遗传学10第九章近亲繁殖和杂种ppt课件

1、第九章 近亲繁衍和杂种优势第一节第一节 近亲繁衍及其遗传效应近亲繁衍及其遗传效应 一、近亲繁衍的概念一、近亲繁衍的概念异交：亲缘关系较远的个体间随机异交：亲缘关系较远的个体间随机相互交配相互交配近交：亲缘关系相近的个体间交配近交：亲缘关系相近的个体间交配按亲缘关系远近程度，可分为：按亲缘关系远近程度，可分为：全同胞、半同胞、亲表兄妹全同胞、半同胞、亲表兄妹植物还有：自交、回交植物还有：自交、回交自交是最极端的方式自交是最极端的方式自交 回交父女或母子交配 全同胞交配同父母的兄妹交配 半同胞交配同父或同母的兄妹交配 表兄妹交配 种类内交配 种类间交配 远缘杂交种间及其以上)近亲繁衍的程度，用近交

2、系数近亲繁衍的程度，用近交系数(F)来度来度量：指个体的某个基因位点上两个等量：指个体的某个基因位点上两个等位基因来源于共同祖先某个基因的概位基因来源于共同祖先某个基因的概率。率。 F =0 1二、自交的遗传效应二、自交的遗传效应1、杂合体经过自交，使后代群体中的、杂合体经过自交，使后代群体中的遗传组成迅速趋于纯合化。遗传组成迅速趋于纯合化。 自交自交 AAaa 杂合体杂合体 纯合体纯合体 代数代数 AA AA+aa F1 0 Aa (1/2)0 0 F2 1 1 AA 2Aa 1aa (1/2)1 1-(1/2)1 F3 2 4AA 2 AA 4Aa 2aa 4aa (1/2)2 1-(1/

3、2)2 . . . . . .Fr+1 r (1/2)r 1-(1/2)r设有设有n对异质基因，自交对异质基因，自交r代代 1那么那么 纯合体频率纯合体频率x= (1 - )n 2r某一种纯合基因型的频率：某一种纯合基因型的频率： 1 1 (1 - )n 2r 2nn对基因均杂合的个体的频率：对基因均杂合的个体的频率：1+(2r-1)n的展开为的展开为Fr+1群体中各种个体数的分群体中各种个体数的分布布如：如：n=3 r=51+(25-1)3=1+93+2883+29791ny21图9-2 杂种所涉及的基因对数与自交后代纯合的关系2、杂合体经过自交导致等位基因、杂合体经过自交导致等位基因 纯合

4、，淘汰有害隐性纯合体纯合，淘汰有害隐性纯合体 。3、杂合体经过自交，获取不同、杂合体经过自交，获取不同 纯合基因型纯合基因型 。利用该点选育。利用该点选育 自交系。自交系。三、回交的遗传效应三、回交的遗传效应回交回交back cross：杂种后代与其：杂种后代与其两个亲本之一再次交配两个亲本之一再次交配如如ABF1F1BBC1，BC1BBC2F1ABC1，B C1ABC2BC1表示回交一代表示回交一代BC2表示回交二代，其他类推表示回交二代，其他类推 甲甲 乙乙 甲：非轮回亲本甲：非轮回亲本 乙：轮回亲本乙：轮回亲本() F1 乙乙 BC1乙乙 BC2乙乙 回交也能使回交后代回交也能使回交后代

5、基因型纯合，基因型纯合， 但是但是:1、纯合基因型严厉受、纯合基因型严厉受 轮回亲本的控制，轮回亲本的控制， 1种纯合基因型；种纯合基因型； 自交是自交是 2n种纯合种纯合 基因型。基因型。2、纯合率同样用：、纯合率同样用： 1 纯合体频率纯合体频率 x = (1 - )n 2r但是，纯合率包含的内容不同但是，纯合率包含的内容不同自交后代每一种基因型的纯合率为：自交后代每一种基因型的纯合率为： 1 1 (1 - )n ( )n 2r 2回交后代最后只需一种接近轮回亲本的回交后代最后只需一种接近轮回亲本的纯合基因型，纯合率为：纯合基因型，纯合率为： 1 (1 - )n 因此，回交在基因因此，回交

