有性杂交育种.ppt

有性杂交育种学习要求,【目的要求】1、了解：远缘杂交不亲和性、不育性、不稔性的特点及其克服方法。2、理解：有性杂交育种的意义。3、掌握：常规有性杂交育种、回交育种、远缘杂交育种的基本概念和程序。【学习内容】第一节有性杂交育种的概念、特点与重要性第二节有性杂交亲本的选择选配第三节有性杂交的方式与技术第四节有性杂交后代的选择与培育第五节回交育种第六节远缘杂交育种【学习重点】有性杂交的方式和技术【学习难点】常规有性杂交育种、回交育种、远缘杂交育种的基本原理。,第五章有性杂交育种杂交不同基因型配子结合产生杂种，谓之杂交。有性杂交育种的类型常规杂交育种优势育种远缘杂交育种1有性杂交育种（常规杂交育种）通过人工杂交的的手段，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、有栽培利用价值的定型新品种的育种途径。,1.1有性杂交育种的重要性人们根据遗传规律,按照育种目标,使具有不同遗传基础的两个亲本按照预定计划进行杂交,有可能在杂种后代中选出人们预期的综合了双亲优良性状的单株，进一步对这些优良单株进行选择培育，从而获得一个预期的新品种。,1.2有性杂交育种的方式两亲杂交指参加杂交的亲本只有两个，又称成对杂交。金冠苹果元帅苹果河北鸭梨砀山酥梨多亲杂交*添加杂交多个亲本逐个参与杂交的方式。ABF1CF1DF1*合成杂交参加杂交的亲本先配成单交种，然后将两个单交种杂交，这种多亲杂交方式，称合成杂交。*多父本授粉用一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本品种的方式。,AB,CD,F1,F1,F1,多亲杂交,*回交杂交第一代及其以后世代与其亲本之一再进行杂交。回交育种采用多次回交方法育成新品种。ABF1BBC1F1BBC2F1B,1.3有性杂交亲本的选择与选配亲本选择根据育种目标选用具有优良性状的品种类型作为杂交亲本。亲本选配从入选的亲本中选用哪些亲本配组杂交。,1.3.1亲本选择的原则亲本应尽可能优点多缺点少以目标性状作为重点选择标准重视选用地方品种亲本的一般配合力要高,1.3.2亲本选配的原则*父母本性状互补不同性状的互补早熟、抗病同一性状的单位性状互补早熟性：开花早造成的早熟；果实生长发育快的早熟,*选用不同生态类型的亲本配组不同生态型的品种遗传差异大，杂交后代分离的变异类型多，从中选出理想类型的机会大。白梨-适应冷凉干燥气候;沙梨-适应高温多湿气候.*以优良性状多的亲本为母本母本细胞质对后代有影响，后代性状较多倾向于母本。栽培品种与野生类型杂交，以栽培类型为母本。,亲本选配的原则,*亲本之一的性状应符合育种目标育种目标为显性时，亲本之一应有这种显性性状。育种目标为隐性时，亲本之一至少具有该隐性性状。*用一般配合力高的亲本配组一般配合力是指某一亲本品种与其他品种杂交的全部组合的平均表现。一般配合力高的亲本配组有可能育成超亲的定型品种。*注意父母本的开花期和雌雄蕊的育性早开花的作父本，晚开花的作母本；雌蕊健全的作母本，雌蕊退化的只能作父本；雄蕊退化，雌蕊健全的只能作母本。,1.4有性杂交技术1.4.1有性杂交前的准备工作制定杂交计划，准备杂交用具1.4.2亲本株的培育和选择1.4.3隔离和去雄1.4.4花粉的制备1.4.5授粉、标记和登记1.4.6杂交后的管理对杂交母本植株加强管理,包括及时施肥灌水、病虫害防治，其它一些意外损害的防止。,1.5有性杂交后代的培育与选择1.5.1杂种的培育在杂种后代的培养过程中，提供适合杂种后代发育的条件，提供相对一致的环境条件；根据育种目标的要求，提供的条件要有利于育种性状的表达和发育。,1.5.2用种子繁殖植物有性杂交后代的选择1.5.2.1系谱法杂种第一代(F1)*分别按杂交组合播种，每一组合种植几十株，两旁种植父母本。