第12章 有性杂交育种.ppt

第十二章有性杂交育种 本章要点 有性杂交的相关概念理解有性杂交的原理有性杂交育种的步骤和相关方法回交育种的目的及方法 杂交 hybridization 基因型不同的类型间结合产生杂种 杂交育种 crossbreeding 通过杂交途径获得杂种群体 进而采用一定的选择方法获得新品种的过程 由于杂交 实现基因重组 分离出更多的变异类型 优良品种的选育提供更多的机会 被植物育种家广泛采用 第一节有性杂交育种的概念及重要性 一 有性杂交育种的概念1 有性杂交 遗传性不同的生物类型和个体间雌 雄配子的有性结合 2 有性杂交育种 sexualcrossbreeding 通过人工杂交的手段 把分散在不同亲本上的优良性状组合到杂种中 对其后代进行多代培育选择 比较鉴定 以获得遗传性相对稳定 有栽培利用价值的新品种的育种途径 二 有性杂交育种的意义 有性杂交育种是人类改造自然的创造性育种 有性杂交也是种质资源创新的有效手段 有性杂交育种过程也是进行遗传学研究的过程 有性杂交育种可适用于不同授粉方式和繁殖方式的园林植物 第二节杂交亲本的选择与选配 一 选择亲本的原则从大量种质资源中精选亲本尽可能选用优良性状多的种质材料作亲本明确目标性状 突出重点优先选择当地的推广品种应选择遗传力强 一般配合力好的材料 二 亲本选配的原则父母本性状互补选用不同生态类型的亲本配组以优良性状多的亲本为母本用一般配合力高的亲本配组注意父母本的开花期和雌雄蕊的育性 第三节有性杂交方式与技术 一 有性杂交方式单交 singlecross A B复交 compositecross 1 三交 A B C 2 双交 A B C D 3 四交 A B C D3 多父本混合授粉 二 熟悉花器构造和开花习性 两性花与单性花开花习性 一个花序内花朵开放顺序也不同 两性花的同一花内的雌 雄蕊成熟时期也有不同 有同时成熟的 也有雌 雄蕊异熟的 有的花朵未开花前就可授粉 闭花受精 有的花是风媒花 有的是虫媒花等 花开的时间在一天中也不同 大多数观赏植物的花在早晨开放 而昙花则在夜间开放 三 有性杂交技术 母株和花朵的选择去雄和隔离花粉的收集和贮藏 花粉收集 贮藏 生活力测定授粉杂交后的管理花期调整调节播种期植株调整温度 光照处理采用适当的栽培管理措施植物生长调节剂处理切枝贮藏 切枝水培室内切枝杂交 第四节有性杂交后代的选育 一 杂种培育提高杂交种子数量 一个杂交组合内争取杂交更多的花朵 在授粉时提供大量有生活力的花粉 采取多次授粉 培育杂种苗时 应注意培育条件的一致性 例如播种日期 方式 密度 移栽日期 株行距 土肥条件 光照等都要尽量保持一致 为防止混淆 要随时做好挂牌 观测 登记等项工作 二 杂种后代的选择 1 系谱法 pedigreemethod 杂种一代 Fl 组合间的比较选择 杂种第二代 F2 群体规模要大 从优良组合中选择优良单株 杂种第三代 F3 F2入选优良单株的后代分别播种一个小区 每一单株后代成为 个家系 重视比较家系间的优劣 在当选的株系中选择优良单株 杂种第四代 F4 F3入选的优良单株的后代分别播种一个小区 来自F3同一系统 即同属于F2一个单株的后代 的F4系统为一个系统群 首先比较系统群的优劣 在当选的优良系统群内选择优良系统 再从当选系统中选择优良单株 杂种第五代 F5 及其以后世代 入选的单株分别播种 各自成为一个系统 2 混合法 bulkpopulationmethod 又称混合单株选择法 它是前期进行混合选择 最后进行一次单株选择 适用于株行距小的自花授粉植物的杂交后代的处理 理论依据 自花授粉植物的杂交后代经几代繁殖后 群体内大多数个体的基因型已趋于纯合 在各分离世代保持较大的群体 可为杂种重组基因型的出现提拱机会 优缺点 由于子代分离世代的群体大 到F4或F5进行一次单株选择 不会丢失优良的基因型 又可只经过一次单株选择 得到性状稳定的系统 方法简便易行 