杂种优势育种课件

杂种优势育种2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种2杂种优势育种的概念与利用价值杂种优势育种的一般程序杂交种子的生产雄性不育系的选育利用自交不亲和系的选育与利用2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种3杂种优势育种的概念与利用价值概念产生原因度量方法杂种优势的表现及利用配合力的测定BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种4杂种优势自交衰退两个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1植株在生活力、生长势、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象概念异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象杂交显性自交隐性同一遗传效应BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种5产生原因显性假说（dominancehypothesis）超显性假说（overdominancehypothesis）上位性与杂种优势基因组互补与杂种优势基因多态性与杂种优势基因网络系统与杂种优势BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种6观点：优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间这些显性效应的累积作用DAAbbccDdaaBBCCdAbcDdaBCDAAbbccDdaaBBCCdP1P2F1P1P2BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种7观点：优势来源于等位基因间的互作，基因间无显、隐关系。Aa＞AA和aa若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么a1a2a1a3a1a4…...anan-1＞a1a1a2a2a3a3…...ananBN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种8观点：优势来源于非等位基因间的互作，即基因位点间非加性遗传效应。BNDAAbbccDdaaBBCCdAbcDdaBCDAAbbccDdaaBBCCdP1P2F1P1P22023/6/10园艺育种学－杂种优势育种9杂种优势的度量中亲优势（mid-parentheterosis）超亲优势（over-parentheterosis）超标优势（over-standareheterosis）杂种优势指数（indexofheterosis）Hm=(F1-MP)/MP100%Hp=(F1-Ph)/Ph100%Hs=(F1-CK)/CK100%Hi=F1/MP100%注：MP=(P1+P2)/2离中优势H=2(F1-MP)/(P1－P2）

100%BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种10优势育种与杂交育种的比较相同点相异点基本原理和采用的手段相同杂种1、所利用的遗传效应不同优势育种杂交育种加性效应显性效应上位性效应部分2、育种程序不同先纯后杂先杂后纯3、制种方法不同程序繁杂，成本高方法简便，成本低BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种11杂种优势的表现及利用杂种优势的表现特点类型相对性杂种优势的利用价值和方式利用价值的评价影响杂种种子成本的主要因素杂种优势的早期预测与固定杂种产生的经济效益VS生产杂种种子的成本生产用种量和繁殖系数；去雄、授粉的劳动成本营养型生殖型

适应性2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种12杂种优势的早期预测与固定早期预测群体遗传学方法生理遗传学方法分子遗传学方法固定双二倍体法无性繁殖法二倍体无融合生殖法平衡致死法BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种13生理遗传学方法线粒体、叶绿体和匀浆互补法酵母培养法同工酶和酶活性法酵母P1P2≈P1

＋P2F1≈＜杂种谱带类型（与双亲相比）无差别型互补型杂种型单一亲本型BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种14BNRFLP(restrictionfragmentLengthPolymorphism)RAPD(RandomAmplifiedPolymorphicDNA)分子遗传学测定作物遗传差异的手段亲本的遗传差异测定杂种优势2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种15配合力的测定配合力的概念配合力与育种的关系配合力的测定方法BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种16配合力的概念一般配合力特殊配合力又称组合力，是衡量亲本系在其所配的F1中某种性状的好坏与强弱的指标。指某一亲本系与其他亲本系所配的几个F1某种性状平均值与该试验全部F1的总平均值相比的差值。指某特定组合的某性状的实测值与据双亲一般配合力算得的理论值的离差。图解与实例g.c.as.c.aBN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种17SC3=Xc3-u-gc-

g3=11.6-10.6-0.3-0.1=0.610.211.010.610.810.110.09.69.89.212.011.610.810.610.311.111.510.79.910.910.910.010.910.710.710.6平均平均g.c.a0.1-0.70.30.3g.c.a-0.60.30.10.12134ABCD某亲本组合的性状调查值BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种18配合力与育种的关系深入理解各种遗传效应配合力－遗传效应－育种途径加性效应非加性效应显性效应超显性效应上位性效应g.c.a－加性效应－杂交育种s.c.a－非加性效应－优势育种BNnewnew2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种19加性效应一个个体的遗传组成所固有的遗传信息，它所含的基因位点数是一定的，能稳定地传递给后代。也就是说各位点的基因各自所控制的遗传效应是相对独立地传递到下一代中的，在后代中它们表现为简单的相加关系。AabBccABcAbcaBcabc即无论是A、a、B还是b，它们传递到下一代基本不会改变，A还是A，无论亲本间发生杂交与否，它本身所含的遗传信息不变。所有这些效应的积加构成加性效应。亲本携带的优良基因多，它与其它个体配组产生的优良性状也就多，表现为一般配合力好。加性效应决定g.c.a的优劣2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种20aabBCc非加性效应显性效应超显性效应上位性效应AAbbccaabBcc等位基因间的“互作”效应非等位基因间的“互作”效应

