作物育种方法--杂种优势的利用ppt课件

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、其他育种方法六、生物技术在育种中的运用六、生物技术在育种中的运用四、杂种优势的利用四、杂种优势的利用一杂种优势的概念一杂种优势的概念指杂交种种类指杂交种种类F1F1表现出的某些性状或综合性表现出的某些性状或综合性状对其亲本种类状对其亲本种类( (系系) )的优越性。的优越性。二测定杂种优势的方法二测定杂种优势的方法 为了便于研讨和利用杂种优势为了便于研讨和利用杂种优势 , , 通常采通常采用以下方法度量杂种优势的强弱。用以下方

2、法度量杂种优势的强弱。1 1、中亲优势、中亲优势 (mid-parent heterosis) (mid-parent heterosis)指指杂交种杂交种 (F1) (F1) 的产量或某一数量性状的平均的产量或某一数量性状的平均值与双亲值与双亲 (P1 (P1与与 P2) P2) 同一性状平均值差数同一性状平均值差数的比率。计算公式为的比率。计算公式为 : :中亲优势中亲优势 = = F1 F1 (P1+P2)(P1+P2)/2/ /2/ (P1+P2)/2 (P1+P2)/2 100% 100%二测定杂种优势的方法二测定杂种优势的方法2 2、超亲优势、超亲优势 (over-parent h

3、etemsis) (over-parent hetemsis) 指杂交种指杂交种(F1)(F1)的产量或某一数量性状的平的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本均值与高值亲本(HP) (HP) 同一性状平均值差数同一性状平均值差数的比率。计算公式为的比率。计算公式为 : :超亲优势超亲优势 = = F1F1HPHP/ HP/ HP100%100%有些性状在有些性状在 F1 F1能够表现出超低值亲本能够表现出超低值亲本 (LP)(LP)的景象的景象, ,如这些性状也是杂种优势育种如这些性状也是杂种优势育种的目的时的目的时, ,可称为负向的超亲优势。计算公可称为负向的超亲优势。计算公式为式为 : :

4、负向超亲优势负向超亲优势 = =F1F1LPLP/LP/LP100%100%二测定杂种优势的方法二测定杂种优势的方法3 3、超标优势、超标优势 (over-standard (over-standard heterosis) heterosis) 指杂交种指杂交种 (F1) (F1) 的产量或某一的产量或某一数量性状的平均值与当地推行种类数量性状的平均值与当地推行种类 (CK) (CK) 同一性状的平均值差数的比率。也有称为同一性状的平均值差数的比率。也有称为竞争优势的。计算公式为竞争优势的。计算公式为 : : 超标优势超标优势 = = F1F1CKCK/ CK / CK 100% 100%1

5、. 自花授粉作物和常异花授粉作物自花授粉作物和常异花授粉作物 利用杂种优势的方式主要是种类利用杂种优势的方式主要是种类间杂交间杂交 去雄困难去雄困难三不同繁衍方式作物三不同繁衍方式作物 利用杂种优势的特点利用杂种优势的特点2. 2. 异花授粉作物异花授粉作物 要经过延续多代自交、分别、选要经过延续多代自交、分别、选择，育成纯合的、性状优良的自交择，育成纯合的、性状优良的自交系，配制自交系间杂交种。系，配制自交系间杂交种。3. 3. 无性繁衍作物无性繁衍作物 进展有性杂交后，从杂种一代中进展有性杂交后，从杂种一代中选择优良单株进展无性繁衍。选择优良单株进展无性繁衍。 四自交系的选育与改良四自交系

6、的选育与改良 为了充分发扬杂交种的优势为了充分发扬杂交种的优势, ,制种所用制种所用的亲本必需是高度纯合的。但异花授粉作的亲本必需是高度纯合的。但异花授粉作物的种类物的种类, ,实践上是一个杂合群体实践上是一个杂合群体, ,遗传根遗传根底较复杂底较复杂 ; ; 同时在种类群体中同时在种类群体中, ,隐性基因隐性基因常被显性基因所掩盖常被显性基因所掩盖, ,其不良性状不易显现。其不良性状不易显现。经过人工自交经过人工自交 , , 不仅可使基因型纯合不仅可使基因型纯合, ,而而且使性状发生分别且使性状发生分别, ,经过严厉选择经过严厉选择, ,可使优可使优良性状得到积累和加强。良性状得到积累和加强

