3第六章杂交育种.

杂交育种的地位及理论基础杂交亲本选配杂交技术与杂交方式杂种后代的选择杂交育种程序第六章杂交育种CROPBREEDING第一节杂交育种的地位及理论基础杂交：不同基因型配子结合通过双授精途径产生杂种的过程（植物中）杂交育种：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，通过人工选择和比较鉴定，获得新品种（或新材料）的育种方法2一、基本概念CROPBREEDING二、杂交育种的地位目前最重要的育种手段3几乎所有水稻和小麦等自花授粉作物常规品种绝大多数棉花常规品种当前玉米、水稻和油菜等作物杂交种的亲本CROPBREEDING三、杂交育种的遗传原理基因重组：分散在不同亲本中控制不同有利性状的基因组合在一起，综合不同亲本优点基因累积：受多基因控制的某些数量性状可以累积在同一个体中，产生超亲性状基因互作：非等位基因之间的互作产生不同于双亲的新的优良性状4CROPBREEDING第二节杂交亲本的选配亲本选配根据育种目标选择携带不同有利基因的亲本5CROPBREEDING胜利麦×燕大18176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)CROPBREEDING亲本选配的几个原则选优原则互补原则适应性原则遗传差异原则配合力原则7CROPBREEDING选优原则优点多主要优良性状（或待改良的性状）突出尽量避免明显的缺点8从杂交种中选择自交系的二环系育种方法CROPBREEDING双亲在主要性状上的优缺点尽可能互补桂阳矮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9互补原则CROPBREEDING10碧玛一号的亲本选配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号较差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CROPBREEDING亲本之一最好能适应当地生态条件（合理评价外来种质资源的适应性）北京农业大学对150个国内外小麦推广良种的系谱分析（1980），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%。11适应性原则CROPBREEDING徐州142徐州154、徐棉6号、中棉所12、鲁棉6号的亲本之一邢台6871中棉所12、鲁棉6号和冀棉10号的亲本之一中棉所10号中375、鲁S2、豫早58等夏播短季棉的亲本之一12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CROPBREEDING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杂交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。13遗传差异原则CROPBREEDING14蚂蚱麦碧玉麦碧蚂一号碧蚂二号碧蚂四号碧蚂三号碧蚂六号碧蚂五号西北6028开封20西北302碧玉麦西北丰收麦西北54邯选2号西北612LocalAlienCROPBREEDING岱字棉系统、斯字棉系统、乌干达棉系统的遗传基础复杂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15棉花CROPBREEDING杂交亲本应具有较好的一般配合力配合力的概念在一般配合力好的基础上，选择特殊配合力高的杂交组合一个优良亲本，其配合力高，且自身综合性状也优良，优良品种≠优良亲本16配合力原则CROPBREEDING第三节杂交技术与杂交方式杂交前准备工作杂交授粉后的管理17一、杂交技术CROPBREEDING18杂交前准备工作了解花器构造和开花习性花期调节杂交去雄授粉杂交后工作隔离编号后管理CROPBREEDING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19CROPBREEDING（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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）20CROPBREEDING棉花叶形正交和反交的F1和F2表现21CROPBREEDING22不育系和保持系的选育受母性遗传控制的或目前不清楚的性状遗传CROPBREEDING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三交、双交、四交、五交…、聚合杂交23（二）复交（multiplecross）CROPBREEDING复交方式的应用棉花育种中，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%。24CROPBREEDING三交三交：3个亲本进行两次杂交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25CROPBREEDING三交育种实例26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)CROPBREEDING双交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(A×B)×(C×D)或A/B//C/D(A×C)×(C×D)或A/C//C/D27CROPBREEDING双交育种实例128(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1817×30983CROPBREEDING聚合杂交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。