。在各个不同的亲本个体中下述三种遗传效应在各种基因间发生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从而各亲本杂交所产生的后代在最终的性状表达上各不相同，即产生的优势不同，表现为各自配组的特殊配合力不同。同加性效应一起产生杂种优势BN等位基因间的“显－隐”效应虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在各自的位点上出现的机会不同，或者它们之间的关系表现的机会不同。决定s.c.a的优劣AaBBcc2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种21第三节杂交种子的生产

一、简易制种法二、利用苗期标记性状的的制种法三、利用化学去雄剂的制种法四、利用雄性不育系的制种法五、利用自交不亲和系的制种法六、利用雌性系的制种法七、利用雌株系的制种法BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种22杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概念化学去雄剂的种类化学去雄的机理制种方法返回2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种23杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概念它是不经人工去雄,选用某种化学药剂,在植株生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑制雄性器官,造成生理不育,以达到去雄的目的返回2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种24杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法所谓适宜的施用时期，是指能诱导最大的雄性不育度，而对雌蕊育性无影响或影响甚小，并不产生或极少产生其他不良效应的施用时期。制种方法返回选择适合的去雄剂；选择适宜的时期；选择浓度和剂量。2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种25杂交优势育种－利用雌性系的制种法概念雌性系的选育雌性系是指具有雌性基因，只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系。从国内外引进雌性系直接利用或转育；从以雌性系为母本的F1代杂种自交分离选育雌性系；用雌雄株与完全花株或雌全株杂交，可以从后代内分离出纯雌株，再经回交、诱雄、自交得到。继续2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种26杂交优势育种－利用雌性系的制种法制种方法雌性系的繁殖需在隔离区用赤霉素、硝酸银或硫代硫酸钠处理促使部分雌性株产生雄花，利用天然授粉，采收的种子供下一代母本之用。赤霉素（GA3）诱雄的有效浓度是1~1.5g/L；AgNO3为50~500mg/L，硫代硫酸钠为920mg/L。返回雌性系繁殖F1及父本的种子生产1：3－5：2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种27杂交优势育种－利用雌株系的制种法返回菠菜雌株系的选育是从优良品种群体中选择优良的纯雌株作母本，以该品种中优良的强雌两性株作父本杂交，其F1就是纯株系（纯雌株占95％以上）。利用雌株系的制种法下一节雌株系的获得制种方法基本方法同雌性系制种法，不同是雌株系的获得因植物不同而异。2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种28第四节雄性不育系的选育利用

一、雄性不育系的概念二、雄性不育系的选育三、利用雄性不育系制种的方法和步骤杂交优势育种－雄性不育系的选育利用BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种29杂交优势育种－雄性不育系的选育利用雄性不育性与雄性不育系雄性不育的表现形式雄性不育的遗传类型雄性不育系的利用价值返回2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种30杂交优势育种－雄性不育系的选育利用概念雄性不育性雄性不育系两性花植物中，雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象，称为雄性不育性。对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或A系。返回2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种31杂交优势育种－雄性不育系的选育利用表现形式雄蕊退化或变形花药异常雌雄蕊异长产雌性返回2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种32杂交优势育种－雄性不育系的选育利用遗传类型核不育型胞核不育型（Geneticmalesterility，简称GMS）（Cytoplasmic-genicmalesterility，简称CMS）返回细胞质不育型（cytoplasmicmalesterility）2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种33杂交优势育种－雄性不育系的选育利用利用价值省去了人工去雄提高杂种一代种子质量为一些因花器小，人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟了新途径返回上一级2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种34杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育1．原始雄性不育材料的获得和临时保存利用自然变异远缘杂交人工诱变自交和品种间杂交引种和选育获得2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种35杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育1．原始雄性不育材料的获得和临时保存无性繁殖人工自交隔离区内自由授粉两亲回交法临时保存2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种36用来给雄性不育系授粉，使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交系。用来给雄性不育系授粉，使每个后代植株继续保持着雄性不育特性的纯合自交系。杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育2．CMS系的选育和利用雄性不育系（简称不育系或A系）是指具有雄性不育的特性且能稳定遗传的纯合系统。雄性不育保持系（简称保持系或B系）雄性不育恢复系（简称恢复系或C系）2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种37不育系和保持系的选育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育选育保持系常用的方法有测交筛选保持系和人工合成保持系两种。测交筛选保持系的程序是在获得原始雄性不育株的品种群体或其他品种群体中，选择若干经济性状良好的植株，分别作两种交配，一是测交，测定各个父本株对雄性不育性的保持能力，二是各个父本株自交，繁殖后代2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种38