7、。四自交系的选育与改良四自交系的选育与改良 自交系就是经过多年、多代延续自交系就是经过多年、多代延续的人工强迫自交和单株选择所构成的、的人工强迫自交和单株选择所构成的、基因型纯合的、性状整齐一致的自交基因型纯合的、性状整齐一致的自交后代后代, ,它主要为杂交制种提供亲本。它主要为杂交制种提供亲本。四自交系的选育与改良四自交系的选育与改良1 1、自交系的选育、自交系的选育 选育自交系是异花授粉作物和常异选育自交系是异花授粉作物和常异花授粉作物利用杂种优势的第一步任花授粉作物利用杂种优势的第一步任务。务。自交系自交系 (inbred line) (inbred line) 是杂交种的亲本是杂交种的

8、亲本 , , 普通不直接用于消费普通不直接用于消费 , , 而只在消费商而只在消费商品杂交种时运用。对自交系的根本要品杂交种时运用。对自交系的根本要求如下求如下 : : 四自交系的选育与改良四自交系的选育与改良基因型纯合，表现整齐一致基因型纯合，表现整齐一致具有较高的普通配合力具有较高的普通配合力具有优良的农艺性状具有优良的农艺性状与繁衍制种有关的性状优良与繁衍制种有关的性状优良自交系的花粉量大，散粉畅自交系的花粉量大，散粉畅自交系本身产量高自交系本身产量高自交系雌雄花期协调，结实性好自交系雌雄花期协调，结实性好四自交系的选育与改良四自交系的选育与改良2. 2. 自交系选育过程自交系选育过程选

9、育自交系的原始资料选育自交系的原始资料地方种类和推行种类地方种类和推行种类各类杂交种各类杂交种 综合种类和人工合成群体综合种类和人工合成群体种植原始资料种植原始资料种植原始资料，选择种植原始资料，选择30至至50株，人工套袋自交株，人工套袋自交综合性状良好的植株，继综合性状良好的植株，继续套袋自交续套袋自交S0S1S2经过经过4-6代延续选株自交，代延续选株自交，就可以育成自交系。就可以育成自交系。四自交系的选育与改良四自交系的选育与改良 在自交系存在个别缺陷时，在自交系存在个别缺陷时，对自交系进一步改良，多采用对自交系进一步改良，多采用回交改良方法。回交改良方法。 四自交系的选育与改良四自交

10、系的选育与改良五杂种优势利用的途径五杂种优势利用的途径人工去雄：难度大，本钱较高，但因种植人工去雄：难度大，本钱较高，但因种植F1时种子用量不大，而收益较高，可行性时种子用量不大，而收益较高，可行性大。大。化学杀雄：不同植株生殖器官发育非同步性、化学杀雄：不同植株生殖器官发育非同步性、气候要素的不稳定性，会对化学杀雄效果的气候要素的不稳定性，会对化学杀雄效果的稳定性产生影响，这种方法不被广泛采用。稳定性产生影响，这种方法不被广泛采用。利用自交不亲和性：十字花科、禾本科、豆利用自交不亲和性：十字花科、禾本科、豆科等科等雄性不育性：植物中雄蕊败育或不能产生正雄性不育性：植物中雄蕊败育或不能产生正常

11、花粉，但雌蕊能接受外来花粉而结实。常花粉，但雌蕊能接受外来花粉而结实。五、其他育种方法五、其他育种方法诱变育种诱变育种倍性育种倍性育种远缘杂交育种远缘杂交育种一诱变育种：一诱变育种： 利用物理和化学要素诱导利用物理和化学要素诱导农作物发生变异，经过选择培农作物发生变异，经过选择培育出新种类。育出新种类。物理诱变的方法：物理诱变的方法：用不同种类的射线处置，如用不同种类的射线处置，如X X射线、射线、中子射线等，运用最多的是中子射线等，运用最多的是射射线。线。射线具有很高的能量，能打断射线具有很高的能量，能打断DNADNA分子中的某些化学键，引起基因分子中的某些化学键，引起基因突变或染色体变异。

12、突变或染色体变异。化学诱变的方法：化学诱变的方法：用一些药剂处置实验资料。用一些药剂处置实验资料。一些药剂如一些药剂如5-5-溴尿嘧啶和溴尿嘧啶和5-5-氨基氨基嘌呤是碱基的类似物，能取代正嘌呤是碱基的类似物，能取代正常碱基衔接到常碱基衔接到DNADNA长链上，再次长链上，再次复制时产生错误配对而构成突变。复制时产生错误配对而构成突变。诱变处置部位的选择诱变处置部位的选择1.种子种子2.绿色植株绿色植株3.花粉花粉4.子房子房5.合子合子6.营养器官营养器官7.组织培育物组织培育物诱变处置后的选育诱变处置后的选育1 1、诱变的当代植株为、诱变的当代植株为M1M1，不选择。，不选择。 其主要缘由