控制某一亲本在后代的遗传组成比例决定了聚合杂交的方式29CROPBREEDING30甘蓝型油菜中油821的选育过程CROPBREEDING甘蓝型油菜中油821的选育过程31CROPBREEDING聚合杂交的特点个体遗传差异大，聚合不同亲本材料优点可能性大育成的品种往往具有突破性育种周期长后代分离复杂，选择难度大育种群体相对较大32CROPBREEDING回交两个品种杂交后，子一代再和双亲之一重复杂交，称为回交（backcross）(AхB)хAхA……或A3/B或A3×B或A×3B回交是杂交的一种特殊形式33CROPBREEDING第四节杂种后代的选择34CROPBREEDING河南白小麦与密穗小麦杂交后代F2分离情况35CROPBREEDING（一）系谱法（pedigreemethod）系谱法是从杂种第一次分离世代（单交F2，复交F1）开始选株，分别种成株行，即系统。以后各世代均在优良的系统中选优良单株，直到选出优良一致的系统，并将其升级进行产量比较试验为止的过程。36一、杂种后代的选择方法CROPBREEDING37HOWTODO?CROPBREEDING1.系谱法的工作要点主要任务是分辨真假杂种，除掉与假杂种，淘汰具有严重缺点的组合。不进行选单株。38杂种一代(F1)播种时，按杂交组合排列，点播，组合两旁分别种植父母本。收获时，同一组合的单株混合收获，写明行号、组合名称及编号。不同组合分别脱粒装袋保存CROPBREEDING39CROPBREEDING杂种二代(F2)或复交一代再次淘汰不良组合40播种时，按杂交组合点播,组合前后分别种植父母本,同时,每逢10或20行种植一行推广品种做为对照从优良组合中选拔优良单株，其中选单株是这一世代的工作重点CROPBREEDING收获时，入选植株分株收获,稻麦等有分蘖的禾谷类作物应连根拔起，将同一组合的各个单株捆成一捆，每个单株单独编号（行号）在田间选择的基础上，在室内进行细致的分株考种脱粒，分株保存。并编写组合号、行号和株号41CROPBREEDING42CROPBREEDING对入选F2单株进一步鉴定和选择的重要世代（系统或株系的概念）主要工作内容是淘汰不良系统，并从优良系统中选择优良单株（杂交组合是否优良基本可以判断）43杂种第三代(F3)CROPBREEDING收获时，将优良系统的中选单株连根拔起，同一系内的单株捆成一捆，挂牌标明行号，按株分别脱粒保存。播种时，将F2当选单株的种子点播成行，按组合先后顺序排列。在适当位置种植对照品种44CROPBREEDING45CROPBREEDING杂种四代(F4)及其以后世代收获同F3由单株选择转向株系选择和单株选择并重。选择优良株系及其优良单株。选择所依据的性状要求应更加全面来自同一个系统（F3）的不同株系（F4）成为姊妹系，姊妹系构成株系群（系群）46CROPBREEDING收获同F3，将优良系统的中选单株连根拔起，同一株系内的单株捆成一捆，挂牌标明行号，按株分别脱粒保存47F4表现优良但分离还相当明显的系统，一般只进行选株，以便使其性状进一步纯化稳定。而其中表现优异的稳定株系，也可以升级进行产量试验CROPBREEDINGF5及其以后世代48第二年升入鉴定圃进行产量试验。参加产量试验的株系可改称品系。在升级品系中仍可继续选株，以便进一步观察性状分离情况和综合性状表现。CROPBREEDING杂种各世代工作内容简表49同上。按升级时选种圃编号。同F4。全部小区分收、分脱，测产。同F4鉴定系统产量的一致性，选择优良品系升级。同F4小区条播,设重复。选种圃同F4。鉴定圃。F599(1)-1-1-1按株系分收当选株，单其它单株可混收优良株系群内选优系，优系内选优株。部分优系统升级到鉴定圃株行点播，姊妹系相邻种植。株系群间差异明显，群内系间有差异，开始出现一致系统F499(1)-1-1按系统分收当选株。优良系统中选单株。按组合株行点播。系统间差异明显，系统内有分离F399(1)-1按组合收当选株。选单株，淘汰组合。同上分离F299(1)按组合混收。淘汰组合，拔除假杂种。按组合点播一致，有优势F1收获后室内编号收获方法工作内容种植方法性状表现世代CROPBREEDING（二）混合法（bulkmethod）在自花授粉作物的杂种分离世代，按组合混合种植，不加选择，直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时，才开始选择一次单株，下一代即成为系统（株系），然后选拔优良系统进行升级试验。501、工作要点CROPBREEDING育种目标涉及的许多性状是数量性状，受多基因控制，在杂种早代纯合个体很少对生产不利的性状在种植过程中可自然选择而淘汰512、理论依据CROPBREEDING3、系谱法与混合法的比较系谱法从第一次分离世代开始选单株，直至外部形态性状基本稳定混合法在分离的早期世代不选单株，按组合混合种植，直到群体中纯合体频率达80%左右的世代选择一次单株在获得稳定株系后，两种方法在处理品系方面采用相同或相似的手段52选择方法比较CROPBREEDING系谱法的优点杂种后代的系谱详尽当选结果可以得到较为可靠的最终评价能及早掌握遗传力较高的一批优良材料。遗传力较低的性状则延迟到纯合度高的后期世代进行选择便于及时繁殖推广利于消除不同类型株间的竞争性干扰53CROPBREEDING系谱法的缺点不可避免地丢失了一部分受多基因支配的优良基因型（优良性状未完全表现）育种规模