异交作物的生产管理

1、种植生产与管理种植生产与管理 张贵合 贵州农业职业学院 农艺工程系 前课回顾前课回顾 l种子生产程序： l我国目前所实行的重复繁殖程序为： l循环选择程序根据时间长短不同可以分为： l三圃制原种生产程序： 选择单株 株行圃（株行比较试验） 株系圃（株系比较试验 ） 原种圃（混系繁殖） 重复繁殖程序和循环繁殖程序 原原种（育种家种子） 原种 大田用种 三圃制、两圃制和一圃制 项目三项目三 异交或常异交作物种子异交或常异交作物种子 生产技术生产技术 张贵合 贵州农业职业学院 农艺工程系 一、理解异交或常异交作物种子生产的基础知识理解异交或常异交作物种子生产的基础知识 二、掌握杂交种子生产一般原理和

2、方法二、掌握杂交种子生产一般原理和方法 三、掌握作物杂交后代处理方法三、掌握作物杂交后代处理方法 四、会进行异交和常异交作物的人工杂交操作四、会进行异交和常异交作物的人工杂交操作 五、掌握常见异交和常异交作物的杂交种子生产技术五、掌握常见异交和常异交作物的杂交种子生产技术 本章重难知识点本章重难知识点 一、杂交种亲本原种的生产一、杂交种亲本原种的生产 （一）杂交原种的一些基本概念 原原种原原种 原种原种 大田用种大田用种 （二）杂交亲本原种的一般标准 l典型性、一致性、高纯度； l生长势、适应性和产量未降低； l种子质量好 l生产用种一般3-4年更换原种 二、杂交种子生产二、杂交种子生产 杂交

3、种：经过亲本的纯化、选择、选配、配合 力测定等一系列选育的优良杂交组合。 杂交种生产的工作内容： 亲本繁殖和保纯；一代杂交种子生产 杂交种生产分类杂交种生产分类 l根据杂交亲本亲缘关系的远近，可分为近缘杂交和远缘杂交。 l近缘杂交指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种间的 杂交。 l远缘杂交是指种以上分类单位之间的杂交。 杂交种生产的意义和原理杂交种生产的意义和原理 l杂种后代的变异性质可以通过对亲本的选择选配得到控制，比 单纯的选择育种更富创造性和预见性； l杂种后代的变异范围远较一般自然发生的变异广，为选择提供 了丰富的基础； l杂交能使控制优良性状的基因通过自由组合或连锁互换达到重

4、 组，能够产生新的性状，或者是能够把两个或两个以上亲本的 优良性状综合在一个品种中； l杂交能产生杂种优势的遗传效应，对于无性繁殖的作物能直接 利用。 2 2 杂交种的遗传原理杂交种的遗传原理 “1002-1”1002-1”的育成：的育成： 生育期生育期 抗晚疫病抗晚疫病 结薯大小结薯大小 合作合作88 88 长长 抗病抗病 中中 云薯云薯103 103 短短 感染感染 中中 1002-1 1002-1 中中 高抗高抗 大大 从遗传上：从遗传上： AAbb aaBB AABB AAbb aaBB aabb （其中（其中A A、B B为优良基因）为优良基因） 合作合作88 1002-1 2 2

5、杂交种的遗传原理杂交种的遗传原理 (2) 基因互作，产生新性状基因互作，产生新性状 (AAbb) (aaBB) (AABB) 数量性状数量性状容易通过微效多基因积累（累加），产生容易通过微效多基因积累（累加），产生超亲超亲 性状性状。 二二 亲本选配亲本选配 1 亲本选配的重要性亲本选配的重要性 亲本选配即亲本的选择与搭配。亲本选配决定杂种后代的亲本选配即亲本的选择与搭配。亲本选配决定杂种后代的 遗传基础，是杂交育种成败的关键。遗传基础，是杂交育种成败的关键。 我单果重高 我抗病性强 还适密植 条件：丰产性好 抗病性强 品质优异 招聘广告 有以上特长者请速来报名 我们合作 会更强 这样的成 员

