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1、第三章 有性杂交育种Sexual Crossbreeding,根据品种选育目标，有目的地选配遗传性不同的品种、变种、亚种或种作为亲本，通过人工交配使它们的雌雄配子结合产生变异的后代，再进行一系列的培育选择，经比较鉴定后，获得遗传性相对稳定的新品种定型品种，称为有性杂交育种，也称为重组育种(combination breeding)，是广泛采用的卓有成效的途径。,1 有性杂交育种的意义,区 别,引种是以品种为单位的对已经存在的变异的选择利用；选种是以个体为单位的对自然出现的变异的选择利用；杂交育种是以性状为单位的对自然出现变异的选择利用。,杂种,概念、类别与重要性,概 念,杂交类别,类 别,近
2、交,远 交,指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种间的杂交。,指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。,重 要 性,1、杂交可以实现基因重组，获得变异类型，从而为优良品种的选育提供更多的机会。,基因重组,综合亲本的优良性状,改善基因位点间的互作关系，产生新的性状,打破不利基因基因间的连锁,概念、类别与重要性,重 要 性,2、有性杂交可广泛应用于各种授粉方式和繁殖方式的植物。,自花授粉作物,有性繁殖作物,无性繁殖作物,自花授粉作物育种途径分析图,B,子代与亲代差异小选择的机会不大,子代与亲代差异小选择的机会不大,子代与亲代差异小选择的机会不大,子代与亲代差异小选择的机会不大,变异被“放大”,
3、变异,2 杂交亲本的选择和选配,亲本选择选配的意义杂交亲本传递给杂种的基因是杂种性状形成的内在物质基础。有性杂交育种的首要工作就是正确选择选配杂交亲本。是育种成功的重要基础，从而节约人力、物力和时间。亲本选择是根据品种选育目标选用具有优良性状的品种类型作为杂交亲本。亲本选配是指从中选用那两个（或两个以上）亲本配组杂交和配组的方式（如决定父母本，多亲杂交时那两个亲本先配组等）。,亲本选择的原则,明确选择亲本的目标性状 掌握大量原始材料，研究了解目标性状的遗传规律 亲本应具有尽可能多的优良性状和最少不良性状 重视选用地方品种 亲本优良性状的遗传传递力要强,亲本选配的原则,亲本性状互补不同类型的或不
4、同地理起源的亲本相配组以具有最多优良性状的亲本作母本质量性状，双亲之一要符合育种目标用一般配合力高的亲本相配,有性杂交的方式和技术,成对杂交 AB 母本（）父本（）方法简便，常用。回交多亲杂交 参加杂交的亲本是三个及三个以上，又称复交或复合杂交。,有性杂交方式,添加杂交（梯级杂交）合成杂交,AB AB CD F1（或后代）C 单交杂种单交杂种 F1（或后代）D 双交杂种 F1 注意把具有较多优良性状的亲本放在后面添加。理论上各亲本基因频率各占1/4，一亲本可用两次。,多亲杂交方式,杂交的方式多亲杂交,添加杂交,P1,F1,1、育种年限,2、交配次序与遗传组成问题,1、参与杂交的亲本数,2、参与
5、杂交的次序,3、优为隐，先自交,先高后低,F1,F2,P,P1,F1,杂交的方式多亲杂交,回交,轮回亲本,非轮回亲本OR供体亲本,结论：轮回亲本最初作为母本出现的，但问题例外,育性,育性,?,有 性 杂 交 技 术 流 程,制定计划,亲本株的培育与选择,隔离和去雄,花粉的制备,授粉、标记和登录,授粉后的管理,准备器具,有性杂交技术,进行有性杂交应了解或熟知繁殖生物学，如花芽分化、性别分化、花器结构、授粉方式、传粉媒介、雌雄蕊成熟进程等。1.亲本种株和杂交用花的培育和选择 种株典型、健壮、花期适宜，杂交时选植株、花枝和花蕾等。可盆栽，便于移动。调整花期相遇的方法：调整播种、定植期；植株调整；温度
6、、光照处理；植物生长调节剂处理等。,有性杂交技术2,2.隔离 目的是防止母本的杂交用花接受非目的花粉而发生的非目的的杂交；防止父本的采粉花朵被其它近缘植物的花粉污染而发生的非目的的杂交。常用半透明的纸袋（硫酸纸或羊皮纸）对花枝或花朵进行局部隔离套袋。此外，有网室隔离（虫媒花），套纸袋、麦管或特制夹等。,亲本种株培育,套袋隔离,有性杂交技术（3）,3.去雄 去雄即摘除两性花植物母本花中的雄性器官，防止因自花授粉而得不到杂交种子。有手工去雄和物理、化学方法去雄（杀死雄蕊或花粉）。4.授粉 授粉工具如橡皮头、泡沫塑料头、毛笔、镊子等。取父本成熟花粉授到有生活力的母本柱头上。更换授粉的父本系统前注意工
7、具和手指等的消毒。5.花粉的采集、贮存和生活力检验,了解花器构造和开花习性,去雄与授粉,植物杂交实训,草本植物杂交实训,园林植物杂交实训,有性杂交技术（4）,6.标记和登记7.杂交后的管理检查隔离物、标牌、种株状况等。8.杂交种子的收获和贮存,4 杂交后代的处理,通过有性杂交（包括远缘杂交）所得到的杂种，只是基因重组的育种原始材料，即提供了综合优良性状于同一体的基础或可能性。优良基因型能否出现和被保留下来，并被纯化为优良品种，还决定于对杂交后代的培育和选择手段及一系列的试验。下面介绍杂交后代的选择方法。,系谱法多次单株选择法,F1代 与父本和母本同播比较，鉴别是否假杂种，观察组合表现，淘汰差组
