杂种优势的利用课件

杂种优势的利用

第一节杂种优势的现象及理论基础一、杂种优势的概念和特点二、杂种二代及以后的杂种优势

三、杂种优势率的测定

四、杂种优势的理论基础章目录下一节第二节配合力的测定一、配合力的概念二、配合力的遗传

三、配合力的测定章目录上一节下一节第三节杂交种的选育一、杂交种选育的一般程序二、亲本选配的一般原则三、杂交种的类别章目录上一节下一节第四节利用杂交种优势的途径和杂交制种技术一、利用杂交优势的途径二、杂交制种技术章目录上一节下一节第五节雄性不育性在作物杂种优势利用中的应用

一、雄性不育的概念和种类二、核质互作雄不育的应用三、核不育型的遗传与应用章目录上一节下一节第六节杂种优势的预测与固定

一、杂种优势的预测

二、杂种优势固定章目录上一节

质量性状h2高--选择效果较好性状类别数量性状h2低--选择效果差

作物经济性状多数为数量性状--微效多基因控制，环境影响大，连续变异。

通过h2高的相关性状对h2低的目标性状进行选择，即间接选择。一个性状与另一个性状有较紧密的相关性。△G指亲子代平均数之差，又叫遗传增益geneticgain），决定于亲本个体的变异幅度、选择压和h2。（一）群体改良

1．混合选择

2．后裔鉴定选择

1）穂行法

2）顶交后裔鉴定法办

3）全同胞选择

4）相互轮回选择（二）杂交种

1、杂种优势的概念(P108)2、杂种优势研究与利用的发展历史

（1）动物古希腊：384-322BC，狗-狼杂交的记载中国：400AC，马-驴杂交的记载《齐民要素》1700'S，家蚕杂种优势利用

（2）植物德国：1694，Camenarius发现植物性别

1761-66，Kolreuter.J.G，发现烟草杂种优势

1866-1876，达尔文，玉米杂种优势

1910-20‘S，Shull，East，Johns等发明杂交玉米，作物杂种优势开始在生产上利用。

1972,袁龙平，发明杂交水稻（图片2）

1985,李殿荣，发明杂交油菜

3、杂种优势的普遍性已利用杂种优势的主要农作物玉米高梁水稻油菜棉花小麦其它：蔬菜牧草观赏植物4、杂种优势表现的特点（P108-109）

杂交水稻

优势显著下降，原因是发生遗传分离，出现个体差异，不整齐。F2及以后世代的杂种优势玉米双交种杂交水稻杂交F1亲本亲本杂交稻常规稻杂交稻与常规稻的耐旱性杂交稻与常规稻的根系杂交F1亲本1、平均优势(中亲优势MH）

2、超亲优势(HH)3、对照优势(CH)P.110

（一）杂种优势的遗传基础

1、显性假说（又称“有利显性基因学说”）

aaBBCCddEE×AAbbccDDee

1221221121

AaBbCcDdEe

222222、超显性假说（又称"等位基因异质结合假说"）

a1a1b1b1c1c1d1d1e1e1×a2a2b2b2c2c2d2d2e2e21111111111

a1a2b1b2c1c2d1d2e1e22222286105510（二）杂种优势的生理生化基础

1、生理基础：光合面积，光合势，光合强度高，呼吸强度低，净光合产物，同化产物的分配等

2、生物化学代谢

线粒体互补，叶绿体互补，同工酶互补等

配合力一般配合力特殊配合力配合力的概念（P.113）可遗传性可改良性配合力的遗传

1、概念：测验种、测交、测交种

2、测验种：测验种的类别

2、测定时期：早代、晚代

3、测定方式与方法：共同测验种法；双列杂交法配合力测定方法亲本选育（自交系、三系、自交不亲和系等）配合力测定亲本选配、测交测交组合比较试验品比试验亲本选育杂交种选育（一）配合力高（二）亲缘关系较远（三）性状良好并互补（四）亲本自身产量高（五）花期相近杂交种亲本选配的一般原则