6、我有上 几个就可 以了，不 必太多 Thats OK 二二 亲本选配亲本选配 2 亲本选配的一般原则亲本选配的一般原则 （1）亲本优点多，主要性状突出，缺点少又较）亲本优点多，主要性状突出，缺点少又较 易克服，双亲的易克服，双亲的 优缺点能互补。优缺点能互补。 性状互补要注重主要性状。性状互补要注重主要性状。 亲本间互补性状不宜过多。亲本间互补性状不宜过多。 两亲本不能有共同的缺点，更不宜亲本之一有严重缺陷。两亲本不能有共同的缺点，更不宜亲本之一有严重缺陷。 二二 亲本选配亲本选配 （2）亲本之一最好为当地优良品种）亲本之一最好为当地优良品种 因为当地优良品种本身就具有丰产性和适应性强的特性。

7、因为当地优良品种本身就具有丰产性和适应性强的特性。 （3）杂交亲本在生态型和系统来源上应有所同）杂交亲本在生态型和系统来源上应有所同 不同生态类型、不同地理来源、不同亲缘关系的品种，后不同生态类型、不同地理来源、不同亲缘关系的品种，后 代分离广，易选出好品种。代分离广，易选出好品种。 （4） 杂交亲本应具有较好的配合力杂交亲本应具有较好的配合力 好品种并不一定是好亲本，二者具有一定的区别。好品种并不一定是好亲本，二者具有一定的区别。好亲本好亲本指是指是 一般配合力高的亲本；一般配合力高的亲本；好品种好品种则指具有许多优良性状的品种。则指具有许多优良性状的品种。 例如：美国小麦品种例如：美国小麦

8、品种Gaines，曾创世界单产纪录，不是好亲本；，曾创世界单产纪录，不是好亲本； 其姊妹系其姊妹系Pullmanioi，曾育出了多个优良杂交品种。，曾育出了多个优良杂交品种。 二二 亲本选配亲本选配 三三 杂交方式杂交方式 1 单交单交(Single Cross)或成对杂交或成对杂交 单交：单交：由两个品种或遗传类型成对杂交。由两个品种或遗传类型成对杂交。 组合方式：组合方式：AB 单交有正反交之分。单交有正反交之分。 特点：特点：简单易行，育种时间短，后代群体规模小简单易行，育种时间短，后代群体规模小 ，一般将对当地条件，一般将对当地条件 最适应的亲本作母本。最适应的亲本作母本。 AB F1

9、 正交反交 从遗传学的角度考虑从遗传学的角度考虑, 正正 反交遗传学效应有何不同？反交遗传学效应有何不同？ 想一想想一想 复交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂复交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂 交。交。 特点：特点：a a 遗传基础复杂，遗传基础复杂，F1F1代就发生性状分离。代就发生性状分离。 b b 杂种比单交的杂种变异类型更多，但稳定性慢，年限长杂种比单交的杂种变异类型更多，但稳定性慢，年限长 亲本组合的原则：亲本组合的原则： 优良亲本最后一次杂交（使其遗传组成占杂种的比重大），优良亲本最后一次杂交（使其遗传组成占杂种的比重大）， 增强后代的优良

10、性状。增强后代的优良性状。 （2 2） 复交复交(Multiple Crossing)(Multiple Crossing) 复交的方式复交的方式 三交三交：先由两个亲本杂交获得一个单交：先由两个亲本杂交获得一个单交F1，然后再与另一个亲，然后再与另一个亲 本杂交，称为三交。本杂交，称为三交。 组合方式：组合方式： （AB）C (或或 A/B/C ) 三交三交F1F1杂种的遗传组成：杂种的遗传组成： 亲本亲本 A 全部胞质和全部胞质和1/4胞核胞核 B 1/4胞核胞核 C 1/2胞核胞核 （C亲本应为综合性状最好亲本）亲本应为综合性状最好亲本） 三亲本双交：三亲本双交： 由由3个亲本，一个亲本

