育种计划的一部分.doc

第五章 作物育种目标与品种资源知识目标：了解品种的作用、制订育种目标的原则、种质资源的重要性，掌握品种、品种的特征特性、种质资源的收集、保存、研究与利用的方法与技能。技能目标：学会品种资源的调查方法。重点难点：重点：品种的概念、品种资源的含义，种质资源的收集、保存、研究与利用的方法与技能。难点：品种资源的调查方法。教学方法：讲授法，结合多媒体教学。学时数：4第一节 作物品种在生产中作用一、品种的概念(一)品种的概念作物品种是人类在一定的生态和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的某种群体；这种群体具有相对稳定的遗传特性，在生物学、形态学及经济性状上的相对一致性，在相应地区和栽培条件下，在产量、品质和适应性方面符合生产要求。有如下特性：l、品种是人工进化，即育种的产物，是重要的农业生产资料；2、作物品种在植物分类上属于一定的种及亚种，但不同于分类学上的变种；3、作物品种有其所适应的地区范围和耕作栽培条件；4、作物品种只能在一定的历史时期起作用。所以要不断的选育新品种。（二）作物品种类型农作物品种的三个基本要求：特异性：本品种具有一个或多个不同于其它品种的性状；一致性：折指同品种内植性状整齐一致；稳定性：指繁殖或再组成本品种时，品种的特异性和一致性不变。依据繁殖方式、种子生产方法、遗传基础、育种特点和利用形式等，分以下类型：1、自交系品种（纯系品种）：用系谱法育成的遗传背景相同、基因型纯合的后代。指标：具有亲本纯合基因型的后代植株数达到或超过87，即理论亲本系数为0.87。类别：自花传粉作物品种；异花传粉作物的自交系品种；无融合生殖的后代所育成的品种。2、杂交品种：指在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。特点：基因型高度杂合，表现很高的生产力。类型：异花传粉作物杂交品种；自花传粉作物杂交品种；常异花传粉作物杂交品种。3、群体品种：用混合法育成的遗传基础比较复杂的植物群体。特点：群体内植株基因型的不一致性。类型：异花传粉作物的自由传粉品种、综合品种；自花传粉作物的杂交合成品种；多系品种。4、无性系品种：由一个或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成。特点：基因型由母体决定，表现型和母体相同。类型：薯类和果树品种；单性生殖产生种子繁殖的后代。二、优良品种在生产上的作用良种：指优良品种和优质种子。在农业生产上的主要作用是1、提高单产：一般增产20-30；2、改进品质；3、保持稳产；4、扩大种植面积；5、有利于改制和农业机械化发展。三、优良品种的科学使用（一）依据品种适应的生态条件，科学选用适宜品种；（二）依据品种应用的时限性，科学选用适宜品种；（三）依据品种的典型性，科学选用适宜品种；（四）依据品种合理布局与合理搭配原则，科学选用适宜品种。第二节 育种目标育种目标：对所选育品种的要求。即在一定地区的自然、耕作栽培及经济条件下，所要育成新品种应具备的一系列优良性状的指标。重要性：1）是育种工作的前提2）是育种工作成败的首要关键。一、作物育种的主要目标：1、高产：1）产量构成因素 禾谷类作物；棉花；大豆、油菜。2）合理株型:是高产品种的生理基础。禾谷类作物：矮杆或半矮杆，株型紧凑、茎叶所形成的冠层、能充分地利用阳光。棉花:株型紧凑、主茎和节间较短，果枝与主茎夹角小，叶片大小适中，着生直立。矮化育种是株型育种的突破口。收获系数（经济系数）：指经济产量与生物产量之比。可作为高产育种的一项选择指标。如稻麦为50。3）高光效：是高产品种的生理基础。高光效育种：以提高光合效率为目标的遗传改良叫_。经济产量=（光合能力光合面积光合时间呼吸消耗）经济系数2、优质：1）谷物品质（1）碾磨品质：糙米率、出粉率等。（2）加工品质：如稻米的蒸煮品质（出饭率、柔软性、色泽和食味等）；小麦的加工品质（烘烤品质、蒸制馒头的品质等）（3）营养品质：蛋白质的含量、赖氨酸的含量等。注意：啤酒大麦品质特点之一是低蛋白质含量。2）棉花纤维品质：影响纺纱、织布等。纤维长度、细度、强度和成熟度等。3）食用油品质：包括含油量和油的营养价值。油菜：含油量高、亚油酸高，低芥酸、低亚麻酸大豆：含油量高、亚麻酸含量低，适当提高蛋白质含量。3、多抗：从经济学和生物学的观点考虑：要求品种对病虫害有相对抗性，即在病虫害发生时，能把病原菌数量和虫口密度降低到经济允许的范围内。对不良环境的抗性：抗旱性和抗寒性等。4、生育期适宜：决定品种的种植地区。注意：1）产量与生育期有明显的正相关：2）选育品种的生育期要充分考虑当地无霜期的长短，保证既能充分利用生长条件，又能正常成熟。5、有广泛的适应性：指对生态环境有广泛的适应性。1）有利于大面积推广；2、有利于在不同年份和不同地区保持稳产。