父本母本（育性分离，淘汰）杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育父本株（S0代）原始不育株

S(msms)F（msms）（1）（3）（2）F（MsMs）S（MsMs）1S（MsMs）∶2S(Msms)∶1S(msms)

(1)S(msms)全是不育株（该F1为雄性不育系。父本为保持系）。（3）1S(Msms)∶1S(msms)育性分离织(继续筛选）（2）S(Msms)全部是可育株的组合（淘汰）

图6-4测交筛选保持系示意图S1代群体F（msms）（保持系）F（MsMs）S（MsMs）(BC1代)S(msms)不育系F(msms)保持系S(Msms)全可育F(MsMs)

全可育全可育育性分离×S1全可育S(msms)×F(msms)S(msms)×F(MsMs)S(msms)×F(Msms)F（Msms）S（Msms）人工合成保持系N2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种39雄性不育系的转育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用转育通常的转育方法有直接转育法和间接转育法两种。CMS系的利用图继续2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种40杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育S(msms)

×

F(msms)甲品种不育系S(msms)×乙品种测交筛选F(msms)S(msms)乙品种A系F(msms)乙品种B系饱和回交图6-6CMS系直接转育示意图返回2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种413．GMS的选育和利用杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育GMS与两用系的概念GMS系的选育将受一对隐性核基因支配的GMS经选育可获得一个既作不育系用又作保持系用的稳定遗传的系统。由一对核基因决定的雄性不育性，其基因型为msms。两用系的选育就是把同一品种中的不育株msms和杂合可育株Msms筛选出来。再进行多代兄妹交即可。图2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种42杂交优势育种－雄性不育系的选育利用选育原始不育株msms1msms:1MsMs:2Msms全可育淘汰育性分离

50％不育株50％可育株

msms×Msms1msms∶1Msms两用系多代兄妹交××图6－7GMS系选育示意图同品种可育株MsMsMsms全部可育Msms育性分离

50％不育株50％可育株返回×多代兄妹交1msms∶1Msms两用系msms×Msms2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种43配合力的测定方法顶交法不等配组法半轮配法测验种亲本测验者X1X2X3X4优点缺点适用情况优点缺点适用情况3241231X12X13X14X23X24X344BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种44雌雄异株异花授粉植物雌雄同株异花授粉植物雌雄同花自花授粉植物雌雄同花异花授粉植物隔离区制种区混播间行播种1：3隔离BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种45利用苗期标记性状制种法苗期标记性状概念要求双亲特点制种方法在幼苗期用来区别真假杂种的隐性性状1、稳定遗传的隐性质量性状2、必须在苗期出现3、极易目测辨认隐显播种后及时拔除具隐性性状的假杂种BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种46人工合成保持系父本株（S0代）原始不育株

S(msms)（1）S（MsMs）S1代群体S（MsMs）×（1）（育性分离，淘汰）1S（MsMs）∶2S(Msms)∶1S(msms)

