雜種優(yōu)勢-雜種優(yōu)勢的利用（遺傳學(xué)課件）

玉米雜交種——登海605一、品種簡介登海605是山東登海種業(yè)股份有限公司選育的玉米雜交種，2010年9月經(jīng)第二屆國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)第四次會(huì)議審定通過。二、突出優(yōu)點(diǎn)（一）高產(chǎn)2008～2009年參加黃淮海夏玉米品種區(qū)域試驗(yàn)，兩年平均畝產(chǎn)659.0千克，比對照鄭單958增產(chǎn)5.3%。2009年生產(chǎn)試驗(yàn)，平均畝產(chǎn)614.9千克，比對照鄭單958增產(chǎn)5.5%。2011年參加山西省玉米中晚熟普密組（3500株/畝）區(qū)域試驗(yàn)，平均畝產(chǎn)806.2千克，比對照大豐26號(hào)增產(chǎn)6.3%；2012年生產(chǎn)試驗(yàn)，平均畝產(chǎn)871.4千克，比當(dāng)?shù)貙φ赵霎a(chǎn)11.9%。二、突出優(yōu)點(diǎn)（一）高產(chǎn)二、突出優(yōu)點(diǎn)（二）抗病蟲旱高抗莖腐病，中抗玉米螟，抗干旱。二、突出優(yōu)點(diǎn)（三）高抗倒伏根系發(fā)達(dá)，莖稈堅(jiān)韌，株型緊湊，果穗貼稈，株高合理（259cm），穗位較低(98cm)。二、突出優(yōu)點(diǎn)（三）高抗倒伏玉米根系水平分布主要在距植株中心半徑50cm范圍內(nèi)，根系垂直分布主要在0－40cm，且隨生育期的推遲，后期深層根量增加。二、突出優(yōu)點(diǎn)（四）品質(zhì)優(yōu)良經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（北京）測定，籽粒容重766克/升，粗蛋白含量9.35%，粗脂肪含量3.76%，粗淀粉含量73.40%，賴氨酸含量0.31%。

二、突出優(yōu)點(diǎn)（五）適應(yīng)性廣適宜山東、河南、河北中南部、安徽北部、山西運(yùn)城地區(qū)夏播種植。二、突出優(yōu)點(diǎn)（六）綜合農(nóng)藝性狀好在黃淮好地區(qū)出苗至成熟101天，株型緊湊，株高259厘米，穗位高99厘米，成株葉片數(shù)19～20片。果穗長筒型，穗長18厘米，穗行數(shù)16～18行，出籽率85%以上，百粒重34.4克。

玉米雜交種——鄭單958一、品種簡介鄭單958、河南、河北三省和國家審定，并被農(nóng)業(yè)部定為重點(diǎn)推廣品種。鄭單958已累計(jì)推廣面積超過5億畝，連續(xù)9年居全國玉米種植面積第一位。截至目前，是我國種植面積最大的玉米雜交種。二、突出優(yōu)點(diǎn)（一）高產(chǎn)1997-1999年在河南省和國家區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)中，比對照增產(chǎn)15-28％，達(dá)極顯著，均居首位。二、突出優(yōu)點(diǎn)（一）高產(chǎn)試驗(yàn)?zāi)攴?/p>

試驗(yàn)類別

試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)

產(chǎn)量kg/畝

對照品種

比對照增產(chǎn)％顯著性

位次

參試品種數(shù)

1997河南省區(qū)試10558.0豫玉1215.1**1151998河南省區(qū)試10512.8豫玉1222.4**1151998國家黃淮海區(qū)試24577.3掖單1928.0**1131999國家黃淮海區(qū)試24583.9掖單1915.5**1141999河南省生產(chǎn)試驗(yàn)9630.2豫玉2315.2**181999國家黃淮海生產(chǎn)試驗(yàn)29587.1各省對照種15**113鄭單958參加河南省、國家黃淮海玉米區(qū)試、生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)二、突出優(yōu)點(diǎn)（二）穩(wěn)產(chǎn)據(jù)國家、省區(qū)試結(jié)果，地點(diǎn)、年份間變異系數(shù)最小，屬高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)類型。二、突出優(yōu)點(diǎn)（三）抗病蟲能力強(qiáng)據(jù)國家指定單位鑒定：兼抗7種主要病蟲害，是國內(nèi)為數(shù)不多的多抗品種。主要?。ㄏx）害鄭單958掖單19(對照)大斑病RS小斑病RR黑粉病036.4莖腐病MRR矮花葉病HRHS粗縮病0.10.6玉米螟RMR

