05 第五章 杂交育种revised.pptx

第1页：植物育种学总论

植物育种学总论

第2页：杂交育种目录

• 杂交育种
• 杂交育种的意义
• 亲本选配
• 杂交方式与技术
• 杂种后代处理

第3页：概念：通过品种间杂交创造新变异

概念：通过品种间杂交创造新变异，从中选育新品种的方法

第4页：变异丰富

• 1.变异丰富
• 1）基因重组
• 2）基因互作
• 3）基因积累杂交育种的特点

第5页：基因重组：例:感病、早熟×抗病

• 基因重组(gene recombination)基因重组综合双亲优良性状：可将不同亲本的优良基因集中于新品种中
• 例:感病、早熟×抗病、迟熟早熟、抗病

第6页：基因互作：例：（IRRI抗褐飞

• 基因互作(genes interaction)基因互作产生新性状：不同显性基因互作或互补产生新性状，互作的基因在二亲本上，则通过杂交可使互补基因相互结合而产生新性状
• 例：（IRRI抗褐飞虱育种）CCPP×CCPP（感）（感）C__P__（抗病）

第7页：基因积累：例：中抗×中抗高抗

• 基因积累(accumulation)基因积累产生超亲性状(TRANSGRESSIVETRAIT)：对数量性状(QUANTITATIVE TRAIT)来说，由分散在双亲中的微效多基因(MINOR GENE)累积在后代中引起
• 例：中抗×中抗高抗

第8页：方法灵活组合配置

• 2.方法灵活组合配置、杂交方式、后代处理方法灵活多样，还可与倍性育种、诱变育种等配合使用，且这些育种方法也往往要与杂交育种配合使用才会有好的效果
• 杂交育种的特点

第9页：贡献大杂交育种是目前最常用最有效的育种方

• 3.贡献大杂交育种是目前最常用最有效的育种方法
• 目前用于各国农业生产的主要作物良种，绝大多数都是用杂交育种法育成的，在各种育种方法中成效最大
• 从育成品种数及品种在生产上推广的面积上看均占首要位置
• 杂交育种的特点

第10页：杂交育种要点

一亲本选配的重要意义二选配亲本的原则三存在的问题

第11页：亲本选配重要意义亲本选配是杂交育种取得成

• 一、亲本选配重要意义亲本选配是杂交育种取得成败的关键。亲本选得好，出的品种多。一个优良的杂交组合，往往能在不同的育种单位分别育成多个优良品种。例：小麦：胜利麦×燕大1817曾在不同地区分别育成农大
• 183、华北
• 187、石家庄
• 407、太谷
• 13个推广良种

第12页：选配亲本的原则

二、选配亲本的原则（一）双亲优点多，缺点少，优缺点互补（二）亲本之一最好为当地优良品种（三）亲本间在生态型和来源上有差异（四）亲本的配合力要高

第13页：双亲优点多缺点少

• （一）双亲优点多缺点少，并优缺点互补由于数量性状的遗传特点，杂种后代的表现与亲本平均值密切相关，故亲本优点要多。例：北农大
• （1962）小麦抽穗期（r）单交复合杂交亲本与F1 0.72** 0.98**F1与F2 0.88** 0.96**

** 表示相关达极显著水平。

第14页：性状互补是指亲本的若干优良性状综合起来应

• 性状互补是指亲本的若干优良性状综合起来应能满足育种目标需要
• 要针对一个亲本的主要缺点来选配另一亲本

第15页：双亲优点多，缺点少

双亲优点多，缺点少，优缺点互补是选配亲本的首要原则，是杂种后代具有优良基因型的基本保证

第16页：亲本之一最好为当地优良品种适应性是一个复

• （二）亲本之一最好为当地优良品种适应性是一个复杂的性状，包括对光温、土壤、生物、栽培等条件的适应，是影响高产稳产的主要因素
• 为了育成品种能在大面积上推广，亲本最好有一个是本地推广品种，作为上述特性的提供者

