作物育种学总论第六章杂交育种课件

1、教学目的：了解杂交育种的概念及作用明确亲本选配的原则掌握杂交育种方式、后代处理、育种程序及加速育种进程的方法 第六章 杂交育种返回教学内容概念与原理亲本选配的原则杂交的方式杂交后代的处理杂交育种的程序返回概念：指遗传性状不同的种、类型或品种间进行有性杂交产生杂种，继而对杂种加以选择培育，创造新品种的方法。原理：通过双亲的基因重新组合，使杂种后代综合双亲的优良性状，而且由于来自双亲的不同显性基因相互作用或互补作用的结果，产生不同于双亲的新的优良性状。杂交育种的概念与原理返回亲本选配的原则亲本应是优点多，优良性状突出，缺点少，且双亲主要性状的优缺点互补；亲本中要有一个能适应当地条件的品种；选用生态

2、类型差异大，亲缘关系较远的材料做亲本；选用遗传传递力强，配合力好的品种（材料）做亲本。返回小麦品种碧蚂1号亲本选配实例亲本和新品种越冬性成熟性抗条锈性抗倒伏性复粒性子粒大小母本碧玉麦差较早免疫较强好大父本蚂蚱麦较好中感染较差差小新品种碧蚂1号中中高抗中中大返回杂交的方式单交：就是用两个亲本材料进行一次杂交。复交：采用两个以上亲本进行的杂交，又称复合杂交。三交：两个亲本单交后再与另一个亲本杂交。双交：两个单交后代再进行杂交的方式。三品种双交：是选一个基本亲本品种分别同其他两个亲本配成单交，然后两个单交再进行杂交。四品种双交：是选用四个亲本分成两组先进行单交，然后再将单交后代进行杂交。回交：是两个

3、品种杂交后，杂交后代再和两个亲本之一进行重复杂交。聚合杂交：把多个亲本基因综合在一起，使杂种后代具有丰富的遗传基础。返回单 交华北187 阿 桑晋中849晋阳829返回晋中849返回晋阳829返回三 交农大17 鹅冠186 F1早洋麦 农大45返回三 品 种 双 交华北672辛石麦 早熟1号华北672 F1 F1北京10号返回北京10号返回四 品 种 双 交（农大183维尔） （181730983） F1 F1 农大139返回回 交 （丰产感病）农大183 伊利亚能（抗条锈） F1农大183 B1农大183 B2农大183 农大155农大156返回轮回亲本和非轮回亲本轮回亲本：用作重复杂交的亲

4、本品种叫轮回亲本。（农大183 ）非轮回亲本：只参加一次杂交的亲本品种叫非轮回亲本。（伊利亚能）返回聚合杂交（一）假定A，B，C，D，E，F，G，H为品种代号。要是各个亲本的优良性状在杂种后代的遗传成分相同，则：第一年：AB CD EF GH第二年：（AB）F1 （CD）F1 （EF）F1 （GH）F1第三年：（AB） （CD）F1 （EF） （GH）F1下页第一年：AB AC AD AE AF AG AH AI第二年：（AB） F1 （AC） F1（AD） F1AE） F1（AF） F1 （AG） F1（AH） F1 （AI） F1第三年：（AB）（AC） F1（AD）（AE） F1（AF）

5、 （AG） F1（AH）（AI） F1（二）以某一亲本为基础，使在杂种后代中基础亲本的遗传成分占1/2：下页第一、二年：基础亲本分别与各亲本单交， AB AC AD AE ，再分别进行回交（AB）A （AC） A （ AD ） A （ AE） A 第三年：两个回交一代间复交， （AB）A B1 （AC） A B1 （ AD ） AB1 （ AE） A B1 返回（三）采用不完全回交相结合的聚合杂交，杂交中基础亲本的遗传成分占3/4，保持其综合优良性状：杂种后代的处理系谱法：混合法：派生法：派生系统法：“一粒传”混合法：集团混合法：返回系 谱 法即多次单株选择法，是自花授粉作物和常异花授粉作物杂

6、交育种中最常用的方法。杂交后先按组合进行种植，从杂种第一次分离世代（单交F2，复交F1）开始选株，并分别种植成株行，每个株行成为一个系统（株系）。以后各世代都在优良系统中继续选择优良单株，直至选到整齐一致的优良系统，便不在选株。继而进行鉴定、品比试验，最后育成品种的方法。大田推广生 多产 点试 试验 验品比圃鉴定圃系谱法选择示意图F1PF2F3F6F4F5F7P1P1杂交淘汰组合选单株在优良株系中选择单株同上,选优良一致株系升级同上, 优良株系鉴定品比试验鉴定圃鉴定圃种子繁殖区种子繁殖区区域试验疯狂的分离世代返回 8302（1）-8长武131单交的F1返回G408长武131单交的F1返回对形成