11、分别与两外两个亲本进行单交，再将两个杂个亲本，一个亲本分别与两外两个亲本进行单交，再将两个杂 交交F1进行杂交。进行杂交。组合方式：组合方式：（AB）（CD），）， F1代杂种的遗传组成：代杂种的遗传组成：A-25%，B-25%，C-50%。 复交的方式复交的方式 C A B C F1 F1 F1 复交的方式复交的方式 四亲本双交：四亲本双交： 由由4个亲本，先用两两杂交得到两个个亲本，先用两两杂交得到两个F1，再用两个，再用两个F1杂交，杂交， 称为双交。称为双交。组合方式：组合方式：（AB）（CD），）， 双交双交F1的遗传组成：的遗传组成： 亲本亲本A、B、C、D各提供各提供1/4胞核胞

12、核 D A C B F1 F1 F1 A B F1 C F1 D F1 添加杂交后代的核遗传组成添加杂交后代的核遗传组成 四四 杂交后代的选育杂交后代的选育 1 系谱法系谱法(pedigree method) ： 自杂种自杂种第一次分离世代第一次分离世代（单交（单交F2，复交，复交F1）开始选择）开始选择 单株，分别种植成株行，即系统，以后各世代均在优良系单株，分别种植成株行，即系统，以后各世代均在优良系 统中继续进行单株选择，直至统中继续进行单株选择，直至 选出优良一致的系统升级进选出优良一致的系统升级进 行产量试验。各世代都予以系统编号，以考查各株系历史行产量试验。各世代都予以系统编号，以

13、考查各株系历史 与亲缘，故称系谱法。与亲缘，故称系谱法。 （1）杂种一代（F1）： 淘汰有严重缺陷的组合，并淘汰伪杂种。淘汰有严重缺陷的组合，并淘汰伪杂种。 按组合排列，单粒点播（数株到数十株），设置对照，加强田间管理。按组合排列，单粒点播（数株到数十株），设置对照，加强田间管理。 分组合混收，脱粒，编号。分组合混收，脱粒，编号。 种植数量：依据种植数量：依据F2F2群体大小及作物的繁殖系数而定。群体大小及作物的繁殖系数而定。 种植个体数种植个体数 10 50 （2）杂种二代（）杂种二代（F2）或复交一代）或复交一代 l按照杂交组合点播，群体尽可能大些，株间距离一致按照杂交组合点播，群体尽可能

14、大些，株间距离一致 l设置对照，并播种亲本设置对照，并播种亲本 l准确选择单株，考虑性状的遗传力（对遗传力大的性状进行选择）准确选择单株，考虑性状的遗传力（对遗传力大的性状进行选择） l单株选择的数量适中单株选择的数量适中 l入选单株按组合分株收获，标明行号入选单株按组合分株收获，标明行号 分离最大的世代， 也是选择最重要 的世代（F2单株 决定后代发展趋 势） （3）杂种三代（）杂种三代（F3） l按组合排列，按组合排列，F2单株点播种成株行，即系统，均匀设置对照，编号。单株点播种成株行，即系统，均匀设置对照，编号。 l系统：系统：F3 一个株行内各株都开自同一一个株行内各株都开自同一F2植

15、株，从血统上看，可称为系统植株，从血统上看，可称为系统 （或株系）。（或株系）。 l选株系和单株时，根据性状的综合表现选择选株系和单株时，根据性状的综合表现选择 l入选数量根据组合优劣而定（入选数量根据组合优劣而定（510株或更多）株或更多） l将入选单株按系统分株收获，分株脱粒，并编号将入选单株按系统分株收获，分株脱粒，并编号 （4 4）杂种四代（）杂种四代（F4F4） lF4代的种植方法同代的种植方法同F3。 系统群：来自同一系统群：来自同一F3系统的系统的F4各个株系各个株系。 姊妹系：系统群内各系统之间互为姊妹系。姊妹系：系统群内各系统之间互为姊妹系。 工作重点：工作重点： 品系：参加

