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第五章杂交育种杂交育种的理论基础杂交亲本选配原则杂交技术与杂交方式杂种后代的选择方法杂交育种程序本章重难知识点2019/12/18共73页2第一节杂交育种的重要性及其理论基础2019/12/18共73页3﹡杂交：不同基因型配子结合或相互交配产生杂种的过程﹡杂交育种(sexualcrossbreeding)：通过人工杂交将两个或两个以上亲本的优良性状综合到一个个体中，继而从分离的后代群体中，通过人工选择、培育和比较鉴定，获得遗传相对稳定、有栽培利用价值的定型新品种的育种方法一、基本概念2019/12/18共73页4二、杂交育种的重要性﹡是重要的育种手段之一﹡是与其它育种途径相配套的重要程序﹡杂交育种可同时改良多个目标性状﹡适用于多种繁殖方式作物的品种选育，更适于自花授粉植物2019/12/18共73页5三、杂交育种的遗传原理基因重组：使分散在不同亲本中控制不同有利性状的基因组合在一起，形成具有不同亲本优点的后代，即组合育种基因累加：通过基因效应的累加，从后代中选出受微效多基因控制的某些数量性状超过亲本的个体，即超亲育种基因互作：通过非等位基因之间的互补产生不同于双亲的新的优良性状2019/12/18共73页6第二节亲本的选配2019/12/18共73页7＊亲本选配：根据育种目标选择携带不同有利基因的亲本，进行适当的组配，为杂交后代提供恰当而广泛的遗传基础，为杂交育种的成功创造必要条件＊包括杂交亲本选择和杂交组合配置两方面的含义一、概念2019/12/18共73页8农大183农大311农大36华北187(原华北农科所)石家庄407(原河北省农所)太谷49(原山西农学院)华北497(原华北农科所)华北6727(原华北农科所)北京5号(中国农科院)北京6号(中国农科院)北京7号(中国农科院)胜利麦×燕大1817胜利麦×燕大1817组合中选育的优良品种2019/12/18共73页9二、亲本选配的重要性亲本选配是杂交育种成败的关键：亲本选配得当，杂交后代中就能选育出优良品种。否则会事倍功半，甚至劳而无获提供广泛而适宜的遗传基础，创造更多的选择机会：有利基因一般存在于种内不同变种、不同品种的不同种质内2019/12/18共73页10三、亲本选配的原则×1、互补原则2、适应性原则3、遗传差异原则4、配合力原则2019/12/18共73页111、互补原则：双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上的优缺点尽可能互补2019/12/18共73页12桂阳矮49号×茎秆生长比较集中丛生性生长类型朝阳18号→叶片直立光合功能较高的矮杆类型桂朝2号结合母本茎叶形态特点和父本较强的光合功能。穗粒数超越双亲，千粒重高，丰产性强，适应性广桂朝2号水稻品种的亲本选配2019/12/18共73页13亲本和品种越冬性成熟期抗条锈病株高抗倒伏性每穗粒数子粒大小分蘖力耐旱性蚂蚱麦×碧玉麦↓碧蚂1号较好差中中早中早中早感染免疫*高抗*中中高较高较弱较强中多少中多小大中大中中弱中较强较强较强碧玛一号的亲本选配2019/12/18共73页14小麦杂交育种的经验2019/12/18共73页15注意：主要性状的互补：高产、稳产和优质在重要性状上，不能有难以克服的缺点亲本间的互补性状也不宜过多，避免延长育种年限2019/12/18共73页162、适应性原则：亲本之一最好是能适应当地条件、综合性状较好的推广品种北京农业大学对150个国内外小麦推广良种的系谱分析，双亲为推广品种的有64个，父母本一方或祖代一方（复交）为推广品种的有74个，两者总和占调查品种数的94%2019/12/18共73页17＊徐州142：作为徐州154、徐棉6号、中棉所12、鲁棉6号的亲本之一＊邢台6871：作为中棉所12、鲁棉6号和冀棉10号的亲本之一＊中棉所10号：作为中375、鲁S2、豫早58等夏播短季棉的亲本之一＊这三个品种在黄河流域棉区都曾是丰产性