[理学]育种学总论第6章ppt课件

1、第六章 回交育种回交及其遗传效应回交及其遗传效应回交育种及方法回交育种及方法回交育种的特点及其应用价值回交育种的特点及其应用价值2022-3-26共43页1本章重难知识点本章重难知识点第一节、回交育种的意义及遗传效应2022-3-26共43页2一、根本概念回交：回交：两个品种杂交后，子一代与其亲本之两个品种杂交后，子一代与其亲本之一再进展杂交，称为一再进展杂交，称为回交回交。 AB B为轮回亲本，为轮回亲本，A A为供体亲本为供体亲本 F1B BC1, BC1B BC2回交育种：回交育种：将供体的目的性状通过将供体的目的性状通过一次或屡一次或屡次次回交导入受体的育种方法称为回交育种。回交导入受

2、体的育种方法称为回交育种。2022-3-26共43页3轮回亲本与非轮回亲本用于屡次回交的亲本称用于屡次回交的亲本称轮回亲本轮回亲本recurent parentrecurent parent；只在第一；只在第一次杂交时应用的亲本称次杂交时应用的亲本称非轮回亲本非轮回亲本non-recurent parentnon-recurent parent。 A X BA X B X A X A X A X A 2022-3-26共43页4受体亲本与供体亲本有利性状目的性状的承受者，有利性状目的性状的承受者，称称受体亲本受体亲本receptorreceptor；目的性；目的性状的提供者，称状的提供者，称供

3、体亲本供体亲本donordonor A X BA X B X A X AX A X A2022-3-26共43页5二、什么时候采用回交育种？轮回亲本综合性状轮回亲本综合性状背景性状，背景性状，background characterbackground character优良，优良，但有个别缺点；但有个别缺点；非轮回亲本恰好具有能抑制缺点非轮回亲本恰好具有能抑制缺点的有利性状的有利性状目的性状，目的性状，Target Target charactercharacter 。2022-3-26共43页6三、回交育种步骤年次年次回交程序回交程序工作内容工作内容1ABB杂交，杂交，A为轮回亲本，为轮回

4、亲本，B为抗病亲本，为抗病亲本，抗病性为显性抗病性为显性2 F1AAF1与与A回交回交3 BC1F1AA一次回交一代中选抗病株与一次回交一代中选抗病株与A回交回交4 BC2F1AA二次回交一代中选抗病株与二次回交一代中选抗病株与A回交回交5 BC3F1AA三次回交一代中选抗病株与三次回交一代中选抗病株与A回交回交6 BC4F1四次回交一代四次回交一代F1自交并选优良抗病株自交并选优良抗病株7 BC4F2自交，选抗病株种成株系，选农艺性状优良的抗病自交，选抗病株种成株系，选农艺性状优良的抗病株系株系四、回交的遗传效应背景性状：背景性状：每回交一次，受体的有利遗每回交一次，受体的有利遗传物质较上代

5、增加传物质较上代增加1/21/2r+1r+1，而供体的不利，而供体的不利遗传物质较上代减少一半遗传物质较上代减少一半1/21/2r+1r+1目的性状：目的性状：不加选择，那么出现的频率不加选择，那么出现的频率逐代下降直至消失；选择目的性状携带逐代下降直至消失；选择目的性状携带者回交，受体和供体的遗传物质各一半者回交，受体和供体的遗传物质各一半2022-3-26共43页8二回交后代中受体基因的纯合体频率二回交后代中受体基因的纯合体频率 回交后代受体基因的纯合体频率：回交后代受体基因的纯合体频率：f=f=1-1/21-1/2r rn n控制某性状的基因对数控制某性状的基因对数n n越少，回越少，回

