第六章 杂交育种2015

《种子生产与管理》邓其明四川省绵阳农业学校2/5/2023第六章杂交育种一杂交育种的意义及遗传原理二亲本选配三杂交方式与杂交技术四杂交后代的选育五杂交育种程序和加速育种进程的方法2/5/2023一杂交育种的意义及遗传原理1杂交育种的意义（1）杂交育种：利用作物具有不同遗传性的品种或类型相互杂交，创造遗传变异，然后再通过选择和系统的试验鉴定，培育成新品种的方法。2/5/2023(2)杂交育种的意义

杂交育种是适用作物最广的方法。可综合双亲优良性状，并可获得超亲新性状。杂交育种是成效最大的育种方法。我国主要作物的推广品种，包括一些引进品种，大部分都是通过杂交育种育成的。杂交育种已广泛应用于不同繁殖方式和授粉方式的作物群体。2/5/20232杂交育种的遗传原理

（1）基因重组，综合双亲优良性状

“碧蚂一号”的育成：成熟期抗条锈抗倒伏籽粒大小碧玉麦较早抗病强大蚂蚱麦中感染弱小碧蚂一号中高抗中大从遗传上：AAbb×aaBB↓AABBAAbbaaBBaabb

（其中A、B为优良基因）2/5/2023(2)

基因互作，产生新性状如两个感霜霉病的大豆品种杂交，在后代中出现了大量抗病新个体（9抗：7感）。2/5/2023（3）利用基因累加，产生超亲性状

数量性状容易通过微效多基因积累（累加），产生超亲性状。

因为数量遗传性状由于基因重组，将控制双亲相同性状的不同基因，在新品种积累起来，形成超亲现象。2/5/2023

如在产量上，可出现比双亲更高的后代；在品质方面，可获得比双亲品质更好的后代；在生育期方面，可出现比早熟亲本更早，或比晚熟亲本更晚的个体；在抗病性方面，可出现比抗病亲本更抗的后代。2/5/2023二亲本选配1亲本选配的重要性

亲本选配即亲本的选择与搭配。亲本选配决定杂种后代的遗传基础，是杂交育种成败的关键。

如从小麦“碧蚂4号×早洋麦”组合中，河南省选出了郑州24号，山东省选出了济南2号，北京市选出了北京8号。其它许多地区也选出了优良品种。有许多亲本组合，则未选出任何品种。2/5/2023二亲本选配2亲本选配的一般原则（1）亲本优点多，主要性状突出，缺点少又较易克服，双亲的优缺点能互补。

性状互补要注重主要性状。亲本间互补性状不宜过多。两亲本不能有共同的缺点，更不宜亲本之一有严重缺陷。2/5/2023（2）亲本之一最好为当地优良品种

因为当地优良品种本身就具有丰产性和适应性强的特性。（3）杂交亲本在生态型和系统来源上应有所不同

不同生态类型、不同地理来源、不同亲缘关系的品种，后代分离广，易选出好品种。2/5/2023（4）杂交亲本应具有较好的配合力好品种并不一定是好亲本，二者具有一定的区别。好亲本指是一般配合力高的亲本；好品种则指具有许多优良性状的品种。

例如：美国小麦品种Gaines，曾创世界单产纪录，不是好亲本；其姊妹系Pullmanioi，曾育出了多个优良杂交品种。2/5/2023三杂交方式与杂交技术1杂交方式（1）单交(SingleCross)或成对杂交单交：由两个品种或遗传类型成对杂交。

组合方式：A×B（A/B）

特点：简单易行，育种时间短，后代群体规模小单交又可分为：正交：A×B或A（♀）/B（♂）反交：B×A或B（♀）/A（♂）一般将对当地条件最适应的亲本作母本。2/5/2023（2）复交(MultipleCrossing)复交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交。特点：a遗传基础复杂，F1代就发生性状分离。b杂种比单交的杂种变异类型更多，但稳定性慢，年限长。亲本组合的原则：

优良亲本最后一次杂交（使其遗传组成占杂种的比重大），增强后代的优良性状。2/5/2023复交的方式三交：先由两个亲本杂交获得一个单交F1，然后再与另一个亲本杂交，称为三交。组合方式：（A×B）×C(或A/B//C)