适合机械化操作： 株型紧凑、秆壮不倒、生长整齐、成熟一致，结实部位适中、不落粒；棉花苞叶自然脱落等。二、制定育种目标的原则：1、国民经济需要和生产发展的前景。有充分的预见性；要求不能太高。2、突出主要目标，主次有别、协调改良。当地推广品种有待改进和提高的性状。3、育种目标要具体可行。1）有明确的指标性状 2）明确各性状及其组成因素所要达到的目标 体现目标性状因地、因时而异。4、要面向特定的地区和栽培条件。第三节 品种资源一、品种资源的概念及作用品种资源：用以培育新品种的原始材料，包括现有品种和近缘野生植物。又叫原始材料，国际上多采用品种资源这一名词。种质资源：把一切具有一定种质或基因的生物类型总称为_。如品种、类型、近缘种、野生种、无性器官、花粉、单个细胞等。1、种资资源是一种重要的自然资源；2、育种成效的大小，决定于所掌握种资源数量的多少和对其研究的深入程度；五十年代，发现利用了矮脚南特水稻矮源，育成大批高产抗倒良种，称为第一代绿色革命；七十年代发现利用了野败型雄性不育籼稻种资，使杂种优势利用取得突破性成就。称为第二代绿色革命。3、丰富多彩的种质资源在作物产量、品质、抗逆性等的改良上，常起关键作用；育种工作的实质是对各种各样的种质资源，以各种方式进行加工、改造和利用。二、品种资源的分类、收集、保存、研究和利用工作方针：广泛征集，妥善保存；深入研究，积极创新，充分利用。（一）类别：1、地方品种：特点 对当地条件的适应性，具有特定的经济价值。2、主栽品种：特点 丰产性好、适应性广，是育种的基本材料。3、原始品种：往往要到人不易到达的地区才能搜集到。特点：抗逆性较强。4、野生近缘种：与作物近缘的杂草、栽培类型与野生类型间的各级类别等。特点：具有作物所缺少的某些抗逆性。通过基因工程利用。5、育种材料：指哪些具有某些特殊优点的育种中间材料。特点：利用特殊优点。（二）收集：1、必要性：新的育种目标要有更丰富的种质资源才能完成；为满足人口增长的需要，必须不断发展新作物；很多宝贵资源大量流失，急待发掘保护；（自地球上出现生命至今，约有99以上物种已不复存在，按目前状况，将有15-20的物种会消失。为保存新品种广泛的遗传基础，必须利用广泛的品种资源。2、收集方法：有计划地组织国内外的考查收集；种质资源征集：收集样本要求_一定的代表性、资料齐全。3、收集材料的整理：对照现场记录、初步整理归类，并以科学登记和编号；进行简单分类，确定材料的亲缘关系和生育特性。（三）保存 维持样本一定数量、生活力、遗传特性，以供研究和利用。1、保存的范围：用于遗传育种研究的种质；可能灭绝的稀有物种；有利用价值但未被发现利用的种质；教育教学上有用的种质。2、保存方式：种植；贮藏；离体保存；基因文库技术（用人工的方法从生物体内抽取大量DNA，用限制性内切酶切成许多DNA片断，通过大肠杆菌繁殖，产生大量拷贝基因）（四）研究利用1、性状鉴定研究农艺性状 生育期、形态、产量等。生理生化特性（抗逆性、抗病虫等）品质性状（营养品质、加工品质等）2、利用直接从中选出优良个体育成新品种；用于杂交育种亲本或人工诱变材料。课堂小结：一、品种作用；1、品种概念 2、品种作用二、育种目标1、概念；2、制定原则。三、品种资源工作方针、资源类别、收集方法、保存方式、研究利用等。作业：P95 （1）-（9）第六章 引种与选择育种知识目标：掌握引种的一般规律、引种的原理，选择育种的概念及特点，熟悉选择育种的基本原理和育种程序。了解其它选择育种程序。技能目标：学会选择育种技术。重点难点：重点：引种的一般规律和原理，选择育种的概念及特点，选择育种的基本原理和育种程序。难点：引种的原理、选择育种的基本原理。教学方法：讲授法，结合多媒体教学。学时数：4第一节 引种广义的引种，是指从外地区（不同的农业区）或外国引进新的植物、新作物、新品种以及为育种和有关理研究所需要的各种品种资源材料。狭义的引种，则是指从外地区或外国引进作物新品种（系），通过适应性试验，直接在本地区或本国推广种植。一、引种的意义和原理（一）引种的意义引种与其它育种方法相比，所需时间短，见效快，节省人力物力，是一种最经济地丰富本地植物种类的育种方法。1、丰富当地的作物类型、品种和种质。2、加速新品种、新种质的利用和推广。（二）引种的基本原理：1、引种的气候相似性原理地区之间，在影响作物生长的主要气候因素上，应相似到足以保证作物品种相互引用成功时，引种才有成功的可能性。如美国的棉花、意大利的小麦引种到我国长江流域成功。它的片面性：强调气候条件，而且主要是温度条件。2、引种的生态条件相似和生态型相似性原理生态因素：对作物的生长发育有明显影响、直接为作物所同化的因素叫_。其中气候因素是首要的。生态环境：生态因素综合作用扬构成的复合体，叫。生态地区：对于一种作物具有大致相似的生态环境的地区称。