第17页：张树臻：小麦系谱分析150个

• 张树臻
• （1980）小麦系谱分析150个品种双亲皆为推广品种64%双亲之一为24%其他12%

第18页：杂交亲本间在生态型和系统来源上有差异地理

• （三）杂交亲本间在生态型和系统来源上有差异地理远缘、生态远缘、亲缘较远的亲本杂交，也是亲本选配成功的经验
• 例：我国的冬小麦育种亲本都使用一个国外品种，或由国外品种衍生的品种育成的
• 本质是亲本间的遗传差异性及互补的问题

第19页：亲本的配合力要好育种实践告诉我们

• （四）亲本的配合力要好育种实践告诉我们：好品种不一定是好亲本
• 一般配合力：指一个亲本与其他若干品种杂交后杂种后代在某个性状上表现的平均值
• 一般配合力好的亲本，往往会得到好的后代，育出好的品种

第20页：存在问题：造成品种的遗传基础贫乏

• 三存在问题（一）亲本过于集中：许多育种单位多选用少数几个好的亲本，如矮化育种，我国水稻育种的矮源主要是矮仔占和矮脚南特
• 造成品种的遗传基础贫乏
• 应收集、研究、利用更多的种植资源拓宽遗传基础

第21页：对亲本缺乏研究

• （二）对亲本缺乏研究：对亲本的遗传规律、生理生化等的研究缺乏，造成组合配合的盲目性
• 应加强对亲本遗传规律等的研究

第22页：单交（二）复交（三）聚合杂交（四）回交

（一）单交（二）复交（三）聚合杂交（四）回交

第23页：杂交方式：以A×B或A / B表示

一杂交方式（一）单交

（SINGLE CROSS）二个亲本进行一次杂交

以A×B或A / B表示

以A×B或A / B表示

一般规定母本在前

正交A（♀）×B（♂）反交B (♀）×A（♂）

第24页：复交复交：复交的方式

• （二）复交复交：（MULTIPLE CROSS）两个以上的亲本间进行一次以上的杂交
• 1.复交的方式
• 2.复交亲本的遗传组成和次序
• 3.遗传进度

第25页：杂交育种要点

1.复交的方式：①三交（triple cross）：（A×B）×B A / B

第26页：杂交与授粉（杂交育种）

1.复交的方式：③四交（tetra cross）：[（A×B）×C ]×DA / B

第27页：杂交后代核中各亲本的遗传组成比重与杂交的

• 杂交后代核中各亲本的遗传组成比重与杂交的次序有关
• 2.复交亲本的遗传组成比重和顺序：（A×B）×C（A×C）×B1/4 1/4 1/2 1/4 1/4 1/2最后一个杂交的亲本在后代的核中占有1/2的遗传比重。一般将综合性状好、适应性强、丰产性好的亲本放在最后占有较大比重，以增强杂交后代的优良性状

第28页：遗传进度：三交

3.遗传进度：三交：（B×C）×A1/4 1/4 1/2双交：（A×B）×（A×C）1/4 1/4 1/4 1/4二者比，遗传组成比重相同，但遗传进度双交快一年

第29页：杂交育种要点

• 3.遗传进度：双交与三交的比较：（双交比三交主动）①可较早选择
• ②可利用单交组合（好的单交组合可直接选择）

第30页：复交工作量大

复交工作量大、费时，后代群体也大，故在单交能满足需要的情况下尽量用单交

第31页：聚合杂交A×B

（三）聚合杂交A×B C×D E×F G×H×××

第32页：回交双亲杂交F1与亲本之一再杂交的方式

• （四）回交双亲杂交F1与亲本之一再杂交的方式
• A×B或A×BF1×A F1×B

第33页：杂交育种要点

二混合法一系谱法三衍生系统法四单粒传法五集团混合法

第34页：杂种各世代的选择效果与选择依据

（二）杂种各世代的选择效果与选择依据（一）方法（三）优缺点一系谱法（Pedigree method）

第35页：系谱法定义：特点：以株建系，可查祖谱

（一）系谱法定义

（Pedigree method）从杂种的分离世代开始进行连续性的单株选择，直到选得优良一致的系统升入产量比较试验

特点

以株建系，可查祖谱

第36页：以单交种为例说明系谱法各世代的工作内容F

• 以单交种为例说明系谱法各世代的工作内容F1（1）按组合单株种植，种植亲本及对照品种，种植数决定于F2群体的大小及繁殖系数
• （2）选择：去假杂种：与母本为对照，注意标志性状；淘汰有严重缺点的组合：如早衰、病虫害严重的
• （3）按组合混收种子

