雜交育種之雜種優(yōu)勢利用

1、關于雜交育種之雜種優(yōu)勢的利用第一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月常規(guī)育種和優(yōu)勢育種的區(qū)別常規(guī)雜交育種優(yōu)勢育種遺傳效應加性效應和部分上位效應，是可以固定遺傳的部分加性效應和不能固定遺傳的非加性效應育種程序先“雜”后“純”先“純”后“雜”種子生產(chǎn)每年直接從生產(chǎn)田或種子田內(nèi)植株上收獲種子不能在生產(chǎn)田留種，每年必須專設親本繁殖區(qū)和生產(chǎn)用種基地第二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 第一節(jié) 雜種優(yōu)勢利用的簡史與現(xiàn)狀第三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 觀賞植物的雜種優(yōu)勢的利用開始于20世紀30年代，1930年在日本利用雜種優(yōu)勢培育

2、成矮牽牛雜種一代。到20世紀70年代，雜種優(yōu)勢的利用已經(jīng)非常普遍。80年代，利用雜種優(yōu)勢制種的花卉有：矮牽牛、瓜葉菊、萬壽菊、金魚草、天竺葵、藿香薊、秋海棠、仙客來、報春花、半支蓮、三色堇、百日草、羽衣甘藍、石竹等等第五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 雜種優(yōu)勢表現(xiàn)特性一、雜種優(yōu)勢的普遍性雜種優(yōu)勢 F1雜種表現(xiàn)出的某些性狀或綜合性狀優(yōu)越于其親本品種(系)的現(xiàn)象。 雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)是多方面的，主要在以下幾個方面：第六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月(一)生長勢和營養(yǎng)體 蔬菜煙草作物 株型優(yōu)勢（二）抗逆性和適應性 抗病性（顯性基因）（三）生理功能方面 光合能力 有效光合期延

3、長 光合面積增加 營養(yǎng)吸收能力等母本 雜交種 父本 第七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）產(chǎn)量和產(chǎn)量因素方面 生殖生長方面雜種表現(xiàn)出結(jié)實器官增大，結(jié)實性增強，果實與籽粒產(chǎn)量提高等純系F1單交F1雙交第八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（五）品質(zhì)方面 有效成分提高 整齊度（一致性） 親本品質(zhì)改造（六）生化表現(xiàn)方面 線粒體互補與葉綠體互補 同功酶出現(xiàn)互補帶、顯性帶、雜合帶第九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的復雜多樣性雜種優(yōu)勢是由雙親基因互作、基因型與環(huán)境互作的結(jié)果基因型 作物種類：二倍體作物品種間雜種優(yōu)勢大于多倍體作物 親本純度：親本純合度高，F(xiàn)

4、1高度雜合、整齊、優(yōu)勢強 親緣關系：親本親緣關系遠的自交系之間的雜種優(yōu)勢強 但遠緣雜種育性不及品種間雜種 雜交組合：雙親性狀互補 性狀優(yōu)勢：數(shù)量性狀優(yōu)勢強；性狀間的關系（淀粉與蛋白） 抗性（純系單交雙交 綜合品種）環(huán)境作用 雜種優(yōu)勢體現(xiàn)在數(shù)量性狀，數(shù)量性狀受環(huán)境影響大 不同環(huán)境下雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)程度不同第十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、雜種優(yōu)勢的度量（一）中親優(yōu)勢或相對優(yōu)勢 （雜種優(yōu)勢理論研究） 以中親值（某一性狀的雙親平均值的平均）作為尺度用以衡量F1平均值和中親值之差的方法。 中親優(yōu)勢（%）=(F1-MP)/MP100 MP=（P1+P2）/2(二) 超親優(yōu)勢 用雙親中較優(yōu)良

5、的親本的平均值作為尺度。 超親優(yōu)勢(%)(F1-HP)/HP100 負向超親優(yōu)勢(%)(F1-LP)/LP100(三) 超標優(yōu)勢 育種過程品比應用） 用生產(chǎn)中正在運用的同類優(yōu)良品種的平均值作為尺度衡量。 超標優(yōu)勢(%)(F1-CK)/CK100(四) 離中優(yōu)勢 以雙親平均數(shù)之差的一半作為衡量的。 離中優(yōu)勢（%）=(F1-CP)/CP100 MP=（P1-P2）/2第十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、F2及以后世代雜種優(yōu)勢的衰退 表 型：整齊度下降，自花授粉作物衰退快 而異花授粉作物自交衰退快 基因型：雜合度下降，基因型多樣第十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié)