生态类型：具有相似遗传适应性的一个品种类群称为。生态条件相似的地区相互引种容易成功。（三）引种的影响因素：重点是温光和作物发育特性。1、温度：温度升高，能促进作物生长发育，提早成熟；考虑小麦的春化阶段。2、光照：一般光照充足，有利于作物生长。但在发育上不同作物有不同反应。我国光照长度变化规律：春分秋分 北方长于南方；秋分春分 北方短于南方。3、作物发育特性：根据作物对温度和光照要求不同，分二大类：低温长日照作物_如小麦、油菜等。高温短日照作物_水稻、玉米、棉花、大豆等。4、纬度、作物发育特性与引种关系（1）纬度相同地区间引种较易成功；（2）北种南引：低温长日作物、高温短日作物。（3）南种北引：同上。5、海拔：每升高100M，气温降低0.6度，相当于向高纬度推进10 。6、栽培水平、耕作制度等。二、引种规律（一）低温长日作物引种规律：1、北种南引：生育期延长，营养器官加大，超过一定范围不能抽穗；2、南种北引：生育期缩短，植株矮小，不易高产，易受冻害。3、冬播区春性品种引到春播区作春播用，有的可以成功；表现早熟、穗大粒多。如长江流域小麦在西藏春播成功。但春播区春性品种引种到冬播区冬播，迟熟、结实不良、易受冻害。4、高海拔地区冬作物品种偏冬性，引到平原地区不能适应；而平原地区冬作物品种引到高海拔地区春播，有适应的可能性。（二）高温短日照作物引种规律：1、北种南引：明显早熟，产量很低；2、南种北引：春播品种（如早稻），迟熟；夏播或秋播（如晚稻）迟熟，后期不能安全成熟。3、高海拔引向低海拔，早熟；低海拔引向高海拔，迟熟。（三）作物对环境敏感度与引种关系：高温短日性作物大体可以分为三类_1、敏感性作物：如大豆、南北相互引种不宜超过1-2纬度；2、迟钝性作物：如花生、甘薯等，东西、南北相互引种范围较大；3、中间性作物:水稻、玉米、棉花、麻类等，介于以上二者之间。三、引种的程序和方法：（一）程序1、引种材料的搜集 2、引种材料的检疫 3、引种试验 ：a观察试验 b品种比较试验 c区域试验 d栽培推广 （二）方法1、引种的目标要明确2、加强种子的检疫和检验工作 3、先试验、示范、再推广4、引种与选择相结合。第二节 选择育种一、基本概念及特点：选择育种：根据育种目标，利用现有品种中的自然变异进行的育种叫。是所有作物育种的基本方法。主要通过个体选择及后代试验进行的，又称系统育种。对自花传粉作物来说，又称纯系育种。特点：是作物育种中最基本、最简易、最快速的方法。局限性：变异率低、不能有目的创造变异以；对品种改进提高幅度有限。二、选择育种的基本原理：（一）纯系学说的主要论点：（约翰逊1903年提出）1、在自花传粉作物的原始品种群体中，选择是有效的；2、在同一纯系中继续选择无效。意义：自花授粉作物纯系育种的理论基础；又指导常异花授粉作物的系统育种和异花授粉作物的自交系选育。同时又为区分遗传变异和环境变异提供了科学的方法。（二）品种群体中自然变异及其利用：1、自然变异的原因：1）天然杂交引起的基因重组；2）自然变异：基因突变；环境改变引起的变异；3）新育成品种群体中性状的分离。2、自然变异的利用：1）直接利用：在良好的遗传基础上出现的某些优良变异，选择利用能很快育成符合生产要求的良种。2）间接利用：个别特殊优良的变异，但其它性状欠佳，可用作杂交育种的亲本。三、性状的选择与鉴定：（一）选择选择就是选优去劣，选择育种就是从自然变异的群体中，根据单株的表现型挑选符合生产需要的基因型，使选择的性状稳定地遗传下去。选择是创造新品种和改良现有品种的重要手段。任何育种方法，都要通过诱发变异、选择优株和试验鉴定等步骤，因此，选择是育种过程中不可缺少的环节。1、单株选择法目前育种工作最常用的方法。单株选择法根据选择的次数可分为：（1）一次单株选择法：就是从原始群体中只进行一次单株选择，经过比较、鉴定，育成新品种。（2）多次单株选择法：在一次单株选择的后代中，当选个体的基因型仍然是异质结合，有的植株遗传性状还不稳定，继续出现分离，再在其中选择优良的变异单株(单穗)，分别收获，脱粒、种植，进行比较鉴定，选优去劣。这样重复几次，直至性状一致时，再与对照品种进行比较，以选出优良新品种。 单株选择法的优缺点：第一 选择效果较好。单株选择不仅在选择当年根据个体的表现进行选择，而且在第二年是按入选的单株分别播种的，能对单株后代的表现来加以鉴定，这样对上代所选单株是否属于遗传的变异，可以看得很清楚，故能将在当年偶然表现优良的单株，在后代的鉴定选择中加以淘汰。单株选择虽然是根据表现型进行的，但选择的基础却是放在基因型上的，所以说单株选择法的选择效果较好。第二 需要的时间较长，人力较多。单株选择选到的单株需分别处理种植，比较费工，而且选出的新品种都是从一个单株得来的，每代种子数量不多，必须经过繁殖所需要的时间也就要长些，同时对选择技术要求比较严格。