鄭單958對幾種主要?。ㄏx）害的接種鑒定結(jié)果（1999年）備注：資料來源為國家黃淮海夏玉米品種區(qū)試指定抗性鑒定單位河北省農(nóng)科院植保所玉米抗病鑒定課題。二、突出優(yōu)點(diǎn)（四）品質(zhì)優(yōu)良籽粒含粗蛋白8.47%、粗淀粉73.42%、粗脂肪3.92%，賴氨酸0.37%，為優(yōu)質(zhì)飼料原料。二、突出優(yōu)點(diǎn)（五）適應(yīng)性廣鄭單958抗性好，結(jié)實(shí)件好，耐干旱，耐高溫，非常適合我國夏玉米區(qū)種植。適宜我國北緯32o-45o玉米主產(chǎn)區(qū)、14個(gè)省（市）推廣種植。二、突出優(yōu)點(diǎn)（六）綜合農(nóng)藝性狀好黃淮海地區(qū)夏播生育期96天左右，株高240厘米，穗位100厘米左右，葉色淺綠，葉片窄而上沖，果穗長20厘米，穗行數(shù)14行～16行，行粒數(shù)37粒，千粒重330克，出籽率高達(dá)88%～90%。雜種優(yōu)勢利用的發(fā)展簡史與現(xiàn)狀一、雜種優(yōu)勢利用的發(fā)展簡史我國是利用雜種優(yōu)勢最早的國家，早在公元584年就有利用動(dòng)物雜種優(yōu)勢的記載，后魏賈思勰著的《齊民要術(shù)》中就記載了雌馬和雄驢雜交產(chǎn)生騾的事實(shí)。×↓♀♂F1馬（2n=2X=64)驢（2n=2X=62)馬騾（2n=2X=63)雜種優(yōu)勢明顯1761~1766年Ko1reuter，煙草雜交發(fā)現(xiàn)雜種優(yōu)勢，并提出利用雜交種。1865年Mendel，豌豆雜交，提出雜種活力概念。1866~1876年Darwin，玉米雜交和自交，異花授粉有利、自花授粉有害。1908年，Shull首次提出了“雜種優(yōu)勢”這一術(shù)語和選育單交種的基本程序，從遺傳理論上和育種模式上為玉米自交系間的雜種優(yōu)勢利用奠定了基礎(chǔ)。但由于自交系產(chǎn)量低，成本高，未能投入生產(chǎn)。1918年Jones，雙交種的利用與商品化生產(chǎn)美國歷年玉米雜交種品種面積：1934年，0.40%；

