遠緣雜交育種1

第七章遠緣雜交育種

本章主要內容第一節(jié)遠緣雜交的特點和意義第二節(jié)遠緣雜交在育種工作中的應用第三節(jié)遠緣雜交不易交配的原因及其克服方法第四節(jié)遠緣雜種夭亡、不育及其克服方法第五節(jié)控制遠緣雜種后代的分離與選擇第六節(jié)遠緣雜交育種的其他策略(自學)視頻：遠緣雜交1、什么是遠緣雜交？2、為什么進行遠緣雜交？3、遠緣雜交的特點？4、遠緣雜交不易成功及克服方法？5、克服雜種夭亡、不育的方法？6、控制遠緣雜種后代的分離方法？第一節(jié)遠緣雜交的特點

和意義遠緣雜交

指不同種屬或親緣關系更遠的物種間雜交。

綱綱目科種種屬屬目科一、遠緣雜交及其特點種間雜交

普通小麥×硬粒小麥；陸地棉×海島棉屬間雜交

普通小麥×山羊草；玉米×高粱亞遠緣雜交

：種內不同類型或亞種之間的雜交。秈稻×粳稻遠緣雜交遠緣雜交的特點:不親合性，即交配不易成功；雜種易夭亡，結實率低或不育；雜種后代分離范圍廣，時間長，中間類型不宜穩(wěn)定。二、遠緣雜交的意義與作用是物種形成的重要途徑，是生物進化的重要因素；是改良現(xiàn)有品種的重要途徑之一；是研究物種演化的重要實驗手段之一。普通小麥物種進化關系示意圖

AABBWildwheatspeciesXABDoublegenomeAABBDD×ABDDoublegenomeAABBDDModernbreadwheatanallohexaploidT.searsii?T.monococcumT.turgidumEmmerwheatT.tauschiiT.aestivum第二節(jié)遠緣雜交在育種工作中的應用一、人工合成新物種,擴大和豐富了育種的種質資源和遺傳基礎X？小麥黑麥小黑麥-人工合成的第一個新物種二、外源染色體導入1、異附加系普通小麥的黑麥附加系AABBDD+2(1R，2R，3R，4R，5R，6R，7R)AABBDD 1 2 3 4 5 6 7AABBDD 1 2 3 4 5 6 72RR熒光原位雜交鑒定異附加系

異附加系在一個物種正常染色體組的基因上添加另一個物種的一對或兩對染色體而形成一種新類型。特點:

附加染色體帶有許多優(yōu)良基因，但不夠穩(wěn)定，生產(chǎn)上不能直接利用，但它是選育異代換系和易位系的重要親本材料。異代換系是指某物種的一對或幾對染色體被另一物種的一對或幾對染色體代換后的新類型。特點：代換的染色體片段帶有重要抗性基因,大多數(shù)作為育種材料,也有部分在生產(chǎn)上直接利用,生產(chǎn)實用性較大。2、異代換系和易位系AABBDD 1 2 3 4 5 6 7AABBDD2RR 1 2 3 4 5 6 7CompleteSubstituted(ReferencetoDgenome)易位系是指某物種的一段染色體被另一物種的一段染色體所代換后形成的新類型。三、外源染色體片段和基因導入1.改良栽培種的抗性(抗病蟲和抗逆性)和適應性成功的例子：野生馬鈴薯X栽培馬鈴薯抗馬鈴薯晚疫病的新品種；普通小麥X二粒小麥希望（抗稈銹和葉銹）；普通小麥X黑麥洛夫林10號（抗三種銹病）；陸地棉X墨西哥野生種塔什干1、2、3號(高抗黃萎病)。2.改良栽培種品質：高粱×甘蔗育成的高粱蔗(糧糖雙豐收)畝產(chǎn)子粒250-300公斤，莖稈含糖量10-13%，榨糖150-200公斤秈稻粳稻X小麥X黑麥四、創(chuàng)造雄性不育系和核質雜種，有效利用雜種優(yōu)勢♀西非高梁

ⅹ♂南非高梁邁羅S（RfRf）卡佛爾N（rfrf）F1可育S（Rfrf）自交

F2S（RfRf），S（Rfrf），S（rfrf）ⅹ卡佛爾N（rfrf）3可育：1不育

BC1ⅹ卡佛爾

S（rfrf）N（rfrf）（大部分不育）BC2ⅹ卡佛爾

S（rfrf）N（rfrf）（99%不育）BC4或BC5卡佛爾

3197A不育系3197B保持系

S（rfrf）

N（rfrf）雜交法選育不育系及保持系五、誘導產(chǎn)生單倍體普通大麥X球莖大麥普通大麥單倍體；普通小麥X球莖大麥普通小麥單倍體；？單倍體小麥課外閱讀玉米花粉誘導小麥單倍體的原理和方法。第三節(jié)遠緣雜交不易交配的原因及其克服方法一、遠緣雜交的不易交配性被子植物花的基本結構雙受精卵細胞（n）＋精核（n）極核（2n）＋精核（n）胚（2n）胚乳（3n）種子植物正常受精過程花柱花絲花藥柱頭卵細胞極核