三交F1杂种的遗传组成：亲本A——全部胞质和1/4胞核B——1/4胞核C——1/2胞核（C亲本应为综合性状最好亲本）2/5/2023双交：

由四个亲本，先用两两杂交得到两个F1，再用两个F1杂交，称为双交。组合方式：（A×B）×（C×D），即F1AB×F1CD→双交F1

A/B//C/D双交F1的遗传组成：亲本A、B、C、D各提供1/4胞核2/5/2023四交：

由四个亲本进行分步杂交，即为四交。组合方式：A/B//C///D聚合杂交：

用多个亲本进行的一种复杂的杂交方式。方式：如有5个杂交亲本A、B、C、D、E，第一年作单交A×BA×CA×DA×E第二年第一轮聚合F1AB×F1ACF1AD×F1AE第三年第二轮聚合F1ABC×F1ADE→F1ABCDE2/5/2023回交：两个品种杂交后，子一代与其亲本之一再进行杂交，称为回交。

AхBB为轮回亲本，A为供体亲本

F1ХBBC1,BC1ХBBC2……用于多次回交的亲本称轮回亲本；只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲本2/5/2023什么时候采用回交育种？轮回亲本综合性状(背景性状，)优良，但有个别缺点；非轮回亲本恰好具有能克服缺点的有利性状(目标性状)

。2/5/2023回交育种步骤年次回交程序工作内容1AⅹB杂交，A为轮回亲本，B为抗病亲本，（抗病性为显性）2F1ⅹAF1与A回交3BC1F1ⅹA一次回交一代中选抗病株与A回交4BC2F1ⅹA二次回交一代中选抗病株与A回交5BC3F1ⅹA三次回交一代中选抗病株与A回交6BC4F1四次回交一代F1自交并选优良抗病株7BC4F2自交，选抗病株种成株系，选农艺性状优良的抗病株系2/5/20232杂交技术（1）调节开花期：播期调节—促使花期相遇温度处理—春化或加温光照处理—长日或短日栽培管理调节—施肥、中耕切根、灌水、剪除大分蘖或剪掉穗子等2/5/2023（2）控制授粉去雄：

人工去雄法：适用于各种作物，夹除剥去雄蕊法：棉花高温杀雄法：水稻化学杀雄法：秋水仙碱2/5/2023植物杂交实训2/5/2023草本植物杂交实训2/5/2023园林植物杂交实训2/5/2023

去雄与授粉2/5/2023

棉花剥去雄蕊法2/5/2023棉花的授粉注：以上三张图片引自四川农业大学精品课网站2/5/2023授粉：最适时间——每日开花最盛的时间

花粉寿命：水稻5分钟；小麦30分钟，棉花、油菜24小时，玉米5-6小时。

雌蕊寿命：禾谷类开花前1-2天即有受精能力2/5/2023（3）授粉后管理：

套袋挂牌及时检查2/5/2023亲本套袋隔离挂牌2/5/2023四杂交后代的选育1系谱法(pedigreemethod)

：自杂种第一次分离世代（单交F2，复交F1）开始选择单株，分别种植成株行，即系统，以后各世代均在优良系统中继续进行单株选择，直至选出优良一致的系统升级进行产量试验。各世代都予以系统编号，以考查各株系历史与亲缘，故称系谱法。2/5/2023（1）杂种一代（F1）：工作重点：一般不选单株，淘汰有严重缺陷的组合，并淘汰伪杂种。

按组合排列，单粒点播（数株到数十株），设置对照，加强田间管理。分组合混收，脱粒，编号。种植数量：依据F2群体大小及作物的繁殖系数而定。2/5/2023（2）杂种二代（F2）或复交一代

分离最大的世代，也是选择最重要的世代（F2单株决定后代发展趋势）工作重点：确定好的组合，淘汰不良组合，在好的组合中选择优良单株。按照杂交组合点播，群体尽可能大些，株间距离一致设置对照，并播种亲本准确选择单株，考虑性状的遗传力（对遗传力大的性状进行选择单株选择的数量适中入选单株按组合分株收获，标明行号2/5/2023（3）杂种三代（F3）

选择可靠性较大的世代工作重点：从优良组合中确定优良系统，再从中选择优良单株。按组合排列，F2单株点播种成株行，即系统，均匀设置对照，编号。系统：F3一个株行内各株都开自同一F2植株，从血统上看，可称为系统（或株系）。选株系和单株时，根据性状的综合表现选择入选数量根据组合优劣而定（5—10株或更多）将入选单株按系统分株收获，分株脱粒，并编号2/5/2023（4）杂种四代及其以后世代F4代及其以后世代的种植方法同F3。系统群：来自同一F3系统的F4诸系统。姊妹系：系统群内各系统之间互为姊妹系。工作重点：选择优良系统，第二年升入鉴定谱进行产量试验。品系：参加产量试验的系统改称为品系。F5及其以后世代的工作与F4相同，边试验边选择。到F7进行生试，繁殖种子，示范推广。2/5/2023（5）系谱法后代的系谱的表示方法组合代号-F1选株号-F2选株号-….Fn选株号