1944年，56%；

1956年，普及

1960年以前，主要是雙交種和一部分三交種與群體品種。

1963年后，推廣單交種。我國玉米雜種優(yōu)勢利用研究：始于20世紀(jì)30年代

50年代品種間雜種品種

60年代推廣雙交種

70年代以后推廣單交種

80年代普及二、農(nóng)作物雜種優(yōu)勢利用的現(xiàn)狀玉米雜種優(yōu)勢的成功應(yīng)用，不僅使玉米雜種品種得到更廣泛的種植，而且推動(dòng)了其他作物雜種優(yōu)勢的利用研究。高粱、水稻、油菜、小麥、棉花等作物相繼利用胞質(zhì)雄性不育系生產(chǎn)雜種種子。除研究胞質(zhì)雄性不育外，各國在作物雜種優(yōu)勢利用的其他途徑上也進(jìn)行了卓有成效的研究。（一）高粱雜種優(yōu)勢利用高粱是常異花授粉作物中最早成功利用雜種優(yōu)勢的作物，Stephens(1954)報(bào)道了高粱利用CMS不育系配制雜種。到50年代后期，美國已基本普及高粱雜種品種。我國雜種高粱的研究始于20世紀(jì)50年代后期，到60年代后期，育成并推廣了一批高梁雜種品種。現(xiàn)在高梁雜交種已基本普及，約占高粱總面積的80％。目前，高粱雜種優(yōu)勢育種仍以CMS配制雜種為主。（二）水稻雜種優(yōu)勢利用世界雜交水稻研究始于20世紀(jì)50年代，我國雜交水稻研究始于1964年，70年代前期完成了秈型和粳型水稻三系配套（1973），70年代中期開始推廣雜交水稻。水稻是自花授粉作物利用雜種優(yōu)勢成功典范。我國水稻雜種優(yōu)勢利用研究在國際上處于領(lǐng)先地位。水稻雜種優(yōu)勢育種仍以CMS三系配制雜種為主，輔以光溫敏雄性不育系二系法配制雜種。雜交水稻單產(chǎn)比常規(guī)稻高20％左右。近年來，全國雜交水稻年種植面積約占水稻總面積的50％，而產(chǎn)量則占水稻總產(chǎn)的近60％。袁隆平雜交水稻主要榮譽(yù)1.1981年，袁隆平和秈型雜交水稻獲我國第一個(gè)特等發(fā)明獎(jiǎng)；2.1982年，被國際同行譽(yù)為“雜交水稻之父”；3.1985年，獲聯(lián)合國知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織發(fā)明和創(chuàng)造金質(zhì)獎(jiǎng)和榮譽(yù)證書；袁隆平雜交水稻主要榮譽(yù)4.

1987年獲聯(lián)合國教科文組織巴黎總部頒發(fā)的1986～1987年度科學(xué)獎(jiǎng)；5.

1988年獲英國Rank的獎(jiǎng)?wù)?、證書和獎(jiǎng)金；6.1993年獲菲因斯特拯救饑餓獎(jiǎng)（美國民間組織設(shè)立）；袁隆平雜交水稻主要榮譽(yù)7.

1995年1月，獲首屆何梁何利基金生物學(xué)獎(jiǎng)。8.1996年，獲日本經(jīng)濟(jì)新聞社“日經(jīng)亞洲獎(jiǎng)”9.1999年，8117小行星被命名為“袁隆平”星；10.2001年2月獲首屆國家最高科技獎(jiǎng)。袁隆平雜交水稻主要榮譽(yù)11.2004年5月獲得以色列沃爾夫獎(jiǎng)，9月獲得泰國國王金鐮獎(jiǎng)。12.2010年3月獲法國最高農(nóng)業(yè)成就勛章；

13.2014年1月“兩系法雜交水稻技術(shù)研究與應(yīng)用”獲國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。（三）小麥雜種優(yōu)勢利用雜交小麥的研究始于上世紀(jì)50年代。1951年日本首次導(dǎo)入異源細(xì)胞質(zhì)獲得普通小麥雄性不育系。許多國家育成多種細(xì)胞質(zhì)的CMS與光溫敏不育系，篩選出了多個(gè)化學(xué)殺雄劑。利用這些技術(shù)現(xiàn)已選育出一些強(qiáng)優(yōu)勢組合。我國已育成的雜交小麥品種有西雜一號(hào)（2000年陜西省審定）、綿雜麥168（2007年國家和四川兩級(jí)品種審定）、綿雜麥512（2015年四川省審定）等。（四）小麥雜種優(yōu)勢利用棉花雜種優(yōu)勢利用研究目前主要集中在利用GMS和利用人工去雄配制雜種兩方面。四川省利用GMS配制的雜種品種，已在生產(chǎn)上應(yīng)用，年推廣面積占該省植棉面積的25％～30％。湖南、湖北、江蘇等省利用人工去雄配制出多個(gè)雜種品種。（五）小麥雜種優(yōu)勢利用油菜雜種優(yōu)勢利用研究始于上世紀(jì)60年代中期。我國已育成華雜、秦油、中油雜、鄭雜系列等多個(gè)雜種品種系列，推廣應(yīng)用。目前以CMS為主，主要有：蘿卜不育胞質(zhì)

