第三章-4作物育种方法.

1、第四节第四节 作作 物物 育育 种种 方方 法法 一、引种一、引种二、系统育种二、系统育种三、杂交育种三、杂交育种四、杂种优势的利用四、杂种优势的利用五、其他育种方法五、其他育种方法( (自学自学) )六、生物技术在育种中的应用六、生物技术在育种中的应用( (自学自学) )一、引一、引 种种（一）引种概念（一）引种概念 作为育种途径之一，指将外地区或作为育种途径之一，指将外地区或外国的品种、品系，经过简单的试外国的品种、品系，经过简单的试验，证明适合本地区栽培后，直接验，证明适合本地区栽培后，直接引入并在生产上推广应用的方法。引入并在生产上推广应用的方法。 （二）引种中应注意的问题（二）引种中

2、应注意的问题11 1、生育期、生育期 一般指从出苗到成熟所需的时间。一般指从出苗到成熟所需的时间。 同一品种种植在不同的地区其生育期不同一品种种植在不同的地区其生育期不一样。因此引进品种原产地的生育期只能一样。因此引进品种原产地的生育期只能做参考。做参考。 一、引种一、引种l 在一定的地区范围内具有大致相同的在一定的地区范围内具有大致相同的生态环境，包括自然环境和耕作栽培条生态环境，包括自然环境和耕作栽培条 件，对于一种作物具有大致相同的生态件，对于一种作物具有大致相同的生态环境的地区，称为生态区。如籼稻区、环境的地区，称为生态区。如籼稻区、粳稻区粳稻区 。 l 表现在：生育期、丰产性、稳产性

3、从相表现在：生育期、丰产性、稳产性从相似的生态区引进，即生态类型相近的作似的生态区引进，即生态类型相近的作物品种易于成功。物品种易于成功。 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题22、作物的生态环境和生态类型、作物的生态环境和生态类型一、引种一、引种3 3、气候相似论、气候相似论 20 20 世纪初，德国迈尔（世纪初，德国迈尔（H. MayrH. Mayr）提提出了气候相似论（出了气候相似论（theory of climatic theory of climatic analoguesanalogues） 基本要点：地区之间在影响作物生长基本要点：地区之间在影响作物生长的主要气候因素

4、上，应相似到足以保证作的主要气候因素上，应相似到足以保证作物品种相互引种成功时物品种相互引种成功时, ,引种才有成功的引种才有成功的可能性。可能性。 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题3一、引种一、引种我国从美国主要植棉带引入的陆地棉品种在我国从美国主要植棉带引入的陆地棉品种在长江、黄河流域棉区都能很好适应。长江、黄河流域棉区都能很好适应。（二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题3地区地区 纬度纬度 ( 0N)无霜期无霜期 （天）（天） 年雨量年雨量 （ mm ） 年平均年平均 温度温度 ( ) 7 月平均月平均 温度温度 ( )土壤土壤长长 江、江、黄黄 河流河流域域

5、棉区棉区2740 180260 5001200 1115 36 以下以下冲积土冲积土 为主为主美国主美国主 要植棉要植棉 带带2537 200260 7001250 15 2629 冲积土冲积土 为主为主一、引种一、引种4 4、纬度、海拔、品种习性、纬度、海拔、品种习性 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题4温度温度：一般在北半球，高纬度地区温度低于：一般在北半球，高纬度地区温度低于低纬度地区，高海拔地区温度低于平原地区。低纬度地区，高海拔地区温度低于平原地区。光照光照： 在北半球，从春分到秋分，高纬度地在北半球，从春分到秋分，高纬度地区日照时数长于低纬度地区；从秋分到春分，区日照

