因?qū)?shù)的增加，純合體頻率顯著遞增的世代逐步向后推移12/6/202310共43頁回交次數(shù)和涉及基因?qū)?shù)與后代群體內(nèi)具輪回親

本純合基因型個體的%基因?qū)?shù)(n)回交代數(shù)(r)12345678910

150758894979899100-100-100-532451728592969899100-10626527385929698991511338627989949799207285373859296983021439627989949740828537386929650420466882919575931567586931004214668829112/6/202311共43頁五、回交育種工作程序雜交：中選輪回親本和非輪回親本雜交回交：選具有目標(biāo)性狀的回交后代與輪回親本回交自交：回交進行到適宜世代，自交l-2代（次）比較鑒定：評判新品系是否保持著原品種的主要優(yōu)點，有重要缺陷的性狀是否得到改良12/6/202312共43頁第二節(jié)回交育種方法12/6/202313共43頁一、回交親本的選擇1、輪回親本（或受體親本）必須各方面性狀都很好，僅有個別缺點需要改造2、非輪回親本（或供體親本）必須具有改進輪回親本缺點所必須的基因目標(biāo)性狀最好不與某不利性狀基因連鎖被轉(zhuǎn)移基因最好是簡單的顯性基因目標(biāo)性狀以外的基因應(yīng)盡可能與輪回親本相似12/6/202314共43頁二、回交后代的選擇1、被轉(zhuǎn)移的目標(biāo)性狀為顯性(一)質(zhì)量性狀基因的回交轉(zhuǎn)育12/6/202315共43頁非輪回親本輪回親本P乙aabbCC

×

甲AABBccF1AaBbCc×AABBcc

BC1A-B-Cc×

AABBccBC2A-B-Cc×AABBcc

BC3F1A-B-Cc

BC3F2A-B-C-

BC3F3

AABBCC由一對顯性基因控制的性狀轉(zhuǎn)移12/6/2023162、被轉(zhuǎn)移的目標(biāo)性狀為隱性(1)同時進行回交和自交(2)每次回交之前均自交一次12/6/202317共43頁非輪回親本輪回親本P乙aabbcc

х甲AABBCCF1AaBbCcхAABBCCBC3F1A_B_Cc

BC3F2A_B_cc

BC3F3

AABBcc轉(zhuǎn)移一對隱性基因控制的性狀BC1A_B_Cc

cc

хAABBCCA_B_CC（淘汰）

BC2A_B_Cc

cc

хAABBCCA_B_CC（淘汰）

回交流程12/6/202318共43頁非輪回親本輪回親本1乙aabbcc

х甲AABBCC2AaBbCcхAABBCC7A_B_Cc8A_B_cc9AABBcc3-4A_B_Cc

cc

хAABBCCA_B_CC（淘汰）

5-6

A_B_Cc

cc

хAABBCCA_B_CC（淘汰）

轉(zhuǎn)移一對隱性基因控制的性狀回交年限12/6/202319共43頁（二）數(shù)量性狀基因的回交轉(zhuǎn)育與質(zhì)量性狀相比數(shù)量性狀基因的回交轉(zhuǎn)育較困難決定因素：控制性狀的基因數(shù)目和環(huán)境的作用12/6/202320共43頁數(shù)量性狀改良注意：種植群體要大非輪回親本的目標(biāo)性狀要求高環(huán)境影響大時，目標(biāo)性狀鑒定較難多個目標(biāo)性狀基因?qū)霑r，須采用逐步回交法12/6/202321共43頁三、回交次數(shù)決定于輪回親本性狀的回復(fù)：一般4-5次也決定于非輪回親本的目標(biāo)性狀與不利性狀的連鎖程度嚴(yán)格選擇可減少回交次數(shù)12/6/202322共43頁四、回交所需植株數(shù)

㏒(1-a)m≥㏒(1-p)轉(zhuǎn)移基因數(shù)123456概率95%4.310.422.446.39519199%6.61634.571.2146296預(yù)期比例??1/81/161/321/64a:幾率水平p:期望比率12/6/202323共43頁五、回交方法1、逐步回交法（stepwisebackcrossmethod）：當(dāng)目標(biāo)性狀分別來自不同供體時，可將受體與不同供體的回交分步驟先后進行，這種方法稱為逐步回交法

