第七章远缘杂交育种详解

第七章远缘杂交育种详解演示文稿本文档共48页；当前第1页；编辑于星期六\9点31分优选第七章远缘杂交育种本文档共48页；当前第2页；编辑于星期六\9点31分

教学基本内容

第一节远缘杂交育种的重要性

第二节远缘杂交的困难及其克服方法

一、远缘杂交的不亲和性及其克服方法

二、远缘杂种夭亡、不育及其克服方法

第三节、远缘杂种后代的分离与选择

一、远缘杂种后代性状分离的特点

二、远缘杂种后代分离的控制

三、远缘杂交育种技术本文档共48页；当前第3页；编辑于星期六\9点31分

通常将植物分类学上不同种（species）、属（genus）或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交称远缘杂交（widecross或distanthybridization），所产生的杂交种称远缘杂种。本文档共48页；当前第4页；编辑于星期六\9点31分远缘杂交又可分为种间杂交、亚种间杂交、属间杂交、科间杂交甚至亲缘关系更远的物种间的杂交，种内不同类型或亚种间杂交又称亚远缘杂交。本文档共48页；当前第5页；编辑于星期六\9点31分第一节远缘杂交育种的重要性

本文档共48页；当前第6页；编辑于星期六\9点31分一、培育新品种和种质系

远缘杂交可以在一定程度上打破物种间的界限，人为地促进不同物种间基因的渐渗和交流，将异种（属）植物的有利性状引入栽培品种，从而把不同生物中所具有的独特的特征、特性结合于同一个个体，从而创造出新的品种，这是农作物品种改良的重要途径之一。本文档共48页；当前第7页；编辑于星期六\9点31分

野生马铃薯（抗晚疫病）×栽培种

↓

抗晚疫病的品种

本文档共48页；当前第8页；编辑于星期六\9点31分普通小麦（2n=42）×中间偃麦草（2n=42）

↓

F1（自交、自由授粉或回交）

-----------------------------------------------------

↓↓↓

小麦类型----×小麦-------×---------中间类型偏草类型（淘汰）

↓↓↓↓

小偃1号新曙光6号新曙光8号远中1异附加系

龙麦1号新曙光9号远中2↘

龙麦2号姊妹系远中3异源非完全

龙麦3号远中4双二倍体（2n=56）

远中5↗

图7-1普通小麦×中间偃麦草育种程序示意图

本文档共48页；当前第9页；编辑于星期六\9点31分二、创造新作物类型

通过导入不同种、属的染色体组，可以创造新作物、新物种。如著名的八倍体小黑麦、六倍体小黑麦。

本文档共48页；当前第10页；编辑于星期六\9点31分三、创造异染色体系

通过不同物种之间的杂交，可以导入异源染色体或片段，创造出异附加系（alien-additionline）、异替换系（aliensubstitutionline）和易位系（translocationline），用以改良现有的品种。本文档共48页；当前第11页；编辑于星期六\9点31分

异附加系（alienadditionline）是指某物种染色体组型的基础上，增加一对或两对其他物种的染色体，从然形成一个具有另一物种特性的新类型。本文档共48页；当前第12页；编辑于星期六\9点31分异附加系的染色体数目不稳定，育性减退，也往往伴有不良的遗传性状，并且性状的遗传也不稳定，在缺乏严格选择的情况下，几代后往往恢复到二倍体状况，所以一般不直接用于生产，但这是创造异替换系的桥梁。本文档共48页；当前第13页；编辑于星期六\9点31分普通小麦的黑麦附加系AABBDD+2(1R，2R，3R，4R，5R，6R，7R)AABBDD 1 2 3 4 5 6 7AABBDD 1 2 3 4 5 6 72RR本文档共48页；当前第14页；编辑于星期六\9点31分

异替换系（aliensubstitutionline）是指某物种的一对或几对染色体被另一物种的一对或几对染色体所取代而成为一新类型。如蓝粒小麦是普通小麦4D染色体被长穗偃麦草4E染色体所替换而成的异替换系。本文档共48页；当前第15页；编辑于星期六\9点31分

易位系（translocationline）是指某物种的一段染色体和另一物种的相应染色体的片段发生交换后，基因连锁群也随之发生改变外而产生的新类型。如小麦T-47易位系，小偃6号等。

本文档共48页；当前第16页；编辑于星期六\9点31分AABBDD 1 2 3 4 5 6 7AABBDD2RR 1 2 3 4 5 6 7CompleteSubstituted(ReferencetoDgenome)异代换系和易位系本文档共48页；当前第17页；编辑于星期六\9点31分利用这些材料，可以把人们所需要的野生种的个别染色体或其片段所控制的优良性状转移到栽培品种中去，并避免异种（属）其它染色体不良性状的影响，在育种上有重要的实用意义。本文档共48页；当前第18页；编辑于星期六\9点31分四、诱导单倍体本文档共48页；当前第19页；编辑于星期六\9点31分五、利用杂种优势本文档共48页；当前第20页；编辑于星期六\9点31分六、研究生物的进化本文档共48页；当前第21页；编辑于星期六\9点31分二倍体种（2X=14）野生一粒小麦×拟斯卑尔脱山羊草

(AA)↓(BB)