6、时数长于低纬度地区；从秋分到春分，高纬度地区的日照时数短于低纬度地区。高纬度地区的日照时数短于低纬度地区。作物的发育特征作物的发育特征：根据作物对温度、光照的：根据作物对温度、光照的要求不同，可把一年生作物分成两大类，即要求不同，可把一年生作物分成两大类，即长长日低温作物日低温作物和和短日高温作物短日高温作物。一、引种一、引种表表1 1 纬度、作物的发育特征与引种的关系纬度、作物的发育特征与引种的关系 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题4由南方引种由南方引种至北方至北方 由北方引种由北方引种至南方至南方短日高温作物短日高温作物 延迟成熟延迟成熟 提早成熟，株提早成熟，株 穗粒变小

7、穗粒变小长日低温作物长日低温作物 生育期缩短生育期缩短生育期延长，生育期延长， 营养器官加大营养器官加大一、引种一、引种5 5、其他自然和生产条件、其他自然和生产条件 对耕作制度的影响以及对病虫对耕作制度的影响以及对病虫害的抗性等。害的抗性等。 （二）引种中应注意的问题（二）引种中应注意的问题5（三）引种的工作环节（三）引种的工作环节1 1、引种目标的确定：要引什么样的品种，、引种目标的确定：要引什么样的品种，与当地条件适应，解决问题。与当地条件适应，解决问题。 2 2、引种材料的收集。、引种材料的收集。 3 3、引种试验：引种必须经过试验，这是、引种试验：引种必须经过试验，这是育种工作育种工

8、作 者对引种工作必须牢牢掌握者对引种工作必须牢牢掌握的原则。的原则。 （三）引种的工作环节（三）引种的工作环节4 4、检疫工作：、检疫工作： 引种常是病虫害和杂草传播的重要引种常是病虫害和杂草传播的重要途径，很有可能同时带进本国或本地区途径，很有可能同时带进本国或本地区所没有的病虫和杂草，以致后患无穷。所没有的病虫和杂草，以致后患无穷。 矮脚南等品种引入使白叶枯病成了矮脚南等品种引入使白叶枯病成了长江流域稻区生产的严重问题。长江流域稻区生产的严重问题。二、系统育种二、系统育种（一）系统育种的概念（一）系统育种的概念 Line breeding, Line breeding,直接从自然变异中直接

9、从自然变异中进行选择并通过比较试验选育新品进行选择并通过比较试验选育新品种的途径。种的途径。此方法主要用于自花授粉作物、常异交此方法主要用于自花授粉作物、常异交作物和无性繁殖作物。作物和无性繁殖作物。（二）系统育种的特点：（二）系统育种的特点：11. 优中选优，连续选出新品种：优中选优，连续选出新品种： 一个较纯的品种在广大地区长期栽培过程一个较纯的品种在广大地区长期栽培过程中，产生新的变异，进行选择育成新品种，中，产生新的变异，进行选择育成新品种，新品种又不断变异，为进一步的选择提供了新品种又不断变异，为进一步的选择提供了材料。材料。 例：鄱阳早例：鄱阳早南特号南特号南特南特 16 16 号

10、号矮脚矮脚南南 特特青子金早青子金早 （二）系统育种的特点：（二）系统育种的特点：22. 简便快速：简便快速： 立足于选：省去人工创造变异的环节；立足于选：省去人工创造变异的环节； 纯合快：所选个体一般为同质结合；纯合快：所选个体一般为同质结合； 推广应用快：只在原推广品种基础中选推广应用快：只在原推广品种基础中选改进了部分性状，适应性强。改进了部分性状，适应性强。 （二）系统育种的特点：（二）系统育种的特点：33. 有一定局限性：有一定局限性： 依靠自然变异，不能有目的的创新；依靠自然变异，不能有目的的创新； 个别性状上改进，综合性状上较难突个别性状上改进，综合性状上较难突破；破； （三）系

11、统育种的程序（三）系统育种的程序三、杂交育种三、杂交育种（一）杂交育种的概念（一）杂交育种的概念（二（二）杂交育种的遗传学原理杂交育种的遗传学原理（三）亲本选配的原则（三）亲本选配的原则（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择（六）杂交育种的程序（六）杂交育种的程序（一）杂交育种的概念（一）杂交育种的概念 Cross breeding, 是通过不同亲本间的是通过不同亲本间的杂交在后代中创造变异并从中选育新品杂交在后代中创造变异并从中选育新品种的方法。种的方法。 杂交育种的目的是将两个或多个亲本的理想基因整合到同一个品种中。杂交种目前占我国推广品种的杂交种