6、在基因型纯合型纯合 2r 进度上大于自交，进度上大于自交，普通回普通回 交交5-6代即可代即可 第二节第二节 纯系学说纯系学说 纯系学说：约翰生纯系学说：约翰生1909年提出。他以年提出。他以自花授粉的菜豆天然混杂群体为实验自花授粉的菜豆天然混杂群体为实验资料，按豆粒的轻重分别播种，从中资料，按豆粒的轻重分别播种，从中选出选出19个单株。这个单株。这19个单株的后代，个单株的后代，即即19个株系，在平均粒重上彼此具有个株系，在平均粒重上彼此具有明显的差别，而且是可以稳定遗传的明显的差别，而且是可以稳定遗传的。他又在。他又在19个株系中分别选择最轻和个株系中分别选择最轻和最重的两类种子分别种植，

7、如此延续最重的两类种子分别种植，如此延续进展进展6年，发如今各年份里同一株系年，发如今各年份里同一株系内轻粒和重粒的后代平均粒重几乎没内轻粒和重粒的后代平均粒重几乎没有差别。有差别。纯系学说纯系学说 ：(1)在自花授粉植物的天然混杂群体中在自花授粉植物的天然混杂群体中， 可分别出许多基因型纯合的纯系。可分别出许多基因型纯合的纯系。在在 一个混杂群体中选择是有效的。一个混杂群体中选择是有效的。(2)在纯系内个体所表现的差别，那只在纯系内个体所表现的差别，那只是是 环境的影响，是不能遗传的。所以环境的影响，是不能遗传的。所以， 在纯系内继续选择是无效的。在纯系内继续选择是无效的。 局限性局限性纯系

8、纯系:从一个基因型纯合个体自交产从一个基因型纯合个体自交产生的后代。生的后代。 自交系自交系第三节第三节 杂种优势杂种优势 一、杂种优势表现一、杂种优势表现杂种优势：两个遗传组成不同的亲本杂种优势：两个遗传组成不同的亲本 杂交产生的杂种杂交产生的杂种F1在生长势、生活力在生长势、生活力 、繁衍力、抗逆性、产量、质量等上、繁衍力、抗逆性、产量、质量等上 优越于双亲的景象。杂种优势所涉及的优越于双亲的景象。杂种优势所涉及的性状大都为数量性状。性状大都为数量性状。XF1假设杂种的性状表现超越双亲的均值，假设杂种的性状表现超越双亲的均值，这种优势称为中亲优势平均优势这种优势称为中亲优势平均优势 F1-

9、MP F1-MP 中亲优势中亲优势% %= = 100% 100% MP MP在实践育种中常运用超亲优势，即超越在实践育种中常运用超亲优势，即超越优亲的杂种优势优亲的杂种优势 F1-HP F1-HP 超亲优势超亲优势% %= = 100%100% HP HP杂种优势表现类型杂种优势表现类型营养型：杂种营养体发育较旺营养型：杂种营养体发育较旺生殖型：生殖器官发育较盛生殖型：生殖器官发育较盛顺应型：杂种对外界不良环境适顺应型：杂种对外界不良环境适 应才干较强应才干较强杂种优势表现特点杂种优势表现特点不是某一二个性状单独表现突出，而不是某一二个性状单独表现突出，而 是许多性状综合表现突出。如产量是许

10、多性状综合表现突出。如产量杂种优势的大小，取决于双亲性状间杂种优势的大小，取决于双亲性状间 的相对差别和相互补充。亲本选配的相对差别和相互补充。亲本选配杂种优势的大小与双亲杂种优势的大小与双亲 基因型的高度纯合有关。基因型的高度纯合有关。 单交种、双交种、种类间单交种、双交种、种类间杂种优势大小与环境条件有关。杂种优势大小与环境条件有关。 F1表现杂种优势，表现杂种优势， F2出现衰退景象出现衰退景象， 由于由于F2会出现性状分别。会出现性状分别。 二、杂种优势实际二、杂种优势实际显性假说显性假说双亲的显性基因全部聚集在杂种中产双亲的显性基因全部聚集在杂种中产生互补作用。不能有效解释数量性状生