和适应性较好的推广品种适应性原则实例2019/12/18共73页183、遗传差异原则：注意亲本间的遗传差异，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的亲本材料相互杂交2019/12/18共73页19不同生态型、不同地理来源、不同亲缘关系的品种，因亲本的遗传基础差异大，杂交后代分离较广，选择机会多，易于选出性状超亲和适应性较强的品种我国杂交育成的冬小麦推广品种的系谱分析表明（1983），几乎全部都是在杂交亲本中，使用一个国外品种或有国外品种亲缘的品种育成的2019/12/18共73页20＊岱字棉系统、斯字棉系统、乌干达棉系统的遗传基础复杂，系统来源不同，生态类型差异较大，从各系统中选择性状较好的品种作杂交亲本，杂种后代都表现较好＊鲁棉1号、陕棉4号、豫棉1号、泗棉2号、鄂沙28、鄂荆92等（亲本之一：岱字棉15）＊以斯字棉2号的衍生品种为亲本之一，杂交育成的优良品种有冀棉8号等棉花杂交育种的经验2019/12/18共73页21注意过分强调亲缘关系很远，遗传差异太大，分离年限很长，降低育种效率故若以超亲育种为目的，可选择遗传差异大的亲本若不以大幅度超亲为目标，为缩短育种年限，可选择遗传差异不太大的亲本2019/12/18共73页224、配合力（combiningability）原则：杂交亲本应具有较好的配合力配合力：亲本与其他亲本结合时产生优良后代的能力一般配合力（Generalcombiningability）：指某一亲本品种与若干品种杂交时杂交后代在某个性状上的平均表现2019/12/18共73页23一般配合力好的亲本，在其配置的各杂交组合中都能产生较多的、稳定的优良品系选择一般配合力高的亲本，在此基础上选择特殊配合力高的杂交组合，以提高基因的累加效应，从中选育新品种配合力的高低只有通过测配杂交组合，根据后代的表现才能知道2019/12/18共73页24＊油菜：206A角果粒数的一般配合力高，是很多高产组合的亲本；华杂6号双亲的特殊配合力高＊优良品种＝优良亲本？？：好品种不一定是个好亲本，而好亲本最好同时也是个好品种（一个优良亲本，其配合力高，且自身综合性状也优良）2019/12/18共73页25第三节杂交技术与杂交方式2019/12/18共73页26一、杂交技术＊调节开花期＊控制授粉＊授粉后的管理2019/12/18共73页27杂交技术：选整穗温汤杀雄剪颖壳套袋授粉2019/12/18共73页28调节开花期的方法分期播种：7-10间隔播种光温处理：春化或光照处理栽培技术调节：肥水、中耕等调节2019/12/18共73页29控制授粉方法人工去雄或严格隔离：防止自花授粉或天然异花授粉去雄方法：人工剪除、温汤杀雄、化学杀雄等采粉及授粉要求、最佳时间2019/12/18共73页30授粉后的管理挂牌补充授粉病虫害防治及时收获2019/12/18共73页31二、杂交方式＊杂交方式：指一个杂交组合里要用多少亲本，以及亲本间如何配置的问题2019/12/18共73页32（一）单交（singlecross）＊又称成对杂交，用两个亲本进行杂交，以符号A×B或A/B表示＊后代遗传比例各占50%＊适宜于2个亲本性状基本符合育种目标，优缺点可以互补的情况2019/12/18共73页33＊正反交（reciprocalcross）：如果称A（♀）/B（♂）为正交，则B（♀）/A（♂）为反交＊中棉12（乌干达4号×邢台6871）、徐州514（中7×徐州114）2019/12/18共73页34棉花叶形正交和反交的F1和F2表现2019/12/18共73页35又称多亲杂交、复合杂交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交当单交达不到育种目标，现有亲本缺点不能完全被弥补；或亲本有突出优点，但缺点一次不能弥补时三交、双交、四交、五交…、聚合杂交（二）复交（multiplecross）2019/12/18共73页361、三交（threewaycross