如:95(2)-1-5-12-1-…

07(3)-2-7-10-3-…2/5/2023系谱法2/5/2023系谱法的优缺点：优点：早期世代，针对一些遗传力高的性状连续选择，起到定向选择的作用。系统亲缘关系清楚。缺点：从F2起严格选择，中选率低，优良类型被淘汰工作量大2/5/20232混合法(bulkmethod)

（1）工作要点混合法是在自花授粉作物的杂种分离世代，按组合混合种植，不加选择，直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时（F5-F8），才开始选择一次单株，下一代成为系统（株系），然后选拔优良系统进行升级试验。2/5/2023P1F1F3F4-5品比试验品系鉴定株系鉴定选优株建系淘汰劣株淘汰劣株大田品种混合选择法示意图F2×P22/5/2023（2）理论依据：很多重要的经济性状是由微效多基因控制的，早代遗传力低，纯合个体少，表现型受环境影响大，选择的可靠性差。例如产量、穗粒数、分蘖力、衣分、含油量等等。早代选择损失大量优良基因和重组类型。

混合法可以在后代群体中保存各种优良基因，并增加以后世代中优良基因重组的机会。混合世代自然选择有利于群体适应当地生态和逆境。

2/5/2023（3）混合法的优缺点优点：提高选择优良基因型的准确性，保存大量的有利基因和基因型。缺点：选择困难（群体内不同基因型竞争），选择数量大，年限长。2/5/20233衍生系统法(derivedlinemethod)

衍生系统：由F2或F3一个单株所繁衍的后代群体分别称之为F2或F3衍生系统。工作要点：在F2或F3进行一次选择，以后各代分别按衍生系统混合种植，不加选择。对衍生系统测产，淘汰不良衍生系统，直到产量及其他性状稳定，再从中选株，种成株系，从中选择优良系统，进行产量比较试验，直至育成品种。优缺点：兼具系谱法和混合法的优点，又在不同程度上消除了两法的缺点2/5/2023（4）单籽传法（singleseeddescentmethod,SSD法）

用两个亲本杂交，得到F1，经自交得到F2，在F2植株的每一株上或大量选株上各取一粒种子进级到F3，在F3每株仍取一粒种子进级到F4,再用同法进级至F5、F6代，直到所需要的世代。在F6代可以选择单株，在F7种成株行，选系混收，进行产量比较试验。工作要点：从分离世代开始，每株收获一粒种子；之后按组合每年混合种植，每株收获一粒种子；F5或F6世代群体中选择单株，种成株行；选择优良株行升级成品系进入产量试验。2/5/2023单籽传的特点：群体遗传变异度大；节省时间和空间；优良重组类型少，群体平均水平低下；只进行一次单株选择，获得突出材料的可能性小；后期工作量大；群体越来越小，要求F2有足够大的群体。2/5/2023杂种后代处理方法比较图2/5/2023第五节杂交育种程序1、原始材料圃和亲本圃2、选种圃、杂种圃或混合种植圃3、鉴定圃4、品种比较试验5、区域试验，生产试验，多点试验6、种子繁殖一、杂交育种程序2/5/20231、原始材料圃和亲本圃（1）原始材料圃和亲本圃原始材料圃种植从国外搜集来的原始材料，分类型种植，每份种几十株。不断引入新种质，防止材料混杂，定期观察。从原始材料圃中每年选出合乎杂交育种目的的材料作为亲本，种于亲本圃。分期播种，加大行距。2/5/2023小麦原始材料圃的苗期2/5/2023亲本圃2/5/20232、选种圃

种植杂种各世代当选单株株系或杂种混合群体等。（2）选种圃种植杂交组合各世代群体的地段，称为选种圃。F1、F2按组合种植，点播稀植，肥力宜高。F3开始，种成株行，设置对照。必要时种植亲本。2/5/2023F1表现整齐一致2/5/2023F2的分离。

可看到株高、穗形、叶色等都有分离。2/5/2023F3系统2/5/2023F3系统内仍有分离2/5/2023F4系统群2/5/20233、鉴定圃主要种植从选种圃升级的新品系,进行初步的产量比较试验及性状的进一步评定。条播，种植密度接近大田生产。一般小区面积较小，2-4次重复，进行1-2年。2/5/2023鉴定圃，每一小区为一品系2/5/20234、品种比较试验种植鉴定圃升级的品系或继续进行试验的优良品种。小区面积较大，重复可设4-5次，遵照田间试验设计要求进行，试验年限2-3年。2/5/20235、区域试验、生产试验、多点试验

在品种比较试验之后即可将品系送到不同省份进