有性杂交2009育种

1、园艺植物育种学第5章有性杂交育种2什么是杂交?什么是杂种?回顾历史园艺植物育种学第5章有性杂交育种3园艺植物育种学第5章有性杂交育种4w常规杂交育种常规杂交育种w 又称组合育种或重组育种，是根又称组合育种或重组育种，是根据品种选育目标选配亲本，通过人工据品种选育目标选配亲本，通过人工杂交的手段，把分散在不同亲本上的杂交的手段，把分散在不同亲本上的优良性状组合到杂种之中，对其后代优良性状组合到杂种之中，对其后代进行培育选择，比较鉴定，获得遗传进行培育选择，比较鉴定，获得遗传性相对稳定、有栽培和利用价值的定性相对稳定、有栽培和利用价值的定型新品种的一种重要育种途径。型新品种的一种重要育种途径。园艺

2、植物育种学第5章有性杂交育种5杂种亲本1亲本2亲本3亲本4亲本5亲本n园艺植物育种学第5章有性杂交育种6 指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种间的杂交。 指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。园艺植物育种学第5章有性杂交育种7 1、杂交可以实现基因重组，获得变异类型，从而为优良品种的选育提供更多的机会。遗传效果综合亲本的优良性状改善基因位点间的互作关系，产生新的性状打破不利基因基因间的连锁园艺植物育种学第5章有性杂交育种8 2、有性杂交可广泛应用于各种授粉方式和繁殖方式的园艺植物。自花授粉作物有性繁殖作物无性繁殖作物常异花授粉作物 异花授粉作物园艺植物育种学第5章有性杂交育种9子代PF

3、1子代变异被“放大”变异被“放大”变异被“放大”园艺植物育种学第5章有性杂交育种10知识点：正反交（胞质遗传） 回交 添加杂交 合成杂交 多父本授粉 聚合杂交园艺植物育种学第5章有性杂交育种11 添加杂交P1P2F1F1F1PnF1P3P41、参与杂交的亲本数2、参与杂交的次序育种年限的长短受性状遗传力的影响3、优为隐，先自交先高后低F1F2 P园艺植物育种学第5章有性杂交育种12P1P2F1 合成杂交P3P4F1F1园艺植物育种学第5章有性杂交育种13P1F1F1P1P1 回交P2F1P1F1轮回亲本非轮回亲本OR供体亲本多次回交后，回交后代的性状与轮回亲本基本一致轮回亲本最初作为母本出现的

4、，但问题例外园艺植物育种学第5章有性杂交育种14饱和回交:不饱和回交: 近等基因系:除个别基因和非轮回亲本相同外,其他基因都和轮回亲本相同的品系.自交和回交纯合效率的比较:园艺植物育种学第5章有性杂交育种15月月红月月红香水玫瑰香水玫瑰 波邦蔷薇波邦蔷薇法国蔷薇法国蔷薇 杂种波邦杂种波邦月月红月月红 杂种长春月季杂种长春月季香水月季香水月季 杂种香水月季杂种香水月季例如：月季品种例如：月季品种杂交香水月季就是杂交香水月季就是 采用添加杂交结合回交育成的。采用添加杂交结合回交育成的。园艺植物育种学第5章有性杂交育种16园艺植物育种学第5章有性杂交育种17据育种目标选用具优良性状的品种类型作为亲本

5、园艺植物育种学第5章有性杂交育种18从入选亲本中选用哪些亲本配组杂交从入选亲本中选用哪些亲本配组杂交园艺植物育种学第5章有性杂交育种19&广泛搜集符合育种目标原始材料，精选亲本&亲本应尽可能具有较多的优良性状&明确亲本的目标性状，分清目标性状的主次&重视选用地方品种&亲本的一般配合力要高广广精精明明土土高高&优先考虑数量性状和稀贵性状材料贵贵园艺植物育种学第5章有性杂交育种20&父母本性状互补&以具有较多优良性状的亲本作母本&亲本之一的性状应符合育种目标&注意父母本的开花期和雌蕊的育性&用一般配合力要高的亲