12、目前占我国推广品种的50%以上以上。（二（二）杂交育种的遗传学原理杂交育种的遗传学原理1、 基因重组综合双亲优良性状基因重组综合双亲优良性状 早熟早熟 不抗病不抗病 AAbb 晚熟晚熟 抗病抗病 aaBBAaBbA-B-(AABB) Aabb aaBB aabb（二（二）杂交育种的遗传学原理杂交育种的遗传学原理2、基因互作产生新的性状基因互作产生新的性状 感病品种感病品种 感病品种感病品种 RRss rrSSRrSsR-S- RRss rrSS rrss9抗抗 : 7感感（二（二）杂交育种的遗传学原理杂交育种的遗传学原理3、基因积累产生超亲性状基因积累产生超亲性状 早熟早熟 早熟早熟 Aabb

13、 aaBBAaBbA-B- AAbb aaBB aabb更早更早 早早 晚晚 9： 6： 1（三）亲本选配的原则（三）亲本选配的原则除了根据育种目标选择亲本之外，还应遵除了根据育种目标选择亲本之外，还应遵守以下原则：守以下原则：1.1.亲本的优点多，缺点少，且优缺点互补亲本的优点多，缺点少，且优缺点互补。数量性状的微效基因具有累加效应，杂交数量性状的微效基因具有累加效应，杂交后代的平均值往往介于两个亲本之间。后代的平均值往往介于两个亲本之间。2.2. 亲本的遗传差异较大。亲本的遗传差异较大。不同遗传基础的亲本杂交后代将出现丰富不同遗传基础的亲本杂交后代将出现丰富的遗传变异。的遗传变异。（三）亲

14、本选配的原则（三）亲本选配的原则具有不同的遗传基础和优缺点，杂交后，具有不同的遗传基础和优缺点，杂交后，分离范围广，会出现很多的变异类型或产生分离范围广，会出现很多的变异类型或产生超亲类型。超亲类型。双亲产生在不同的生态条件下，杂交后，双亲产生在不同的生态条件下，杂交后，容易出现适应性好、适应范围广的后代。容易出现适应性好、适应范围广的后代。有可能引进当地没有的新种质，克服当地有可能引进当地没有的新种质，克服当地材料的缺点。材料的缺点。亲本的遗传差异大，后代的杂种优势就大，亲本的遗传差异大，后代的杂种优势就大，出现的变异类型就多，选择的机会就多。出现的变异类型就多，选择的机会就多。（三）亲本选

15、配的原则（三）亲本选配的原则3.3. 亲本的一般配合力较高。亲本的一般配合力较高。亲本的一般配合力取决于遗传基础，与亲本的一般配合力取决于遗传基础，与亲本的自身性状的好坏有一定的关系但亲本的自身性状的好坏有一定的关系但又不完全一致；特殊配合力的大小与双又不完全一致；特殊配合力的大小与双亲的遗传差异有关，主要表现在亲的遗传差异有关，主要表现在F1F1代。代。4 4. . 用当地推广品种作为亲本之一。用当地推广品种作为亲本之一。生态适应、综合性状、做母本。生态适应、综合性状、做母本。 （四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式1.1. 单交（单交（single crosssingle cross）:

16、 :即两个亲即两个亲本成对杂交，用本成对杂交，用A A* *B B或或A/BA/B表示。表示。特点：特点： 只进行一次杂交，简单易行。只进行一次杂交，简单易行。 分离时间短，稳定的快。分离时间短，稳定的快。 杂交的数量和后代群体规模小。杂交的数量和后代群体规模小。（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式2.2.复交（复交（multiple crossmultiple cross）：）：指多指多个亲本之间的杂交。个亲本之间的杂交。复交复交三交三交 （AB）C A/B/C双交双交 （AB）（）（CD） A/B/C/D （AB）（）（AC） A/B/A/C四交四交 （AB）CD A/B/C/3/D五