6、交次数交次数r r越多，回交后代中该性状越多，回交后代中该性状纯合率越高。纯合率越高。2022-3-26共43页9三相邻回交世代纯合体频率递增量三相邻回交世代纯合体频率递增量性状受性状受1 1对基因控制：对基因控制：从回交从回交r-1r-1代到代到r r代，回交后代中纯合体频率的递增量代，回交后代中纯合体频率的递增量为为1/21/2r,r,杂合体减少杂合体减少1/21/2r r较上代减少较上代减少一半一半性状受多对基因控制：性状受多对基因控制：随基因对数的随基因对数的增加，纯合体频率显著递增的世代逐增加，纯合体频率显著递增的世代逐步向后推移步向后推移2022-3-26共43页10回交次数和涉及

7、基因对数与后代群体内具轮回亲本纯合基因型个体的%基因基因对数对数n回交代数回交代数r1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 50 75 88 94 97 98 99 100- 100- 100- 5 3 24 51 72 85 92 96 98 99 100- 10 6 26 52 73 85 92 96 98 99 15 1 13 38 62 79 89 94 97 99 20 7 28 53 73 85 92 96 98 30 2 14 39 62 79 89 94 97 40 8 28 53 73 86 92 96 50 4 20 46 68 82 91 95 75 9 31 56

8、 75 86 93 100 4 21 46 68 82 91 2022-3-26共43页11五、回交育种工作程序杂交：杂交：中选轮回亲本和非轮回亲本杂交中选轮回亲本和非轮回亲本杂交回交：回交：选具有目的性状的回交后代与轮回选具有目的性状的回交后代与轮回亲本回交亲本回交自交：自交：回交进展到适宜世代，自交回交进展到适宜世代，自交l-2l-2代。代。比较鉴定：比较鉴定：评判新品系是否保持着原品评判新品系是否保持着原品种的主要优点，有重要缺陷的性状是否得种的主要优点，有重要缺陷的性状是否得到改进。到改进。2022-3-26共43页12第二节、回交育种方法第二节、回交育种方法2022-3-26共43页

9、13一、回交亲本的选择轮回亲本或受体亲本轮回亲本或受体亲本非轮回亲本或供体亲本非轮回亲本或供体亲本 2022-3-26共43页14二、回交后代的选择1、被转移的目的性状为显性、被转移的目的性状为显性2022-3-26共43页152022-3-2616由一对显性基因控制的性状转移由一对显性基因控制的性状转移 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本P 乙乙aabbCC 甲甲AABBccF1 AaBbCc AABBcc BC1 ABCc AABBcc BC2 ABCc AABBcc BC3F1 ABCcBC3F2 ABCBC3F3 AABBCC 2、被转移的目的性状为隐性 同时进展回交和自交同时进展

10、回交和自交 每次回交之前均自交一次每次回交之前均自交一次2022-3-26共43页172022-3-26共43页18转移一对隐性基因控制的性状转移一对隐性基因控制的性状 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本P 乙乙aabbcc 甲甲AABBCCF1 AaBbCc cc AABBCC BC3F1 A_B_CcBC3F2 A_B_ccBC3F3 AABBccBC1 A_B_Cc cc AABBCC BC2 A_B_Cc cc AABBCC 回交流程回交流程传统传统 2022-3-26共43页19转移一对隐性基因控制的性状转移一对隐性基因控制的性状 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本P 乙乙a

11、abbcc 甲甲AABBCCF1 AaBbCc AABBCC BC3F1 A_B_CcBC3F2 A_B_ccBC3F3 AABBccBC1 A_B_Cc AABBCCBC2 A_B_Cc AABBCC回交流程分子标记回交流程分子标记 2022-3-26共43页20转移一对隐性基因控制的性状转移一对隐性基因控制的性状 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本1 乙乙aabbcc 甲甲AABBCC2-3 AaBbCc cc AABBCC 8 A_B_Cc9 A_B_cc10 AABBcc4-5 A_B_Cc cc AABBCC 6-7 A_B_Cc cc AABBCC 回交年限或次数回交年限或次数

