《常規(guī)雜交育種上》教學(xué)課件

1、第七講 常規(guī)雜交育種第1頁，共64頁。2思考題： 選擇育種變異的來源？選擇育種: 自然產(chǎn)生雜交育種: 人工產(chǎn)生變異基因重組基因重組第2頁，共64頁。3常規(guī)雜交的概念和意義常規(guī)雜交育種方式 雜交親本選配原則 雜交技術(shù) 雜種后代處理方法本講主要內(nèi)容第3頁，共64頁。4第一節(jié) 常規(guī)雜交育種的概念和意義一、【概念】雜交（Hybridization):不同基因型配子間的結(jié)合產(chǎn)生雜種。 雜交育種（Cross breeding )：通過雜交途徑培育新品種叫雜交育種。遠緣雜交：自交：同一基因型（完全花或雌雄異花同株）雌雄配子結(jié)合。近緣雜交：同一物種之內(nèi)不同品種或變種之間的雜交。種以上類型之間的雜交。交配方式雜

2、交第4頁，共64頁。遠緣雜交：近緣雜交：同一物種之內(nèi)不同品種或變種之間的雜交。種以上類型之間的雜交。雜交常規(guī)雜交育種遠緣雜交育種說明 廣義上講，有性雜交育種應(yīng)包括常規(guī)雜交育種、遠緣雜交育種等。由于這些育種途徑在親本的利用、遺傳機制、方法技術(shù)等方面有較大差異，故在不加說明時，有性雜交育種一般指的是常規(guī)雜交育種。第5頁，共64頁。6 通過人工雜交，把分散在不同親本上的優(yōu)良性狀組合到雜種中，對其后代進行多代培育選擇，比較鑒定，以獲得遺傳相對穩(wěn)定，具有栽培利用價值的定型新品種的一種育種途徑。 種內(nèi)雜交人工變異常規(guī)雜交育種的概念（Conventional cross breeding )：第6頁，共64

3、頁。7二、【遺傳學(xué)基礎(chǔ)】基因重組 親本A (AAbb) 親本 B (aaBB)PAaBbF1F2Fn 1/4 AABB + 1/4 AAbb + 1/4 aaBB + 1/4 aabb F41/16 AABB + 2/16 AABb + 1/16 AAbb2/16 AaBB + 4/16 AaBb + 2/16 Aabb1/16 aaBB + 2/16 aaBb + 1/16 aabb49/256 AABB + 14/256 AABb + 49/256 AAbb14/256 AaBB + 4/256 AaBb + 14/256 Aabb49/256 aaBB + 14/256 aaBb + 4

4、9/256 aabb先雜后純同質(zhì)雜合同質(zhì)人工 雜交強制 自交第7頁，共64頁。綜合雙親優(yōu)良性狀基因互作產(chǎn)生新性狀產(chǎn)生超親性狀三、【遺傳學(xué)效應(yīng)】作用與意義B、新性狀：不同親本中的優(yōu)良基因集中到新品種中A、綜合作用：分散在不同親本的不同顯性互補基因結(jié)合，產(chǎn)生雙親沒有的新性狀C、超親性狀：將控制雙親相同性狀的不同基因在新品種中積加起來1、實現(xiàn)優(yōu)良基因重組第8頁，共64頁。92、打破不利基因連鎖 例：番茄抗病基因與黃化基因的連鎖3、改善基因位點間的互作關(guān)系例：花卉中，黃色花與紅色花雜交，可選出橙色花。第9頁，共64頁。10應(yīng)用最普遍、卓有成效的育種途徑！常規(guī)雜交育種人為能動地創(chuàng)造變異第10頁，共64頁

