第六章 选择育种

第六章

选择育种第一节选择育种的概念一、选择育种的概念选择育种：是根据育种目标，在现有品种群体中，通过个体选择或混合选择等方法，选出若干自然变异的优良个体，经过后代鉴定，选优去劣，育成新品种的方法。选择优良变异个体(单株，单穗，单铃)，分别脱粒和播种，每一个个体的后代形成一个系统，经过后代鉴定，又称单株选择法或个体选择法。简称为一株传，一穗传，因此，又称系统育种。

它是自花授粉作物、常异花授粉作物和无性繁殖作物中常用的方法。当它应用于自花授粉作物时，又称为纯系育种。育种中的选择是指在群体中选优汰劣。选择使群体中一部分个体产生后代，其余个体因受淘汰而不能产生或较少产生后代，所以选择的实质就是造成有差别的生殖率，或叫差别繁殖。从而起到定向地改变群体的遗传组成的作用(或效果)。系统育种的实质是利用自然变异，优中选优和连续选优，使品种不断得到改良和提高。斯字棉2B

系统育种

徐州209

系统育种

生育期提早，霜前花增加徐州1818

系统育种

徐州58

系统育种纤维强度增加3-5g徐州142丰产性好，产量增加10%以上二、选择育种的特点1.优中选优，简便有效，简单易行，育种年限短，是育种工作中最基本的方法之一。它是利用自然变异材料，省去创造变异的环节，所选的优良个体一般多是同质结合体，通常只需要1-2代的分离和选株过程也由于是在原品种的基础上优中选优，所选的优系一般只是在个别性状上有改进和提高，其他性状常保持原品种的优点。因此，试验鉴定年限可以缩短，一般进行2年的产量比较试验证明较原品种优良后，即可参加区城试验.

2.是利用自然变异，进行优中选优，不断改良和提高现有品种的有效途径。

一个比较纯的品种在广大地区的长期栽培过程中，产生新的变异，进行选择育成新品种；新品种又不断变异，为进一步系统育种提供了材料。

从水稻地方品种郡阳早→南特号→南特16号→矮脚南特→矮南早1号，它对我国双季稻向北推移，能在长江流域大发展，起了重要作用。

3.能保持原品种对当地生态条件适应性在遭受病虫害或其他不良环境条件灾害的地区或时期，选拔比较有抗性的单株，进行系统育种，能够育成抗病品种。4.适合于群众性育种

许多推广品种都是由农民育种家利用这一方法在业余时间育成的，如内乡36，偃大5号和大豆品种荆山等.三、选择育种的局限性（缺点）1.不能有目的的创新，创造变异，产生新的基因型，改进提高的潜力有限。2.改良的效果决定于品种群体中自然变异率的高低。通常有利变异的机率很低，所以选择效率不高。3.育成品种的综合性状难以有较大的突破。应用连续单株选择育成的品种，是由一个单株繁衍而成的群体，其遗传基础较贫乏，群体的遗传可塑性变小，对复杂的外界条件的适应力差，改进提高的潜力有限.

第二节选择育种的基本原理纯系：是指自花授粉作物一个纯合个体自交所产生的后代，即由同一基因型组成的个体群。一、纯系学说

1901-1906年，约翰逊从市场买来菜豆品种，经过6个世代种植和选择，提出了纯系学说。1.在自花授粉作物群体品种中，通过单株选择，可以分离出许多纯系。表明原始品种是纯系的混合物，通过选择把不同基因型从群体中分离出来，这是基于种群的分化，选择是有效的。2.同一个纯系内，不同个体基因型是相同的，从同一纯系内继续选择是无效的。同一纯系内，受环境因素影响所出现的变异，只影响当代个体体细胞，并不影响生殖细胞，所以，这种变异是不能遗传的。

二.选择的意义1.创造作用

选择是育种工作的主要内容。选择有自然选择和人工选择。

自然选择是自然环境对生物所起的选择作用，“物竞天择，适者生存”。

人工选择是朝着人类需要的性状(即经济性状)方向发展。生物体内经常会发生微小的变异，通过选择，能使微小的变异得以保留和积累，加强变异，能够选出超亲的变异类型和性状组成，最终产生大的变异，获得原始群体内不曾有过的变异类型(亚种和种)，从而产生创造作用。2.保留和积累变异