*根据组合淘汰很不理想的组合，中选组合内一般不进行株选。只淘汰假杂种和个别性状显著不良的植株。*按组合收获种子,杂交后代的系谱选择(F1):按组合播种;淘汰不良组合;优良组合按组合混合收获种子.,CB,DA,AB,AD,BD,淘汰,淘汰,BD,AD淘汰,AB,#,淘汰,杂交F2代选择F2种子按组合分区播种;组合间的比较，淘汰不良组合;优良组合中选留优良单株优良单株进行隔离自交，并分单株留种.,优株2,优株1,杂种第三代(F3)的选择将F2代的优良单株后代分别按小区播种，每一个单株后代成为一个系统。每一小区种植几十株，每隔5-10个小区设一个对照。注意比较株系间的优劣，在优良株系中继续选留优良单株分别留种。,F4代及以后*继续按单株分区播种，并进行株系间比较。淘汰不良株系保持优良株系。*在优良株系中继续选择优株隔离自交留种，分单株采种。*如果同一株系中单株性状表现稳定一致的系统，可混合采种（但系统间必须隔离）。,有性杂交后代的选择1.5.2.2混合单株选择法从F1分组合混合采种，混合种植，一直到F4或F5，最后进行一次单株选择。主要适用于自花授粉植物。,1.5.2.3单子传代法从F2开始每代从各单株取一粒种子播种下一代（往往每株取3粒，组成3份播种材料，2份播种，1份保留），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或F5代），再将每个单株种子分别采收，分别播种，进行株系间比较鉴定，一次选出符合育种目标的株系，升级鉴定。,自交纯合AaaaAaAaAA2Aaaaaa纯合基因型所占比例为25%,回交AAaaAaaa2Aa2aaaa纯合基因型所占比例为50%,1.6回交育种1.6.1回交育种的效应*增加杂种后代群体内具有轮回亲本性状个体比例,如下例所示:,F1自交和回交后代群体内某种纯合基因型出现的频率,回交的育种效应,*增强杂交后代的轮回亲本性状设甲亲本性状为A,乙亲本性状为a,两亲的杂交一代与乙亲本回交后的基因频率变化如下AAaaF1Aaaa(F1基因型中A,a基因各占50%)BC1F12Aa2aa(BC1F1中A基因占25%,a基因占75%),1.6.2回交育种的方法1.6.2.1亲本的选配轮回亲本的综合性状优良,只有一、两个性状需要改良，非轮回亲本的输出性状表现突出且由少数基因控制,1.6.2.2回交后代的处理*非轮回亲本性状为显性时，从F1和每次回交子代中选择具有非轮回亲本优良性状的个体与轮回亲本回交。(非轮回亲本显性,轮回亲本隐性)F1BC1F1BC2F1,*当非轮回亲本的性状为隐性时，就要将F1和每次回交的子代分别自交一次，才能从后代中选出具有该优良性状的个体继续回交。F1(通过自交分离出非隐性性状单株继续回交)F2BC1F1（自交产生）BC1F2BC2F1（自交）BC2F2,1.6.2.3回交次数基因不存在连锁，若双亲间有n对基因差异，则回交r次以后，从轮回亲本导入基因的纯合体比率为（1-1/2r)n例若n=10，则回交5次后从轮回亲本导入基因的纯合体比率为72.8%，回交6次后为85.5%。有限回交回交1-3次后转为自交。饱和回交连续回交一直到出现满意的性状为止。1.6.2.4回交后代的群体规模回交后代每代种植100株左右若输出性状的基因与不良基因连锁，种植的株数约增至200株。一般经过4-6代回交就能得到所需要的类型。,2远缘杂交育种远缘杂交指亲缘关系疏远的类型之间的杂交。一般指不同种、属以上类型间的杂交。,远缘杂交-属间杂交,苹果,梨,远缘杂交种间杂交,球茎甘蓝,抱子甘蓝,2.1远缘杂交的特点2.1.1杂交不亲和性及克服途径远缘杂交时，通常表现不能结籽或结籽不正常（种子极少或只有瘪籽等）的现象。