6、雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的遺傳基礎一、雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的遺傳機理假說（一）顯性假說（有利顯性基因假說）由Davenport(1908)提出的，后經(jīng)Bruce(1910)等發(fā)展而成為顯性假說。這一假說的基本論點是：雜種F1集中了控制雙親有利性狀的顯性基因，每個基因都能產(chǎn)生完全顯性或部分顯性效應，由于雙親顯性基因的互補作用，從而產(chǎn)生雜種優(yōu)勢。第十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月假如，兩個親本控制某一數(shù)量性狀的基因型分別為AABBccdd和aabbCCDD，F(xiàn)1的基因型及表現(xiàn)型圖示如下：P AA BB cc dd aa bb CC DD 12 10 4 3 6 5 8 6 等位基因顯性效應值 29 25

7、 非等位基因累計效應值 F1 Aa Bb Cc Dd假設完全顯性 12+10+8+6=36 無顯性 (12+6+10+5+4+8+3+6) 2 =27 （雙親平均值） 不完全顯性 27 F1 36第十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）超顯性假說(等位基因異質(zhì)結(jié)合假說)由Shull（1908，1910）提出，這一假說基本點是：雜種優(yōu)勢是由于雙親基因型的異質(zhì)結(jié)合所引起的等位基因間的相互作用的結(jié)果。等位基因間沒有顯隱性關系雜合等位基因相互作用大于純合等位基因的作用同時存在非等位基因之間互作Aa AA或aa，BbBB或bb P a1a1b1b1c1c1D1D1 a2a2b2b2c2c2

8、D2D2 （1 1 1 1=4） （1 1 1 1=4） F1 a1a2b1b2c1c2D1D2 （2 2 2 2=8） 等位基因的互作效應因不同基因不同性狀而差異第十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 雜種品種的選育程序一、雜種優(yōu)勢利用的基本條件二、親本選配三、配合力及其測定四、雜種品種的親本選配原則 五、雜種品種的類型第十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、雜種優(yōu)勢利用的基本條件（一）強優(yōu)勢的雜交組合 1、滿足品種三條件，即DUS（特異性、一致性、穩(wěn)定性） 2、強優(yōu)勢：配合力、親本性狀 （二）異交結(jié)實率高 大批量生產(chǎn)雜交種 低成本生產(chǎn)雜交種 （尤其自花、常異花授

9、粉作物）（三）親本繁殖與雜交制種技術簡單易行可靠 親本繁殖（產(chǎn)量與純度） 雜交種種子生產(chǎn)（質(zhì)量與產(chǎn)量）第十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、親本選配(一)對雜種親本的基本要求 雜種的親本一般為純系或自交系，不直接用于生產(chǎn)。1. 純度高 是雜交種高度一致性和穩(wěn)定性的基礎 2. 一般配合力高 是產(chǎn)生強優(yōu)勢雜種的遺傳基礎3. 優(yōu)良農(nóng)藝性狀 是強優(yōu)勢雜種的基礎平臺4. 親本（尤其是母本）產(chǎn)量高，開花習性符合制種要求 （二）選配方法自花授粉作物：直接從品種（系）中篩選（除特殊要求）常異花授粉作物：23代的自交；異花授粉作物：多代的自交與選擇自交單株自交留種，常發(fā)現(xiàn)單株留種，但種子混雜的現(xiàn)象

10、 第十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、配合力及其測定 配合力指一個親本與另外的親本雜交后雜種一代的生產(chǎn)力的大小。 配合力是自交系的一種內(nèi)在屬性，受多種基因效應支配。 不能通過自交系自身的性狀表現(xiàn)出來 通過自交系組配的雜種的產(chǎn)量(或其它性狀)的平均值估算出來（一）配合力的種類 1、一般配合力（GCA） 是指一個自交系親本與其它若干個自交系雜交的F1在某個數(shù)量性狀上的平均表現(xiàn)。 由基因的加性效應決定的，為可以遺傳的部分。 其高低是由被測定的自交系所含有利基因位點的多少決定的2、特殊配合力（SCA） 是指兩個特定親本所組配F1在某種數(shù)量性狀上的表現(xiàn)。 由基因的非加性效應決定的（顯性、

11、超顯性和上位性效應） 是不能在其他組合中表現(xiàn)和遺傳的部分。第十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 根據(jù)F1產(chǎn)量測定一般配合力和特殊配合力自交系 A B C D E F G 平均 GCA K 10.3 9.9 10.4 9.4 9.4 9.7 9.8 9.84 0.17(9.84-9.67) 0.03 0.07 0.45 -0.27 -0.41 -0.45 0.54 L 10.8 10.7 10.7 10.9 9.6 11.5 8.5 10.38 0.71 -0.07 0.33 0.21 0.69 -0.75 0.81 -1.25 M 9.5 9.0 8.8 9.3 9.6 9.6 9