育种实践证明，通过连续定向选择，可以显著地改变原始群体的面貌，从而出现新的变异，有利基因的积累和基因累加作用.例如，美国对波尔白玉米未经过选择的原始群体进行含油量和蛋白质含量的连续70年正向(高)和负向(低)选择，结果后代的高含油量由原群体的4.7%提高到16.6%，低含油量则降为0.7%，分别是原始群体的354%和14.9%；高蛋白质含量由原群体的10.9%提高到26.6%，低蛋白质含量降至4.4%，分别是原始群体的244%和40%。所以从这个意义上讲，定向选择具有创新作用。

三.选择的基本遗传原理1.变异、遗传和选择的关系变异是选择的基础遗传是选择的保证选择促进变异向有利的方向发展

2.变异的类型天然杂交基因突变染色体变异剩余变异自然变异人工变异变异选择人工选择自然选择3.选择的种类四、品种自然变异现象和产生的原因1.自然变异现象具有一定稳定性的品种，随着条件的改变或自然杂交，突变等原因，不断出现新的类型，即自然变异。原来的品种则形成一个混杂的群体。

2.自然变异的原因有两方面：即内因和外因.

内因：主要是生物内部遗传物质的变化，包括以下几方面：

①是自然异交，引起基因重组，出现新的性状.

②是基因突变，在某些基因位点上发生一系列变异.

③是染色体畸变，即染色体数目上或结构上发生变异.

④是遗传基础的微小差异在种植过程中积累，发展为明显的变异.⑤是品种本身剩余变异的存在造成的。有些数量性状的遗传基础未达到真正纯合的程度。外因：①自然条件的影响特别是引种异地品种时，由于环境条件变化较大，品种的变异往往更为迅速和明显(生态显性).

②栽培条件的影响。第三节选择育种的程序与基本方法一、选择育种的程序

1.选择优良变异株(穗，铃)根据育种目标和选株的性状标准，选择优良单株(穗，铃)。收获后进行室内考种，复选，淘汰性状不良的单株(穗，铃)，当选单株(穗，铃)分别装袋，编号贮藏。选择以田间为主，室内为辅.

2.株(穗，铃)行试验将上年入选的单株(穗，铃)分别种成株行(穗行，铃行)，也称系统。每隔若干行种1行原品种作为对照。在关键时期如苗期，开花或出穗期，发病严重期，成熟前等时期进行观察鉴定，严格选优，慎重汰劣，这是系统育种的关键。入选的株(穗，铃)行主要性状表现一致，再经室内考种进行复选，保留几个，十几个，最多几十个优良株(穗，铃)行，其余淘汰。入选的各成为一个品系，下年参加品系比较试验。个别表现优异但尚有分离的株(株，铃)行可继续选择优良单株(株，铃)，下年仍参加株(穗，铃)行试验.即采用多次单株选择法育成品种。3.品系比较试验把上年当选的优良品系种成小区进行比较试验.试验设计可采用随机区组法，重复3次，以提高试验的准确性。品系多时也可以采用顺序法排列.试验的环境条件应与大田生产条件接近，保证试验的代表性。品系比较试验一般进行两年。在第二年品系比较试验的同时，应加速繁殖种子，以便进行生产试验.根据田间观察评定和室内考种，选出较对照显著优越的品系1-2个，参加区域试验，与其他单位选育的新品共同试验评比。4.区城试验和生产试验在不同的自然区域进行区域试验，测定新品系的利用价值，适应性和适宜推广的地区，并在接近大田生产条件的较大面积上进行生产试验，对新品系进行客观的鉴定.5.品种审定与推广

在区域试验和生产试验中表现优异，产量，品质和抗性及生育期等符合推广条件的新品种，可定名并报请品种审定委员会审定，审定合格并被批准后，并有计划地组织示范和推广.