*克服途径染色体加倍将双亲或亲本之一的染色体加倍选择适当亲本利用染色体数较多的种作亲本有性媒介利用与双亲亲缘关系近的第三种作桥梁:矮生扁桃山毛桃F1普通桃混合授粉重复授粉花柱短截应用植物激素赤霉素、萘乙酸、吲哚乙酸、硼酸,2.1.2杂种的不育性及克服途径杂种不育性在远缘杂交中,应用克服杂交不亲和的措施虽然产生了受精卵,但是这种受精卵由于与胚乳或母本的生理机能不协调,在个体发育中表现出一系列不正常的发育,以致不能长成正常植株的现象。克服途径胚胎培养，嫁接，改善发芽和生长条件,2.1.3杂种的不稔性及克服途径杂种的不稔性是指远缘杂种植株由于生理上的不协调而不能形成生殖器官，或由于减数分裂过程中，染色体不能正常联会、不能产生正常配子而不能结籽的现象。克服途径染色体加倍，回交，蒙导法，延长培育时代，改善营养条件,杂种优势育种学习要求,【教学目的】1、了解：杂种优势机理。2、理解：配合力概念及计算方法、雄性不育性及自交不亲和性的遗传机理及生产应用。3、掌握：杂种优势、配合力、自交系、雄性不育系及自交不亲和系的概念，自交系、雄性不育系、自交不亲和系的选育及繁殖方法。【学习内容】第一节杂种优势的概念、特点与利用价值第二节杂种优势育种的一般程序第三节杂种种子（苗）生产第四节雄性不育系的选育利用第五节自交不亲和系的选育利用【学习重点】雄性不育系的选育利用；自交不亲和系的选育利用。【学习难点】杂种优势机理、配合力概念及计算方法、雄性不育性及自交不亲和性的遗传机制及应用,3杂种优势育种杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1植株在生活力、生长势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象.,两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1植株在生活力、生长势、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象,异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象,杂种优势,自交衰退,P1,P2,F1,P1,P2,3.1杂种优势产生的原因与杂种优势的度量,3.1.1杂种优势产生的原因*显性假说A.B.Bruce等首先提出.优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间这些显性效应的累积作用,*超显性假说：由G.H.Schull等提出.优势来源于等位基因间的互作，基因间无显、隐关系。由于具有不同作用的一对等位基因在生理上相互刺激，使杂合个体比任何纯合个体在生活力和适应性都有优势。,若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么,*上位性与杂种优势上位性是指非等位基因的相互作用，当两对基因在一起相互作用时，其基因型值偏离两者相加之值。*基因组互补与杂种优势认为杂种优势是由于杂种一代DNA复制、RNA转录和蛋白质转译上量的增加，是遗传信息量和核糖体DNA重复数的增加，是由于杂种细胞中各种酶和调控单元工作效率的提高。*基因网络系统与杂种优势认为不同基因型的生物都有一套保证个体正常生长与发育的遗传信息。基因组将这些信息编码在DNA上，组成了一个使基因有序表达的网络，通过遗传程序将各种基因的活动联系在一起，如果某些基因发生了突变，则会影响到网络中的其他成员，并通过网络系统进一步扩大其影响，发展成为可见的变异。杂种优势是将两个不同的基因群组合在一起形成新的网络系统。在这个新的网络系统中，等位基因成员可以处在最佳的工作状态，使整个遗传体系发挥最佳效能。