12、传传统统 2022-3-26共43页21转移一对隐性基因控制的性状转移一对隐性基因控制的性状 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本1 乙乙aabbcc 甲甲AABBCC2 AaBbCc AABBCC 4或或5 A_B_Cc5或或6 A_B_cc6或或7 AABBcc3 A_B_Cc AABBCC4 A_B_Cc AABBCC回交年限或次数回交年限或次数现现代代 2022-3-26共43页22转移一对隐性基因控制的性状转移一对隐性基因控制的性状 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本1 乙乙aabbcc 甲甲AABBCC2 AaBbCc AABBCC 7 A_B_cc8 AABBcc（淘汰）（

13、淘汰）3 A_B_Cc A_B_CC A_B_cc AABBCC46 A_B_Cc A_B_CC 5 AaBbCc AABBCC （淘汰）（淘汰） 非轮回亲本非轮回亲本 轮回亲本轮回亲本1 乙乙aabbcc 甲甲AABBCC2 AaBbCc AABBCC 6 A_B_cc7 AABBcc分离比分离比3 A_B_Cc A_B_CC AABBCC 4 A_B_Cc A_B_CC 4（淘汰）（淘汰） AABBCC 5（淘汰）（淘汰） 分离比分离比 分离比分离比分离比分离比5 A_B_Cc A_B_CC 6（淘汰）（淘汰） 分离比分离比回交年限改回交年限改三、回交方法1 1、逐步回交法逐步回交法ste

14、pwise stepwise backcross methodbackcross method：当目的性状：当目的性状分别来自不同供体时，可将受体分别来自不同供体时，可将受体与不同供体的回交分步骤先后进与不同供体的回交分步骤先后进展，这种方法称为逐步回交法。展，这种方法称为逐步回交法。 2022-3-26共43页23 用回交育种法培育大棍棒53号小麦的成功实例2022-3-26共43页24美国加州大学美国加州大学2022-3-26共43页25先选育抗腥黑穗病的大棍棒35马丁马丁 大棍棒大棍棒 用大棍棒作用大棍棒作轮回亲本轮回亲本BC6自交自交1932年选出抗腥黑穗年选出抗腥黑穗病的大棍棒病的大

15、棍棒35品种品种2022-3-26共43页26再选育抗腥黑穗病和抗麦秆蝇的大棍棒小麦品种道逊道逊 大棍棒大棍棒 用大棍棒作轮回亲本用大棍棒作轮回亲本BC3F1自交自交BC3F2用抗腥黑穗病的大棍用抗腥黑穗病的大棍棒小麦作轮回亲本棒小麦作轮回亲本BC5F1自交自交BC5F21937年选出抗腥黑穗病和抗年选出抗腥黑穗病和抗麦秆蝇的大棍棒小麦麦秆蝇的大棍棒小麦2022-3-2627育成抗三种病虫害的大棍棒53号希望希望巴特巴特用巴特做轮回亲本用巴特做轮回亲本BC3F1 大棍棒大棍棒 用大棍棒做轮回亲本用大棍棒做轮回亲本BC4 用抗腥黑穗病大棍棒做轮回亲本用抗腥黑穗病大棍棒做轮回亲本BC6 用抗腥黑穗

16、病和麦秆蝇的大棍棒用抗腥黑穗病和麦秆蝇的大棍棒小麦做轮回亲本小麦做轮回亲本BC8 再自交，于再自交，于1939年育成了抗年育成了抗三种病虫害的大棍棒三种病虫害的大棍棒53号号抗秆锈抗秆锈2 2、回交系谱法 杂交育种中用系谱法处理杂种后代时，杂交育种中用系谱法处理杂种后代时，为扩大某一亲本对杂种后代的遗传影为扩大某一亲本对杂种后代的遗传影响，可用该亲本与杂种回交响，可用该亲本与杂种回交1-21-2次，然次，然后再改用系谱法继续选育后再改用系谱法继续选育回交回交1-21-2次的不完全回交也称有限回交次的不完全回交也称有限回交法法2022-3-26共43页283 3、双回交法当一个优良单交种当一个优

