理学育种学总论

2024/11/9共43页1第一节、回交育种的意义及遗传效应2024/11/9共43页2一、基本概念回交：两个品种杂交后，子一代与其亲本之一再进行杂交，称为回交。

AхBB为轮回亲本，A为供体亲本

F1ХBBC1,BC1ХBBC2……回交育种：将供体的目标性状通过一次或多次回交导入受体的育种方法称为回交育种。2024/11/9共43页3轮回亲本与非轮回亲本用于多次回交的亲本称轮回亲本（recurentparent）；只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲本（non-recurentparent）。

[（AXB）XA]XA……

2024/11/9共43页4受体亲本与供体亲本有利性状（目标性状）的接受者，称受体亲本（receptor）；目标性状的提供者，称供体亲本（donor）

[（AXB）XA]XA……2024/11/9共43页5二、什么时候采用回交育种？轮回亲本综合性状(背景性状，backgroundcharacter)优良，但有个别缺点；非轮回亲本恰好具有能克服缺点的有利性状(目标性状，Targetcharacter)。三、回交育种步骤年次回交程序工作内容1AⅹB杂交，A为轮回亲本，B为抗病亲本，（抗病性为显性）2F1ⅹAF1与A回交3BC1F1ⅹA一次回交一代中选抗病株与A回交4BC2F1ⅹA二次回交一代中选抗病株与A回交5BC3F1ⅹA三次回交一代中选抗病株与A回交6BC4F1四次回交一代F1自交并选优良抗病株7BC4F2自交，选抗病株种成株系，选农艺性状优良的抗病株系2024/11/9共43页7四、回交的遗传效应背景性状：每回交一次，受体的有利遗传物质较上代增加1/2r+1，而供体的不利遗传物质较上代减少一半（1/2r+1）目标性状：不加选择，则出现的频率逐代下降直至消失；选择目标性状携带者回交，受体和供体的遗传物质各一半（一）受体和供体遗传物质在回交后代中所占比例2024/11/9共43页8（二）回交后代中受体基因的纯合体频率回交后代受体基因的纯合体频率：f=(1-1/2r)n控制某性状的基因对数n越少，回交次数r越多，回交后代中该性状纯合率越高。2024/11/9共43页9（三）相邻回交世代纯合体频率递增量性状受1对基因控制：从回交r-1代到r代，回交后代中纯合体频率的递增量为1/2r,杂合体减少1/2r(较上代减少一半）性状受多对基因控制：随基因对数的增加，纯合体频率显著递增的世代逐步向后推移2024/11/9共43页10回交次数和涉及基因对数与后代群体内具轮回亲本纯合基因型个体的%基因对数(n)回交代数(r)12345678910

150758894979899100-100-100-532451728592969899100-1062652738592969899151133862798994979920728537385929698302143962798994974082853738692965042046688291957593156758693100421466882912024/11/9共43页11五、回交育种工作程序杂交：中选轮回亲本和非轮回亲本杂交回交：选具有目标性状的回交后代与轮回亲本回交自交：回交进行到适宜世代，自交l-2代。比较鉴定：评判新品系是否保持着原品种的主要优点，有重要缺陷的性状是否得到改良。2024/11/9共43页12第二节、回交育种方法2024/11/9共43页13一、回交亲本的选择轮回亲本（或受体亲本）非轮回亲本（或供体亲本）