,3.1.2杂种优势的度量*中亲优势指F1的某一数量性状的平均值与双亲(P1,P2)同一性状平均值(中亲值MP)差数的比率.Hm=100%*超亲优势用双亲中较优良的一个亲本的平均值(Ph)作为度量标准,衡量F1平均值与高亲平均值差数的比率.Hp=100%,F1-(P1+P2)/2,(P1+P2)/2,F1Ph,Ph,*超标优势是指F1的某一数量性状的平均值与标准品种(目前生产上正在推广的品种)同一性状的平均值差数的比率.Hs=100%*杂种优势指数用某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值,度量F1超过双亲平均值的程度.,F1CK,CK,F1,(P1+P2)/2,100%,Hi=,优势育种与杂交育种的比较,相同点,相异点,基本原理和采用的手段相同,杂种,1、所利用的遗传效应不同,优势育种,杂交育种,加性效应显性效应上位性效应,先杂后纯,先纯后杂,程序繁杂，成本高,加性效应,方法简便，成本低,3、制种方法不同,3.2杂种优势的表现及利用3.2.1杂种优势的表现*普遍存在于生物自然界中*杂种优势可表现为营养型杂种优势生殖型杂种优势适应型杂种优势,3.2.2利用杂种优势必须的基本条件3.2.2.1有纯度高的优良亲本品种或自交系3.2.2.2有强优势的杂交组合3.2.2.3繁殖与制种工序简单易行，种子生产成本低,3.3杂种优势的早期预测与固定,早期预测,群体遗传学方法,生理遗传学方法,分子遗传学方法(RFLP和RAPD),固定,无性繁殖法,二倍体无融合生殖法,双二倍体法,平衡致死法,酵母培养法,线粒体、叶绿体和匀浆互补法,同工酶和酶活性法,3.4杂种优势育种的一般程序3.4.1优良自交系的选育自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、基因型纯合，遗传性稳定的自交后代系统。3.4.1.1自交系选育的理论根据杂合体通过连续自交，会产生三种遗传效应：*自交导致后代基因分离，使后代群体中的遗传组成迅速趋于纯合化。*自交导致等位基因纯合，使隐性性状得以表现出来，从而可以淘汰有害的隐性个体，改良群体的遗传组成。*自交可导致遗传性状的稳定，后代性状不再分离。,不同自交系遗传组成不同,多代自交纯合,以三对基因为例,通过自交基因型纯合后的自交系,优良自交系的选育,3.4.1.2优良自交系的标准优良的自交系必须具备：配合力高、整齐度高、产量高，育种目标要求的多种性状优良。3.4.1.3自交系选育的一般方法*原始材料的选择选择对象：普通品种；自交系间杂种一代要求：入选材料要具有育种目标要求的某些性状；材料优缺点互补；用于自交的材料数适宜，一般10份左右为宜。*优良单株选择与自交S0代从入选的每种原始材料中，选择符合育种目标的植株（基本株）数株到数十株自交，每个自交植株的后代可种植数十株到数百株。同时选择基本株的一些花序测交，测定一般配合力的高低。*逐代自交选择淘汰S1根据S0代配合力的测定结果，淘汰一般配合力低的基本株的自交后代。再淘汰经济性状表现不良的株系。在优良株系中继续选择优良单株自交留种。S2代选择除经济性状外，要注重生活力的选择。S3代起注意定向选择，以利优良性状的稳定。一般选择到S4S6代可育成优良的自交系。,原始群体,根据配合力测定结果淘汰S1株系,S1,针对经济性状，生活力选优株同时要注意特殊优株的选择,S0,S,S,S,S,C,C,C,C,S,C,自交系选育的一般方法,*单轮回选择法,第一个周期,第二个周期,选优株自交,混合留种,系间互交,*配合力轮回选择自交系,C,C,S,S,S,原始群体,自交,测交,第一代,第二代,第三代,第四代,C,S,S,S,S,S,C,C,C,C,杂种优势育种的一般程序,3.4.2配合力的测定配合力是衡量亲本系在其所配的F1中某种性状（如产量或其他性状）好坏或强弱的指标。