第37页：种：按组合种植

• （1）种：按组合种植，单株植，田间均匀设对照，以便参照各杂种植株最临近的对照选择单株
• 适当种植亲本，根据亲本及F2表现，了解亲本的性状遗传特点，为选配亲本积累经验

第38页：F2群体大小依据

• F2群体大小依据：（稻麦一般每组合2000~6000株）育种目标广狭
• 亲本数多少
• 组合好坏
• 亲本差距大小

第39页：F2（2）选

F2（2）选：内容淘汰不良组合，无目标性状，综合性状太差的组合在优良组合中选优良株

第40页：F2（2）选

• F2（2）选：选株标准质量性状和遗传力高的数量性状严格些，如抽穗期、株高、穗长
• 遗传力低的宽松些，选择时仅供参考，如单株产量、单株分蘖数等

第41页：F2（2）选

F2（2）选：F2是选择的关键世代，中选单株的好坏在很大程度上决定了以后世代的好坏

第42页：选：选株数量依据育种目标

• （2）选：选株数量依据育种目标、杂交方式、组合好坏而定
• 选择标准不宜过高，以致过分缩小选择规模，失去大量优良基因及其重组机会而招致失败

第43页：收：按组合分株收，分株脱粒保存

（3）收：按组合分株收，分株脱粒保存

第44页：F3（1）种：一株一区，建立株系，种CK

F3（1）种：一株一区，建立株系，种CK

第45页：选：F3个株系来自F2的一个单株

• （2）选：F3个株系来自F2的一个单株，株系间差异明显，株系内有程度不同的分离，F3是对F2所当选株做进一步鉴定及选拔的重要世代，各系统主要性状的表现趋势已相当明显，F2所选单株的优劣程度至此初见分晓
• 所以将F3系统间的选拔与评定称之为关键的关键

第46页：选：内容：从优良植株系中选择优良单株

• （2）选：内容：从优良植株系中选择优良单株。依据：生育期、株高、抗病性、抗逆性、株型、有效穗数、穗大小等综合性状表现。规模：入选株系数量视组合而定。入选系每系选
• 5株左右。F3

第47页：留种：单株收种F3

（3）留种：单株收种F3

第48页：F4（1）种

F4（1）种：方法同F3，一株一区，建立株系，种CK

第49页：选：来自同一F3系统

• （2）选：来自同一F3系统（即F2单株）的F4株系称为系统群
• 系统群内各系统间互为姊妹系
• F2√F3F4F4

第50页：选：①选株：选拔上应依综合性状表现

（2）选

①选株：选拔上应依综合性状表现，从优良系统群中选系统，再从优良系统中选单株，选择时依据的性状要求更为全面

②选系

F4开始可选拔优良一致的品系，升级进行产量试验，但由于纯合度还较低，故混收前仍应选单株

对优良但尚有分离的株系只选株

对优良但尚有分离的株系只选株

第51页：F5F5及以后世代

• F5F5及以后世代，随着世代的推进，优良一致品系出现的数目逐渐增多，工作重点也由以选株为主转移到：①以选拔优良品系升级为主
• ②在杂种五、六代仍可在升级系统中选株

第52页：杂种各世代选择效果与依据

• （二）杂种各世代选择效果与依据
• 1.不同性状遗传力不同。*株高、抽穗期等生物学性状，遗传力较高；*穗长、小穗数、穗粒数、粒重与生物学性状有关的遗传力中等；*单株分蘖数及其有关的穗数、株粒数、单株产量等遗传力最低