（一）品种间杂交种

包括自花授粉，常异花授粉，异花授粉作物的不同品种间杂交

（二）自交系间杂交种

用于异花授粉作用,

概念：自交系、单交种、三交种、双交种、顶交种、综合种

（三）自交不亲和系杂交种

见于油菜

（四）种间杂种

棉花：“陆地棉×海岛棉”

（五）核质杂种

小麦中有报导，如小黑麦

（六）雄性不育杂种各作物适用,包括：

三系杂交种水稻、玉米、油菜等二系杂交种油菜、水稻、棉花等一系杂交种水稻杂交种的类别

（一）人工去雄：玉米、烟草、棉花。优点——可任意配制组合缺点——费工，应用有限

（二）利用标志性状：棉花黄芽（幼苗1-6片真叶平展初期为黄绿色）无腺体、均为隐性；油菜隐性无蜡粉，花叶等。（图）优缺点：准确判断真假杂交种，可用不去雄杂交。转育费时。（三）化学杀雄常见化学杀雄性：二氯丙酸、青鲜素（MH）、232、乙烯利、杀雄剂一号、二号等优缺点：可任意配制组合；杀雄效果多不稳定。

（四）利用自交不亲和性自交不亲和性的概念油菜74-211×75-53（华中农大）

（五）利用雄性不育性（广泛应用）杂种优势的利用途径

（一）安全开花，花期相遇；播期调节（二）培养壮苗,建立合理的群体结构

(三）促进平衡生长与花期调节

(四)辅助授粉，提高结实率

(五）保证种子质量选择好制种田严格隔离（空间、时间、屏障、高杆作物等）去杂去劣收获防杂

雄性不育的概念:雌蕊发育正常，雄蕊退化（无花粉、无花药等）（图片）利用雄性不育杂种优势具有以下优点：

1、节省人工去雄，降低种子成本

2、有利于提高种子纯度

3、有利于控制种子生产

植物雄性不育的类别：

1、质不育型（生产不能利用）--无恢复系

2、核不育型（可生产利用）--无保持系，多基因互作可保持

3、核质互作不育型（生产应用最多）（一）核质互作型雄性不育性遗传方式

细胞质育性基因：F可育，S不育

细胞核育性基因：MSMS可育，MSms可育，

msms不育

质基因与核基因的6种组合及育性表现：MSMSFMSMSMSmsMSmsmsmsmsmsSFFSS可育可育可育可育可育不育（二）不育类型的细胞学和生理生化特性

1、细胞学特征

败育的时期—多花粉粒发育期绒粘层退化--过早解体细胞质变异--细胞器较少

2、生理生化变化：核酸量减少，蛋白质少，酶活性变异等（三）"三系"的概念

1、雄性不育系--基因型S（msms）

2、雄性不育保持系--基因型F（msms）

3、雄性不育恢复系--基因型F/S（MSMS）

4、“三系”之间的相互关系

“三系配套”是指配制一个优良杂交种所需要的特定的三个系：包括不育系、保持系、恢复系

（“二系”指（细胞核）雄性不育系、恢复系）（四）“三系”的选育方法

1、不育系及保持系选育方法（通常成对育成）

1）种间杂交法（如水稻野败型不育系），P128.2）种内杂交法（类型间杂交法：如水稻冈、D型不育系、高粱3197A），P124.3）回交转育法（野败型系列、冈D型系列）

2、恢复系选育方法(P.125)

1）测交筛选法

2）回交转育法

3）杂交选育法恢×恢恢×品不育×恢(五）核质互作型雄不育系“三系”的繁殖与制种不育系繁殖区（含保持系繁殖）（隔离区一）（隔离区二）不育系S(msms)保持系F(msms)保持系F(msms)不育系S(msms)×

