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1、作物育种学各论第一章 水稻育种,第五节 水稻杂交育种,中国的水稻育种，从20年代到40年代末主要采用纯系育种法（或系统育种），建国后杂交育种逐步成为水稻育种的主要手段。年推广面积达100万亩以上的品种、组合个数（%）：,第五节 水稻杂交育种,一、品种间杂交育种与籼粳亚种间 杂交育种的特点二、杂交亲本的选配三、杂种后代的性状选择四、育种程序与杂种后代群体的规模五、增代和缩短育种年限,一、品种间杂交育种与籼粳亚种间 杂交育种的特点,1、品种间杂交育种的主要特点（1）杂交亲本间一般不存在生殖隔离，杂种世代结实率与亲代相似。（2）亲本间的性状配合较易，杂交性状稳定较快，育成品种的周期较短。（3）利用回
2、交或复交和选择鉴定，较易累加多种优良基因，育成综合性状优良的品种。,2、籼粳亚种间杂交育种的主要特点,与种间杂交相比，籼粳杂交较易获得杂交种。与品种间杂种相比，籼粳杂种常表现以下特点：植株高大、穗大粒多、发芽势强、分蘖势强、茎粗抗倒、根系发达、再生力及抗逆力强等优良性状；但易出现结实率偏低、生育期偏长、植株偏高、较易落粒、不易稳定等不良性状。,籼粳亚种间杂交育种的主要特点：（1）籼粳之间一般存在生殖隔离，杂种F1结实不正常。（2）籼粳间具有许多可以互补的优良性状，F1表现强大的亚种间营养生长优势，但性状配合较难，杂种后代性状稳定较慢，育成品种的周期长而难度高。（3）必须利用回交、复交或者利用广
3、亲和品种架桥，来解决杂种后代不育和性状难以稳定的问题，并需扩大杂种后代的群体，加强选择压。虽然难度较大，但可能育成结合了籼粳有利基因的突破性品种。,二、杂交亲本的选配,一个育种单位应当选定几个当地推广的优良品种或一般配合力好的品种作为核心亲本，并要有几套具有不同目标性状的常用亲本，同时注意引进新的种质资源，扩大拥有的遗传材料数目，根据一定的育种目标制定周密的配组方案。,亲本选配通常遵循以下原则：（1）杂交亲本双方必须具有较多的优点，较少的缺点，且双亲的优缺点互补，不能有共同缺点。亲本间优缺点互补，是指亲本间若干优良性状综合起来应能够满足育种目标的要求，一方的优点能在很大程度上克服对方的缺点。两
4、个亲本的缺点应尽可能少一些，不能有共同的缺点，这是一条重要的经验与原则。,例：60年代育成的矮杆良种珍珠矮11号（P22）矮仔占4号 惠阳珍珠早 珍珠矮11号半矮生 高杆 半矮生分带力强 分带力弱 分带力强耐肥抗倒 易倒伏 抗倒叶色深绿 叶色浅绿 叶色浅绿穗型小 穗较大 穗大粒多不抗病 不抗病 不抗病迟熟 早熟 中熟结实率高 结实性好,（2）亲本之一最好为适应当地条件的推广良种。使杂种后代具有较好的丰产性和适应性（稳产性）。如以推广良种桂朝2号作亲本育成的双桂1号、双桂36号，在南方稻区同样也得到广泛的推广。,（3）亲本具有良好的配合力不是所有优良品种都是优良亲本。例如珍珠矮和IR8都是优良性
5、状较多的丰产品种，但用其育成的品种很少，且丰产性和稳产性超不出这两个亲本。因此在考察亲本本身性状表现的基础上，还要考虑亲本的一般配合力。一般配合力是指某一亲本品种和其它若干品种杂交后，杂种后代某个数量性状上的平均表现。一般配合力好的材料具有将优良性状传递给后代的较高能力。但好的亲本必然是优良品种。例如台中在来1号。,（4）选用生态类型或亲缘关系或地理距离相差较大的品种配组。由于亲本的遗传基础差异大，杂交合代分离广，“易”于选出性状超越亲本和适应性比较强的新品种，但关键还要看亲本是否具有符合育种目标的性状，并能否传给后代（配合力，遗传率）。低脚鸟尖(台湾)Peta（印度）IR8,（5）亲本之一的