5、。人工 途徑11子代選擇育種選擇育種與雜交育種的比較與分析選擇的機會不大子代F1“放大”變異雜交育種自然 途徑F1緩慢變異F1選擇的機會更多第11頁，共64頁?！緫?yīng)用】純育品種自交系多系品種自由授粉品種常規(guī)雜交育種第12頁，共64頁。13第二節(jié) 常規(guī)雜交育種的雜交方式一、兩親雜交 單交 回交二、多親雜交 添加雜交 合成雜交 第13頁，共64頁。14一、兩親雜交（一）單交（Single cross ) 雜交一次 ，雜交親本為兩個A （ ） B（）F正交B （ ） A（）F反交 正反交有何區(qū)別?又稱成對雜交第14頁，共64頁。胞質(zhì)不參與遺傳時，正、反交雜種后代性狀一致胞質(zhì)參與遺傳時，雜種性狀傾向于

6、母本。 育種實踐中，通常以優(yōu)良性狀較多的品種作母本。栽培種與野生種或半栽培種雜交時，多以栽培品種為母本。 15細胞質(zhì)遺傳對雜交后代的影響正反交有何區(qū)別?第15頁，共64頁。16（二）回交（Back cross)非輪回親本（nocurrent parent) 只參加一次雜交的親本輪回親本（current parent) 參加多次回交的親本一個親本雜交多次。親本第16頁，共64頁。17回交育種實例 1麝香石竹中國石竹F1麝香石竹回交后代（ ）（）（ ）第17頁，共64頁?；亟灰淮谝淮?回交回交二代自交一代雜種一代表示 自交回交后代的表示方法：第18頁，共64頁。19回交可以增強雜種后代輪回親本的

7、性狀與輪回親本基本一致飽和回交輪回親本的近等基因系第19頁，共64頁。20F1 自交與回交后代群體內(nèi)某種純合基因型出現(xiàn)的頻率交配方式 雜 合 基 因 對 數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 N F1自交 1/4 1/16 1/64 1/256 1/1024 1/4096 1/16384 (1/4)n 回交1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 (1/2)n 涉及的基因數(shù)越多, 回交與自交后代群體內(nèi)某種純合基因型所占比率相差越大。因此, 回交雜種分離世代種植的群體無需很大。 P130 表6- 1第20頁，共64頁。21回交育種法的要點正確選配親本輪回親本的綜合性狀優(yōu)良而且有

8、發(fā)展前途。為防止多代近交導(dǎo)致活力衰退，可選用同類型的其它品種作輪回親本。非輪回親本具有十分突出的目的性狀。目的性狀最好是單基因或寡基因控制的質(zhì)量性狀，遺傳力強。非輪回親本的目標(biāo)性狀不要與不良性狀緊密連鎖或一因多效。第21頁，共64頁。22回交次數(shù)大多數(shù)情況下，經(jīng)過4-6代回交結(jié)合早代嚴(yán)格選擇，即可達到預(yù)期結(jié)果。第22頁，共64頁。F1及回交子代處理當(dāng)轉(zhuǎn)育性狀為完全顯性時，從F1和回交子代選擇具有轉(zhuǎn)育性狀的個體，直接與輪回親本回交。具有轉(zhuǎn)育性狀(顯性)的個體處理方法1第23頁，共64頁。24 如果轉(zhuǎn)育性狀為隱性時，需將每次回交子代分別自交一次，使轉(zhuǎn)育性狀得以表現(xiàn)，然后選擇該優(yōu)良性狀個體繼續(xù)與輪回

9、親本回交。兩種方法在回交過程中，首先必須選擇需要轉(zhuǎn)育表現(xiàn)突出的個體，再在這些個體中選擇那些具有較高輪回親本性狀水平的個體作為回交親本。自交表示 自交回交第一代回交回交回交自交自交處理方法2第24頁，共64頁。25回交過程中，源自輪回親本的基因逐漸趨于純合，但源自非輪回親本的需轉(zhuǎn)育性狀基因始終處于雜合狀態(tài)。當(dāng)回交停止后，應(yīng)把綜合雙親優(yōu)良性狀的個體進行1-2次自交，使轉(zhuǎn)育性狀基因也達到純合。最后 自交第25頁，共64頁。26回交小結(jié)：回交育種法的應(yīng)用 改良雜交材料的個別不良性狀 打破、消除不利基因間的連鎖 轉(zhuǎn)育雄性不育系 克服遠緣雜交不稔 提高優(yōu)良品種的抗病、抗逆性 近等基因系（NIL)培育第26