16、产量试验的系统改称为品系。品系：参加产量试验的系统改称为品系。 lF5多数系统已经稳定，所以主要进 行系统的比较和选择。 lF5还不稳定的材料需要继续单株选 择，直到选出整齐一致的系统为止 。 （5 5）杂种五代（）杂种五代（F5F5）及以后世代）及以后世代 （6）系谱法后代的系谱的表示方法）系谱法后代的系谱的表示方法 系谱法的优缺点：系谱法的优缺点： 优点：优点： u早期世代，针对一些遗传力高的性状连续选择，起到定向选择的早期世代，针对一些遗传力高的性状连续选择，起到定向选择的 作用。作用。 u系统亲缘关系清楚。系统亲缘关系清楚。 缺点：缺点： u从从F2起严格选择，中选率低，优良类型被淘汰

17、起严格选择，中选率低，优良类型被淘汰 u工作量大工作量大 lF1选优势组合选优势组合 lF2选择优势组合中的优良单选择优势组合中的优良单 株株 lF3选定优良的系统选定优良的系统 lF4促进系统的稳定促进系统的稳定 系谱法的要点是什么系谱法的要点是什么？ 想一想想一想 2 混合法混合法(bulk method) u很多重要的经济性状是由很多重要的经济性状是由微效多基因微效多基因控制的，早代遗传力低，纯合控制的，早代遗传力低，纯合 个体少，表现型受环境影响大，选择的可靠性差。早代选择损失大个体少，表现型受环境影响大，选择的可靠性差。早代选择损失大 量优良基因和重组类型。量优良基因和重组类型。 u

18、 混合法可以在后代群体中保存各种优良基因，并增加以后世代中优混合法可以在后代群体中保存各种优良基因，并增加以后世代中优 良基因重组的机会。混合世代自然选择有利于群体适应当地生态和良基因重组的机会。混合世代自然选择有利于群体适应当地生态和 逆境。逆境。 （1）混合法的理论依据）混合法的理论依据 混混 合合 单单 株株 选选 择择 法法 （2 2）工作要点： 混合法是在自花授粉作物的杂种分离世代，按组合混合种植，混合法是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百分率达到不加选择，直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时（以上时（F5- F8），才开始选择一次

19、单株，下一代成为系统（株系），然后选），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。拔优良系统进行升级试验。 （3）混合法的优缺点 优点：优点： l分离世代群体大，不会丢失最优良的基因型；分离世代群体大，不会丢失最优良的基因型； l选择效率高；选择效率高； l易获得对生物有利的性状；易获得对生物有利的性状； l适于多系杂种的选择；适于多系杂种的选择； l可能得到育种目标以外的优良类型可能得到育种目标以外的优良类型 缺点：缺点： 人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失；选择数量大，年人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失；选择数量大，年 限长，后代亲缘关系无法

20、考证。限长，后代亲缘关系无法考证。 系谱法与混合法的比较 l选择方法的比较选择方法的比较 系谱法从第一次分离世代开始选单株，直至外部形态性状基本稳定；系谱法从第一次分离世代开始选单株，直至外部形态性状基本稳定； 混合法在分离的早期世代不选单株，按组合混合种植，直到群体中纯混合法在分离的早期世代不选单株，按组合混合种植，直到群体中纯 合体频率达合体频率达80%80%左右的世代选择一次单株；左右的世代选择一次单株； 在获得稳定株系后，两种方法在处理品系方面采用相同或相似的手段在获得稳定株系后，两种方法在处理品系方面采用相同或相似的手段 。 实际生产中，如何综合利用系谱法和实际生产中，如何综合利用系

21、谱法和 混合法来实现两种方法的优点互相补混合法来实现两种方法的优点互相补 充充？ 想一想想一想 系谱法与混合法的比较 选择效果比较：选择效果比较： 对质量性状及遗传力高的数量性状系谱法可及早掌握优良材料对质量性状及遗传力高的数量性状系谱法可及早掌握优良材料 ，效率高；，效率高； 对遗传力低的数量性状混合法在晚代进行选择，效果好；对遗传力低的数量性状混合法在晚代进行选择，效果好； 系谱法利于消除不同植株间的生存竞争，保留育种目标性状，系谱法利于消除不同植株间的生存竞争，保留育种目标性状， 混合法利于发展植株的适应性和抗逆性，但也会保留不利性状混合法利于发展植株的适应性和抗逆性，但也会保留不利性状