子房胚珠遠緣雜交不易交配的原因：1、花期不遇；

2、花器構造的隔離;3、生理差異的隔離；

4、雙親基因組成的差異；

二、克服遠緣雜交不親和性的方法1、調節(jié)花期，克服花期不遇；2、選配適當親本；以栽培種為母本；以染色體數(shù)目多的物種做母本；以品種間雜種為母本；選花粉滲透性大和倍性低的物種作父本。3、采用特殊的授粉方式混合授粉；小麥X黑麥亞洲棉X陸地棉重復授粉；小麥X長穗偃麥草*提前或延遲授粉；小麥X黑麥射線或紫外線照射。4、染色體預先加倍法5、外源激素處理赤霉素（GA3）6、利用橋梁種和預先無性接近法橋染種法:栽培桃X

蒙古桃；小麥X黑麥預先無性接近法:果樹，營養(yǎng)體嫁接，生理活動接近，有性雜交。7、植物組織培養(yǎng)柱頭手術：剪短母本柱頭、父本柱頭移植到母本柱頭。棉花子房受精：切除花柱，花粉撒在子房頂端的切面上。子房較大的植物離體授粉：切取花蕾，將雌蕊接種在無菌培養(yǎng)基上，進行人工授粉和培養(yǎng)試管受精：取出未受精的胚珠，在試管內離體人工培養(yǎng)，授粉。體細胞融合：煙草，原生質體融合，種間雜種第四節(jié)遠緣雜種夭亡、不育及其克服方法一、遠緣雜種的夭亡和不育性1、遠緣雜種夭亡與不育現(xiàn)象受精成功之后與雌雄器官形成之間任何發(fā)育時期停止,受阻或異常。1）受精后幼胚不能發(fā)育或在種子發(fā)育過程中停止2）幼胚不完整或畸形；3）沒有胚乳或極少胚乳；

4）胚與胚乳之間形成糊粉層類型細胞,妨礙營養(yǎng)物質從胚乳進入胚；5）種子皺縮,不能發(fā)芽或發(fā)芽后死亡；6）雜種植株在不同發(fā)育時期停止生長或中途死亡7）營養(yǎng)體繁茂發(fā)達,但不能形成結實器官；8）結實器官構造不正常、不育。2、遠緣雜種夭亡、不育原因1)核質互作不平衡2)染色體不平衡3)基因不平衡4)組織不協(xié)調二、克服遠緣雜種夭亡和不育的方法1、幼胚的離體培養(yǎng)大麥X小麥；小麥X濱草；玉米X甘蔗；棉花栽培種X野生種；甘藍型油菜X芥菜型油菜等50多種植物的遠緣雜交中成功?！氨Ｄ贩ā?Kruse（1973）幼胚的離體培養(yǎng)-“保姆法”2、雜種染色體加倍小麥X黑麥；小麥X濱草；黑麥X濱草；玉米X甘蔗；栽培棉X野生棉；甘藍型油菜X白菜型油菜等的遠緣雜交獲得了可育的雜種后代。3、回交法雄配子敗育，雌性配子少數(shù)正常，可以用親本之一的正常雄配子對雜種授粉，可以得到少量回交雜種種子。小麥冰草F1全不育小麥XXBC1結實率達65.4%4、延長雜種的生育期嫁接法，特殊基因利用，廣泛測交，選擇合適親本等。5、其它方法第五節(jié)遠緣雜種后代的

分離與選擇一、遠緣雜交后代的分離瘋狂分離且具有返祖現(xiàn)象普通小麥與長穗偃麥草的F1及F2代各類型穗遠緣雜種后代分離的特點：分離規(guī)律不強；分離類型豐富，并有向兩親分化的傾向；分離時代長，穩(wěn)定慢二、遠緣雜種后代分離的控制1、雜種一代的染色體加倍2、回交3、誘導遠緣雜種產(chǎn)生單倍體植株4、誘導產(chǎn)生附加系,代換系和易位系三、遠緣雜種育種技術1、雜種早代（F2、