一般配合力是指某一亲本系与其他亲本系所配的几个F1的某种性状平均值与该试验全部F1的总平均值相比的差值。用g.c.a表示。一般配合力是由基因的加性效应决定，它可以稳定遗传。特殊配合力是指某特定杂交组合的某性状实测值与根据双亲一般配合力算得的理论值的离差。用s.c.a表示。特殊配合力由基因的非加性效应决定，只有通过双亲杂交后才能表现出来。,加性效应,一个个体的遗传组成所固有的遗传信息，它所含的基因位点数是一定的，能稳定地传递给后代。,即无论是A、a、B还是b，它们传递到下一代基本不会改变，A还是A，无论亲本间发生杂交与否，它本身所含的遗传信息不变。所有这些效应的积加构成加性效应。亲本携带的优良基因多，它与其它个体配组产生的优良性状也就多，表现为一般配合力好。,非加性效应,等位基因间的“互作”效应,非等位基因间的“互作”效应,。在各个不同的亲本个体中下述三种遗传效应在各种基因间发生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从而各亲本杂交所产生的后代在最终的性状表达上各不相同，即产生的优势不同，表现为各自配组的特殊配合力不同。,等位基因间的“显隐”效应,虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在各自的位点上出现的机会不同，或者它们之间的关系表现的机会不同。,*配合力测定的方法顶交法是以普通品种做测验种，与各个被测自交系或品种配组杂交，下一代比较各个测交种的某种性状值的高低。性状值高的测交种其被测自交系的配合力高，反之亦然。半轮配法是使每一个自交系与其他自交系一一配组，但不包括反交和自交。交配组合数为：n=P(P-1)/2p为自交系数目半轮配法配组的配合力计算如下：,g.c.ai=,Xi,P-2,X.,P(P-2),Xi为以I自交系为亲本的所有组合某性状数值之和；X为该试验全部组合某性状数值总和,Xij,Xi+Xj,P-2,+,X,(P-1)(P-2),s.c.aij=,圆葱8个自交系半轮配的F1的鳞茎重(g),=,480,6,4036,48,=,4.08,s.c.a1.2,=,63,480+491,6,+,4036,42,=,2.73,g.c.a1,圆葱8个自交系的鳞茎重普通配合力,圆葱8个自交系半轮配各组合的鳞茎重特殊配合力,8个自交系配组,以5,2自交系配组后特殊配合力最高;而一般配合力高的5,3自交系配组后,其特殊配合力很低.故，在优势育种时，应选择一般配合力高的亲本，选配特殊配合力高的组合.,杂种优势育种的一般程序,3.4.3配组方式的确定亲本选择选配的原则:双亲的一般配合力高，特殊配合力高;双亲性状优良，互补;双亲亲缘关系差异适当;双亲自身产量高，花期相近3.3.3.1单交种两个自交系间的杂种一代称为单交种。3.3.3.2双交种双交种是4个自交系先配成两个单交种，再用两个单交种配成用于生产的杂种一代。3.3.3.3三交种用两个自交系先配成单交种，再以单交种作母本与第三个自交系杂交而成杂种一代。,杂种优势育种,3.5杂交种子的生产包括：*杂种一代种子的生产*亲本自交系的种子的生产,3.5.1简易制种法*雌雄异株植物把父母本自交系相邻种植，当雌株和雄株刚能辨认时，拔除母本系统内的所有雄株和两性株，只留雌株，任其自由接受父本系统的花粉。母本系统上收获的种子即是杂种一代种子。父本系统上的种子是父本系统的纯种。母本系统种子需专设隔离区进行繁殖。*雌雄同株异花植物将父母本自交系按一定行比（父：母=1：3）种植，在雌花开放前，及时摘除母本系统上的雄花蕾，任其自由授粉接受父本花粉，从母本系统上收获的种子是杂一代种子，从父本系统上收获的种子是父本系纯种。