17、交五交 （AB）CDE A/B/C/3/D/4/E聚合杂交聚合杂交 （AB）（）（CD）（EF）（）（GH）（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式特点：特点：遗传基础丰富。遗传基础丰富。分离早，分离时间长，类型多。分离早，分离时间长，类型多。杂交的数量和后代群体规模相对大杂交的数量和后代群体规模相对大一般用当地推广品种或优点较多的品种作一般用当地推广品种或优点较多的品种作为最后一次杂交的亲本，以增加该亲本性为最后一次杂交的亲本，以增加该亲本性状在杂种后代遗传中的比重。状在杂种后代遗传中的比重。（四）杂交的组合方式（四）杂交的组合方式3.3.回交（回交（back crossback cross

18、） (A (A* *B)B)* *B B或（或（A A* *B B）* *A A：指两个亲本的指两个亲本的杂交后代再与亲本之一重复杂交。用来杂交后代再与亲本之一重复杂交。用来重复杂交的亲本称为重复杂交的亲本称为轮回亲本轮回亲本( (recurrent parent)recurrent parent)。（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择1.1. 系谱选择系谱选择（pedigree pedigree selectionselection）法：用于质量性状法：用于质量性状效果较好，用于数量性状易丢失效果较好，用于数量性状易丢失有利基因。有利基因。（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择自杂种第

19、一次分离世代自杂种第一次分离世代( (单交单交F F2 2复交复交F F1 1) )开始选株，开始选株，分别种成株行，每株行成为一个系统分别种成株行，每株行成为一个系统（株系），（株系），以后各世代在优良系统中连续选单株，以后各世代在优良系统中连续选单株，直到选出优良一致系统，升级进行产直到选出优良一致系统，升级进行产量试验。量试验。在选择过程中，各世代都给以系统的在选择过程中，各世代都给以系统的编号，以便查找系统史和血缘关系。编号，以便查找系统史和血缘关系。（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择2.2. 混合选择混合选择( (bulk selection)bulk selection)法：

20、需要较大的群体，但可以保法：需要较大的群体，但可以保留丰富的遗传变异，不易丢失有留丰富的遗传变异，不易丢失有利的数量性状基因。利的数量性状基因。（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择在杂种分离世代，按组合代代混合种在杂种分离世代，按组合代代混合种植，不选择，植，不选择，直到遗传性趋于稳定，纯合个体达直到遗传性趋于稳定，纯合个体达80%80%以上，选择，以上，选择，下年种成株系，选择优良株系，升级下年种成株系，选择优良株系，升级产量比较试验。产量比较试验。（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择对于质量性状和简单遗传的数量性状，对于质量性状和简单遗传的数量性状，系谱法早代选择，能较早集中精力选

21、择优系。系谱法早代选择，能较早集中精力选择优系。混合法高代选株，选择数量大，后期工作量混合法高代选株，选择数量大，后期工作量大，需要的年限也较长。大，需要的年限也较长。混合法和系谱法的比较：（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择系谱法对家系记载清楚，针对历史表现系谱法对家系记载清楚，针对历史表现评定取舍；评定取舍； 混合法混合法无法考证历史，评无法考证历史，评定取舍比较困难。定取舍比较困难。系谱法系谱法F F2 2起严格选株，中选率低，易丢起严格选株，中选率低，易丢失好类型；失好类型； 混合法混合法在同一个组合内保在同一个组合内保留多种类型，有更多的机会选到优良的留多种类型，有更多的机会选到优良的株系。株系。系谱法年年选择，工作较繁琐。系谱法年年选择，工作较繁琐。 混合法则比较简单。混合法则比较简单。（五）杂交后代的选择（五）杂交后代的选择3.3. 衍生系统衍生