第53页：杂种各世代选择效果与依据针对遗传力高的性

• （二）杂种各世代选择效果与依据针对遗传力高的性状选择效果较好
• 遗传力：株高、抽穗期>穗长、小穗数、穗粒数、粒重>单株分蘖数、单株产量

第54页：杂种各世代选择效果与依据

• （二）杂种各世代选择效果与依据
• 2.同一性状随着世代的推进，遗传力逐渐增高，故在早代遗传力不够高的性状，到F3和F4可做为选择的依据

第55页：杂种各世代选择效果与依据

• （二）杂种各世代选择效果与依据
• 3.同一世代，根据个体选择的可靠性最低，根据系统选择次之，根据系统群选择的遗传力最高，可靠性最大。故选择时首先是以优良系统群中优良株系，再从株系中选单株

第56页：优缺点优点：①较早集中优良株系

（三）优缺点优点

①较早集中优良株系，可及时组织试验、示范、繁殖

②便于查源，便于研究

②便于查源，便于研究

缺点

①中选率低，多基因控制的性状易丢失

②工作繁重

②工作繁重

第57页：混合法（Bulk

二混合法（Bulk method）（一）方法（二）理论依据（三）混合种植对杂种群体特性的影响（四）优缺点

第58页：方法：早代按组合混合种植

• （一）方法
• 1.早代按组合混合种植，不予选择，每组合种上万株
• 2.待杂种遗传性趋于稳定时建立株系，每组合选3000~5000株（纯合个体数达80%左右的世代，约F5~F8）
• 3.选拔优良株系升级试验

第59页：收的方法：①随机混收

4.收的方法

①随机混收

②初步选择

淘汰明显的劣株，或在F2或其他混种世代，针对遗传力高的性状选择一次单株，以后仍按混合法处理，也可连续进行混合选择或分类选择而形成各种不同的改良混合种植法

第60页：理论依据

• （二）理论依据
• 1.育种目标要求的性状多属数量性状，在杂种后代中呈连续性变异，易受环境条件影响，早代遗传力低，因此等到晚期纯合个体百分率增加后再进行选株
• 2.系谱法对F2进行严格选择，由于受到种植群体的限制，不可避免地会损失许多对产量有利的基因，而混合法可以处理较大的杂种群体，从而可能保存大量有利基因，并在以后世代中重组成优良的纯合体

第61页：理论依据混合法要求：①播种群体大

• （二）理论依据混合法要求：①播种群体大
• ②代表性广，即每代收获和播种的群体应尽可能包括各种类型的植株
• ③选择世代入选的株数要多

第62页：混合种植对杂种群体特性的影响

• （三）混合种植对杂种群体特性的影响
• 1.混合种植法可使杂种早代经受自然选择，有利发展其抗逆性和适应性。如小麦的抗寒性，抗旱性，水稻的抗穗颈瘟等
• 2.基因型间竞争等因素可导致不同类型的消长。如丰产性及某些不影响粒数目的特性

第63页：优缺点

• （四）优缺点
• 1.优点
• （1）早代不选，混收混种工作简便
• （2）多基因控制的优良性状不易丢失。（与系谱法比）2.缺点
• （1）可能丢失：早熟、耐肥、矮秆等类型
• （2）单株难选：因缺乏历史的观察和亲缘参照，优良类型不易确定
• （3）延长育种年限

第64页：衍生系统法

三衍生系统法

第65页：方法：单株选择

（一）方法

（一）方法

1.单株选择

在第一个分离世代（单交F2，复交F1选），针对遗传力高的性状单株成系

2.派生系统混合种收

由中选的一个单株所繁衍的后代群体称为派生系统，即在第一次分离世代进行一次单株选择，翌季建立株系，以后各代将该株系混收混种形成派生系统

第66页：淘汰不良派生系统：测产，考察综合性状

3.淘汰不良派生系统

测产，考察综合性状

保留优良派生系统

在系内不选单株，只淘汰劣株混收，下年混种

（一）方法

（一）方法

第67页：系统内选单株成系

4.系统内选单株成系

在优良的派生系统性状趋于稳定时（F5~F8），选择优良单株来年种成株系

5.选拔优系升级

（一）方法

第68页：特点从选择方法来看

• （二）特点从选择方法来看：为系谱法与混合法相结合的一种方法，兼具二者的优点，并在一定程度上可克服二者的缺点
• 1.早代选株系，及早掌握优良材料，比混合法缩短育种人限，这是系谱法的优点，但系谱法需在系统内连续选择，多选材料增多，少选则会丢失优良类型
• 2.派生系统混收混种，所处理的材料数目在世代间不会增多
• 3.分系种植，减轻在混播条件下的竟争，可在系统内保存大量变异