10、頁，共64頁。27二、多親交配（multiple cross) 【概念】多個（3 個或 3 個以上）親本參與雜交?！緝?yōu)點】 將分散于各個親本上的優(yōu)良性狀綜合于雜種之中，大大豐富雜種的遺傳性，有可能育成綜合性狀優(yōu)良，適應(yīng)性廣，多種用途的優(yōu)良品種。第27頁，共64頁。28 （一）添加雜交 多個親本逐個參與雜交A BF1 C F1 D F1添加雜交后代的核遺傳組成第28頁，共64頁。29添加雜交在育種上應(yīng)注意哪些問題？想一想3、優(yōu)良性狀多的親本和性狀遺傳力低的親本靠后參加雜交。1、育種年限2、交配次序與遺傳組成問題第29頁，共64頁。30添加雜交實例：雜種香水月季選育過程月月紅（中國月季） 突厥薔薇

11、 （ Rosa chinensis) R. demascena 波幫薔薇 法國薔薇 R. Bonrbobiana R. gallica 雜交波幫 月月紅 雜種常春月季 香水月季Hybrid peretuals R. odorota雜種香水月季雜種香水月季綜合了四季開花、花香濃郁、花蕾秀麗，花色，花型豐富、花梗長而堅韌等多種優(yōu)點第30頁，共64頁。31克洛特克斯塔基 矮紅金（早熟、直立、 （果實發(fā)育快、有限生長 有限生長） 果色一致、果形良好性） F1 比松 （早花，矮生性） 沈農(nóng)2號番茄 （早熟、豐產(chǎn)、有限生長、大果）第31頁，共64頁。32（二）合成雜交 參加雜交的親本先兩兩單交，然后兩個單

12、交種再雜交。A BC D 單雜交種單雜交種雙雜交種雜交后代的核遺傳組成若目標(biāo)性狀是隱性性狀, 應(yīng)把單交雜種自交, 從分離的 F2 中選出綜合性狀優(yōu)良且含目標(biāo)性狀的個體進行不同 F2 之間的雜交。第32頁，共64頁。33冀蜜1號（合成雜交實例） 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系采用復(fù)式雜交途徑育成的厚皮甜瓜品種。1988年通過河北省農(nóng)作物品種審定。1990年獲農(nóng)業(yè)部科技進步三等獎。 【特征特性】其植株長勢強，子蔓、孫蔓均能結(jié)瓜，坐瓜早、座果率高、整齊。瓜圓形，外皮金黃有稀疏網(wǎng)紋。果肉淺綠色，松脆多汁，甘甜，口感好，香氣濃郁，含糖量12-15，最高達18。耐旱，耐瘠薄，耐鹽堿，極耐貯藏運輸。單瓜重1-1.5公斤

13、，畝產(chǎn)2000公斤左右。一般生育期86-90天，冷涼地區(qū)95天左右。 第33頁，共64頁。34多父本授粉 用一個以上父本品種的混合花粉授給一個母本品種的方式稱多父本授粉。方法是將母本種植在若干選定的父本之間，去雄后任其自由授粉。母本父本1父本2父本3父本4父本5父本n 【優(yōu)點】簡單易行，在一個母本品種上同時可得到多個單交組合，后代為多組合的混合群體，分離類型較豐富，有利于選擇。第34頁，共64頁。35第三節(jié) 雜交親本的選擇與選配一、親本的選擇 親本選擇 根據(jù)育種目標(biāo)選用哪些品種類型作為雜交親本。第35頁，共64頁。36我單果重高我抗病性強還適密植條件：豐產(chǎn)性好 抗病性強 品質(zhì)優(yōu)異招聘廣告有以上