2、混合选择法在原始群体中根据育种目标选出一定数量的优良单株，混合脱粒、保存，第二年将入选的种子，播在小区内，并设对照品种与原始群体相邻种植，进行比较鉴定。 混合选择法根据选择的次数也分为：（1）一次混合选择法：按上述方法对原始群体只进行一次选择，第二年便将混合选择的种子与原始群体及对照品种相邻种植，进行比较 。此法多应用于自花传粉作物群体品种类型。（2）多次混合选择法：从原始群体中进行一次混合选择后，在以后几代比较鉴定的同时，在表现较好的小区中再进行二次、三次或更多次的混合选择，直到性状表现较一致，实现选种要求为止 。多次混合选择法常应用于自花授粉作物较为混杂的群体和异花传粉作物、常异花传粉群体类型的分离和杂种后代的选择。 混合选择法的优缺点 ：A、方法简便易行；B、混合选择把品种群体的基本类型的优良单株或单穗选出，既能保持品种种性，又能达到不断提高品种种性提纯复壮的目的。C、混合选择由于选择是根据当代表现型进行的，把一些在优良环境条件下表现良好，而其基因型并不合乎要求的个体也选入，在经过混合脱粒、混合播种后，就很难了解当选个体在性状上的表现，同时也就很难在后代中把那些不符合要求的个体一一清除，因而降低了选择效果。D、当选择的经济性状与品种的生物学性状有矛盾时，如选择高的蛋白质含量、脂肪含量、糖的含量和棉花纤维长度等性状，应用混合选择法就难以达到预期的效果。 （二）性状鉴定：1、直接鉴定与间接鉴定：如小麦的抗旱性，在干旱的条件下测定所受伤害程度，是直接鉴定；测定叶片持水力，是间接鉴定。2、自然鉴定与诱发鉴定：如作物的抗病性鉴定。3、当地鉴定与异地鉴定：一种灾害在当地常年以相当程度发生时，采用当地；在年份间有较大差异时，当地又不易诱发，采用异地鉴定。4、田间鉴定与实验室鉴定：田间：生育期、生长习性、株型、产量及其构成因素等。实验室：品质、生理生化性状等，借助于专门的仪器，进行精确鉴定。（三）提高性状鉴定与选择的效率：选择效率的提高，主要决定于鉴定效率的提高。详见下表：甜菜含糖量鉴定方法与育种效果比较表四、选择育种程序：（一）纯系育种（单株选择育种、系统育种）是通过个体选择和后代鉴定试验而选育新品种的方法。特点：便于专业育种和群众育种相结合。是我国作物育种工作的基础，目前和今后仍有一定的应用价值。程序：1、选择优良变异个体（单株、单穗、单铃、块茎、块根等）1）多看精选2）符合育种目标3）分别脱粒、记录2、株行（系）试验1）间比法设计 每隔9或19行设一对照。2）鉴定选系。3、品系比较试验：1）设重复；2）一般进行二年；3）选出优于对照的1-2个品系。4、区域试验和生产试验：5、品种审定：6、种子繁殖与推广。（二）混合选择育种：从群体中选择目标性状基本相似的个体，并加以混合繁殖的方法叫。作用：改良群体。1、混合选择育种的应用价值：1）提高纯化地方品种；2）用于驯化常异花和异花传粉作物从不同生态区引进的品种；3）在良种繁育中用于良种生产。2、程序：一般用于自花、常异花传粉作物的品种提纯复壮。1）选择性状优良一致个体混合脱粒；2）比较试验：对比法设计，与原品种相邻种植比较。3）繁殖推广：在适于原品种推广的地区范围内推广种植。（三）集团选择育种一般用于异花授粉作物育种工作。指对原始群体有几种基本符合育种要求而分别具有优点时，按类型混合选择，分别脱粒成不同集团，各集团进行比较试验，从中选出最优集团的一种育种方法。（四）改良混合选择育种广泛用于自花、常异花传粉作物的原种生产，异花传粉作物自交系的提纯等。1、单株选择：具有原品种典型特征；2、分系比较：对当选单株后代进行鉴定，以原品种为对照；3、混系繁殖：合格各个株系，分别收获、混合脱粒，与原品种比较试验，优于原品种的繁殖推广。详见下图：课堂小结：一、引种（一）意义 （二）原理：生态条件和生态型相似性原理 （三）规律性 （四）程序和方法二、选择育种（一）概念特点。 （二）基本原理：纯系学说，作物的自然变异。 （三）选择与鉴定：单株选择、混合选择，鉴定方法。（四）选择育种程序：纯系育种、混合选择程序、集团混合选择育种、改良混合选择育种程序。作业：P112 （1）-（5）第七章 有性杂交育种知识目标：掌握杂交育种亲本选配的一般原则和各种杂交方式和技术，重点掌握杂交育种程序和杂种后代处理方法；了解回交育种的方法及远缘杂交不易成功的原因和克服方法。技能目标：学会作物有性杂交技术；杂交亲本选配技术；掌握作物有性杂交育种技术。重点难点：重点：杂交育种亲本选配的一般原则，交育种程序和杂种后代处理方法。难点：回交育种的方法及远缘杂交不易成功的原因和克服方法。教学方法：讲授法，结合多媒体教学。学时数：12第一节 品种间杂交育种不同品种间杂交获得杂种，在杂种后代进行选择，育成符合生产要求的新品种，称为杂交育种。（或根据育种目标，选择适当的亲本，通过人工杂交和选择培育，创造优良新品种的育种方法，叫杂交育种）主要工作环节：制定育种目标、亲本选配、人工杂交、杂种后代的处理等。