12、.3 9.3 -0.37 -0.29 -0.29 -0.61 0.17 0.33 -0.01 0.63 N 10.9 8.8 10.3 9.6 10.1 10.3 9.6 9.94 0.27 0.47 -1.13 0.25 -0.17 0.19 0.05 0.29 O 9.3 9.7 8.7 8.3 9.5 8.8 8.0 8.9 -0.77 -0.09 0.81 -0.31 -0.43 0.63 -0.41 0.02 平均 10.16 9.68 9.78 9.50 9.64 9.98 9.04 9.67CGA 0.49 -0.01 0.11 -0.17 -0.03 0.31 -0.63 0組

13、合的實際產(chǎn)量=全部組合平均產(chǎn)量+雙親一般配合力 + 雙親特殊配合力如 L / A 組合的特殊配合力=10.8 - 9.67 -（0.49+0.71）= -0.07第二十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月配合力分析的意義當一般配合力高而特殊配合力低時，宜做常規(guī)雜交育種；當一般配合力和特殊配合力均高時，宜用于優(yōu)勢育種；一般配合力和特殊配合力均低時，應該淘汰。第二十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）配合力的測定（測配）測驗自交系配合力所進行的雜交叫測交測交所用的共同親本稱為測驗種測交所得的后代F1稱為測交種參考：植物育種的數(shù)量遺傳學基礎馬育華編著 第二十二張，PPT共三十二頁

14、，創(chuàng)作于2022年6月2、測配方法（1）頂交法 選用遺傳基礎廣泛的品種群體作為測驗種測定自交系的配合力。 頂交法產(chǎn)生的雜交種成為頂交種。方法：A為測驗種，1、2、3、4、5、n個自交系為被測系 組配 1A，2A，3A、nA等雜交組合（有時正反交） 對測交組合進行產(chǎn)量（或其它性狀）比較 計算出各被測系的一般配合力。優(yōu)點：測配組合少，工作量較輕。 但不能測定特殊配合力 綜合品種G1 G2 G3 G4 GGG1 GG2 GG3 GG4.第二十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）雙列雜交自交系既是測驗種又是被測系。方法：采用完全或部分雙列雜交法。 完全雙列雜交：n(n1)個雜交組合(含正

15、交和反交) 不完全雙列雜交：n(n1)/2個雜交組合 測交組合產(chǎn)量比較試驗（隨機區(qū)組設計）， 取得各測交組合產(chǎn)量(或其它數(shù)量性狀)的平均值后， 計算出一般配合力和特殊配合力。ABCABC第二十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）多系法（系測驗系法） 測驗種：幾個優(yōu)系或骨干系方法：例如用A、B、C、D四個系作測驗種，分別與許多（N）待測系測交，可配成4*N個單交組合，比較試驗，各組合的平均產(chǎn)量，計算出一般配合力和特殊配合力。優(yōu)點：同時測定待測系、測驗種（骨干系）的一般配合力和特殊配合力； 直接選擇優(yōu)良雜種，可及時作為商品雜種品種投入生產(chǎn)利用； 結(jié)果可相互比較是當前最常用測配方法如：

16、 不育系的選育時配合力測定第二十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、雜種品種的親本選配原則（一） 配合力高 (二) 親緣關系相對較遠 地理遠緣 血緣較遠 類型和性狀差異較大 (三) 綜合性狀良好，雙親間性狀互補 (四) 親本自身產(chǎn)量高，花期相近，易于授粉 玉米馬齒型和硬粒型雜交第二十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月五、雜種品種的類型（一）品種間雜種品種 (二) 品種-自交系間雜種品種頂交種（三）自交系間雜種品種 1.單交種 用兩個自交系組配而成。 單交種增產(chǎn)幅度大，性狀整齊，制種程序比較簡單， 是當前利用雜種優(yōu)勢的主要類型。2.三交種 對于自交系產(chǎn)量和制種產(chǎn)量低的作物，

17、(A/B)/C ,如甜菜3.雙交種4.綜合雜交種 用多個自交系組配而成。（1）親本等量種子混勻，隔離區(qū)種植，自由授粉35代，遺傳平衡。（2）親本雙列雜交，等量混勻，隔離種植，自由授粉，遺傳平衡。其特點是F2及其后代的雜種優(yōu)勢衰退不顯著，不需每年制種，適應性較強。 （四）雄性不育雜種品種 （五）自交不親和系雜種品種 （六）種間與亞種間雜種品種 （七）核質(zhì)雜種第二十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 利用作物雜種優(yōu)勢的方法一、人工去雄生產(chǎn)雜種種子對雌雄異花作物，繁殖系數(shù)高的作物，用種量小的作物，花器較大、去雄較易的作物。優(yōu)點:配組容易、自由，易獲得強優(yōu)勢組合。第二十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月煙草：花器大、花器構造簡單、去雄方便，繁殖系數(shù)極高棉花：花器大，容易人工去雄，用種量較小第二十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、利用自交不親和性生產(chǎn)雜種種子自交不親和性廣泛存在于十字花科（羽衣甘藍）、禾本科、豆科、茄科等許多植物中，十字花科中自交不親和性尤為普遍。第三十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月自交不