6、本配组&选用不同生态类型、遗传基础差异大的亲本配组互补互补态差态差优母优母符符高高期育期育园艺植物育种学第5章有性杂交育种21杂交前的准备杂交前的准备杂交步骤及方法杂交步骤及方法*杂交技术杂交技术园艺植物育种学第5章有性杂交育种221. 制定杂交计划：制定杂交计划： 确定杂交组合数确定杂交组合数 配组方式配组方式 父母本的确定父母本的确定 每组合种植株数每组合种植株数 每个组合的杂交花数等。每个组合的杂交花数等。（一）杂交前的准备（一）杂交前的准备园艺植物育种学第5章有性杂交育种232. 准备杂交工具：准备杂交工具： 主要有授粉用的镊子、硫酸主要有授粉用的镊子、硫酸纸袋、标签、授粉用具

7、；贮纸袋、标签、授粉用具；贮藏花粉用的干燥器和干燥剂；藏花粉用的干燥器和干燥剂；消毒用的酒精等。消毒用的酒精等。园艺植物育种学第5章有性杂交育种243. 亲本的培育：亲本的培育： 确定父母本适宜的播种期，确定父母本适宜的播种期，使其花期相遇；使其花期相遇； 采用合理的栽培管理技术，采用合理的栽培管理技术，培育健壮种株，使亲本性状培育健壮种株，使亲本性状能充分表现。能充分表现。园艺植物育种学第5章有性杂交育种25* * （二）杂交步骤及方法（二）杂交步骤及方法1.选择杂交用花：在母本植株上选选择杂交用花：在母本植株上选择健康的花枝和适当大小的花蕾，择健康的花枝和适当大小的花蕾，去掉已开的花、果实

8、和过小的花去掉已开的花、果实和过小的花蕾，及多余的枝条。蕾，及多余的枝条。2.隔离：父母本均需隔离，可以用隔离：父母本均需隔离，可以用纸袋局部隔离、父母本距离隔离、纸袋局部隔离、父母本距离隔离、网罩隔离等。网罩隔离等。园艺植物育种学第5章有性杂交育种263.花粉采集、贮存和生活力检验：花粉采集、贮存和生活力检验：花粉寿命较长时，可以提前采花粉寿命较长时，可以提前采集，贮存备用；花粉寿命短时，集，贮存备用；花粉寿命短时，一般边采集花粉边授粉。一般边采集花粉边授粉。 花粉生活力鉴定方法有：花粉生活力鉴定方法有： 形态检验法、化学试剂染色法、形态检验法、化学试剂染色法、培养基发芽实验法和授粉检验培养

9、基发芽实验法和授粉检验法等。法等。园艺植物育种学第5章有性杂交育种27园艺植物育种学第5章有性杂交育种28授粉前后均需套袋授粉前后均需套袋园艺植物育种学第5章有性杂交育种29F2后代种植数量计算总结一、保证杂种后代的正常发育二、培育条件相对一致三、培育条件与育种目标相适应园艺植物育种学第5章有性杂交育种30P1P2对照对照株系株系对照对照株行株行区域试验区域试验生产试验生产试验对照对照品系品系对照对照设置重复设置重复系谱法的特点：系谱法的特点：优点优点基因型稳定的速度比基因型稳定的速度比较快，容易追溯亲本来源。较快，容易追溯亲本来源。缺点缺点手续较复杂，费工多。手续较复杂，费工多。园艺植物育种

10、学第5章有性杂交育种31系谱法的工作要点系谱法的工作要点（单交种或自花授粉作物品种间杂交种）（单交种或自花授粉作物品种间杂交种）F1种植：种植：按杂交组合播种，每组合按杂交组合播种，每组合 几十株，两侧以父母本为对照。几十株，两侧以父母本为对照。选择：选择：只淘汰组合中的杂株只淘汰组合中的杂株和劣株。和劣株。隔离：隔离：组合内植株间不隔离，但组合内植株间不隔离，但要与父母本或其它材料间隔离开。要与父母本或其它材料间隔离开。留种：留种：以组合为单位，混合留种。以组合为单位，混合留种。园艺植物育种学第5章有性杂交育种32F2种植方式：种植方式：用从组合混合收用从组合混合收获的种子分区播种，株行距要