对于那些人工选择目标和自然选择目标不一致的性状 有可能在混合种植过程中丢失 后代中存在许多不良基因类型 杂种后代种植的群体必须相当大 否则会使优良基因丢失 高代群体大 增加了选择工作量 3 单子传代法 singleseeddescent SSD 单子传代法为混合法的一种衍生选择法 适用于自花授粉植物 从F2代开始每代都保持同样规模的群体 一般种植200 400株 从F2开始每代从各单株取一粒种子播种下一代 每代不进行选择 一直繁殖到遗传性状不再分离的世代为止 F4至F5代 再将每个单株种子分别采收 播种成200 400个株系 以后进行株系间比校鉴定 一次选出符合育种目标的株系 升级鉴定 优点 控制F3至F5 F3至F5进行单子传代时 各代群体大小不超过F2 由于群体较小 适于进行株行距大的植物和在保护地内加代 保证每一个F2个体有均等繁殖后代的机会 第五节回交育种 一 回交育种的概念及意义回交 backcross 由单交得到的杂种F1 再与其亲本之一的杂交 表示 A B A或 A B B 轮回亲本 recurrentparent 多次用作回交的亲本 因为它是目标性状的接受者 所以又称为受体亲本 receptor 非轮回亲本 non recurrentparent 仅在第一次杂交时用到的亲本 它是目标性状的提供者 又叫供体亲本 donor 二 回交的遗传效应 轮回亲本和非轮回亲本杂交后 杂种每与轮回亲本回交一次 轮回亲本的基因在原有的基础上增加1 2 而非轮回亲本的基因频率则相应地减少1 2 回交过程中 轮回亲本的基因频率逐渐增加 非轮回亲本基因频率逐渐减少 而要点在于选择具有目标性状的个体回交 以便实现回交育种的目的 三 回交亲本的选择 轮回亲本是回交育种中欲改良的对象 它应是在当地适应性强 综合性状好的只存在个别缺点 经数年改良后仍有发展前途的推广品种 非轮回亲本 供体 的选择必须具有改进轮回亲本缺点所必需的基因 并且其它性状也不能太差 目标性状最好是由简单遗传的显性基因控制 并有较高的遗传力 以便识别和选择 四 回交后代的选择 一 质量性状基因的回交转育1 显性基因的回交转育2 隐性基因的回交转育 二 数量性状基因的回交转育逐步回交法聚合回交法 五 回交的次数 回交育种中 必须进行回交的次数与许多因素有关 1 轮回亲本性状的恢复严格选择有助于轮回亲本性状的迅速恢复 可以减少回交次数 2 非轮回亲本的目标性状与不利性状连锁的程度 六 回交育种所需要的种植群体 为了确保回交后代的植株带有需要转移的基因 每一回交世代必须种植足够的株数 这可用下式计算 Log 1 m Log 1 p 在所需要转移的基因对数不多的情况下 每一回交世代所需种植的株数可用下列简单的方法计算 用所期望的个体的比例 1 2 n的倒数乘以4 例如当所需转移的基因的对数为3时 其所期望的个体的比例为1 8 用其倒数即8 4 32 这就是该世代所需种植的株数 这与按以上公式所计算得到的数字相差不大 介于22 4与34 5之间 七 回交育种的特点 1 回交育种法的优点 1 针对性强 回交能对杂种群体进行控制 使其向预定的方向发展 增加育种工作预见性 2 回交所需的育种群体小 便于加代 只要目标性状可以显现 在任何环境下都可以对目标性状进行选择 又由于种植规模小 为利用温室 异地 异季加代提供了有利条件 3 育种年限短 育成的品种易于推广 育成的品种与原轮回亲本相近 不必进行繁琐复杂的育种试验 2 回交育种工作的局限性 1 只限于改良单一性状 不能获得重大突破 回交育种只改进原品种的个别缺点 其它性状没有大的改变 综合性状难超过轮回亲本 2 回交育种中供体亲本的性状只限于受主基因控制的质量性状或遗传力高的数量性状 若数量性状遗传力不高 增加了杂种选择的难度 3 回交法虽然有助于打破基因的不利连锁 但目标基因可能存在多效性 或目标基因与不利基因连锁紧密 在杂种后代中难以选择出理想的个体 增加了回交代数 增