母本繁殖需另设隔离区留种。*雌雄同花的异花授粉植物将父母本系统种植在同一隔离区任其自由授粉。主要方式有：混合播种适合于父母本主要经济性状相似，正反交表现相似的组合。间行种植将父母本按1：1或1：2的行比种植，自由授粉。正反交效果相同，父母本行数可相同，种子可混采混播。正反交都有优势而性状差异较大，可分别采种，分别播种。正交有优势，反交无优势，以正交种子用于生产。反之亦然。*自花授粉植物采用人工去雄、人工授粉进行杂交制种。亲本繁殖可不设隔离区。番茄、茄子、辣椒这三种植物，虽然花器小，雌雄同花，人工去雄较费工，但杂交后结果率高，单果结籽量多，生产用种量少，故杂交效率高。,杂交种子生产,3.5.2利用苗期标记性状的制种法标记性状在幼苗期用来区别真假杂种且呈隐性遗传的植物学性状。用具有某一隐性标记性状的优良自交系作母本，具有相应显性性状的优良自交系作父本，相邻种植，任其自由授粉杂交。最后从母本系统上收获种子，播种后，在苗期及时拔除群体中具有该隐性标记性状的假杂种植株。,3.5.3利用化学去雄剂的制种法化学去雄不经过人工去雄，选用某种化学药剂，在植株生长发育的一定时期喷洒于母本，直接杀伤或抑制雄性器官，造成生理不育，以达到去雄目的。常用化学去雄剂乙烯；1-C对氯苯基；二氯乙酸；三氯丙酸；二氯异丁酸钠；氯杂环丁烷-3-羧酸；三碘苯甲酸；顺丁烯二酸联胺；2，4-D;萘乙酸。理想的化学去雄剂应具备：能诱导完全或近于完全的雄性不育，而不影响雌蕊的正常发育和育性，不产生其它不良效应。与基因型和环境的互作效应小。具有较长的有效试用时期，一次施用即可导致雄性不育，便于生产上大面积使用。无药害，无残毒，使用安全，价格低廉。,杂交种子生产,3.5.4利用雄性不育系的制种法3.5.4.1雄性不育系的概念雄性不育性指两性花植物中,雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象。表现形式：雄蕊退化或变形；花药异常；雌雄蕊异长；产雌性。雄性不育系的遗传类型：细胞质不育型（cytoplasmicmalesterility）；核不育型（Geneticmalesterility，简称GMS）；胞核不育型（Cytoplasmic-genicmalesterility，简称CMS）雄性不育系的利用价值：省去了人工去雄；提高杂种一代种子质量；为一些因花器小，人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟了新途径,杂交种子生产3.5.4.2雄性不育系的选育*获得原始雄性不育材料的途径利用自然变异远缘杂交人工诱变自交和品种间杂交引种和转育*原始雄性不育材料的临时保存能无性繁殖的材料采用扦插、嫁接分株等方法保存不能正常授粉的材料采用人工自交帮助结籽。,3.5.4.2.1核质互作不育型这种不育型受细胞质和细胞核共同作用所制约。细胞质中有一种控制不能形成雄配子的遗传物质S,其相对应的细胞质中具有正常的遗传物质F.核内具有影响细胞质育性的基因，能使不育性恢复为可育的同质恢复基因MsMs,异质恢复基因Msms，不能使育性恢复的等位隐性基因msms。若把两种细胞质和三种核基因型结合，可产生6种遗传结构,核质互作的6种遗传结构中仅S(msms)表现为雄性不育，其余5种都是可育的。以不育型作母本同5种可育型杂交，由于结合子的细胞质由母本提供，细胞核由父、母本双方均等提供，杂交一代的育性如下表，可满足配制杂种的要求，实现“三系”配套。,核质互作不育型的遗传方式,“三系”概念雄性不育系对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即为雄性不育系。简称不育系或A系。核质互作雄性不育系其育性遗传组成为S(msms).