11、大。获的种子分区播种，株行距要大。种植规模种植规模：根据控制目标性状基：根据控制目标性状基因的数量和显隐关系来确定。因的数量和显隐关系来确定。选择：选择：淘汰不良的组合，在优良淘汰不良的组合，在优良的组合中选择优良的单株。主要针的组合中选择优良的单株。主要针对遗传力高的质量性状进行选择。对遗传力高的质量性状进行选择。留种：留种：当选单株分株收获、留当选单株分株收获、留种，并编写组合号、行号、株号。种，并编写组合号、行号、株号。园艺植物育种学第5章有性杂交育种33F3种植：种植：每株系种一个小区，顺序排列，每区每株系种一个小区，顺序排列，每区30-50株株 ，每，每5-10个小区设置一个对照。个

12、小区设置一个对照。选择：选择：首先比较系统间的优劣，在当选首先比较系统间的优劣，在当选的优系中选择优株（的优系中选择优株（6-10株），以质量性株），以质量性状选择为主，同时开始关注遗传力大的数状选择为主，同时开始关注遗传力大的数量性状的选择。量性状的选择。留种：留种：当选单株分株收获、留种，并编号。当选单株分株收获、留种，并编号。园艺植物育种学第5章有性杂交育种34F4种植：种植：每株系种一个小区，每区每株系种一个小区，每区30-100株株 ， 重复重复2-3次，随机排列。次，随机排列。选择：选择：首先比较系统群间的优劣，在当首先比较系统群间的优劣，在当选的系统群内选择优系，再在当选的优系选

13、的系统群内选择优系，再在当选的优系中选择优株。中选择优株。对质量性状和数量性状的选择并重。对质量性状和数量性状的选择并重。留种：留种：当选单株分株收获、留种，对性状遗当选单株分株收获、留种，对性状遗传稳定的系统可混合留种，下一代升级鉴定。传稳定的系统可混合留种，下一代升级鉴定。园艺植物育种学第5章有性杂交育种35F5种植：种植：每株系种一个小区，每区每株系种一个小区，每区30-100株株 ， 重复重复3-4次，随机排列。次，随机排列。选择：选择：首先比较系统群间的优劣，在当首先比较系统群间的优劣，在当选的系统群内选择优系。选的系统群内选择优系。以数量性状选择为主，系统间的差异通过以数量性状选择

14、为主，系统间的差异通过统计分析来确定。统计分析来确定。留种：留种：对性状遗传稳定有相对一致的系统可对性状遗传稳定有相对一致的系统可混合留种，下一代升级鉴定。混合留种，下一代升级鉴定。园艺植物育种学第5章有性杂交育种36优点优点：1、分离世代群体大，不会丢失最优良的基因型；分离世代群体大，不会丢失最优良的基因型；2、选择效率高；、选择效率高；3、易获得对生物有利的性状；、易获得对生物有利的性状；4、适于多系杂种的选择；、适于多系杂种的选择；5、可能得到育种目标以外的优良类型。、可能得到育种目标以外的优良类型。缺点：缺点：1、人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失；、人工选择与自然选择目标不一致

15、的性状易丢失；2、未选择，存在许多不良基因类型；、未选择，存在许多不良基因类型；3、杂种后代要求大群体；、杂种后代要求大群体；4、高代选择工作量大；、高代选择工作量大；5、亲缘关系无法考证。、亲缘关系无法考证。园艺植物育种学第5章有性杂交育种37与混合法比较：与混合法比较：优点优点：1、适于株行距大的作物和保护地加代；适于株行距大的作物和保护地加代；2、F2个体繁殖机会均等，规模易控制；个体繁殖机会均等，规模易控制；与系谱法比较：与系谱法比较：优点：优点：1、减少了、减少了F3、F4分系种植和选择的工作量；分系种植和选择的工作量；2、保证了高世代选留单株较多时，仍有大量性、保证了高世代选留单株

16、较多时，仍有大量性状差异状差异较大的纯育株系供比较选择；较大的纯育株系供比较选择；缺点：缺点：1、育种目标期望的性状可能丢失；、育种目标期望的性状可能丢失；2、亲缘关系无法考证。、亲缘关系无法考证。园艺植物育种学第5章有性杂交育种38控制目标性状的等位基因对数目标性状表现及各自所占比例1显隐3/41/42双显（3/4）2双隐（1/4）2显隐（3/4)(1/4）隐显（3/4）(1/4）.n（3/4）n（1/4）n（1/4）r（3/4）d园艺植物育种学第5章有性杂交育种39若要保证具目标性状的植株至少有1株出现的几率为a，那么需种植多少F2植株设至少需种植n株，则有：种植株数目标性状出现的几率非目