2024/11/9共43页14二、回交后代的选择1、被转移的目标性状为显性2024/11/915

非轮回亲本轮回亲本P乙aabbCC

х

甲AABBccF1AaBbCcх

AABBcc

BC1A—B—CcхAABBccBC2A—B—CcхAABBcc

BC3F1A—B—CcBC3F2A—B—C—BC3F3AABBCC由一对显性基因控制的性状转移

2024/11/9共43页162、被转移的目标性状为隐性

同时进行回交和自交每次回交之前均自交一次2024/11/9共43页17

非轮回亲本轮回亲本P乙aabbcc

х

甲AABBCCF1AaBbCc

cc

х

AABBCCBC3F1A_B_CcBC3F2A_B_ccBC3F3AABBcc转移一对隐性基因控制的性状BC1A_B_Cc

ccх

AABBCC

BC2A_B_Cc

cc

х

AABBCC

回交流程(传统）

2024/11/9共43页18

非轮回亲本轮回亲本P乙aabbcc

х

甲AABBCCF1AaBbCc

х

AABBCCBC3F1A_B_CcBC3F2A_B_ccBC3F3AABBcc转移一对隐性基因控制的性状BC1A_B_Cc

х

AABBCCBC2A_B_Cc

х

AABBCC回交流程（分子标记）

2024/11/9共43页19

非轮回亲本轮回亲本1乙aabbcc

х

甲AABBCC2-3AaBbCc

cc

х

AABBCC8A_B_Cc9A_B_cc10AABBcc转移一对隐性基因控制的性状4-5A_B_Cc

ccх

AABBCC

6-7

A_B_Cc

cc

х

AABBCC

回交年限或次数(传统）

2024/11/9共43页20

非轮回亲本轮回亲本1乙aabbccх

甲AABBCC2AaBbCc

х

AABBCC4或5A_B_Cc5或6A_B_cc6或7AABBcc转移一对隐性基因控制的性状3A_B_Cc

х

AABBCC4

A_B_Ccх

AABBCC回交年限或次数(现代）

2024/11/9共43页21转移一对隐性基因控制的性状

非轮回亲本轮回亲本1乙aabbccх

甲AABBCC2AaBbCcх

AABBCC7A_B_cc8AABBcc（淘汰）3A_B_CcA_B_CC

A_B_ccх

AABBCC46A_B_CcA_B_CC

5AaBbCcх

AABBCC

（淘汰）

非轮回亲本轮回亲本1乙aabbccх

甲AABBCC2AaBbCcх

AABBCC6A_B_cc7AABBcc分离比3A_B_CcA_B_CC

х

AABBCCх

4A_B_CcA_B_CC

4（淘汰）х

AABBCCх

5（淘汰）分离比

分离比分离比5A_B_CcA_B_CC

6（淘汰）分离比回交年限改2024/11/9共43页22三、回交方法1、逐步回交法（stepwisebackcrossmethod）：当目标性状分别来自不同供体时，可将受体与不同供体的回交分步骤先后进行，这种方法称为逐步回交法。2024/11/9共43页23

用回交育种法培育大棍棒53号小麦的成功实例美国加州大学2024/11/9共43页24马丁ⅹ大棍棒用大棍棒作轮回亲本BC6自交1932年选出抗腥黑穗病的大棍棒35品种先选育抗腥黑穗病的大棍棒352024/11/9共43页25道逊ⅹ大棍棒用大棍棒作轮回亲本BC3F1自交BC3F2用抗腥黑穗病的大棍棒小麦作轮回亲本BC5F1自交BC5F21937年选出抗腥黑穗病和抗麦秆蝇的大棍棒小麦再选育抗腥黑穗病和抗麦秆蝇的大棍棒小麦品种2024/11/926希望ⅹ巴特用巴特做轮回亲本BC3F1

ⅹ大棍棒用大棍棒做轮回亲本BC4

用抗腥黑穗病大棍棒做轮回亲本BC6

用抗腥黑穗病和麦秆蝇的大棍棒小麦做轮回亲本BC8

再自交，于1939年育成了抗三种病虫害的大棍棒53号育成抗三种病虫害的大棍棒53号抗秆锈2024/11/9共43页272、回交系谱法

杂交育种中用系谱法处理杂种后代时，为扩大某一亲本对杂种后代的遗传影响，可用该亲本与杂种回交1-2次，然后再改用系谱法继续选育回交1-2次的不完全回交也称有限回交法2024/11/9共43页28当一个优良单交种A/B的两个亲本自交系A和B的综合性状及配合力都比较好，但各自还具有个别互不相同的缺陷A的缺陷可为B克服，B的缺陷又可被A所克服3、双回交法2024/11/9共43页29BⅹAF1ⅹABC1ⅹABC2ⅹABC3

BⅹABⅹF1BⅹBC1BⅹBC2BC3BC3F2ⅹBC3F2自交自交F1F2自交选出优于双亲的品种每代选种皮柔嫩，具有香味的个体进行回交双回交法在玉米上的应用示意图2024/11/9共43页304、聚合回交法（convergentbackcrossmethod）

当目标性状来自较多供体时，可将欲改良品种与多个供体同时分别回交几代，然后再进行聚合杂交，选育出兼具各供体亲本所特有的优良性状的改良品种2024/11/9共43页31（1）根据超亲重组与不完全回交结合原理的聚合杂交：第一年 A×BA×CA×DA×EA占50%

第二年 ×A×A×A×AA占75%

第三年 ××A占75%

第四年 × A占75%2024/11/9共43页32（2）根据超亲积累与回交结合原理的聚合杂交（聚合回交）：第一年A×BA×CA×DA×E A占50%第二年A2×BA2×CA2×DA2×E A占75%第三年A3×BA3×CA3×DA3×E A占88%第四年A4×BA4×CA4×DA4×E A占94%第五年 × × A占94%

第六年 × 2024/11/9共43页33第三节、回交育种的特点及其应用价值2024/11/9共43页34一、回交育种的特点1、回交育种的有利性

(1)性状的遗传变异易于控制；(2)回交后代所需群体的容量较小，有利于缩短育种年限；(3)有利于打破目标基因与不利基因间的连锁；(4)目标性状的选择易于操作；(5)育成品种易于推广。

2024/11/9共43页352、回交育种的局限性(1)只能改良个别性状；(2)限于主基因控制的目标性状；(3)目标性状的遗传力较低时，难于鉴定识别，不易获得较好的改良效果；(4)回交的每一世代都要进行较大数量的杂交，工作量大。2024/11/9共43页36二、回交的其他用途1、近等基因系（near-isolines，NIL）的培育近等基因系：只有目标性状基因有差异，其它性状基因相同的两个群体。

2024/11/9共43页372、培育多系品种

将不同的抗病主效基因分别导入同一推广品种中，育成以该品种为遗传背景，但具不同抗性基因的多个近等基因系，然后按照需要混合其中若干品系组成多系品种用于生产2024/11/9共43页383、细胞质雄性不育系的培育和恢复系的转育2024/11/9共43页39提莫菲维小麦的细胞质置换上普通小麦的细胞核T型小麦雄性不育系的核代换过程2