波里馬不育胞質(zhì)系

陜2A

目前世界上已經(jīng)利用和即將利用雜種優(yōu)勢的植物有：玉米、水稻、高粱、黑麥、向日葵、棉花、煙草、小麥、大麥、燕麥、谷子、珍珠粟、油萊、甜菜、苜蓿、番茄、茄子、黃瓜、西葫蘆、西瓜、筍瓜、南瓜、甘藍(lán)、白菜、蘿卜、胡蘿卜、辣椒等植物。雜種優(yōu)勢利用的主要途徑一、人工去雄需要滿足條件：花器大，易于去雄或繁殖系數(shù)高。棉花：雌雄同花的作物，雄蕊基部與花冠相連，剝?nèi)セü诩纯扇⌒廴?，去雄容易，每一棉鈴可?0多粒種子。一、人工去雄需要滿足條件：花器大，易于去雄或繁殖系數(shù)高。玉米：雌雄同株異花的作物，人工拔除母本雄穗即可，且繁殖系數(shù)高，一般一個(gè)果穗可得到160~1400粒雜交種子。一、人工去雄需要滿足條件：花器大，易于去雄或繁殖系數(shù)高。煙草：花器中等，種子繁殖系數(shù)大而用種量少的作物，雖人工去雄較費(fèi)工，但一個(gè)果實(shí)有1000多粒種子。一、人工去雄需要滿足條件：花器大，易于去雄或繁殖系數(shù)高。番茄：花器中等，雖人工去雄較費(fèi)工，但一個(gè)果實(shí)有100多粒種子，同時(shí)播種量少（每畝用30~50克）。二、化學(xué)殺雄（一）機(jī)理利用雌雄蕊抗藥性不同，用內(nèi)吸劑化學(xué)藥劑阻止花粉的形成或抑制花粉的正常發(fā)育，使花粉失去受精能力，達(dá)到去雄的目的。二、化學(xué)殺雄（二）對殺雄劑的要求1.殺雄選擇性強(qiáng)，不影響雌蕊的功能；2.對植株副作用小，處理后不會(huì)引起植株畸變遺傳性變異3.效果穩(wěn)定，成本低，處理方4.無殘留毒性。二、化學(xué)殺雄（三）適用作物一些自花授粉作物和常異花授粉作物，如小麥、棉花。三、利用自交不親和性雌、雄蕊均正常，但自交或系內(nèi)交均不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)很少的特性叫自交不親和性。分為兩類：配子體自交不親和

孢子體自交不親和自交不親和在十字花科作物中普遍存在。利用自交不親和系，可省去人工去雄操作。四、利用雄性不育利用雄性不育性制種，是克服雌雄同花作物人工去雄困難的最有效途徑。因?yàn)樾坌圆挥匦允强梢赃z傳的，可以從根本上免除去雄的手續(xù)。主要類型：核-質(zhì)互作雄性不育性細(xì)胞核雄性不育性遺傳-生態(tài)雄性不育性五、標(biāo)志性狀的利用利用植株的某一顯性性狀或隱性性狀作標(biāo)志，區(qū)別真假雜種，就可以不進(jìn)行人工去雄而利用雜種優(yōu)勢。如：水稻的紫葉鞘、小麥的紅色芽鞘、棉花的芽黃性狀。自交不親和性在雜種優(yōu)勢中的利用一、自交不親和性雌雄蕊發(fā)育正常，但自花授粉不能產(chǎn)生子代的特性稱為自交不親和性。自交不親和性廣泛存在于十字花科、禾本科、豆科、茄科等許多植物，而在十字花科中尤為普遍。一、自交不親和性（一）異態(tài)自交不親和性這種不親和表現(xiàn)為雄蕊和花柱長度不同。Lewis把這種長花柱、短花絲的花稱為針型；而把長花絲、短花柱的花稱為線型?；蛐歪樞偷臑閟s，線型的為Ss，其中S對s為完全顯性。只有在下面的基因型之間才能授粉：針型(ss)×線型(Ss)1針型(ss)∶1線型(Ss)線型(Ss)×針型(ss)1針型(ss)∶1線型(Ss)一、自交不親和性（二）同態(tài)自交不親和性1、配子體不親和性花粉的受精能力決