8、合，淘汰假杂种和显著不良的单株等。F2代 所留F2代种子按组合分别播种。该代是性状强烈分离的世代，群体要大，选择要慎重，优良组合（入选率可比一般组合高）中选择优良单株，编号分别自交留种。F3代 F2代入选单株分别播种一个小区，成株系，5-10株系设一对照。可继续株选和选择优良株系。F4代 株系或系统群（较稳定），可开始品系预试。株系选择和系统群选优或去劣等。F5代及后期世代 优选株系或品系，去劣，品种比较试验和生产试验及区域试验等程序。,混合单株选择法,F1代F4或F5代按组合混种，再株选，升级鉴定。适宜于自花授粉植物。但入选系统的历史和亲缘关系无法考察，取舍较系谱法难。群体规模也较大。单子传
9、代法 混合单株选择法的一种衍生法，适宜于自花授粉植物。另如果F1代优势明确，可升级鉴定，作优良一代杂种推广应用。,混 合 法,优点：1、分离世代群体大，不会丢失最优良的基因型；2、选择效率高；3、易获得对生物有利的性状；4、适于多系杂种的选择；5、可能得到育种目标以外的优良类型。缺点：1、人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失；2、未选择，存在许多不良基因类型；3、杂种后代要求大群体；4、高代选择工作量大；5、亲缘关系无法考证。,单 子 传 代 法,与混合法比较：优点：1、适于株行距大的作物和保护地加代；2、F2个体繁殖机会均等，规模易控制；与系谱法比较：优点：1、减少了F3、F4分系种植和
10、选择的工作量；2、保证了高世代选留单株较多时，仍有大量性状差异较大的纯育株系供比较选择；缺点：1、育种目标期望的性状可能丢失；2、亲缘关系无法考证。,杂种后代的培育,整个选育过程中，提供合适的培育条件，使性状表现充分而可靠，遗传性差异充分暴露，环境条件影响降低到最低程度。,若要保证具目标性状的植株至少有1株出现的几率为a，那么需种植多少F2植株,设至少需种植n株，则有：,若要保证目标性状有1株出现的几率a，那么非目标性状出现的几率就必须1-a,即：（1P）n 1-a,两边取常用对数，则有:nlg(1P)lg(1-a),又因为1Plg(1-a)/lg(1P),5 回交育种,杂交后代与其亲本之一再
11、进行杂交称为回交。采用多代回交的育种法称为回交育种法。多代用以回交的亲本称为轮回亲本，只参加一次杂交的亲本称为非轮回亲本。适用育种目标：给某些具有综合优良性状，而有少数性状需要改进的品种。具有综合优良性状的品种作轮回亲本，添加的性状如抗病性、抗逆性、雄性不育性或高营养成分等。该法可缩小所需后代群体的规模，加速育种进程。,回交对后代的影响,增强杂种后代的轮回亲本性状 AB F1 A（F1中A、B各约50%）BC1F1（BC1F1中A占约75%）增加后代内具有轮回亲本性状个体的比率 回交的代数越多，则后代内具有轮回亲本纯合基因型的比率越大；但轮回亲本优良性状所涉及的基因对数越多，则回交按轮回亲本基
12、因型纯合进展的速度越慢。,回交育种方法,亲本选择选配特点 轮回亲本综合性状优良，1-2需改进，非轮回亲本优良性状突出。F1代及回交子代处理 非轮回亲本优良性状是显或隐性时，步骤不同。回交的次数 有限回交和饱和回交（如转育雄性不育系）回交子代所需种植的群体规模 主要决定于轮回亲本优良性状所涉及的基因对数。自交 回交停止后具有综合双亲优良性状的个体自交，纯合。,6 远缘杂交育种,概念 植物学上种以上分类单位之间杂交都是远缘杂交。近年分为精卵结合型和非精卵结合型两类，包括有性和无性两种方式。后者如番茄等嫁接组织嵌合体和体细胞杂交（原生质体融合）等。作用 1.提高植物的抗病性和抗逆性2.提高蔬菜等植物
13、品质3.创造植物新类型 如芜菁甘蓝、白蓝等4.创造雄性不育新类型5.利用杂种优势 如动物之驴和马杂交产生骡，芜菁甘蓝等。,远缘杂交育种的特点,杂交不亲和性及其克服途径 远缘杂交通常表现不能结子或结子不正常（种子少或只有秕子等）的现象。是父本和母本的性器官不亲和所致。亲缘关系越远，此现象越严重。克服办法：染色体加倍；适当选择选配亲本；有性媒介（如米丘林育成抗寒桃）；混合授粉；重复授粉；花柱短截、父本柱头组织移植；此外有物理和化学方法等强化花粉萌发和花粉管生长。,杂种不育性及其克服途径 杂交后代不能长成正常植株的现象。胚胎培养；改善发芽和生长条件；嫁接等。杂种不稔性及其克服途径 远缘杂种植株由于生理上的不协调不能形成生殖器官，或虽能开花，但由于形成配子的减数分裂过程中染色体不能正常联会，不能产生正常的配子，不能结子的现象。克服途径：染色体加倍；回交；蒙导；延长杂种个体寿命；改善营养和环境条件；选择提高法。远缘杂种的返亲遗传和“剧烈分离”,植物繁殖生物学特点,扶桑,芦荟,五色梅,虾衣草,豇豆,胡萝卜,