小部分大部分不育系S(msms)恢复系S(MsMs)F(MsMs杂交种S(Msms)×恢复系S(MsMs)F(MsMs大田推广

杂交制种区（含恢复系繁殖）（一）核不育型的概念（P.126）（二）核不育的类型（三）核不育的遗传（四）核不育的利用上一节下一节章目录（二）核不育的类型

隐性核不育普通核不育核不育显性核不育光（温）敏核不育

（三）核不育的遗传

1.隐性核不育的遗传

（1）隐性核不育系的基因型：

msms（不育）

Ms_（可育）（2）隐性核不育性的遗传:

msmsxMsMSmsmsxMsmsMsms1/2Msms1/2msms

(恢复可育)(可育)(不育)(3)隐性核不育“两用系”的概念核不育“两用系”是指在隐性核不育中，不育系每代始终分离出一半不育株，一半杂合可育株，可育株给不育株授粉，可繁殖不育系；将可育株去掉，与恢复系杂交，又可生产杂交种种子。这样的系既可用于不育系繁殖，又可用于杂交制种，因此称之为“两型系。

2.显性核不育的遗传（1）单基因显性核不育(无恢复系)

基因型

MsMs

（不育）

Msms

（不育）

msms（可育）遗传方式

MsMsxmsmsMsms

(不育系）（恢复系）F1（不育）

Msmsxmsms1/2Msms+1/2msms(不育系）（恢复系）（不育）(可育）

Msmsxmsms1/2Msmsx1/2msms1/2Msmsx1/2msms显性核不育的繁殖

（2）双基因显性核不育（含一个显性不育抑制基因）：

基因型:

不育系MsMsrfrf(纯合两型系)

Msmsrfrf(杂合两型系)

恢复系MsMsRfRfmsmsRfRf

半恢复系__Rfrf

临时保持系msmsrfrf

表现型

Ms_Rf_可育

MsmsRf可育

Ms_rfrf不育

msmsrfrf可育（为临保系）

双基因显性核不育系的临时保持

MsMsrfrfxmsmsrfrf

（纯合两型系）（临保系）

Msmsrfrf

（杂合两型系，100%雄性不育）显性核不育“两型系”的概念在显性核不育中，不育性受两对核基因控制，一对为不育基因，另一对抑制基因，两对基因相互作用共同控制植株育性，称为“两型系”。“两型系”又分为纯合两型系和杂合两型系两种，其基因型为：

（2）纯合两型系的繁殖

MsMsrfrfxMsMsRfrf(授粉后淘汰)(不育)(可育)1/2MsMsrfrf+1/2MsMsRfrf(授粉后淘汰)(不育)(可育)

1/2MsMsrfrf+1/2MsMsRfrf(授粉后淘汰)(不育)(可育)1/2MsMsrfrf+1/2MsMsRfrf(授粉后淘汰)(不育)(可育)显性核不育系的繁殖与杂交制种（1）单基因显性核不育系的繁殖与制种：MsMSxmsmsMsmsMsmsxmsms1/2Msms+1/2msms1/2Msms+1/2msmsmsms1/2Msms+1/2msmsmsms

无恢复系，不能制种

（2）双基因显性核不育系的制种MsmsrfrfxMsMsRfRf或MsmsrfrfxmsmsRfRfMs_Rfrf_msRfrf

(杂种F1，雄性可育)

(杂种F1，雄性可育)不育系A恢复系R不育系A恢复系R（四）核不育系的利用

1、用于杂交制种

（1）隐性核不育——“二系法”（2）显性核不育——“三系法”（3）采用染色体工程

·大麦平衡三级三体

·玉米缺失易位双杂合体

.小麦X、Y、Z体系（4）光敏核不育制种2、用于育种手段

·群体改良—小麦太谷核不育利用

·远缘杂交等(不需去雄)

（4）显性核不育三系制种法

显性核不育×临保系（MsMsrfrf）↓（msmsrfrf）

Ms_rfrf

（不育）显性核不育×恢复系（Msmsrfrf）↓（__RfRf）

Ms_Rf_

（可育）

3.水稻光(温)敏核不育