17、标性状出现的几率P 11P 2P22P(1-P) （1P）2 CinPi(1-P) n-i+.nPn（1P）n .P（1P）n-1 +（1/4）r（3/4）d可以看成是种植 1 株杂种后代中出现目标性状的机会；园艺植物育种学第5章有性杂交育种40园艺植物育种学第5章有性杂交育种411、回交与基因型纯合、回交与基因型纯合增加杂种后代增加杂种后代群体内具有轮回亲本性状个体比例。群体内具有轮回亲本性状个体比例。分析：回交与自交作用一样，可以分析：回交与自交作用一样，可以使杂合基因型减少，使纯合基因型使杂合基因型减少，使纯合基因型增加。其增加。其纯合基因型变化的频率均纯合基因型变化的频率均为为(1-1

18、/2r)n ，但两者基因型纯化，但两者基因型纯化的方向和速度截然不同。的方向和速度截然不同。自交后代纯合基因自交后代纯合基因型（型（aa）频率频率回交后代纯合基因型回交后代纯合基因型（aa）频率频率 1 2 n 1 2 n125 6.25（2-1/22）n50 25 （2-1/2）n237.5 14.06 （2-1/23）n75 56.25（22-1/22）n343.75 19.14 （2-1/24）n87.5 76.56（23-1/23）n446.875 21.97 （2-1/25）n93.75 89.9 （24-1/24）n548.438 23.46（2-1/26）n96.87 93.8

19、（25-1/25）nr（2r-1/2r+1）（ 2r-1/2r+1）n（2r-1/2r） （2r-1/2 r）n杂合体杂合体Aa自交及与自交及与aa回交各世代基因型频率的变化回交各世代基因型频率的变化自（回）自（回）交次数交次数杂合基因杂合基因 对数对数园艺植物育种学第5章有性杂交育种432、亲本基因频率的变化、亲本基因频率的变化增强杂种后增强杂种后代的轮回亲本性状代的轮回亲本性状轮回亲本和非轮回亲本杂交后，双亲的基因频率在轮回亲本和非轮回亲本杂交后，双亲的基因频率在F1F1中各占中各占50% 50% 。轮。轮回亲本与杂交种每回交一次，其基因频率在原有基础上增加回亲本与杂交种每回交一次，其基因

20、频率在原有基础上增加1/21/2，而非，而非轮回亲本的基因频率相应的递减，直到轮回亲本的基因型接近恢复。轮回亲本的基因频率相应的递减，直到轮回亲本的基因型接近恢复。轮回亲本基轮回亲本基因恢复的频因恢复的频率可用公式率可用公式1-（1/2）n+1推算推算非轮回亲本非轮回亲本基因递减的基因递减的频率可用公频率可用公式（式（1/2）n+1推算推算轮回亲本和非轮回亲本在回交后代中基因频率的变化轮回亲本和非轮回亲本在回交后代中基因频率的变化世代亲本基因频率轮回亲本 非轮回亲本F1BC1F150755025BC2F187.512.5BC3F193.756.25BC4F196.8753.125BC5F198

21、.43751.5625.BCnF11-（1/2）n+1（1/2）n+1园艺植物育种学第5章有性杂交育种453.回交与基因连锁回交与基因连锁不存在连锁时：从轮回亲本导入基因的纯合体比率可用公式：(11/2r)n存在连锁时：轮回亲本优良基因置换供体亲本基因的进程依连锁的紧密程度而减缓。在不加选择的情况下，轮回亲本的相对基因置换供体不良基因，获得重组的几率可用公式：1(1C)r园艺植物育种学第5章有性杂交育种46园艺植物育种学第5章有性杂交育种47园艺植物育种学第5章有性杂交育种48园艺植物育种学第5章有性杂交育种49回交次数关系到轮回亲本优良农艺性状的恢复和非轮回交次数关系到轮回亲本优良农艺性状的