二.选择育种的基本方法

1.单株选择法根据育种目标从原始群体中选择优良个体，分别收获、脱粒、贮藏、播种。选择的基本方法一次单株选择：多用于自花、常异花作物品种改良和良种繁育，异花授粉作物自交系的保纯。多次单株选择：用于自花、常异花作物杂交后代的选择单株选择①优点A.可以对所选优株的基因型进行鉴定，消除环境饰变引起的误差，提高选择效率。此法是以个体当代(单株，穗)及其后代(株行或穗行)的表现作为鉴定，比较和选择的依据，所选的不良单株后裔可以最大限度地剔除.B.

多次单株选择法可以定向积累变异，从而有可能选出超过原始群体内最优良单株的新品种(即优中选优，不断选优)。在选择的经济性状与植物的生物学性状之间有矛盾时，利用单株选择法可以得到我们所需要的优良后代，使选择效果大大提高。

②缺点

费工费时。需专门设立圃地，异花授粉植物需要隔离。

B.异花授粉植物多次隔离授粉易引起生活力衰退。

C.选择一次留种量有限，选出优系后难以迅速应用于生产。

2.混合选择法

从品种群体中，按照育种目标，把成熟期、产量性状和外部形态较一致的优良个体选出来，混合脱粒，下一年混合播种，与原品种和对照品种进行比较。混合选择一次混合选择：自花作物提高纯度、选择新品种多次混合选择：异花、常异花物提高纯度、选育新品种集团混合选择：异花、常异花作物选育新品种改良混合选择：选育新品种①优点A.简便易行，省时省力。不需要很多土地，劳力及专设的实验圃地就能迅速地从混杂群体中分离出优良类型，在较短时间内能获得较多的繁殖材料，便于及早推广。

B.对混杂严重的农家品种也可提纯良种。C.混合选择时不同单株间可以自由授粉，可以保持丰富的遗传特性，故不会造成生活力衰退。

②缺点

混繁不能鉴别每一个体基因型的优劣，这就使由于环境条件优越而性状表现突出的单株选留下来，但其基因型并非优良，从而降低了选择效果。3.两种方法比较

（1）混合选择①方法简单，省工，收效快，可以很快获得大量种子供生产力利用。②不能鉴定个体的后代表现，选择效果较差。③对于异花、常异花授粉作物可保持群体一定程度的异质性，不会导致遗传基础贫乏，引起生活力衰退。（2）单株选择①方法麻烦，费工，要求技术比较严格。②选择比较准确，可靠，效果好。③后代群体性状趋于一致。第四节选择育种的主要技术环节1.选择对象从生产上大面积栽培的品种中进行选择最为有效.这类品种具有较多的优良性状，产量较高，品质较好，适应性较强。实行优中选优，以保持和提高其优良性状，克服其不良性状，最容易见效。而且大面积栽培的品种，长期种植在不同的生态条件下，会发生多种多样的变异，为选择提供了丰富的材料，容易选出更好的品种。

杂交育成的品种、外地引进品种，也是系统育种的好材料。

2.选择标准在保持原品种综合性状优良的基础上，克服原品种存在的主要缺点。区分选择育种的选株与良种繁育的选株选择育种的选株：主要选择新类型。良种繁育的选株：符合原品种典型性状。除了根据育种目标之外，在选择实践中还要注意以下要求：

第一，选择目标性状。选择时要根据品种优缺点和当地生产的需要，明确哪些优良性状是要保持和提高的，哪些不良性状是必须克服的。第二，选择突出的新性状。

对于一些既定目标中没有包括的优良变异性状如抗病性，抗虫性等，也要严加保留。这一点要经常注意。

第三，综合性状。

选择育种时要在综合性状优良的基础上，重点克服原品种存在的个别缺点。忽视综合性状只突出单一性状的选择，不会选育出有推广价值的优良品种。3.根据植物遗传育种的基础理论研究成果指导选择

多方面的原因都可能影响选择效果，但从群体遗传学角度分析，影响选择效果的主要因素有：

(1)性状变异的幅度

(2)性状遗传力的大小

A

遗传力(Heritability)：是亲代性状值传递给后代的能力大小。

(1)广义遗传力(HB2)：基因型方差(VG)占表现型方差(Vp)的百分率.