11、互补作用。不能有效解释数量性状杂种优势的遗传机理。杂种优势的遗传机理。超显性假说等位基因异质结合假超显性假说等位基因异质结合假说说杂种优势来源于双亲基因型的异质结杂种优势来源于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的互作。未思合所引起的等位基因间的互作。未思索不同基因位点之间相互作用即上位索不同基因位点之间相互作用即上位性效应。性效应。上位性假说上位性假说 杂种优势的遗传本质上在于数量性状杂种优势的遗传本质上在于数量性状基因各个遗传效应的综协作用：加性基因各个遗传效应的综协作用：加性、显性、上位性、显性、上位性、GE互作效应。互作效应。第四节第四节 近亲繁衍与杂种优势的利用近亲繁衍与杂种优势的

12、利用 一、近亲繁衍在育种上的利用一、近亲繁衍在育种上的利用 自学自学二、杂种优势利用二、杂种优势利用无性繁衍作物直接利用无性繁衍作物直接利用( (甘薯甘薯) )人工去雄，直接利用人工去雄，直接利用( (玉米玉米) )雄性不育系的利用雄性不育系的利用( (水稻水稻) )化学杀雄化学杀雄( (小麦小麦) )三、杂种优势固定三、杂种优势固定无性繁衍法无性繁衍法 无交融生殖法无交融生殖法 多倍体法多倍体法 平衡致死法平衡致死法 水产水产 生物物种之间的遗传差别较大生物物种之间的遗传差别较大,杂交情况依其杂交情况依其发育程度、能育程度和杂种优势分八种：发育程度、能育程度和杂种优势分八种：1.不能受精或卵

13、裂：不能受精或卵裂： 美洲牡蛎美洲牡蛎 奥林匹亚牡蛎奥林匹亚牡蛎 不能受精不能受精 虎纹蛙虎纹蛙 大树蛙大树蛙 杂交组合没有正常卵裂杂交组合没有正常卵裂2.产生致死杂种：产生致死杂种：菲律宾牡蛎菲律宾牡蛎长牡蛎、美洲牡蛎长牡蛎、美洲牡蛎杂交胚胎杂交胚胎5日日龄前死。龄前死。 鯾鯾鲤，拟鳊鲤，拟鳊 鲤牡蛎鲤牡蛎杂交种也死于胚胎杂交种也死于胚胎3.产生不育且无杂种优势的子代产生不育且无杂种优势的子代 草鱼草鱼鳙鱼鳙鱼 子一代性状介于双亲之间，但无明子一代性状介于双亲之间，但无明显的杂种优势，不能繁育后代。显的杂种优势，不能繁育后代。 4.产生可育但无杂种优势的子代：产生可育但无杂种优势的子代： 鲢

14、鲢 鳙鳙 子代可育，但经济性状没有明显的子代可育，但经济性状没有明显的优势优势5.产生某一性别不育的子代：产生某一性别不育的子代：黑鲫黑鲫鲤鲤子一代有优势，但雌性可育，雄性不子一代有优势，但雌性可育，雄性不育育6.产生可育的杂种优势的子代产生可育的杂种优势的子代 元江鲤元江鲤柏氏鲤，莫桑比克罗非鱼柏氏鲤，莫桑比克罗非鱼尼罗罗非鱼尼罗罗非鱼 子一代即可育，又有杂种优势子一代即可育，又有杂种优势 7.产生不育的杂种优势的子代：产生不育的杂种优势的子代： 长毛对虾长毛对虾斑节对虾斑节对虾 ，青鱼，青鱼 三角鲂三角鲂 子代有生长速度的优势，但雌、雄性均不育子代有生长速度的优势，但雌、雄性均不育8.产生单倍体或多倍体的子代：产生单倍体或多倍体的子代：红鲫红鲫草鱼草鱼后代有一定比例为雄性单倍体后代有一定比例为雄性单倍体 草鱼草鱼鳙鱼鳙鱼子代为三倍体子代为三倍体 兴国红鲤兴国红鲤草鱼草鱼后代有相当比例为四倍体后代有相当比例为四倍体某终身物群体中，对某终身物群体中，对3 3个延续分布的性状进展个延续分布的性状进展丈量，计算方差如下表：丈量，计算方差如下表：方差类型方差类型性状性状株高株高产量产量蛋白质含量蛋白质含量VPVP300300700700120120VF1VF12402403003006060VGVG60604004006060VDVD151