S（Msms）（2）F（MsMs）F（MsMs）×S（MsMs）S(Msms)S（MsMs）S（Msms）S（Msms）S（msms）(1)S(Msms)(2)S(Msms)F（MsMs）×F（MsMs）F（Msms）S（Msms）S（Msms）S（msms）1S（msms）∶2S(Msms)∶1S(MsMs)1S（msms）∶2S(Msms)∶1S(MsMs)S(msms)不育系S(Msms)1S(Msms)∶1S(msms)F(msms)保持系F（MsMs）1F（msms）∶2F(Msms)∶1F(MsMs)S（MsMs）S（Msms）S（msms）全可育全可育S（MsMs）BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种47自交系配合力的测定配组方式的确定优良自交系的选育杂种优势育种的一般程序BN优势育种与杂交育种的比较2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种48概念评价选育自交系的一般方法“三高”、“两抗”、“一优”选育自交系的理由优良自交系的选育BN轮回选择法选育自交系2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种49BN选育自交系的理由教你读书自交系选育的理论依据P128多代不利性状AaBbccAAbbCcaABBccaabbCc不同自交系遗传组成不同纯合AABBccAAbbCCAABBccaabbCCS1S2S3S4正因为基因型纯合：F1才会整齐一致；性状间的互补才会明显杂种优势2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种50选育自交系的一般方法原始材料的优株的选择与自交逐代自交选择淘汰搜集鉴定选择我单果重高我抗病性强还适密植条件：丰产性好招聘广告满足条件者请速来报名

我们合作会更强这样的成员我有上几个就可以了，不必太多BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种51BN原始群体cs根据配合力测定结果淘汰S1株系S1据经济性状优劣选优系，优系中选优株S2针对经济性状，生活力选优株同时要注意特殊优株的选择S3开始注意定向选择，以利优良性状的稳定纯合S4-S6可育成优良的自交系S02023/6/10园艺育种学－杂种优势育种52BN轮回选择法单轮回选择法配合力轮回选择法交互轮回选择法2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种53单轮回选择法第一个周期第二个周期选优株自交混合留种系间互交BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种54杂交组合方式的确定配组的确定亲本选择选配的原则杂交组合方式的确定双亲的一般配合力高，特殊配合力高双亲性状优良，互补双亲亲缘关系差异适当双亲自身产量高，花期相近单交种双交种三交种BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种55CCCCC图例第一个周期SCSCSCSCSCG1G2G3CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCSSS第二个周期BN选优株2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种56A0群体B0群体Y1Y1测验交交互轮回选择法对入选优株同时进行BxA0A1测验交AxB0B1Y2Y2F1F1F1F1BNY3Y3入选株系间互交A2群体B2群体CMS两区三系制种法杂交一代制种区不育系繁殖区×杂种一代种子恢复系不育系保持系×不育系种子恢复系种子部分保持系种子部分保持系种子部分×不育系种子恢复系种子部分×××杂种一代种子BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种582023/6/10园艺育种学－杂种优势育种59自交不亲和系的选育和利用自交不亲和系自交不亲和性的遗传和生理机制选育自交不亲和系的方法利用自交不亲和系制种的方法自交不亲和系的繁殖BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种60自交不亲和系概念意义指两性花植物，雌雄性器官正常，在不同基因型的株间授粉能正常结籽，但是花期自交不能结籽或结籽率极低的特性自交不亲和性self-incompatibility自交不亲和系通过连续多代自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种61自交不亲和性的类型和遗传机制自交不亲和性异型SI同型SI二形三形配子体孢子体孢子体-配子体型报春花科、荞麦千屈菜科单基因单基因梧桐科可可双基因多基因茄科、豆科禾本科毛莨科多基因十字花科、菊科十字花科芝麻菜自交不亲和性生理机制BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种62异型不亲和示意图-------二形花柱BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种63异型不亲和示意图-------三形花柱BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种64配子体自交不亲和性Ss雌蕊花粉Ss1、存在相同基因和雌配子体具有不同S基因的花粉为亲和花粉反之，为不亲和花粉纯x杂2、无相同基因纯x纯、杂x杂完全相同部分相同完全不同完全不亲和部分亲和完全亲和S1S1XS1S1S1S2XS1S2S1S1xS1S2S1S1XS2S2S1S1XS2S3BN2023/6/10园艺育种学－杂种优势育种65孢子体自交不亲和性亲和与否取决于产生花粉的个体携带的S基因是否相同BNSsSsSxSySxSxSySyISx<SySx<SySxSxSySySxSyIIISx>