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文档简介

第四节 作 物 育 种 方 法,一、引种 二、系统育种 三、杂交育种 四、杂种优势的利用 五、其他育种方法 六、生物技术在育种中的应用,四、杂种优势的利用,(一)杂种优势的概念,指杂交种品种F1表现出的某些性状或综合性状对其亲本品种(系)的优越性。,(二)测定杂种优势的方法,为了便于研究和利用杂种优势 , 通常采用下列方法度量杂种优势的强弱。 1、中亲优势 (mid-parent heterosis)指杂交种 (F1) 的产量或某一数量性状的平均值与双亲 (P1与 P2) 同一性状平均值差数的比率。计算公式为 : 中亲优势 = F1 (P1+P2)/2/ (P1+P2)/2 100%,(二)测定杂种优势的方法,2、超亲优势 (over-parent hetemsis) 指杂交种(F1)的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本(HP) 同一性状平均值差数的比率。计算公式为 : 超亲优势 = (F1HP)/ HP100% 有些性状在 F1可能表现出超低值亲本 (LP)的现象,如这些性状也是杂种优势育种的目标时,可称为负向的超亲优势。计算公式为 : 负向超亲优势 =(F1LP)/LP100%,(二)测定杂种优势的方法,3、超标优势 (over-standard heterosis) 指杂交种 (F1) 的产量或某一数量性状的平均值与当地推广品种 (CK) 同一性状的平均值差数的比率。也有称为竞争优势的。计算公式为 : 超标优势 = (F1CK)/ CK 100%,1. 自花授粉作物和常异花授粉作物 利用杂种优势的方式主要是品种间杂交 去雄困难,(三)不同繁殖方式作物 利用杂种优势的特点,2. 异花授粉作物 要经过连续多代自交、分离、选择,育成纯合的、性状优良的自交系,配制自交系间杂交种。 3. 无性繁殖作物 进行有性杂交后,从杂种一代中选择优良单株进行无性繁殖。,(四)自交系的选育与改良,为了充分发挥杂交种的优势,制种所用的亲本必须是高度纯合的。但异花授粉作物的品种,实际上是一个杂合群体,遗传基础较复杂 ; 同时在品种群体中,隐性基因常被显性基因所掩盖,其不良性状不易显现。通过人工自交 , 不仅可使基因型纯合,而且使性状发生分离,经过严格选择,可使优良性状得到积累和加强。,(四)自交系的选育与改良,自交系就是经过多年、多代连续的人工强制自交和单株选择所形成的、基因型纯合的、性状整齐一致的自交后代,它主要为杂交制种提供亲本。,(四)自交系的选育与改良,1、自交系的选育 选育自交系是异花授粉作物和常异花授粉作物利用杂种优势的第一步工作。 自交系 (inbred line) 是杂交种的亲本 , 一般不直接用于生产 , 而只在生产商品杂交种时使用。对自交系的基本要求如下 :,(四)自交系的选育与改良,基因型纯合,表现整齐一致 具有较高的一般配合力 具有优良的农艺性状 与繁殖制种有关的性状优良 自交系的花粉量大,散粉畅 自交系自身产量高 自交系雌雄花期协调,结实性好,(四)自交系的选育与改良,2. 自交系选育过程,选育自交系的原始材料 地方品种和推广品种 各类杂交种 综合品种和人工合成群体 种植原始材料,种植原始材料,选择30至50株,人工套袋自交,综合性状良好的植株,继续套袋自交,通过4-6代连续选株自交,就可以育成自交系。,(四)自交系的选育与改良,在自交系存在个别缺点时,对自交系进一步改良,多采用回交改良方法。,(四)自交系的选育与改良,(五)杂种优势利用的途径,人工去雄:难度大,成本较高,但因种植F1时种子用量不大,而收益较高,可行性大。 化学杀雄:不同植株生殖器官发育非同步性、气候因素的不稳定性,会对化学杀雄效果的稳定性产生影响,这种方法不被广泛采用。 利用自交不亲和性:十字花科、禾本科、豆科等 雄性不育性:植物中雄蕊败育或不能产生正常花粉,但雌蕊能接受外来花粉而结实。,五、其他育种方法,诱变育种 倍性育种 远缘杂交育种,(一)诱变育种:,利用物理和化学因素诱导农作物发生变异,通过选择培育出新品种。,物理诱变的方法: 用不同种类的射线处理,如X射线、中子射线等,应用最多的是射线。 射线具有很高的能量,能打断DNA分子中的某些化学键,引起基因突变或染色体变异。,化学诱变的方法: 用一些药剂处理试验材料。 一些药剂如5-溴尿嘧啶和5-氨基嘌呤是碱基的类似物,能取代正常碱基连接到DNA长链上,再次复制时产生错误配对而形成突变。,诱变处理部位的选择,1.种子 2.绿色植株 3.花粉 4.子房 5.合子 6.营养器官 7.组织培养物,诱变处理后的选育,1、诱变的当代植株为M1,不选择。,其主要原因:由于辐射和化学试剂使M1存在着生物学损伤,植株生长较差。,2、M2的种植与选择 (1) M2的种植:根据收获种子的方式按处理点播 (2) M2的选择:是选择的关键世代。,倍 性 育 种,人工诱发植物染色体数目发生变异,以其所产生的遗传效应为根据的育种技术。,染色体组:一个属内,各个种特有的、维持生物体生存最低限度数目的一组染色体。,多倍体的概念,染色体基数:一组染色体组内的染色体数目以X表示 高粱 X=10 小麦 X=7 棉属 X=13 玉米 X=10 甘薯 X=15 豌豆 X=7 稻属X=12,二倍体: 体细胞具有两组染色体组的生物体 一粒小麦 2n=2X=14 水稻 2n=2X=24 玉米 2n=2X=20,多倍体:体细胞具有3个或3个以上染色体组 的生物体。 二粒小麦 2n=4X=28 普通小麦 2n=6X=42 陆地棉 2n=4X=52,1.产生同源多倍体,获得植物某些器官的巨大型。 2.创造异源多倍体,克服远缘杂交的困难,综合远缘种、属植物的优良性状。 3.诱导异源多倍体,作为种属间的遗传桥梁,进行基因转移或渐渗。,多倍体的育种意义,人工诱导多倍体的途径和方法,物理因素诱导: 温度骤变 机械创伤 电离和非电离辐射 离心力等 化学因素诱导: 化学药剂:秋水仙素;富民农;吲哚乙酸 方法:浸渍法;滴液法;注射法;涂抹法,异源多倍体小黑麦 三单倍体甜菜和三倍体西瓜 同源四倍体黑麦,同源四倍体葡萄,人工诱导多倍体在生产上的应用,远缘杂交育种,不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间杂交。 属间杂交:玉米高粱;水稻玉米; 小麦大麦;小麦黑麦 种间杂交: 陆地棉海岛棉;普通小麦硬粒小麦 亚种间杂交(亚远缘杂交) : 籼稻梗稻,远缘杂交的意义和作用,1.将异源种属植物有利性状引入栽培作物品种 2.创造新物种 4.诱导单倍体 5.有效的利用

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