《杂种优势育种》PPT课件

2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种1第七章杂种优势育种利用2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种2杂种优势育种的概念与利用价值杂种优势育种的一般程序杂交种子的生产雄性不育系的选育利用自交不亲和系的选育与利用2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种3杂种优势育种的概念与利用价值概念产生原因度量方法杂种优势的表现及利用配合力的测定BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种4杂种优势自交衰退两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1植株在生活力、生长势、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象杂交显性自交隐性同一遗传效应BN概念2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种5显性假说（dominancehypothesis）超显性假说（overdominancehypothesis）上位性与杂种优势基因组互补与杂种优势基因多态性与杂种优势基因网络系统与杂种优势BN产生原因2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种6观点：优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间这些显性效应的累积作用DAAbbccDdaaBBCCdAbcDdaBCDAAbbccDdaaBBCCdP1P2F1P1P2BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种7观点：优势来源于等位基因间的互作，基因间无显、隐关系。Aa＞AA和aa若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么a1a2a1a3a1a4…...anan-1＞a1a1a2a2a3a3…...ananBN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种8观点：优势来源于非等位基因间的互作，即基因位点间非加性遗传效应。BNDAAbbccDdaaBBCCdAbcDdaBCDAAbbccDdaaBBCCdP1P2F1P1P22020/2/21园艺育种学－杂种优势育种9杂种优势的度量中亲优势（mid-parentheterosis）超亲优势（over-parentheterosis）超标优势（over-standareheterosis）杂种优势指数（indexofheterosis）Hm=(F1-MP)/MP100%Hp=(F1-Ph)/Ph100%Hs=(F1-CK)/CK100%Hi=F1/MP100%注：MP=(P1+P2)/2离中优势H=2(F1-MP)/(P1－P2）100%BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种10优势育种与杂交育种的比较相同点相异点基本原理和采用的手段相同杂种1、所利用的遗传效应不同优势育种杂交育种加性效应显性效应上位性效应部分2、育种程序不同先纯后杂先杂后纯3、制种方法不同程序繁杂，成本高方法简便，成本低BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种11杂种优势的表现及利用杂种优势的表现特点类型相对性杂种优势的利用价值和方式利用价值的评价影响杂种种子成本的主要因素杂种优势的早期预测与固定杂种产生的经济效益VS生产杂种种子的成本生产用种量和繁殖系数；去雄、授粉的劳动成本营养型生殖型适应性2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种12杂种优势的早期预测与固定早期预测群体遗传学方法生理遗传学方法分子遗传学方法固定双二倍体法无性繁殖法二倍体无融合生殖法平衡致死法BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种13生理遗传学方法线粒体、叶绿体和匀浆互补法酵母培养法同工酶和酶活性法酵母P1P2≈P1＋P2F1≈＜杂种谱带类型（与双亲相比）无差别型互补型杂种型单一亲本型BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种14BNRFLP(restrictionfragmentLengthPolymorphism)RAPD(RandomAmplifiedPolymorphicDNA)分子遗传学测定作物遗传差异的手段亲本的遗传差异测定杂种优势2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种15配合力的测定配合力的概念配合力与育种的关系配合力的测定方法BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种16配合力的概念一般配合力特殊配合力又称组合力，是衡量亲本系在其所配的F1中某种性状的好坏与强弱的指标。指某一亲本系与其他亲本系所配的几个F1某种性状平均值与该试验全部F1的总平均值相比的差值。指某特定组合的某性状的实测值与据双亲一般配合力算得的理论值的离差。图解与实例g.c.as.c.aBN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种17SC3=Xc3-u-gc-g3=11.6-10.6-0.3-0.1=0.610.211.010.610.810.110.09.69.89.212.011.610.810.610.311.111.510.79.910.910.910.010.910.710.710.6平均平均g.c.a0.1-0.70.30.3g.c.a-0.60.30.10.12134ABCD某亲本组合的性状调查值BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种18配合力与育种的关系深入理解各种遗传效应配合力－遗传效应－育种途径加性效应非加性效应显性效应超显性效应上位性效应g.c.a－加性效应－杂交育种s.c.a－非加性效应－优势育种BNnewnew2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种19加性效应一个个体的遗传组成所固有的遗传信息，它所含的基因位点数是一定的，能稳定地传递给后代。也就是说各位点的基因各自所控制的遗传效应是相对独立地传递到下一代中的，在后代中它们表现为简单的相加关系。AabBccABcAbcaBcabc即无论是A、a、B还是b，它们传递到下一代基本不会改变，A还是A，无论亲本间发生杂交与否，它本身所含的遗传信息不变。所有这些效应的积加构成加性效应。亲本携带的优良基因多，它与其它个体配组产生的优良性状也就多，表现为一般配合力好。加性效应决定g.c.a的优劣2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种20aabBCc非加性效应显性效应超显性效应上位性效应AAbbccaabBcc等位基因间的“互作”效应非等位基因间的“互作”效应。在各个不同的亲本个体中下述三种遗传效应在各种基因间发生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从而各亲本杂交所产生的后代在最终的性状表达上各不相同，即产生的优势不同，表现为各自配组的特殊配合力不同。