12/6/202324共43頁用回交育種法培育大棍棒

53號小麥的成功實例美國加州大學(xué)12/6/202325共43頁馬?、蠊靼粲么蠊靼糇鬏喕赜H本BC6自交1932年選出抗腥黑穗病的大棍棒35品種先選育抗腥黑穗病的大棍棒3512/6/202326共43頁道遜ⅹ大棍棒用大棍棒作輪回親本BC3F1自交BC3F2用抗腥黑穗病的大棍棒小麥作輪回親本BC5F1自交BC5F21937年選出抗腥黑穗病和抗麥稈蠅的大棍棒小麥再選育抗腥黑穗病和抗麥稈蠅的大棍棒小麥品種抗麥稈蠅12/6/202327共43頁希望×巴特用巴特做輪回親本BC3F1

×大棍棒用大棍棒做輪回親本BC4

用抗腥黑穗病大棍棒做輪回親本BC6

用抗腥黑穗病和麥稈蠅的大棍棒小麥做輪回親本BC8

再自交，于1939年育成了抗三種病蟲害的大棍棒53號育成抗三種病蟲害的大棍棒53號抗稈銹12/6/2023282、回交系譜法＊雜交育種中用系譜法處理雜種后代時，為擴大某一親本對雜種后代的遺傳影響，可用該親本與雜種回交1-2次，然后再改用系譜法繼續(xù)選育＊回交1-2次的不完全回交也稱有限回交法12/6/202329共43頁＊當(dāng)一個優(yōu)良單交種A/B的兩個親本自交系A(chǔ)和B的綜合性狀及配合力都比較好，但各自還具有個別互不相同的缺陷＊

A的缺陷可為B克服，B的缺陷又可被A所克服3、雙回交法12/6/202330共43頁BⅹAF1ⅹABC1ⅹABC2ⅹABC3

BⅹABⅹF1BⅹBC1BⅹBC2BC3BC3F2ⅹBC3F2自交自交F1F2自交選出優(yōu)于雙親的品種每代選種皮柔嫩，具有香味的個體進行回交雙回交法在玉米上的應(yīng)用示意圖12/6/202331共43頁4、聚合回交法（convergentbackcross

method）當(dāng)目標(biāo)性狀來自較多供體時，可將欲改良品種與多個供體同時分別回交幾代，然后再進行聚合雜交，選育出兼具各供體親本所特有的優(yōu)良性狀的改良品種

12/6/202332共43頁（1）根據(jù)超親重組與不完全回交結(jié)合原理的聚合雜交：

第一年 A×BA×CA×DA×EA占50%第二年 ×A×A×A×AA占75% 第三年 ××A占75%第四年 × A占75%12/6/202333共43頁（2）根據(jù)超親積累與回交結(jié)合原理的聚合雜交（聚合回交）：第一年A×BA×CA×DA×E A占50%第二年A2×BA2×CA2×DA2×E A占75%第三年A3×BA3×CA3×DA3×E A占88%第四年A4×BA4×CA4×DA4×E A占94%第五年 × × A占94%

第六年 × 12/6/202334共43頁第三節(jié)回交育種的特點及其應(yīng)

用價值12/6/202335共43頁一、回交育種的特點1、回交育種的有利性

(1)性狀的遺傳變異易于控制(2)回交后代所需群體的容量較小，有利于縮短育種年限(3)有利于打破目標(biāo)基因與不利基因間的連鎖(4)目標(biāo)性狀的選擇易于操作(5)育成品種易于推廣12/6/202336共43頁2、回交育種的局限性(1)只能改良個別性狀(2)限于主效基因控制的目標(biāo)性狀(3)目標(biāo)性狀的遺傳力較低時，難于鑒定識別，不易獲得較好的改良效果(4)回交的每一世代都要進行較大數(shù)量的雜交，

工作量大:

每代所需植株數(shù)m≥log(1-ɑ)/log(1-p)12/6/202337共43頁二、回交育種的其他用途1、近等基因系（near-isolines，NIL）的培育

近等基因系：只有目標(biāo)性狀基因有差異，其它性狀基因相同的兩個群體

12/6/202338共43頁2、培育多系品種將不同的抗病主效基因分別導(dǎo)入同一推廣品種中，育成以該品種為遺傳背景，但具不同抗性基因的多個近等基因系，然后按照需要混合其中若干品系組成多系品種用于生產(chǎn)12/6/202339共43頁3、細胞質(zhì)雄性不育系的培育和恢

復(fù)系的轉(zhuǎn)育12/6/202340共43頁提莫菲維小麥的細胞質(zhì)置換上普通小麥的細胞核提