在基因型方差中，由基因互作产生的显性方差及上位方差是不固定的，故有：

(2)狭义遗传力(HN2)：基因加性方差(VA)占表现型方差的百分率.

B遗传力与选择效果

一般而言：遗传力大的性状选择效果好，可以早代选择。如株高，花瓣颜色，籽粒大小。而遗传力小的性状选择效果差，宜晚代选择。如产量，品质性状。

因此，比较理想的供选群体，应该是分布比较集中，地势，土质，栽培条件等比较均匀一致。就不同性状来说，遗传力的相对差异也相当大，对遗传力较大的性状进行选择其选择效果较大。C选择差和入选率由选择所引起的群体平均值的变化，还取决于对群体施加的选择压力，一般用选择差来表示。

当对某一数量性状进行选择时，入选群体的平均值与原始群体平均值产生离差，把这种离差称为选择差。例如，某一大豆群体的平均株高为90cm，从其中选高杆单株100株，其后代群体的平均株高为100cm，则其选择差为100-90=10cm。选择差的大小取决于两个因素，即标准差和入选率。

在入选率相同的情况下，标准差愈大则选择差愈大。

入选率与选择差的关系是入选率愈低则选择差愈大，反之选择差愈小。

因此，在育种实践中常常通过压低入选率来加大选择差，从而提高选择效果。

群体越大，数量越多，成功可能性越大。选株数量的多少主要取决于两方面：4.选择群体的大小和选株的数量①选择对象的变异程度②选择者对品种的特征特性的熟悉程度和观察鉴别能力关于选择群体的大小和选株数量，总的原则是由多到少，由粗到精，逐步挑选优株优系。

系统育种是建立在自然变异的基础上，出现可遗传变异的频率不高，而出现优良变异的机率更小，为增加选择优良变异株的可能性，供选择的群体应尽可能的大，并从中选择尽可能多的单株。一般说来，在改良品种时，选择的群体愈大，选株的数量愈多，成功的可能性也愈大。但经验丰富的育种家，对作物品种的习性和性状具有敏锐的鉴别能力，常在田间选择为数不多的个别优异单株或单穗，单独繁殖比较。如广东洪春利、洪群英在南特16号稻田中只选出两株矮秆稻，繁殖观察后育成了矮脚南特；河南龚文生在白大麦田中选出早熟、秆粗、穗大的一株三穗麦株，育成了内乡36号.

5.选择条件和时间

条件要均匀一致，保持良好的生产条件，以避免环境因素的干扰。选择时，要区分遗传变异和环境变异环境因素引起的变异是连续的，遗传因素引起的变异是不连续的。选择时间：多看精选，在性状表现最突出的时期，重点观察、选择。6.选择的技术

系统育种是优中选优，选株要在保持原品种优良特点并且栽培条件较好的种子田、丰产田和生产大田中进行，土壤肥力要均匀，前茬和耕作一致，施肥和栽培管理相同，以保证选株在均匀一致的生长条件下进行，正确地鉴别优劣，选到真正的优良材料。

选择单株和系统时，要多看精选，分段观察，多次选择。

综合上述选择措施，有如下一些特点：

第一，认真地，经常地到田间观察，以田间选择为主。只有与邻近植株或照种比较，才易辨别优劣，选出优良植株和系统。

第二，针对当前品种的缺点和育种目标为主攻方向进行选择。

第三，选择的关键是少而准。分期、分批进行筛选，选优少，汰劣多，由多到少，由粗至精，在不同阶段对材料进行全面观察，就能选得准。第四节鉴定的方法一、鉴定的作用与原则二、鉴定的一般方法三、性状鉴定的一般记载方法

一、鉴定的作用与原则鉴定：在育种过程中，利用科学的方法，对育种材料所表现的特征、特性进行客观而准确的评定。鉴定的原则：客观、准确、高效鉴定的作用：识别育种材料优劣的重要手段

育种材料选优去劣的依据要使鉴定结果准确可靠要做到以下三点：1.试验条件一致2.设置对照3.取样要准确根据鉴定所