7、的杂种后代进行严格选择返回庆农6号新品种在大田推广返回混合选择法混合选择法，就是在自花授粉作物杂种分离的世代，按组合混合种植，不进行选株，只淘汰杂株、劣株，直到估计杂种的遗传性状已趋于稳定，纯合个体数达80%的世代（约在F5F6），才选择一次单株，下一代种成株系，选择表现优异、性状稳定的系统，进行品系试验。多点试验生产试验大面积推广种子区繁殖区混合种植法示意图P1P2F1新品种推广F4F5F2F3F6鉴定圃品比试验鉴定圃区域试验品比试验种子区繁殖区淘汰劣株剔除杂株返回混合法与系谱法的比较对质量性状或遗传力较高的数量性状，用系谱法在早代选择，可以起到定向选择的作用，育种工作者可以集中力量掌握少数

8、优良的系统，及时组织试验、示范繁殖，这是系谱法的优点。混合法混合种植多年，才进行个体选择，建成系统，群体中选择要比在系统中选择要困难得多，选择数量大，系统选拔工作繁重，花费年限长，这是混合法的缺点。系谱法从F2代严格选择，不少优良类型被淘汰；混合法可以保存更多的类型，有更多的机会选到高产、性状优良的系统。混合法可以在同等土地面积上种植更多类型的植株。派 生 法为了利用系谱法和混合法的优点，克服其缺点，在这两个方法的基础上，派生出许多处理杂种后代的方法。主要有：派生系统法：“一粒传”混合法：集团混合法：返回派生系统法概念：就是采取早代（单交F2，复交F1）和晚代（F5或F6）各进行一次单株选择，

9、中间世代（F3F4）进行混合条播的方式。方法：F2或F1按组合点播稀植，从中选择一定数量的优良单株，F3每个单株条播成为一个株系，经过产量和品质比较鉴定，淘汰不良株系，在优良株系中去杂去劣后混合收获。下年分别按派生系统（混合群体）混合条播，如此连续处理两三代，各代根据产量测定结果，淘汰不良的派生系统，到少数入选系统遗传性状稳定之后（F5或F6），再按系统进行一次优良单株的选择，单株后代进行比较，将稳定的新品系进行产量试验，选出新品种。派生系统法特点：可以在较早世代针对遗传力较强、可靠性较大的性状进行选择单株，掌握优良材料，又可减少因早代多次单株选择的工作量，和过于严格选择而丢掉一些优良材料的弱

10、点，能够保留多样化类型和高产材料，同时可以减轻在混合选择过程中群体在自然选择作用下某些性状被削弱的程度，且可根据早代测产结果，集中精力在有希望的系统中，提高选择效果，比混合选择法缩短育种年限。返回 P 杂交F1 淘汰组合F2 选择优良单株F3 淘汰不良F2衍生系统F4 同上F5 在优良衍生系统中选择F6 选择优良系统升级F7 产量比较试验派生系统法示意图返回“一粒传”混合法概念：一般从F2开始，各世代在淘汰属于简单遗传不良性状的基础上，按组合自每株采收几粒甚至一粒种子，混合繁殖，直到F5或F6，在变异丰富的F5或F6群体中，选择大量基本达到纯合的单株，于下年种成株系，以后选拔少数优系进行比较试

11、验。特点：尽量保持组合内的株间变异量，保留群体的丰富遗传性。返回集团混合法概念：在F2选株，每组合按类型分为若干个集团，F3各世代按集团混合播种。至性状基本稳定后再在各集团中选株，各株的后代进行株系试验和产量试验。特点：具有混合法的保持丰富的变异性和保留多样化类型的优点，而又减少了混合法不同类型的互相干扰的缺点。返回杂交育种的程序原始材料圃原始材料圃亲本圃杂种圃株系选择圃（选种圃）鉴定圃品种（系）比较试验圃区域试验和生产试验返回有性杂交育种程序原始材料圃亲 本 圃杂 种 圃观察、研究、选择中心亲本和优良亲本按亲本选配原则配组合杂交剔除假杂种选择好组合优中选优继续选优选择优良变异单株选 种 圃品

12、 种 审 定国家、省区域试验和市品比、生产试验品系比较和省联合鉴定试验品 系 鉴 定 圃品 种 推 广返回优良、稳定的株系进行鉴定试验原 始 材 料 圃概念：种植国内外收集到的供育种用的种质资源的地段称原始材料圃。方法：可按类型种植，采用点播或稀条播。工作内容：生育期间对主要性状要进行比较系统的观察记载，并根据育种目标的要求，从众多原始材料中选择所需性状的种质供做亲本用。 返回亲 本 圃概念：从原始材料圃中选出符合育种目标要求的若干做杂交亲本的材料种于亲本圃，以备杂交。方法：用于杂交的亲本材料按组合父母本相邻种植。如果一个品种与多个品种配制组合，可相近种植。若组合很多，而土地和其它条件限制，不