6、目标性状应有足够的强度 抗病虫可以提高品种的稳产性，减低农本，减少污染。因此抗病虫是主要的育种目标之一。选用的抗性亲本要求目标抗性要有足够的强度，即能够高抗（显，隐性均可）。杂交稻亲本的选用则需利用显性抗性，最好是完全显性的抗性基因。如IRRI育成的多抗品种IR28和IR29（姊妹系）抗5种病虫，抗性分别来源于5个亲本（P22）。,品质性状一般都不是单基因控制，甚至是数量性状，如直链淀粉含量，糊化温度，胶稠度，垩白等（香、糯除外），因此只要亲本选配得当，选育适合人们需要的优质品种不是太困难的，但如果杂交的双亲品质都较差，就很难想象能从后代中选出优质的品种来。因此优质亲本的选育也很重要。象牙2号
7、（云南）中国45（日本）广陵香糯,三、杂种后代的性状选择,（一）产量性状的选择 产量性状都为数量性状，但遗传力有强弱之分，粒重（包括粒型）的遗传力较高，早代选择效果也较好；而穗数、每穗粒数、产量的遗传力较低，早代选择效果较差，应随着世代增加逐步加强选择压。（二）农艺性状的选择 农艺性状与产量关系密切。水稻的抽穗期、株高等具有较高的遗传力，早代选择的效果较好。早代也应加强对株型等综合性状的选择。,（三）抗病虫性状的选择 抗病虫性多为质量性状，适于从F2代就在人工诱发或自然诱发下进行选择，选择应与产量性状及其他性状结合进行。（四）品质性状的选择 粒型、垩白、透明度等外观品质性状遗传力较高，可在早代
8、结合目测进行选择，蒸煮食用品质测定相对复杂，可在稳定成系时测定选择，如直链淀粉含量、胶稠度等理化指标，也可根据黏度测定仪、食味仪等仪器的测定结果筛选。评价食味的最好方法是品尝，但需种量多，评价烦琐，可在稳定后参试前进行。,四、育种程序与杂种后代群体的规模,（一）育种程序 系谱法 混合法 集团法 总论介绍 衍行系统方法 单粒传法 混合系谱法 组群筛选法,1、水稻系谱法选种的技术要点（1）F1 一般种植10株以上，但各组合的株数尽可能一样多，以增强可比性（环境条件一致），相应种植一些对照品种和杂交母本品种，以便根据育种目标淘汰有严重缺陷的组合和去除伪杂种。F1一般不作单株选择，在去杂的基础上，混收
9、种子。但如因亲本不纯，F1株间有差异，可以分类型收种或选单株留种。从F1开始必须对各杂交组合编排系统号。F1杂交种在浸种催芽和播种出苗期应细心管理，保证成苗率。,（2）F2（或复交、回交F1）F2是分离最严重的世代，群体要大。品种间杂交、双亲遗传差异（表型和系谱来看）和生态型差异较小的情况下，F2一般最好种植2000株左右；如果双亲遗传差异和生态差别较大或是亚种间杂交，F2群体可适当提高到500010000株。,F2是选择的关键世代，选择时主要要注意以下三点：A、从优良组合中选择优良单株，并继续淘汰不良组合。重点组合，变异丰富的组合可以多选；一般组合，变异贫乏的组合可少选。为了防止栽插时为重株