13、：由于辐射和化学试剂使其主要缘由：由于辐射和化学试剂使M1M1存存在着生物学损伤，植株生长较差。在着生物学损伤，植株生长较差。2 2、M2M2的种植与选择的种植与选择1 1 M2 M2的种植：根据收获种子的的种植：根据收获种子的方式按处置点播方式按处置点播2 2 M2 M2的选择：是选择的关键世的选择：是选择的关键世代。代。倍倍 性性 育育 种种 人工诱发植物染色体数目发人工诱发植物染色体数目发生变异，以其所产生的遗传效应生变异，以其所产生的遗传效应为根据的育种技术。为根据的育种技术。 染色体组：一个属内，各个种特染色体组：一个属内，各个种特有的、维持生物体生存最低限制有的、维持生物体生存最低

14、限制数目的一组染色体。数目的一组染色体。多倍体的概念多倍体的概念 染色体基数：一组染色体组内的染色体基数：一组染色体组内的染色体数目以染色体数目以X表示表示 高粱高粱 X=10 小麦小麦 X=7 棉属棉属 X=13 玉米玉米 X=10 甘薯甘薯 X=15 豌豆豌豆 X=7 稻属稻属X=12二倍体二倍体: 体细胞具有两组染色体组的生物体体细胞具有两组染色体组的生物体 一粒小麦一粒小麦 2n=2X=14 水稻水稻 2n=2X=24 玉米玉米 2n=2X=20多倍体：体细胞具有多倍体：体细胞具有3个或个或3个以上染色体个以上染色体组组 的生物体。的生物体。 二粒小麦二粒小麦 2n=4X=28 普通小

15、麦普通小麦 2n=6X=42 陆地棉陆地棉 2n=4X=521.产生同源多倍体，获得植物某些器官的产生同源多倍体，获得植物某些器官的宏大型。宏大型。2.发明异源多倍体，抑制远缘杂交的困难，发明异源多倍体，抑制远缘杂交的困难，综合远缘种、属植物的优良性状。综合远缘种、属植物的优良性状。3.诱导异源多倍体，作为种属间的遗传桥诱导异源多倍体，作为种属间的遗传桥梁，进展基因转移或渐渗。梁，进展基因转移或渐渗。 多倍体的育种意义多倍体的育种意义人工诱导多倍体的途径和方法人工诱导多倍体的途径和方法 途径途径自然诱导自然诱导人工诱导人工诱导物理要素诱导物理要素诱导化学要素诱导化学要素诱导物理要素诱导：物理要

16、素诱导： 温度骤变温度骤变 机械创伤机械创伤 电离和非电离辐射电离和非电离辐射 离心力等离心力等化学要素诱导：化学要素诱导： 化学药剂：秋水仙素；富民农；吲哚乙酸化学药剂：秋水仙素；富民农；吲哚乙酸 方法：浸渍法；滴液法；注射法；涂抹法方法：浸渍法；滴液法；注射法；涂抹法异源多倍体小黑麦异源多倍体小黑麦三单倍体甜菜和三倍体西瓜三单倍体甜菜和三倍体西瓜同源四倍体黑麦，同源四倍体葡萄同源四倍体黑麦，同源四倍体葡萄人工诱导多倍体在消费上的运用人工诱导多倍体在消费上的运用远缘杂交育种远缘杂交育种不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间杂交。杂交。属间杂交：玉米属间杂交：玉米高粱；水稻高粱；水稻玉米；玉米； 小麦小麦大麦；小麦大麦；小麦黑麦黑麦种间杂交：种间杂交： 陆地棉陆地棉海岛棉；普通小麦海岛棉；普通小麦硬粒小麦硬粒小麦亚种间杂交亚远缘杂交亚种间杂交亚远缘杂交 ： 籼稻籼稻梗稻梗稻远缘杂交的意义和作用远缘杂交的意义和作用1.将异源种属植物有利性状引入栽培作物种类将异源种属植物有利性状引入栽培作物种类2.发明新物种发明新物种4.诱导单倍体诱导单倍