）＊三交：3个亲本进行的两次杂交＊表示为A/B//C，即(A×B)×C：/表示第一次杂交，//表示第二次杂交，即先将A、B杂交，A作母本，B作父本，子一代A/B再与C杂交＊如果三交方式为A//B/C，则表示以A作母本，子一代B/C作父本再次杂交2019/12/18共73页37三交育种实例农大17×鹅冠168(穗长、晚熟、茎粗壮)F1×早洋麦(综合性状好、穗小)农大45及其选系东方红1,2,3号(中晚熟、穗大、综合性状好)2019/12/18共73页382、双交(doublecross)双交：是指两个单交的F1再杂交，参加杂交的可以是三个或四个亲本各亲本遗传组成？？？(A×B)×(C×D)或A/B//C/D(A×C)×(C×D)或A/C//C/D2019/12/18共73页39双交育种实例1(综合性状好,不抗病)（秆矮壮,穗大,抗锈病）越冬性强,成穗率高,晚熟冬性,晚熟,抗三锈F1×F1农大139(综合性状好，穗较大，成穗率高，抗锈，越冬性好，分蘖力高，成熟偏晚)农大183×维尔1817×309832019/12/18共73页40双交育种实例2华北672×辛石麦早熟1号×华北672(综合性状好,丰产,晚熟,粒小,不抗病)抗三锈,早熟,粒大抗三锈,综合性状好冬性,晚熟,抗三锈F1×F1北京10号(株矮,秆壮,长相好,中熟,抗锈能力有所提高,丰产,粒中等)2019/12/18共73页413、四交四交:四个亲本先后杂交，(A×B)×C×D或A/B//C/3/D五交,六交……2019/12/18共73页424、循序杂交也叫添加杂交或阶梯杂交：多个亲本逐个参与杂交的方式。每杂交一次，加入一个亲本的性状。添加的亲本越多，杂种综合优良性状越多，也可能综合不良性状，这就需要去选择杂交方式:A/B//C/3/D/4/E……在采用4个以上亲本进行循序杂交时，一般要求各个亲本综合性状都较好，且杂交次序越后，对亲本综合性状水平要求越高2019/12/18共73页43循序杂交需注意的问题①遗传力高的性状先进行杂交②综合性状好的亲本后用于杂交③当单交亲本之一的优良性状为隐性时，应将F1自交后再与第三个亲本杂交2019/12/18共73页445、聚合杂交（Convergentcross）＊概念：通过多次杂交将多个亲本的优良性状聚合在一个后代群体中的杂交方式＊类别：分为最大基因重组、超亲基因重组、超亲基因重组与不完全回交结合、超亲基因积累与回交结合的原则进行的聚合杂交等四种类型2019/12/18共73页45第一年A×BC×DE×FG×HA占50%第二年××A占25%第三年×A占12.5%（1）根据最大重组原理的聚合杂交：2019/12/18共73页46第一年A×BA×CA×DA×EA占50%第二年××A占50%第三年×A占50%（2）根据超亲重组原理的聚合杂交：2019/12/18共73页47（3）根据超亲重组与不完全回交结合原理的聚合杂交：第一年A×BA×CA×DA×EA占50%第二年×A×A×A×AA占75%第三年××A占75%第四年×A占75%2019/12/18共73页48（4）根据超亲积累与回交结合原理的聚合杂交（聚合回交）：第一年A×BA×CA×DA×EA占50%第二年A2×BA2×CA2×DA2×EA占75%第三年A3×BA3×CA3×DA3×EA占88%第四年A4×BA4×CA4×DA4×EA占94%第五年××A占94%第六年×2019/12/18共73页49复交方式的应用随着生产的发展，育种目标日益全面，复交方式已被广泛应用。如我国棉花育种中，70年代复交育成的品种只有7个，占杂交育成品种总数的18%；而80年代复交育成的品种有24个，占杂交育成品种数的52%2019/12/18共73页50甘蓝型油菜中油821的选育过程2019/12/18共73页51甘蓝型油菜中油821的选育过程2019/12/18共73页52（三）多父本授粉（multiplepaternalcross）用一个以上父本品种的混合花粉对一个母本进行一次授粉的方式。如甲×(乙+丙)方法：