10、，每穴可只选主茎1穗。收后单穗单脱，并编系统号及下代行号。B、质量性状或遗传力较高的数量性状，早代选择效果较好，选择时可从严掌握。遗传力较低的数量性状早代选择效果较差，选择时可从宽掌握，可在F3以后加大选择强度。C、复交F1或回交F1也是分离世代。由于杂交种产生的第一代一般是尽苗栽，群体不大，如果在主要性状上分离不强烈，可混收种子；如果分离强烈，可按单株收获或按不同类型归类混收。来年按以上F2的要求种植复交F2或回交F2，按株收，群体可小些。,系谱法选种中，为了防止或减少由于严格选择而丢失优良类型，可采取以下两种方法：a、对优良组合、重点组合或变异丰富的组合可在选择单株的基础上，混收其余单株的
11、种子（淘汰劣株），将F3同F2的规格一样种植，在F3再选择1次。b、可将同一份F2种子一分为二，大部分保存，小部分种植，F2群体可减少到300500株，经第一次选择后，对有选择价值的组合可将保存种来年扩大群体种植，增加筛选面。其余较差的组合不再种植。这样既可防止或减少优良类型的丢失，又可减少工作量，提高土地利用率。,（3）F3以后的世代（通称选种圃）F3以上世代的各株系一般种植20100株（视土地面积允许情况而定），每隔数十（2050）小区加设对照品种（推广品种），以供比较和选择。F3以上的世代是由分离到逐步稳定的世代，选择时要注意以下4点：a.从F3开始除对质量性状进行选择外，要逐步加强对数
12、量性状，特别是产量性状的选择。从低世代至高世代，选择由松到严。b.选择时应首先选择组合，再在优良组合中选优良系统群，优良系统群中选优良系统，在优良系统中选优良株系，最后在优良株系中选择优良单株。c.在各世代中发现优良一致的株系，即升入第二年的鉴定圃。d、所有选择应田间目测综合评判为主，室内考种为辅。,（4）优良系统的鉴定（鉴定圃）选种圃中入选的优良一致的株系进入鉴定圃。参加鉴定的系统或株系可改称品系。每品系种植2厘地，可采用间比法（组合较多）或随机区组试验（组合较少，设重复），以生产推广种为对照，栽插规格与大田生产一致。比对照增产显著的可推荐参加省、市级区域试验。,2、组群筛选法的技术要点组群
13、筛选法是广东省农科院黄耀祥1977年提出的。是把“组合筛选”与“群体筛选”相结合运用的选育种方法。组群筛选法的基本思路是：通过大量配组，在众多的F1组合中筛选少数优良组合，根据F2的表现淘汰一批组合，经过两次组合筛选后，将群体筛选的重点放在少数几个重点组合上，扩大F2的群体和株选率，以防止优良类型的丢失，同时使F3有一定比例的稳定株系出现，缩短育种年限。,其要点是：（1）F1：对F1进行严格的组合筛选。从比较多的组合中根据表现优劣，选定作为F2第二次组合筛选及群体筛选的预选组合。（2）F2：根据各预选组合的综合表现，最后筛选出1至几个比较突出的组合，从中进行大量株选。一般每组合群体为30007
14、000株，重点组合种植1000020000株，成熟期每24株选1株（1穗）提供下代进行穗系鉴定。（3）F3：每穗系各栽10株，以多系小群体的方法进行穗系鉴定。从性状基本稳定和趋向稳定的穗系中按育种目标选出优良单株供F4鉴定。从综合性状表现突出但尚未稳定的穗系中进行穗选，供F4继续选择。（4）F4：对优良一致的穗系进行生产力鉴定，并可结合进行地区适应性和抗性鉴定。进而筛选优良品系提供参加省、市级试验。,（二）杂种后代群体的规模,总的来说，配制组合多、种植的群体大，获得优良基因型的机会就多。通常品种间杂交、双亲遗传差异（表型和系谱来看）和生态型差异较小的情况下，F2群体种植10001500株，重点组合可适当放大群体；如果双亲遗传差异和生态差别较大或是亚种间杂交，F2群体可适当提高到500010000株。,五、增代和缩短育种年限,（1）正季短日处理（2）冬季温室加代（3）冬季南繁加代,