22、恢复和非轮回亲本目标性状的导入程度。一般双亲差异小，回交回亲本目标性状的导入程度。一般双亲差异小，回交次数可少；相反，亲本差异大或需转移的基因与不良次数可少；相反，亲本差异大或需转移的基因与不良基因间存在连锁关系时，应适当增加回交次数。基因间存在连锁关系时，应适当增加回交次数。回交次数主要由三个因素决定：回交次数主要由三个因素决定：1.与对轮回亲本性状恢复的程度有关与对轮回亲本性状恢复的程度有关2.与非轮回亲本目标性状基因和不利性状与非轮回亲本目标性状基因和不利性状基因连锁的程度有关基因连锁的程度有关3.与回交转育的性状属性有关与回交转育的性状属性有关园艺植物育种学第5章有性杂交育种50关于回

23、交后代群体规模可由公式：关于回交后代群体规模可由公式：n= 式种：式种：n为所需株数；为所需株数；P为在为在杂种群体中合乎杂种群体中合乎需要的基因型的期望比率；需要的基因型的期望比率；a为概率水平。为概率水平。回交所需株数回交所需株数需要转移的基因对数需要转移的基因对数123456带有转移优良基因带有转移优良基因的植株的预期比率的植株的预期比率1/21/41/81/16 1/32 1/64几率水平几率水平 0.954.310.4 22.446.3 95191几率水平几率水平 0.996.616.0 34.571145296园艺植物育种学第5章有性杂交育种51回交育种程序是由杂交、回交、自交和系

24、统比较鉴定等部分构成。回交育种程序是由杂交、回交、自交和系统比较鉴定等部分构成。1.杂交杂交根据育种目标和亲本选配的原则，根据育种目标和亲本选配的原则，首先选择轮回亲本首先选择轮回亲本A和非轮回亲和非轮回亲本本B杂交，产生杂交种杂交，产生杂交种F1。2.回交回交将杂交种将杂交种F1同同A回交，产生回交，产生BC1F1,如果回交转移的性状是如果回交转移的性状是显性显性（抗（抗病性），在回交一代中严格选择具病性），在回交一代中严格选择具有该性状（即抗病）的植株，将其有该性状（即抗病）的植株，将其在同在同A回交，产生回交，产生BC2F1 。以后依以后依次办法继续回交。次办法继续回交。如果如果回交转移

25、的性状是回交转移的性状是隐性隐性？一种方法是让每次回交的后代一种方法是让每次回交的后代自交一次，然后从其分离的后自交一次，然后从其分离的后代中选择具有回交转移性状的代中选择具有回交转移性状的优良单株与优良单株与A回交回交另一种方法是让每代所有植株另一种方法是让每代所有植株都留种进行回交，然后自交一都留种进行回交，然后自交一次，从其分离的后代中选择具次，从其分离的后代中选择具有回交转移性状的优良单株。有回交转移性状的优良单株。园艺植物育种学第5章有性杂交育种523.自交自交经过必需次数的回交以后，回交后代经过必需次数的回交以后，回交后代群体的基因型在大多数性状上已聚合群体的基因型在大多数性状上已

26、聚合成与轮回亲本相同的纯合体，但对于成与轮回亲本相同的纯合体，但对于回交转移的目标性状仍然是杂合的。回交转移的目标性状仍然是杂合的。因此，对末次回交子代还必须让其进因此，对末次回交子代还必须让其进行行1-2代自交，将轮回亲本的转换基因代自交，将轮回亲本的转换基因排除掉，育成含有非轮回亲本纯合目排除掉，育成含有非轮回亲本纯合目标基因所控制的优良性状及与轮回亲标基因所控制的优良性状及与轮回亲本性状极相似的回交新类型。本性状极相似的回交新类型。？园艺植物育种学第5章有性杂交育种534.系统比较鉴定系统比较鉴定将综合了双亲优良性状、基因型纯将综合了双亲优良性状、基因型纯合的系统混合，经过适当的比较鉴合的系统混合，经过适当的比较鉴定，达到育种目标要求后，即可提定，达到育种目标要求后，即可提供生产推广应用。供生产推广应用。园艺植物育种学第5章有性杂交育种54园艺植物育种学第5章有性杂交育种55园艺植物育种学第5章有性杂交育种56园艺植物育种学第5章有性杂交育种57远缘杂交时表现不能结籽远缘杂交时表现不能结籽或结籽不正常的现象或结籽不正常的现象内部遗传组成内部遗传组成外部物化条件外部