第69页：单籽粒传法：方法

• 四单籽粒传法
• （1）方法
• （2）理论依据
• （3）优缺点single seed descent method，简称SSD法

第70页：方法从F2开始每株收一粒种子

• （1）方法从F2开始每株收一粒种子，混合种植，至F5~F6时选择大量单株种成株系，再选择优良株系升级进行产量试验。×
• 其他试验
• F6~F8

第71页：理论依据在杂种的分离世代

（2）理论依据在杂种的分离世代，尤其是早代，每株上仅收一粒种子会丢失该株的部分优良基因，但在自花授粉作物群体中，株内变异随世代进展而变小，株间变异增大

第72页：理论依据“一粒传”法与混合法的不同之处在

• （2）理论依据“一粒传”法与混合法的不同之处在于：*该法F2代的全部植株都可以在后代中表现出来
• 如果F2有500个单株，一粒传至F6仍存在这500个株所形成的500个系
• *而混合法，每代混合收获，抽样混合加代至F6时，就已无法保证所留下的群体是否是当年F2全部植株的后裔，也不能在区分它们是否来自相同或者不同的F2单株
• 单粒传法可以不受自然选择和株间竞争的影响，使F2中分离出来的各种类型得以持续保存在群体中

第73页：日本：ZUIHO×NORINI

• 日本：ZUIHO×NORINI I早熟MP迟熟
• 60天123天F2一粒传F7混合种植F7混合种植的向迟熟漂移

第74页：优缺点优点：①早期世代节省人力、物力

• （3）优缺点优点：①早期世代节省人力、物力
• ②便于室温和异地加代
• 缺点：（与系谱法比）①对家系选择机会少，缺乏系统观察，单株选不准
• ②晚期试验较庞大，由于只经一次选择，必须保留较多的品系进行产量比较试验
• ③缺乏系内选择

第75页：集团混合法

五集团混合法（Mass selectionmethod）（一）方法（二）特点

第76页：方法：在F2就遗传力强的性状

• （1）方法
• 1 .在F2就遗传力强的性状（如成熟期、株高等）进行选择，按不同性状归类（集团）
• 3 .至高代在各集团中选株建系
• 2 .以后按集团混合种植
• 4 .选择优良株系升级

第77页：方法：集团1早熟集团2矮秆

• 方法
• 集团1早熟集团2矮秆集团3大粒………
• √√×
• √√×
• ×√√高代选株

第78页：特点具有混合法保持丰富的变异类型的优点

（2）特点具有混合法保持丰富的变异类型的优点，又减少了不同类型间的相互干扰

第79页：杂交育种要点

二加速育种世代进程的方法一杂交育种程序的方法

第80页：选种圃（一）原始材料圃和亲本圃（三）鉴定

（二）选种圃（一）原始材料圃和亲本圃（三）鉴定圃（四）品种比较试验圃（五）生产试验和多点试验（六）种子区和繁殖田一杂交育种程序

第81页：原始材料圃和亲本圃原始材料圃

• （一）原始材料圃和亲本圃原始材料圃：种植国内外收集来的原始材料，进行观察和研究，以备作杂交亲本
• 亲本圃：种植从原始材料圃选出的杂交亲本，分期播种，加大株行距等便于杂交

第82页：选种圃种植杂交后代

• （二）选种圃种植杂交后代，从F1至选出优良整齐一致的株系前
• 并种植CK，亲本等
• 任务：按育种目标对杂种后代进行选择

第83页：鉴定圃种选种圃升级和上年鉴定圃留级的材料

• （三）鉴定圃种选种圃升级和上年鉴定圃留级的材料，对材料进行测产，综合性状及一致性的鉴定
• 品种较多时，小区面积较小，10M2左右，重复次数少（1~3次），有的无重复，顺序排列，进行1~2年
• 性状达到一定标准，优良一致的品系升入品种比较试验圃