14、特長者請速來報名 我們合作會更強這樣的成員我有上幾個就可以了，不必太多Thats OK我品質(zhì)好第36頁，共64頁。37【親本選擇原則】1、大量原始材料中精選親本 2、親本具有盡可能多的優(yōu)良性狀3、明確目標(biāo)性狀，突出育種工作的重點4、重視選用地方品種明確目標(biāo)性狀的構(gòu)成性狀（目標(biāo)性狀的構(gòu)成因素）地方品種對當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和栽培條件都有良好的適應(yīng)性, 也適合當(dāng)?shù)氐南M習(xí)慣第37頁，共64頁。385、先考慮數(shù)量性狀，兼顧質(zhì)量性狀6、選用配合力高的材料作親本 許多經(jīng)濟性狀都不同程度地屬于數(shù)量性狀，受多基因控制，改良比質(zhì)量性狀難度大。一般配合力高的材料優(yōu)良性狀傳遞給后代的能力較高。第38頁，共64頁。397

15、、優(yōu)先考慮用稀有珍貴性狀的材料作親本 育種上的突破往往有賴于特殊種質(zhì)資源的發(fā)掘與利用【綠絨蒿】 珍稀高山花卉，含抗寒、藍色花色素基因.夜皇后第39頁，共64頁。40【概念與意義】 二、親本的選配及其原則親本選配: 從入選親本中選用哪兩個（幾個）親本組配雜交以及采用何種組配方式。意義：親本性狀互補，能夠達到“取長補段”的目的。 父/母本性狀互補a、缺點被另一方優(yōu)點彌補 b、同一性狀不同構(gòu)成性狀的互補【選配原則】第40頁，共64頁。41 五九菊 花型大、色彩多，但花期晚 花型小、花色單調(diào)，花期早普通秋菊國慶開花的優(yōu)質(zhì)早菊新品種紅菜薹（豐產(chǎn)晚熟） 四九菜心（早熟低產(chǎn)） 紅菜薹品系（早熟豐產(chǎn)）第41頁

16、，共64頁。42不同生態(tài)型的親本配組 單球懸鈴木P.occidentalis二球懸鈴木P.orientalis單球懸鈴木P.hispanica美國東部地中海西部生長迅速、適應(yīng)性強，在歐洲、亞洲和美洲廣泛栽培 不同生態(tài)型、不同地理來源和不同親緣關(guān)系的親本，由于遺傳基礎(chǔ)差異大，易于選出超越親本和適應(yīng)性比較強的新品種。第42頁，共64頁。43日本和我國的臺灣省大陸性氣侯生態(tài)群甜瓜品種東亞生態(tài)群品種一批優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病性廣的厚皮甜瓜新品種從此打破了傳統(tǒng)的厚皮甜瓜生產(chǎn)區(qū)域第43頁，共64頁。44 經(jīng)濟性狀優(yōu)良、遺傳差異大的親本配組 較多優(yōu)良性狀的親本作母本 借鑒前人經(jīng)驗 繁殖器官的可育性和結(jié)實性母本選擇

17、 開花期母本選擇花期不遇時該用開花晚還是早的做母本？其它選配原則： 栽培品種(母本)野生類型外地品種本地品種（母本）第44頁，共64頁。三、回交、多親雜交親本選配特點非輪回親本：目標(biāo)性狀突出、不良性狀連鎖、一因多效輪回親本：優(yōu)良、使用壽命長隱性目標(biāo)性狀：回交自交回 交改良回交：同類型其它品種（輪回親本）優(yōu)良形狀多的親本及性狀遺傳力低的親本較晚地參加雜交。多親雜交隱性目標(biāo)性狀：自交或互交，保證其不丟失。第45頁，共64頁。46第四節(jié) 雜交技術(shù)有性雜交技術(shù)的目的是保證獲得雜交目標(biāo)的大量種子，雜交的具體對象是花，首先應(yīng)了解和掌握親本花器構(gòu)造、授粉方式、傳粉媒介、雌雄蕊成熟進展習(xí)性。第46頁，共64頁