杂交育种是当前作物育种中最常用和最有效的育种方法：1、通过基因重组能够综合双亲优良性状2、通过基因互作能够产生新性状3、由于微效基因的分离和累积，在杂种后代还可能出现超亲性状。所以，杂交育种能够创造新的种质资源，具有重大的创造性意义。一、杂交亲本选配：亲本选配是指根据育种目标，选用恰当亲本，配置合理杂交组合。正确选配亲本是杂交育种工作的关键，组配亲本的一般原则如下：（一）杂交的双亲必须具有较多优点、较少缺点，而且优缺点尽可能互补；1、双亲平均值大体上可以决定杂种后代的表现趋势；2、优缺点互补是指亲本一方在很大程度上能够克服另一亲本的缺点；考虑以下问题_（1）性状互补要着重主要性状，且互补的性状不宜过多；否则分离世代增加，延长育种年限。（2）若要在某个性状上有所突破时，则选用双亲在这个性状上表现都好，且又有互补作用。如在早熟性上有所突破，可选用在不同发育阶段发育都快的早熟品种为亲本。（3）亲本之一在主要 目标性状上表现十分突出、且遗传力强，能克服另一亲本在这一性状上缺点。（二）亲本之一最好为当地优良品种：使杂种后代具有较好的丰产性和适应性。根据对150个小麦推广良种的系谱分析：双亲为推广品种的占64个，如皖麦19；双亲之一为推广品种的占74个，二者总和占调查品种的94。（三）亲本间在生态类型和系统来源上应有所不同：亲本遗传差异大，杂交后代分离广。1、利用地理上远缘的不同生态类型的品种作亲本：2、利用亲缘关系相对较远的类型作亲本；如兰考906的双亲。3、亲本具有符合育种目标的性状，并能遗传给后代。（四）杂交亲本应具有较好的配合力：优良品种并非都是优良亲本。1、一般配合力：指某一品种与其它若干品种杂交，杂种后代在某个性状 上的平均表现。用一般配合力好的品种作亲本，容易得到好的后代，培育出优良品种。即一般配合力高的材料有使优良性状传递于后代的较高能力。2、特殊配合力：指某一亲本品种与某一品种杂交后，杂种后代在某个性状上的平均表现。二、杂交方式与杂交技术：影响杂交育种成效的另一因素是杂交方式。所谓杂交方式是指杂交亲本个数和亲本间的配置。（一）单交（成对杂交）：二个品种的杂交 。用AB或A/B表示。特点：1、只进行一次杂交，简单易行；育种年限短，杂种后代群体规模相对较小；在二个亲本的性状基本符合育种目标、且优缺点可以互补时，采用单交方式。2、当亲本主要性状遗传不受细胞质控制时，正反交差异不大，一般以对当地条件最适应的亲本为母本。（二）复交（复合杂交或多元杂交）：利用三个或三个以上的亲本，进行两次或两次以上的杂交方式叫复交。特点：1、复交F1就表现性状分离；2、复交杂种后代有较多的变异类型；3、性状稳定较慢，育种年限长。应用范围：1、单交杂种后代不完全符合育种目标要求时用；2、某亲本有非常突出的优点，但缺点也很明显，一次杂交对其缺点难以克服时采用。应用原则：综合性状好、适应性强、具有一定丰产性的亲本安排最后一次杂交。复交类型：1、三交：三个品种间的杂交 。（AB）C或A/B/C A1/4 B1/4 C=1/2 一般C品种是综合性状优良或具有重要目标性状的亲本。如（长绒3号杂种4号）C-4575 长纤维 早熟 大铃高衣分育出综合三个亲本性状新品种2012、双交：指两个单交F1的再次杂交。分三个亲本和四个亲本二种情况：（1）三品种双交 与（AC）B比较：a、三个亲本的核遗传组成在杂交后代中的比重是一样的；b 、在选择效果和育种进程上有差异，双交比三交选择进度早一年；双交F1 就有可能出现综合三个亲本性状的类型；三交要在复交后代才有可能出现综合三个亲本性状的类型；c、双交方式的两个单交亲本，一般具有较高育种价值；三交方式单交亲本，因双亲综合性状较差，进行选择意义不大；d、双交的两个单交亲本可以在F13复交，比较灵活；三交方式主要在F1进行复交。（2）四品种双交：（AB）（CD）或A/B/C/D，A、B、C、D各占25。四品种都较好时采用。3、四交：指四个品种的杂交 。（1）四品种双交：（AB）（CB）或A/B/C/D，采用较多。（2）ABCB或A/B/C/3/D；四品种序列杂交 ，采用较少；但杂种遗传基础丰富。A-1/8 B-1/8 C-1/4 D-1/24、聚合杂交：复交的特殊形式。如8个品种：第一次杂交：AB CD EF GH第二次杂交 ：（AB）（CD） （EF）（GH）第三次杂交 ：（AB）（CD）EF）（GH）（三）多父授粉：将一个以上的父本花粉混合起来，给一个母本品种授粉的方式，叫多父授粉。1、特点：杂种后代是多组合的混合群体，分离类型比较丰富，有利于选择。2、应用:在棉花中应用较多，效果较好。（四）回交：杂种后代与双亲之一的重复杂交 。（AB）BBB达到预期目的为止。应用：改良推广品种的个别缺点或转育某个性状。杂交技术：实训。三、杂种后代选择：杂种后代处理方法应用较广的是系谱法和混合法，以及二者结合派生出来的方法。