第84页：品种比较试验圃种鉴定圃升级的品系和上年品

• （四）品种比较试验圃种鉴定圃升级的品系和上年品比圃留级的品系
• 品系较少，小区面积较大（20~40M2），三次以上重复，随机区组设计，试验年限2~3年，在严格的条件下对品种的产量及综合性状做较精确、详细的鉴定，最后选出符合育种目标的新品系，参加区域试验

第85页：生产试验和多点试验对表现优异的材料在品种

（五）生产试验和多点试验对表现优异的材料在品种比较试验的同时即可送到服务地区的不同地点进行较大面积的生产试验，以使新品系经受不同地点和不同生产条件的考验，起到示范繁殖的作用

第86页：加速育种世代进程的方法

二加速育种世代进程的方法（一）加速世代进程（二）加速试验进程（三）利用单倍体

第87页：加速世代进程一般杂种经5~6个自交世代才

• （一）加速世代进程一般杂种经5~6个自交世代才能稳定，以水稻为例，按正常季节早稻一年二熟，晚稻一年一熟
• 1异地加代
• 2异季加代

第88页：异地加代：北种南繁：例

1.异地加代

1.异地加代

（1）北种南繁

例：水稻在海南岛可种三季，11月~来年四月，可到海南岛加一代

（2）南种北繁

例：广东省冬种春麦收后到东北或西北或云贵高原可再种一季

第89页：异季加代①早稻翻秋：早稻在晚季种植

2.异季加代①早稻翻秋：早稻在晚季种植

第90页：例：新会农科站，用

• 例：新会农科站，用
• 2年育成早稻新品种“胜矮
• 8号”F1~F4:12月
• 20日播种，次年
• 20日收，历时121天（海南三亚）4月
• 20日播种，6月
• 29日收，历时
• 1日播种，8月
• 30日收，历时
• 1日播种，11月
• 25日收，历时
• 85天培育老秧，以缩短营养生长期共366天

第91页：异季加代②晚稻遮光翻春法

2.异季加代②晚稻遮光翻春法：晚稻在早季种，需遮光处理以满足短光照

第92页：技术要点：a.培育带分蘖壮秧

技术要点

a.培育带分蘖壮秧，否则遮光易死

b.于分蘖期进行遮光处理

b.于分蘖期进行遮光处理，每天下午4~5时遮光，次日上午8~9时见光，将每天光照时数控制在8~9时，连续进行20~22天，中途若停止几天，要补回几天

c.设施

暗室，黑尼龙薄膜覆盖或沥青纸，要求不漏光

第93页：异季加代③水稻玻璃温室翻春法：“牙仔矮”

• 2.异季加代③水稻玻璃温室翻春法：“牙仔矮”
• 21日播于温室，控制气温23~25℃，相对湿度>60%，5~6月收得2392粒种子，随即稀播壮秧（带分蘖），移植大田，单株疏植，11月底收，608市斤干谷，起到加速繁殖目的

第94页：异地、异季加代由于环境条件与当地正常季节

异地、异季加代由于环境条件与当地正常季节的大田条件相差较大，一般以加代为主，一般不选，对个别遗传力强的性状也可选

第95页：加速试验进程

• （二）加速试验进程
• 1.早代测产：F3对各株系边选择边测产；例：广东省农科院，黄耀祥
• 2.对突出的低世代优异系统提前升级
• 3.进行多点试验，提早进行生产试验，繁殖种子

第96页：利用单倍体加倍单倍体

• （三）利用单倍体加倍单倍体：只含有配子体染色体数的个体
• （第十一章详解）

第97页：Aabb×aaBB♀♂F1:AaBb

Aabb×aaBB♀♂F1:AaBb配子：AB aB Ab ab单倍体植株：AB aB Abab纯合二倍体植株：AABB aaBBAAbb aabb所以杂交到得到纯合品系只需2代

第98页：思考题如何提高杂交育种的效率？

思考题如何提高杂交育种的效率？