22、 。 系谱法与混合法的比较 工作量等比较：工作量等比较： 系谱法工作量大，混合法工作量小；系谱法工作量大，混合法工作量小； 系谱法便于及时繁殖推广优良品种；系谱法便于及时繁殖推广优良品种； 系谱法系谱详尽，且当代选择结果在次年可得到验证；系谱法系谱详尽，且当代选择结果在次年可得到验证； 混合法育种年限较长。混合法育种年限较长。 3 衍生系统法衍生系统法(derived line method) 衍生系统：衍生系统：由由F2F2或或F3F3一个单株所繁衍的后代群体分别称之一个单株所繁衍的后代群体分别称之 为为F2 F2 或或F3F3衍生系统。衍生系统。 工作要点：工作要点：在在F2F2或或F3F

23、3进行一次选择，以后各代分别按衍生系进行一次选择，以后各代分别按衍生系 统混合种植，不加选择。对衍生系统测产，淘汰不良衍生系统混合种植，不加选择。对衍生系统测产，淘汰不良衍生系 统，直到产量及其他性状稳定，再从中选株，种成株系，从统，直到产量及其他性状稳定，再从中选株，种成株系，从 中选择优良系统，进行产量比较试验，直至育成品种。中选择优良系统，进行产量比较试验，直至育成品种。 衍生系统法的优点衍生系统法的优点 v系谱法与混合法相结合：系谱法与混合法相结合：在混合进级过程中，表现了混在混合进级过程中，表现了混 合法的优点，在杂种早代选株又体现了系谱法的优点。合法的优点，在杂种早代选株又体现了系

24、谱法的优点。 v既可尽早获得优良株系材料，又可在系统内保存较大的既可尽早获得优良株系材料，又可在系统内保存较大的 变异。变异。 v既可减少早期世代的工作量，又可避免混播条件下群体既可减少早期世代的工作量，又可避免混播条件下群体 中不同类型的竞争。中不同类型的竞争。 （4 4）单籽传法（）单籽传法（single seed descent method, SSDsingle seed descent method, SSD法）法） 用两个亲本杂交，得到用两个亲本杂交，得到F1F1，经自交得到，经自交得到F2F2，在，在F2F2植株的每一株上植株的每一株上 或大量选株上各取一粒种子进级到或大量选株上

25、各取一粒种子进级到F3 F3 ，在，在F3F3每株仍取一粒种子进级每株仍取一粒种子进级 到到F4,F4,再用同法进级至再用同法进级至F5F5、F6F6代，直到所需要的世代。在代，直到所需要的世代。在F6F6代可以选代可以选 择单株，在择单株，在F7F7种成株行，选系混收，进行产量比较试验。种成株行，选系混收，进行产量比较试验。 P1 P2 P F1 F2 F3 F4 F5 品系比较品系比较 株系比较株系比较 遗遗 传传 逐逐 渐渐 稳稳 定定 F6 工作要点：工作要点： 从分离世代开始，每株收获一粒种子；之后按组合每年从分离世代开始，每株收获一粒种子；之后按组合每年 混合种植，每株收获一粒种子

26、；混合种植，每株收获一粒种子；F5F5或或F6F6世代群体中选择单株，世代群体中选择单株， 种成株行；选择优良株行升级成品系进入产量试验。种成株行；选择优良株行升级成品系进入产量试验。 单子传代法的优缺点单子传代法的优缺点 l与混合法比较具有如下优点： l适于株行距大的作物和保护地加代； lF2个体繁殖机会均等，规模易控制； l与系谱法比较具有如下优点： l减少了F3、F4分系种植和选择的工作量； l保证了高世代选留单株较多时，仍有大量性状差异较大的纯育株系供比较选择； l缺点 l育种目标期望的性状可能丢失； l亲缘关系无法考证。 原始材料圃种植从国外搜集来的原始材料，分类型种植，每原始材料圃种植从国外搜集来的原始材料，分类型种植，每 份种几十株。不断引入新种质，防止材料混杂，定期观察。份种几十株。不断引入新种质，防止材料混杂，定期观察。 从原始材料圃中每年选出合乎杂交育种目的的材料作为亲本，从原始材料圃中每年选