（一)系谱法：自花授粉、常异花授粉作物杂交育种最常用的方法。概念：自杂种第一次分离世代开始选择单株，分别种成株行（系统），以后各世代均在优良系统中继续选择优良单株，直到选出性状优良一致的系统升级进行产量试验。在选择过程中，各世代都予以系统编号，以便考查株系历史和亲缘关系，故称系谱法。工作要点：以单交为例。1、F1：种植：按组合点播，相应种植对照品种及亲本。选择：去假、去杂、支劣收获：按组合混收。2、F2：种植：按组合点播、株行距一致，设对照和亲本；是选育新品种的关键世代。选择：在优良杂交组合中选择优良单株，继续淘汰不良组合；选单株时，考虑遗传力大的性状（如抽穗期、株高、穗长、绒长和纤维强度等），选几株至几百株。收获：分株收获，按组合捆成一捆，标明组合号、行号、株号等。室内考种：考查株高和穗部性状。3、F3：种植：按组合排列，将F2入选的单株点播成株行，设对照品种。选种圃:种植F3及其以后世代的地段称为选种圃。主要任务是：单株选择、株系鉴定、选出优良品系。选择：首先选择优良株系，再从优良株系中选择单株。考虑综合性状。收获:（1）个别表现突出、性状稳定的株系，选株后混收参加产量试验；（2）按组合分株收获，标明组合号、行号、株号等。室内考种：4、F4及以后世代：种植：同F3。来自F3同一系统的F4各系统称为系统群。群内各系统互称姊妹系。选择：先选择优良系统群，再选择优良系统，并从中选择优良单株。性状要求全面。工作重点：选拔优良一致的系统（株系）。收获：优良一致系统选择单株后混收进行产量比较试验。也可以按系统群混收；当选单株按组合分株收获。F5及以后世代工作同F4。若某组合到F5-6还未出现优良品系，可不再种植。杂种各世代进行选择的依据和选择的效果：1、性状遗传力和世代选择的关系：同一世代不同性状遗传力不同，选择的可靠性也不同。如：生育期、株高千粒重、穗粒数单株穗数、单株产量等。同一性状在不同世代的遗传力不同。随世代进展，遗传力逐渐增高，选择的可靠性逐渐增大。如大豆产量性状遗传力：F2为18 F3为40 F4为53。2、根据单株和系统（株系）进行选择的差异：同一世代的同一性状，选择的可靠性为：系统群表现系统（株系）单株表现。3、田间评定和室内鉴定：根据育种目标，以田间评定为主，室内评定为辅。（二）混合法：1、工作要点：在自花授粉作物的杂种分离世代、按组合混合种植，不加选择，直到估计杂种后代纯合率达到80以上时（约在F5-8），才开始选择一次单株，下一代成为系统（株系），然后选拔优良系统进行升级试验。2、理论依据：1）许多经济性状都是数量性状，遗传力低，早代选择可靠性差；2）杂种早代纯合个体少，早代选择会损失大量优良基因。3、应用混合法时应注意：1）混合群体要比较大，即每代收获和播种的群体应尽可能包括各种各样类型的单株；2）选择标准宜宽；3）早代在自然选择的作用下，对人类有利的个别性状，如大粒、矮杆等，可能被削弱；对这类性状，可在早代适当选择，所选单株仍按混合法处理。4、混合法与系谱法的比较：另外，在同等土地面积上混合法能种更多杂交组合，保存更多类型植株。（三）衍生系统法（派生系统法）1、工作要点：在F2或F3进行一次单株选择，以后各代分别按株所繁衍的后代混合处理。淘汰明显不良的衍生系统，直到产量性状趋于稳定（F5-8），再从优良的衍生系统内选择单株，下年种成株系，从中选择优良系统，进行产量试验。2、优缺点：优点：兼具有系谱法和混合法的优点，又在不同程度上克服二法缺点。该法还能集中精力在有希望的材料中进行选择，减少选株工作量，缩短育种年限。缺点：不便考查株系的历史和亲缘关系。（四）一粒传法在杂种的早期世代，每株只收一粒种子，混合播种，到了后期世代，才选择单株，对单株后代进行评定的方法。工作要点：F2：每株收一粒种子，混合保存；F3-F4：混播。选择性状较好单株，每株只收一粒种子，混合保存；F5：混播稀植，选单株，收当选单株全部种子；F6-7：对当选单株后代评定。优缺点：1、优点：能尽可能保存杂种的遗传变异多样性；减少繁殖分离所需时间（利用温室等条件加代方便）。2、缺点：只根据当代表型进行选择，缺乏对后代系统的鉴定；品系的纯化和稳定慢；若没有加代条件，不宜采用该法。四、杂交育种程序：原始材料圃和亲本圃原始材料圃：分类型种植从国内外收集的原始材料的地段叫。要求：每份约种几十株；不断引入新种质；严防不同材料发生机械混杂和生物学混杂；重点材料连年种植。亲本圃：种植杂交育种亲本的地段叫。要求：分期播种；加大株行距，便于杂交的操作。选种圃：种植杂交组合各世代群体的地段叫。有时也将种植F1 、F2的地段称为杂种圃。工作目标：连续选择单株，直到选出优良一致的品系升级为止。鉴定圃：种植从选种圃升级的新品系的地段叫。注意：条播，密度接近生产条件；小区面积较小，重复2-3次，顺序排列；每品系试验1-2年，优良一致品系升级进行品种比较试验。