[农学]第6章-回交育种.ppt

作物育种学,第六章 回交育种,第一节 回交育种的意义及遗传效应,一、回交育种的概念 回交育种是育种家采用回交的手段改进品种个别性状的一种方法，属于杂交育种的范畴。,第六章 回交育种 . 第一节 回交育种的意义及遗传效应,用于多次回交的亲本，称为轮回亲本（recurrent parent），也是有利性状（目标性状）的接受者，又称受体亲本（receptor）； 第一次杂交时应用的亲本，称为非轮回亲本（non-recurrent parent），也是目标性状的提供者，又称供体亲本（donor）。,第六章 回交育种 . 第一节 回交育种的意义及遗传效应,二、自交及回交群体纯合基因型比率,第六章 回交育种 . 第一节 回交育种的意义及遗传效应,杂合体自交与回交各世代基因型频率的变化,自交或回交，每增加一个世代，纯合体所占的比例增加1/2r，杂合体减少1/2r，纯合速率相同。 不同的是，在自交情况下，纯合体中AA和aa各占一半；回交情况下，全部纯合体均属于相同的aa型。 在多对（n对）基因对合杂的情况下，纯合的速度慢一些，但趋势仍然一样。连续自交，最终导致整个群体分离为2n个纯合基因型；回交使该群体逐渐聚合为同一种纯合基因型（轮回亲本）。,第六章 回交育种 . 第一节 回交育种的意义及遗传效应,第二节 回交育种方法,一、亲本的选择 轮回亲本（改良对象）的选择：要有前瞻性 应选在当地适应性强、产量高、综合性状较好，仅存个别缺陷需要改良，并经数年改良后仍有发展前途的推广品种。,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,非轮回亲本的选择： 具有改进轮回亲本缺点所必须的优良基因； 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； 综合性状无严重缺限，与轮回亲本尽可能相似； 目标性状基因最好不与某一不利性状基因连锁。,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,二、回交育种的方法,（一）质量性状基因的回交转育 1、显性单基因的导入 2、隐性单基因的导入：（1）隔代回交法 （2）自交鉴定逐代回交法 3、多个目标性状基因的导入：（1）逐步改良回交法 （2）聚合回交法 （3）修饰回交,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,原始杂交 轮回亲本A rr RR 抗锈品种B 第一次回交 F1（50%A） Rr rr 轮回亲本A 第二次选株回交 BC1F1（75%A） rr（淘汰） Rr rr 轮回亲本A 第三次选株回交 BC2F1（87.5%A） rr（淘汰） Rr rr 轮回亲本A 第四次选株回交 BC3F1（93.75%A） rr（淘汰） Rr rr 轮回亲本A BC4F1（96.875%A） rr（淘汰） Rr BC4F2 rr（淘汰） Rr RR BC4F3 (rrRrRR) RR 抗性分离 纯合抗病保留,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,显性单基因的导入,二、回交育种的方法,（一）质量性状基因的回交转育 1、显性单基因的导入 2、隐性单基因的导入：（1）隔代回交法 （2）自交鉴定逐代回交法 3、多个目标性状基因的导入：（1）逐步改良回交法 （2）聚合回交法 （3）修饰回交,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,原始杂交 轮回亲本A RR rr 抗锈品种B 自交 F1（50%A） Rr 第一次选株回交 F2 RR（淘汰）Rr（淘汰）rr RR 轮回亲本A 自交 BC1F1（75%A） Rr 第二次选株回交 BC1F2 RR（淘汰）Rr（淘汰）rr RR 轮回亲本A 自交 BC2F1（87.5%A） Rr 第三次选株回交 BC2F2 RR（淘汰）Rr（淘汰）rr RR 轮回亲本A 自交 BC3F1（93.75%A） Rr BC3F2 RR（淘汰）Rr（淘汰） rr 纯合抗病保留,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,隔代回交法,原始杂交 轮回亲本A RR rr 抗锈品种B 第一次回交 F1（50%A） Rr RR 轮回亲本A 自交 BC1F1（75%A） RR Rr 第二次选株回交 BC1F2 RR淘汰 （RRRr）淘汰 rr RR 轮回亲本A 第三次选株回交 BC2F1（87.5%A） Rr RR 轮回亲本A 自交 BC3F1（93.75%A） RR Rr BC3F2 RR淘汰 （RRRr）淘汰 rr 纯合抗病保留,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,二、回交育种的方法,（一）质量性状基因的回交转育 1、显性单基因的导入 2、隐性单基因的导入：（1）隔代回交法 （2）自交鉴定逐代回交法 3、多个目标性状基因的导入：（1）逐步改良回交法 （2）聚合回交法 （3）修饰回交,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,原始杂交 轮回亲本A RR rr 抗锈品种B 一次回交 F1 Rr RR 轮回亲本A 二次回交、自交BC1F1 RRRr RR 轮回亲本A 三次回交、自交BC2F1纯合感病 抗性分离 RR（汰）RRRr RR 轮回亲本A 四次回交、自交BC3F1纯合感病 抗性分离 RR（汰）RRRr RR 轮回亲本A BC4F1 RR Rr BC4F2 RR淘汰 （RRRr）淘汰 rr 纯合抗病保留,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,逐代回交法,二、回交育种的方法,（一）质量性状基因的回交转育 1、显性单基因的导入 2、隐性单基因的导入：（1）隔代回交法 （2）自交鉴定逐代回交法 3、多个目标性状基因的导入：（1）逐步改良回交法 （2）聚合回交法 （3）修饰回交,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,轮回亲本A 供体亲本B 轮回亲本AB供体亲本C F1A F1AB BC1F1A BC1F1AB BCnF1 BCnF1 AB ABC,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,逐步改良回交法,二、回交育种的方法,（一）质量性状基因的回交转育 1、显性单基因的导入 2、隐性单基因的导入：（1）隔代回交法 （2）自交鉴定逐代回交法 3、多个目标性状基因的导入：（1）逐步改良回交法 （2）聚合回交法 （3）修饰回交,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,轮回亲本A供体亲本B 轮回亲本A供体亲本C F1A F1A BC1F1A BC1F1A BCnF1 BCnF1 AB AC ABC,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,聚合回交法,二、回交育种的方法,（一）质量性状基因的回交转育 1、显性单基因的导入 2、隐性单基因的导入：（1）隔代回交法 （2）自交鉴定逐代回交法 3、多个目标性状基因的导入：（1）逐步改良回交法 （2）聚合回交法 （3）修饰回交,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,AB AC AD AE F1A F1A F1A F1A BC1F1 BC1F1 BC1F1 BC1F1 F1 F1 F1,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,修饰回交法,（二）数量性状基因的回交转育,回交导入数量性状基因通常要注意几点： 选择非轮回亲本的目标性状要比预期的更加理想。 回交的后代必须要有相当大的群体，便于选择，防止基因丢失。 最好每回交一次就进行一次自交，即在BCnF2较好株系内选株继续回交。 不强调过多世代的回交，一旦发现具有目标性状，又有轮回亲本综合性状的个体，或具有超越轮回亲本的优良个体，即可终止回交，进行系选。,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,三、回交的次数,回交的次数与许多因素有关： 1、回交次数与要求轮回亲本性状的恢复程度有关 2、回交次数与非轮回亲本目标性状和不利性状的连锁程度有关 3、回交次数与双亲的遗传差异有关 4、严格选择有助于轮回亲本性状的恢复，可减少回交次数 5、如转移的是数量性状，不宜过分强调回交次数,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,如果要求具有目标性状的新品系在其它性状上必须和轮回亲本相一致，一般须进行4次以上的回交和选择； 如果不要求新品系和轮回亲本相一致，并期望超越轮回亲本，只要进行一次或少数几次回交就可以。 轮回亲本基因恢复的频率可用公式（1-1/2r)n加以推算，n为基因对数，r为回交次数。,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,连续回交由轮回亲本引进基因的纯合个体百分率（%）,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,非轮回亲本的目标性状与不利性状无连锁情况，则回交次数可少些；若紧密连锁，则需增加回交次数。 假如用C表示连锁基因的重组率，r表示回交的次数，则通过回交消除与目标性状基因连锁的非目标性状基因的概率公式为：1-(1-C)r,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,不同重组率下经不同次数回交后出现重组类型的频率（%）,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,四、回交所需的植株数,为了确保回交植株带有需要转移的目标性状基因，每一回交世代必须种植足够的株数，可用以下公式计算： mlog（1-）/ log（1-p） m所需的植株数 概率水平 P回交群体中符合需要的基因型的期望比,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,无连锁情况下，回交所需要的植株数,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,问题,假定需转移的基因为2对，其中一对为显性RR，一对为隐性pp，轮回亲本基因型为rrPP，非轮回亲本基因型为RRpp，在回交一代中，需要的基因型RrPp的期望比例为 ，按99%的概率水平要求回交一代的植株不少于 株，由于RrPp和RrPP无法从表现型上区别，而rrPp、rrPP则可区别给予淘汰，因此在逐代回交时可按 对隐性基因的转移方法，必须每次选具R基因的植株 株进行回交，而每个回交后代的植株则必须在 株以上。,第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法,第三节 回交育种的特点及其应用价值,一、回交育种的优越性 1、定向改良。 2、所需群体小。 3、回交和选择通常不受环境条件制约。 4、一经育成，即可提供生产应用。,第六章 回交育种 . 第三节 回交育种的特点及其应用价值,二、回交育种的局限性,1、对品种的改良不可能获得多方面的重大改进，不能创造出多种新性状的品种。 2、被转移的性状必须具有较高的遗传力和便于鉴定、识别，才易于获得较好地效果，若用来改进数量遗传的产量性状，便难收效。 3、每一回交世代一般都必须进行较大数量的杂交工作，这与通常的杂交育种相比，较为费事。,第六章 回交育种 . 第三节 回交育种的特点及其应用价值,三、回交育种的用途,1、改良优良品种的某一个不良性状。 2、在杂种优势利用中通过回交的方法转育不育系。 3、解决远缘杂交中存在的杂种不育和分离世代过