18、。47有 性 雜 交 技 術(shù) 流 程制定計劃親本株的培育與選擇隔離和去雄花粉的制備授粉、標(biāo)記和登錄授粉后的管理準(zhǔn)備器具重點掌握第47頁，共64頁。48 雜交組合數(shù)。 組配方式。 具體的雜交組合、是否需要正反交。 每個雜交組合雜交花朵數(shù)等。1、雜交計劃制定一 、雜交前的準(zhǔn)備鑷子、硫酸紙袋、雜交標(biāo)簽、授粉工具、酒精、貯藏花粉的干燥器和干燥劑等。2、準(zhǔn)備雜交用具第48頁，共64頁。49采用適當(dāng)栽培條件和管理技術(shù)，保證親本植株生長正常、發(fā)育健壯，親本特征特性充分表現(xiàn)。選擇典型、健康無病株作為雜交株，雜交之前選擇健壯花枝花蕾，疏花、疏枝和疏果。 3、親本株及雜交花的培育選擇第49頁，共64頁。50十字花

19、科和傘形科植物應(yīng)選主枝和一級側(cè)枝上的花朵雜交。百合科植物選上、中部花朵雜交。 茄科植物中的番茄以第二花序的花雜交。葫蘆科植物以第二、第三朵雌花雜交。豆科植物以下部花序的花雜交為好。選擇雜交用花的經(jīng)驗第50頁，共64頁。51為了保證雜交親本花期可遇，依據(jù)親本開花授粉習(xí)性，注意花期調(diào)整。【花期調(diào)節(jié)方法】調(diào)節(jié)播種期、光溫處理、植物生長調(diào)節(jié)劑處理、栽培管理措施、植株調(diào)節(jié)、切株貯藏、水培。第51頁，共64頁。52二、隔離和去雄【隔離（Isolation)】 防止隔離范圍外的花粉混入污染母本的柱頭和父本的花粉。 器械隔離：硫酸紙 羊皮紙 紗網(wǎng)或尼龍網(wǎng)；空間隔離：雜交材料種植于相隔一定距離的地塊?！救バ郏‥

20、masculation)】 去除隔離范圍的花粉來源，包括雄株、雄花和雄蕊。 有性雜交中通常采用手工去雄，在母本花藥開裂散粉前摘除雄蕊或花藥。去雄徹底又不傷雌蕊。第52頁，共64頁。53第五節(jié) 雜種后代的處理 通過有性雜交獲得的雜種，只是經(jīng)過基因重組后產(chǎn)生的育種原始材料，即提供了綜合優(yōu)良性狀于同一個體的可能性。 優(yōu)良基因型能否在雜種后代出現(xiàn)和被保留下來，并純化為優(yōu)良品種，還決定于對雜種后代進行培育和選擇的手段以及一系列的試驗鑒定（如品種比較試驗、區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗等）。第53頁，共64頁。54使雜種能正常發(fā)育 培育條件均勻一致，盡量減少環(huán)境因素的影響有時還需要創(chuàng)造使目標(biāo)性狀的遺傳差異有充分展現(xiàn)機

21、會的特殊環(huán)境。一、雜種的培育第54頁，共64頁。55二、雜種后代的選擇方法系譜法（Pedigree method)混合單株選擇法（Bulk-population method)單子傳代法（Single seed descent method)第55頁，共64頁。56 自雜種第一次分離世代開始選株，分別種植成株行（系統(tǒng)），以后各世代均在優(yōu)良系統(tǒng)中繼續(xù)進行單株選擇，直至選出性狀優(yōu)良一致的系統(tǒng)，升級進行品比和區(qū)試。 在選擇過程中，各世代都予以系統(tǒng)編號，以便考察株系歷史和親緣關(guān)系，故稱系譜法。 系譜法（Pedigree method)第56頁，共64頁。57品系比較3-4重復(fù)品系比較株系比較2-3重復(fù)PF1F2F3F4F5F6區(qū)域試驗生產(chǎn)試驗對照P1P2P1P2對照對照繼續(xù)選擇選系統(tǒng)并選株優(yōu)良系統(tǒng)中選單株優(yōu)良組合中選單株選系統(tǒng)選系統(tǒng)繁殖去偽汰劣第57頁，共64頁。58 【F1代】 按雜交組合播種，兩旁種植父母本，淘汰表現(xiàn)太差組合、假雜種和極差的單株?！綟2代】 按組合將F1種子分別播種選優(yōu)良