品种比较试验：种植由鉴定圃升级的品系或继续进行试验的优良品种的地段叫。注意 ：密度接近生产；小区面积较大，重复4-5次，随机区组设计；一般要参加2年以上的品比试验，选出最优品种参加区试。生产试验和多点试验：在不同生产条件下和不同地点进行试验，同时可起到示范和繁殖作用。在品系比较试验的同时，选出最优品种参加生产试验和多点试验。第二节 回交育种一、回交育种意义把供体的目标性状通过回交导入受体的育种方法称回交育种。改进品种个别性状的一种育种方法。1、用于改良推广品种的个别缺点；2、用于转育标记性状、利用杂种优势：如棉花芽黄性状的转育_（如下图）具有芽黄性状陆地棉A正常陆地棉B F1B自交选具有芽黄性状的个体B自交 育成具有芽黄性状陆地棉B 和海岛棉杂交，在F1代，根据芽黄性状，识别并剔除假杂种。3、克服远缘杂交的困难（不结实性），创造新种质。二、回交的遗传效应1、回交显著增加轮回亲本的基因频率：回交一次 轮回亲本 75%回交二次 轮回亲本 87.5%2、回交可以控制某种基因型纯合率提高。如：三、回交育种方法（技术）（一）回交育种程序（二）亲本的选择：1、轮回亲本：对当地条件适应性强、产量高、综合性状好。如新育成的品种，有个别缺点，可用作轮回亲本。2、非轮回亲本：具有改进轮回亲本缺点所必需的基因（最好为简单显性基因控制性状或有较高遗传力），其它性状不能有严重缺陷。（三）不同表型遗传基因的导入：1、显性单基因导入:如下图2、隐性单基因导入：3、回交次数：回交次数与以下因素有关：（1）轮回亲本性状的恢复：育成品种除来自非轮回亲本性状外，其它性状要和轮回亲本一致，这样常需进行4次回交和选择。（2）非轮回亲本的目标性状和不利性状连锁程度：回交消除不利基因连锁的概率：1-（1-P）m+1 P-重组率；m-回交次数。由此可见，增加回交次数，有利于基因重组和转育成功。（3）严格选择：有利于轮回亲本性状的恢复，可以减少回交次数。（4）转育性状：质量性状回交次数少，数量性状要增加回交次数。四、回交育种的优缺点（一）优点:1、是改良品种的有效方法；能对杂种群体进行较大的控制，保持轮回亲本的基本性状，增加非轮回亲本特定的目标性状。2、可以减缓二个性状间的负相关；如棉花产量和纤维强度间存在负相关，回交后代，皮棉产量略低于亲本，但纤维强度接近双亲平均值。3、所需群体较小，在温室或加代条件下，回交可提高育种成效。4、育成新品种与原品种相似，易于群众接受。（二）缺点：1、育成品种受非轮回亲本不利性状基因的影响；2、回交群体回复为轮回亲本基因型常出现一些偏差。即回交结果和理论上所期望的常发生偏差。小结：1、回交育种的概念和意义 2、回交育种方法 3、回交育种的优缺点第三节 远缘杂交育种一、远缘杂交的概念及其作用：1、概念：将分类上属于不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间的杂交叫。如陆海杂交，籼粳杂交等。2、作用：可将异种植物的有利性状引入栽培种。如用野生马铃薯（含抗晚疫病基因）栽培种，再用栽培种回交，将抗病基因转入栽培种，19世纪解决了爱尔兰的饥荒。创造新物种、新类型。如小黑麦、小偃麦的育成。可以创造异源染色体系。改良现有品种，如用普通小麦黑麦，通过回交分别获得具有个别黑麦染色体1R、2R7R的7个异附加系，是选育新品种的宝贵材料。诱导单倍体。远缘杂交可以诱导孤雌生殖，产生母本单倍体。即远缘杂交也是倍性育种的重要手段。有效的利用杂种优势。首先，远缘杂交可以获得雄性不育系；另外，它也是直接利用杂种优势的一种形式。如籼粳交。用于研究生物进化。远缘杂交是生物进化的一个重要因素，是新物种形成的重要途径。另外，远缘杂交，能创造一系列中间类型，为确定物种间亲缘关系提供依据，有助于研究物种演变规律。二、远缘杂交育种的困难及克服方法主要困难：杂交不易成功；杂种生活力弱且常常不育；杂种后代性状分离大、时间长、难稳定等。（一）杂交不易成功及克服方法1、原因（1）双亲性因素在结构、生理上的差异，不能完成正常的受精过程。如柱头呼吸酶活性，PH值、分泌物活性、花粉和柱头的渗透压等。（2）双亲基因组成差异大，造成不可交配。2、克服方法：（1）合理选择和组配亲本：以栽培种为母本，野生种为父本。如小麦偃麦，结实率为70%，而反交仅为10%以染色体数多的为母本，易成功。如甘蓝油菜（2N=38）白菜型油菜（2N=20），结实率为23.6%,而反交仅为0.6%以杂种为母本效果好。如：用302小麦天兰冰草，结实率为2.5%；碧玉麦天兰冰草，结实率为19.28%；以（302碧玉）F1天兰冰草，结实率为38.76%广泛测交，选择适当亲本（2）媒介法（桥梁法）：若甲与乙杂交有困难，可采用：甲丙，将F1人工加倍，再与乙杂交。（3）特殊授粉法：可采用混合花粉授粉法；重复授粉法；提前或延迟授粉法等。