17、良单交种A/BA/B的两个亲本的两个亲本自交系自交系A A和和B B的综合性状及配合力都的综合性状及配合力都比较好，但各自还具有个别互不一比较好，但各自还具有个别互不一样的缺陷样的缺陷A A的缺陷可为的缺陷可为B B抑制，抑制，B B的缺陷又可的缺陷又可被被A A所抑制所抑制2022-3-26共43页292022-3-26共43页30双回交法在玉米上的应用示意图双回交法在玉米上的应用示意图BBAF1ABC1ABC2ABC3 BAABF1BBC1BBC2BC3BC3F2BC3F2自交自交自交自交F1F2自交自交选出优于双亲的品种选出优于双亲的品种每代选种皮柔嫩，每代选种皮柔嫩，具有香味的个体具有

18、香味的个体进展回交进展回交4 4、聚合回交法convergent backcross method 当目的性状来自较多供体时，可将欲当目的性状来自较多供体时，可将欲改进品种与多个供体同时分别回交几改进品种与多个供体同时分别回交几代，然后再进展聚合杂交，选育出兼代，然后再进展聚合杂交，选育出兼具各供体亲本所特有的优良性状的改具各供体亲本所特有的优良性状的改进品种进品种 2022-3-26共43页311根据超亲重组与不完全回交结合原根据超亲重组与不完全回交结合原理的聚合杂交：理的聚合杂交： 第一年第一年AB AC AD AE A占占50% 第二年第二年 A A A A A占占75% 第三年第三年

19、A占占75% 第四年第四年 A占占75% 2022-3-26共43页322根据超亲积累与回交结合原理的根据超亲积累与回交结合原理的 聚合杂交聚合回交：聚合杂交聚合回交：第一年第一年 AB AC AD AEA占占50%第二年第二年 A2B A2C A2D A2EA占占75%第三年第三年 A3B A3C A3D A3EA占占88%第四年第四年 A4B A4C A4D A4EA占占94%第五年第五年 A占占94%第六年第六年 2022-3-26共43页33第三节、回交育种的特点及其应用价值2022-3-26共43页34一、回交育种的特点1 1、回交育种的有利性、回交育种的有利性 1 1性状的遗传变异

20、易于控制；性状的遗传变异易于控制；2 2回交后代所需群体的容量较小，有利回交后代所需群体的容量较小，有利于缩短育种年限于缩短育种年限；3 3有利于打破目的基因与不利基因间的有利于打破目的基因与不利基因间的连锁；连锁；4 4目的性状的选择易于操作；目的性状的选择易于操作； 5 5育成品种易于推广。育成品种易于推广。 2022-3-26共43页352、回交育种的局限性1 1只能改进个别性状；只能改进个别性状； 2 2限于主基因控制的目的性状；限于主基因控制的目的性状； 3 3目的性状的遗传力较低时，难于目的性状的遗传力较低时，难于鉴定识别，不易获得较好的改进效鉴定识别，不易获得较好的改进效果；果；

21、 4 4回交的每一世代都要进展较大数回交的每一世代都要进展较大数量的杂交，工作量大。量的杂交，工作量大。 2022-3-26共43页36二、回交的其他用处1 1、近等基因系、近等基因系near-isolinesnear-isolines，NILNIL的培育的培育 近等基因系：只有目的性状基因近等基因系：只有目的性状基因有差异，其它性状基因一样的两个群有差异，其它性状基因一样的两个群体体。2022-3-26共43页372、培育多系品种 将不同的抗病主效基因分别导入同将不同的抗病主效基因分别导入同一推广品种中，育成以该品种为遗一推广品种中，育成以该品种为遗传背景，但具不同抗性基因的多个传背景，但具不同抗性基因的多个近等基因系，然后按照需要混合其近等基因系，然后按照需要混合其中假设干品系组成多系品种用于消中假设干品系组成多系品种用于消费费2022-3-26共43页383、细胞质雄性不育系的培育和恢复系的转育2022-3-26共43页392022-3-26共43页40T T型小麦雄性不育型小麦雄性不育系的核代换过程