雄性不育保持系给不育系授粉能保持不育系的不育性的品种或自交系，简称保持系或B系。核质互作雄性不育保持系其育性遗传组成为F(msms).与不育系有共同血缘，有姐妹关系的是这个不育系的同型保持系。与不育系无共同血缘、没有姐妹关系的是不育系的异型保持系。雄性不育恢复系用来给雄性不育系授粉，使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交系，简称恢复系或C系。核质互作雄性不育恢复系其遗传组成有F(MsMs)和S(MsMs)两种。,应用核质互作不育型配制杂交种的示意图不育系保持系不育系恢复系S(msms)F(msms)S(msms)S(MsMs)F(MsMs)不育系保持系杂交种S(Msms),恢复系,雄性不育系的选育,3.5.4.2.2核雄性不育系（GMS）的选育和利用,GMS与两用系的概念,指是仅由核基因控制的雄性不育性，受一对隐性核基因支配的GMS经选育可获得一个既作不育系用又作保持系用的稳定遗传的系统。,GMS系的选育,由一对核基因决定的雄性不育性，其基因型为msms。两用系的选育就是把同一品种中的不育株msms和杂合可育株Msms筛选出来。再进行多代兄妹交即可。,1msms:1MsMs:2Msms,全可育淘汰,核雄性不育系GMS系选育示意图,杂交种子生产,3.5.5利用自交不亲和系的制种法自交不亲和性是指两性花植物,雌雄性器官正常,在不同基因型的株间授粉能正常结籽,但是花期自交不能结籽或结籽率极低的特性.自交不亲和系通过连续多代的自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系。,3.5.5.1自交不亲和性的遗传机制*配子体型自交不亲和性亲和与否取决于花粉本身所带的S基因是否与雌蕊所带的S基因相同。凡和雌配子体具有相同S基因的花粉，为不亲和花粉，反之亦然。,配子体自交不亲和性,S,s,雌蕊,花粉,1、存在相同基因,和雌配子体具有不同S基因的花粉为亲和花粉反之，为不亲和花粉,纯x杂,2、无相同基因,纯x纯、杂x杂,完全相同,部分相同,完全不同,完全不亲和,部分亲和,完全亲和,自交不亲和性的遗传机制,*孢子体型自交不亲和性不亲和性主要取决于产生花粉的植物个体是否具有与母本不亲和的基因型。当雌雄孢子体基因型无相同的S基因或雌雄双方或单方S基因为隐性时，则交配亲和。,3.5.5.2自交不亲和性的生理机制*认可反应假说认为自交不亲和性是由柱头乳突细胞和花粉或花粉管间的相互作用造成的。不亲和花粉尽管有时萌发，但不能穿过乳突细胞角质层，而亲和花粉的花粉管能顺利刺入乳突细胞角质层。这种现象为认可反应。*糖蛋白假说Narrllah等（1967）研究了结球甘蓝柱头中的蛋白质组成，发现S基因总是和一种特殊的糖蛋白相偶联，只有在带有S基因的成熟花柱组织或柱头中才具有这种特殊糖蛋白，正是这种蛋白质抑制了花粉的萌发和花粉管的伸长。,利用自交不亲和系的制种法,3.5.5.3选育自交不亲和系的方法*优良自交不亲和系应具备的条件除满足配合力高，整齐度高，产量高，抗病，抗逆，综合性状好的要求外，还必须具备：高度稳定的花期自交不亲和性亲和指数K=自交结籽总数/授粉花朵数亲和指数越小，不亲和程度越高。稳定的自交不亲和性，是指亲和指数不随自交繁殖代数的增加及环境的变化而升高。较高的蕾期自交亲和指数自交不亲和系的繁殖通常采用蕾期人工授粉的方法进行繁殖。蕾期自交亲和指数高，有利于提高亲本产种量，降低制种成本。自交多代后生活力衰退不显著,利用自交不亲和系的制种法,*自交不亲和系的选育方法和自交系选育一样，通过连续多代自交分离而得。S0:蕾期自交，确保每个入选株有自交后代；花期自交，测定亲和指数，选择不亲和植株。S1及以后世代：每个时代对于入选的自交不亲和单株