13、能将全部亲本材料种于亲本圃时，应将全部母本和重点父本播种于亲本圃内，其它父本可在杂交时到原始材料圃中去采集花粉。 返回杂 种 圃 概念：种植杂种的各个世代，直至当选株系的基因型趋于纯合。（1）杂种一代（F1）杂交得到的种子种下去长出来的植株就是杂种一代。播种时，按组合编号顺序点播稀植，每个组合的杂交种子种成一个小区，单交组合要求1020株，复交组合要求100200株，并在杂交组合小区相邻处种植亲本，用以比较判断真假杂种。返回杂 种 圃（2）杂种二代（F2）F2是性状分离最多的一个世代，个体间差异很大，具有多种多样的变异类型，是杂交育种选择优良单株最关键的一代。因此，按组合种植的F2群体不宜太小

14、，以便使优良变异出现的机会增多。对F2的选择，首先是确定好的组合，然后在好的组合内选择优良单株。返回选 种 圃选种圃的工作重点是对经一次或多次选择的单株进行株行试验，从中选出优良而稳定的品系。杂种三代（F3）及其后的世代 从F3开始，按单株分别种成株系。并在以后继续分离的几个世代中，选择优良株系的基础上选择优良单株。返回品系鉴定和品比试验圃品系鉴定圃：是以较大的小区种植面积，鉴定品系的生产能力和适应性。品种（系）比较试验：是育种单位在一系列育种工作中最后的一个重要环节。其任务是对品系鉴定试验选出的优良品系进行最后的筛选和全面评价，从中确定显著优于当地主要推广品种的新品系。 返回区域试验和生产试

15、验区域试验：是对各单位选送的品种（系）在不同的地区或不同条件下进行鉴定，以便客观地鉴定新品种（系）的主要特征特性，对有推广价值的优良品种（系）划定最适宜的推广区域，为品种布局区域化提供依据。生产试验：将区域试验中选出的最有希望的新品种（系）放在各地接近大田生产的条件下进行大面积比较和鉴定试验。 返回省、国家区域试验和市品比、生产试验返回品种审定与品种推广返回加速育种进程的方法 杂交育种由于基因重组导致杂种后代性状分离，要使分离的性状很快稳定下来，必须加速育种进程。一、加速世代进程二、加速试验进程三、提高繁殖系数返回一、加速世代进程概念：就是改变一年一代的传统，在一年内种植若干代以加速杂交世代的

16、进程。方法：（一）、异地加代和异季加代：北种南繁，南种北育； （二）、利用温室和人工气候室加代。返回二、加速试验进程早期测产；提早升级；越级试验；多项试验并进。返回三、提高繁殖系数提高繁殖系数：提高繁殖系数最常用的是精量播种法，即用极少量的种子在一次种植中获得大量种子：加大行株距；稀植均匀点播；利用分蘖或蔓、茎扦插；返回远缘杂交一、远缘杂交的意义和作用二、远缘杂交的困难及其克服方法三、远缘杂交不育的原因及其克服方法四、远缘杂交后代的分离和处理返回一、远缘杂交的意义和作用 概念：不同种、属，甚至不同科的植物间杂交，称为远缘杂交。意义：我国的农作物远缘杂交已经创造了许多品种间所不易得到的新品种和新

17、类型，促进了农业增产和发展。作用：培育更高产的优良新品种；提高品种的抗逆能力；利用杂种优势；获得雄性不育系。返回二、远缘杂交的困难及其克服方法远缘杂交由于亲缘关系较远，与品种间杂交相比，杂种内部矛盾更大，后代分离更多样化。因此，常常在育种上出现很大的困难：首先是远缘物种间杂交不易成功。其次是杂交后代高度不育，不能传递后代。这两个问题是相互联系的，故又常把他们综合到一起，叫做生殖隔离。 下页（一）远缘杂交不易交配的原因 有的是花粉不能在异种植物柱头上发芽；有的是花粉管生长太慢，不能进入子房；有的是花粉管虽进入子房，但精核不能与卵核融合受精；有的是受精后胚不能发育，或在种子形成过程中停止发育；有的

18、是由于胚、胚乳和子房组织间缺乏协调性，虽能形成种子，但不能发芽或发芽后死亡。 下页（二）克服远缘杂交困难的方法 选用适当亲本对柱头进行处理混合受粉法重复花粉法返回三、远缘杂种不育的原因及其克服方法 （一）远缘杂种不育的原因：产生远缘杂种不育的原因是多方面的。染色体组及数目的差异：不同种、属非同源染色体结合，造成F1代减数分裂时染色体分配的不规则，不能保持染色体的平衡，以至不能正常配对。基因组成的差异：有的远缘杂交亲本间染色体数是相同的，但具有高度不孕性。这是基因组成不同，遗传物质间不具有亲和性所造成的。下页（二）克服远缘杂种不育的方法使染色体加倍成为异源多倍体，是克服远缘杂种的不孕和双亲性状不融合最有效方法。回交：回交是克服远缘杂交不孕以及种子不饱满等异常现象比较有效和常用的方法。延长杂种生育期 。返回四、远缘杂种后代的分离和处理 （一）远缘杂种后代的分离和处理远缘杂种后代的性状分离很强烈、很复杂，分离出来的类型非常丰富，不仅出现超亲类型，还出现亲本祖先类型及亲本所没有的新类型。远缘杂种后代分离的另一特点是，性状有回复到亲本类