(AB)

↓染色体加倍

四倍体种（2X=28）野生二粒小麦×粗山羊草

(AABB)↓(DD)

(ABD)

↓染色体加倍

六倍体种（2X=42）普通小麦

（AABBDD）

图小麦可能的进化途径本文档共48页；当前第22页；编辑于星期六\9点31分本文档共48页；当前第23页；编辑于星期六\9点31分随着生物技术的发展和在品种之间杂交难以完全满足育种目标要求的情况下，远缘杂交越来越被广泛应用，并成为各项育种技术相互渗透的结合点。本文档共48页；当前第24页；编辑于星期六\9点31分实践表明：要使育种工作有所突破，必须打破物种间的界限，通过远缘杂交，充分利用野生种质资源或其它物种资源中所蕴藏的独特特征、特性，扩大基因重组和染色体间相互关系变化的范围，创造出更加丰富的变异类型。本文档共48页；当前第25页；编辑于星期六\9点31分第二节远缘杂交的困难及其克服方法

本文档共48页；当前第26页；编辑于星期六\9点31分

一、远缘杂交的不亲和性及其克服方法

远缘杂交中遇到的第一个问题是远缘杂交后，雌雄配子不能受精结合形成合子，即远缘杂交的不亲和性，或不可交配性。

本文档共48页；当前第27页；编辑于星期六\9点31分（一）远缘杂交不亲和性的原因

远缘杂交的不亲和性是因为自然界的各种生物类型都是在长期的系统发育过程中形成的独立的生存单位，为保持各物种的独立性，一般都存在种间的生殖隔离（sexualisolation），其具体原因有：本文档共48页；当前第28页；编辑于星期六\9点31分1、双亲受精因素的差异即亲缘关系较远的两亲性因素在结构上、生理上的差异，不能完成正常的受精作用。

本文档共48页；当前第29页；编辑于星期六\9点31分2、双亲基因组成的差异远缘杂交的亲和性与双亲基因组成有关。研究表明，小麦在5B和5A染色体上分别载有显性的Kr1Kr2基因，可阻止小麦与黑麦、小麦与球茎大麦的可交配性（crossability）。本文档共48页；当前第30页；编辑于星期六\9点31分但是“中国春”小麦的这两个位点上分别载有隐性的等位基因kr1和kr2，因而易于与黑麦和球茎大麦杂交。

本文档共48页；当前第31页；编辑于星期六\9点31分（二）克服远缘杂交不亲和性的方法

本文档共48页；当前第32页；编辑于星期六\9点31分1.亲本选择与组配同种植物不同的变种或品种，由于其细胞、遗传生理等的差异，会影响接受另一种花粉进行受精的能力，即配子间的亲和力有很大差异。所以，为了提高远缘杂交的成功率，必须注意亲本的选配。

本文档共48页；当前第33页；编辑于星期六\9点31分（1）当栽培种与野生种杂交时，应以栽培种为母本；

（2）在染色体数目不同的远缘杂交中，应以染色体数目多的作母本；

（3）以品种间杂种为母本的效果好；

（4）广泛测交，选择适当亲本组配，并注意细胞质的作用。本文档共48页；当前第34页；编辑于星期六\9点31分2.染色体预先加倍法在用染色体数目不同的亲本杂交时，先将染色体数目少的亲本人工加倍后再杂交，可提高结实率。本文档共48页；当前第35页；编辑于星期六\9点31分3.桥梁（媒介）法如果两个亲本（物种）直接杂交有困难时，可先通过第三者作为桥梁，以亲本之一与桥梁亲本杂交，再与另一亲本杂交可获得成功。本文档共48页；当前第36页；编辑于星期六\9点31分4.采用特殊的授粉方法

（1）用混合花粉授粉

（2）重复授粉

（3）提前或延迟授粉

（4）射线处理法本文档共48页；当前第37页；编辑于星期六\9点31分5.外源植物激素处理

雌、雄性器官中某些生理活性物质如GA3、IAA、NAA等含量的多少也会影响受精过程。因此在花器上补施某些植物激素等，有可能促进异种花粉的受精过程及杂种胚的分化发育。本文档共48页；当前第38页；编辑于星期六\9点31分6.植物组织培养

随着组织培养技术等生物技术的不断发展，已创造出一些可用来克服远缘杂交不亲和性的方法：本文档共48页；当前第39页；编辑于星期六\9点31分

（1）柱头手术

（2）子房受精

（3）试管受精

（4）体细胞融合本文档共48页；当前第40页；编辑于星期六\9点31分二、远缘杂种夭亡、不育及其克服方法本文档共48页；当前第41页；编辑于星期六\9点31分（一）远缘杂种的夭亡和不育表现

1、远缘杂种的夭亡和不育表现不同种、属植物间杂交，有时虽能完成受精作用，形成合子，但受精不完全，主要有：本文档共48页；当前第42页；编辑于星期六\9点31分①、精子能与卵核结合，但不能与极核结合形成胚乳，或胚乳发育不正常，胚和胚乳发育不同步等，因而不能获得杂交种子；

②、有的虽形成种子，由于胚、胚乳和母体组织间不协调，所形成皱缩的种子不能发芽或发芽后幼苗在生