同加性效应一起产生杂种优势BN等位基因间的“显－隐”效应虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在各自的位点上出现的机会不同，或者它们之间的关系表现的机会不同。决定s.c.a的优劣AaBBcc2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种21第三节杂交种子的生产一、简易制种法二、利用苗期标记性状的的制种法三、利用化学去雄剂的制种法四、利用雄性不育系的制种法五、利用自交不亲和系的制种法六、利用雌性系的制种法七、利用雌株系的制种法BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种22杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概念化学去雄剂的种类化学去雄的机理制种方法返回2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种23杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概念它是不经人工去雄,选用某种化学药剂,在植株生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑制雄性器官,造成生理不育,以达到去雄的目的返回2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种24杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法所谓适宜的施用时期，是指能诱导最大的雄性不育度，而对雌蕊育性无影响或影响甚小，并不产生或极少产生其他不良效应的施用时期。制种方法返回选择适合的去雄剂；选择适宜的时期；选择浓度和剂量。2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种25杂交优势育种－利用雌性系的制种法概念雌性系的选育雌性系是指具有雌性基因，只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系。从国内外引进雌性系直接利用或转育；从以雌性系为母本的F1代杂种自交分离选育雌性系；用雌雄株与完全花株或雌全株杂交，可以从后代内分离出纯雌株，再经回交、诱雄、自交得到。继续2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种26杂交优势育种－利用雌性系的制种法制种方法雌性系的繁殖需在隔离区用赤霉素、硝酸银或硫代硫酸钠处理促使部分雌性株产生雄花，利用天然授粉，采收的种子供下一代母本之用。赤霉素（GA3）诱雄的有效浓度是1~1.5g/L；AgNO3为50~500mg/L，硫代硫酸钠为920mg/L。返回雌性系繁殖F1及父本的种子生产1：3－5：2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种27杂交优势育种－利用雌株系的制种法返回菠菜雌株系的选育是从优良品种群体中选择优良的纯雌株作母本，以该品种中优良的强雌两性株作父本杂交，其F1就是纯株系（纯雌株占95％以上）。利用雌株系的制种法下一节雌株系的获得制种方法基本方法同雌性系制种法，不同是雌株系的获得因植物不同而异。2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种28第四节雄性不育系的选育利用一、雄性不育系的概念二、雄性不育系的选育三、利用雄性不育系制种的方法和步骤杂交优势育种－雄性不育系的选育利用BN2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种29杂交优势育种－雄性不育系的选育利用雄性不育性与雄性不育系雄性不育的表现形式雄性不育的遗传类型雄性不育系的利用价值返回2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种30杂交优势育种－雄性不育系的选育利用概念雄性不育性雄性不育系两性花植物中，雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象，称为雄性不育性。对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或A系。返回2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种31杂交优势育种－雄性不育系的选育利用表现形式雄蕊退化或变形花药异常雌雄蕊异长产雌性返回2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种32杂交优势育种－雄性不育系的选育利用遗传类型核不育型胞核不育型（Geneticmalesterility，简称GMS）（Cytoplasmic-genicmalesterility，简称CMS）返回细胞质不育型（cytoplasmicmalesterility）2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种33杂交优势育种－雄性不育系的选育利用利用价值省去了人工去雄提高杂种一代种子质量为一些因花器小，人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟了新途径返回上一级2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种34杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育1．原始雄性不育材料的获得和临时保存利用自然变异远缘杂交人工诱变自交和品种间杂交引种和选育获得2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种35杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育1．原始雄性不育材料的获得和临时保存无性繁殖人工自交隔离区内自由授粉两亲回交法临时保存2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种36用来给雄性不育系授粉，使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交系。用来给雄性不育系授粉，使每个后代植株继续保持着雄性不育特性的纯合自交系。杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育2．CMS系的选育和利用雄性不育系（简称不育系或A系）是指具有雄性不育的特性且能稳定遗传的纯合系统。雄性不育保持系（简称保持系或B系）雄性不育恢复系（简称恢复系或C系）2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种37不育系和保持系的选育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育选育保持系常用的方法有测交筛选保持系和人工合成保持系两种。测交筛选保持系的程序是在获得原始雄性不育株的品种群体或其他品种群体中，选择若干经济性状良好的植株，分别作两种交配，一是测交，测定各个父本株对雄性不育性的保持能力，二是各个父本株自交，繁殖后代2020/2/21园艺育种学－杂种优势育种38父本母本（育性分离，淘汰）杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育父本株（S0代）原始不育株S(msms)F（msms）（1）（3）（2）F（MsMs）S（MsMs）1S（MsMs）∶2S(Msms)∶1S(msms)(1)S(m