此时，柱头对花粉的识别和选择能力最低。（4）激素处理法：在花器上喷赤霉素、萘乙酸等，促进授精。（5）染色体预先加倍法：先将染色体数目少的亲本加倍后再杂交效果好。（二）远缘杂交杂种不育的原因及其克服方法：1、不育原因：幼胚不能发育或中途停止发育；幼胚畸形；无胚乳或有极少胚乳；F1不育。2、克服方法：（1）杂种染色体加倍（使F1成为异源多倍体）；（2）回交法；如小麦冰草，其F1不育，采用F1小麦，结实率在65%以上。（3）杂种幼胚离体培养法（4）延长杂种生育期：如无性繁殖法，人工控制光、温条件等。（三）杂种后代的分离与选择1、分离特点：无规律性；分离类型丰富，并有向二亲分化的倾向；分离世代长，稳定慢。2、后代处理方法：杂种早代应有较大的群体；早代放宽选择标准；灵活运用选择方法，一般F1不选单株，按组合混选、混种，采用混合种植法等。三、远缘杂交育种技术要点远缘杂交育种过程：（一）创造新物种和新类型：（二）对新物种和新类型进一步加工，成为生产上有利用价值类型。重点抓好以下环节：1、杂种后代群体要大，特点是F2、F3；2、与常规育种相比，远缘杂种后代的选择世代可以晚些，选择标准宜宽；3、在育种方法上，应根据远缘杂交的特点和育种目标的不同灵活掌握。技能训练：主要作物有性杂交技术第四节 杂交育种教学实习教学目的：1、了解小麦花器构造和开花习性。 2、掌握小麦杂交技术。重点难点：小麦杂交技术教具挂图：不同小麦品种、剪刀、镊子、玻璃纸袋、塑料牌、回形针、铅笔、70%酒精。教学方法：实验法教学过程：一、花器构造：复穗状花序。二、开花习性：1、花时：正常条件下，抽穗后2-4开花，一般每天有二次开花高峰，上午9-11时；下午3-7时。每朵小花自开至闭约15-30分钟，全穗开花持续约3-5天。2、温湿度：开花最适温度18-20，低于9或高于30对开花不利或停止。相对湿度70-80%。3、天然异交率：1-3%4、开花顺序：中上部小穗先开，而后向上向下依次开放；（整个麦穗）基部小花先开，而后依次向上开放。（同一小穗）5、雌、雄蕊生活力：花粉生活力20分钟，柱头生活力6-8天，但3-4天后生活力显著下降。授粉后1-2小时花粉粒萌发，24-36小时完成受精过程。三、材料药品：不同小麦品种、剪刀、镊子、玻璃纸袋（414cm）20个，纸牌20个，大头针20个、铅笔。四、方法步骤：（一）确定组合、种植亲本1、根据育种目标，确定杂交组合；2、根据双亲生育期调整播期，确保花期相遇。（二）杂交技术1、选株根据杂交组合，选择具有该亲本典型性状，且健壮无病虫的植株作母本；选取已抽穗但尚未开花，中部小穗基部小花的花药呈黄绿色的麦穗；2、整穗用剪刀剪去上下部发育不良或过嫩的小穗，有芒品种用剪刀剪去芒，每穗留中上部小穗8-10个；用镊子夹去小穗上部小花，每小穗只保留基部外侧两朵小花供去雄；3、去雄和套袋：去雄方法有剪颖去雄法、剪药去雄法、裂颖去雄法等，由于裂颖法不便于授粉，目前应用较多的是剪颖去雄法。剪颖去雄法：A、剪颖：逐一剪去小花上部1/3左右的 颖壳；B、去雄：从麦穗的一侧由上而下顺序从小花中轻轻取出 3枚花药，若花药破裂或伤及柱头，要除去该小花，并将镊子浸入酒精以杀死其上花粉。c、套袋挂牌：纸牌上写明亲本名称、去雄日期、操作人、编号剪药去雄法：A、选穗：中上部小穗的基部第1-2朵小花花药呈浅绿色，柱头低于花药；B、剪药去雄：自外颖最膨大处斜向上成45，将小穗的第1-2朵小花的颖壳剪去约三分之二，将所有花药剪破。c、套袋挂牌：同上。4、授粉：可在去雄当天授粉或在去雄后2-3天内授粉，一般在上午开花盛期进行，阴雨天略推迟，常用方法有以下二种：普通授粉法：A、选择即将开花的父本穗，剪去各小花1/2颖壳，用手抚摩穗部刺激颖花集中开放，一般经几分钟后即开花。B、用镊子将父本花药取出，逐个放入已去雄小花中，或将开始散粉的花药在柱头涂株。c、授粉完毕、套袋、挂牌、写明授粉日期。捻穗法：A、选即将开花的同一父本穗一至二个，逐一将小花上部三分之一的颖壳剪去，待花药开始伸长散粉时剪下麦穗；b 、将母本穗所套纸袋上端打开，将正散粉的父本穗小心插入纸袋中，围绕母本穗转几次，使花粉散落在柱头上；c、取出父本穗后，折叠好纸袋上端的袋口，用回形针夹住，写明授粉日期。七至十天后去掉纸袋。作业：一、每人用剪颖去雄法去雄五穗，用普通法授粉和捻穗法授粉，其中一穗只去雄不授粉，以检查去雄效果，二周后统计评分。二、每人正式做十五穗，种子成熟后收回、晒干脱粒，以备下年种植。第八章 作物杂种优势利用知识目标：了解杂种优势的概念、特点、杂交种的主要类型和特点；理解自交不亲和的概念和类型，质核互作雄性不育的遗传等；掌握杂交种的选配和生产利用。技能目标：1、掌握主要作物杂种优势利用的途径；2、掌握利用自交不亲和系与雄性不育系进行杂交种子生产的技术。重点难点：重点：主要作物（水稻、玉米、棉花等）杂种优势利用的途径和技术。难点：