第七讲-常规杂交育种-上.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第七讲,常规杂交育种,2,思考题：,选择育种变异的来源？,选择育种:自然产生,杂交育种:人工产生,变异,基因重组,基因重组,3,常规杂交的概念和意义,常规杂交育种,方式,杂交亲本选配原则,杂交技术,杂种后代,处理方法,本讲主要内容,4,第一节 常规杂交育种的概念和意义,一、,【,概念,】,杂交（Hybridization),:不同基因型配子间的结合产生杂种。,杂交育种（Cross breeding),：通过杂交途径培育新品种叫杂交育种。,远缘杂交：,自交：,同一基因型,（完全花或雌雄异花同株）雌雄配子结合。,近缘杂交：,同一物种之内不同品种或变种之间的杂交。,种以上类型之间的杂交。,交配,方式,杂交,6,通过,人工杂交,，把分散在不同亲本上的优良性状,组合到杂种中,，对其,后代进行多代培育选择,，比较鉴定，以获得,遗传相对稳定,，具有栽培利用价值的,定型新品种,的一种育种途径。,种内杂交,人工变异,常规杂交育种,的,概念,（Conventional cross breeding),：,7,二、,【,遗传学基础,】,基因重组,亲本,A,(AAbb),亲本,B,(aaBB),P,AaBb,F1,F2,Fn,1/4,AABB +1/4 AAbb+1/4 aaBB +1/4 aabb,F4,1/16,AABB,+2/16 AABb+,1/16 AAbb,2/16 AaBB +4/16 AaBb +2/16 Aabb,1/16 aaBB,+2/16 aaBb +,1/16 aabb,49/256,AABB,+14/256 AABb+,49/256 AAbb,14/256 AaBB +4/256 AaBb +14/256 Aabb,49/256 aaBB,+14/256 aaBb +,49/256 aabb,先杂后纯,同质,杂合,同质,人工 杂交,强制 自交,综合双亲优良性状,基因互作产生新性状,产生超亲性状,三、,【,遗传学效应,】,作用与意义,B,、新性状：不同亲本中的优良基因集中到新品种中,A,、综合作用：分散在不同亲本的不同显性互补基因结合，产生双亲没有的新性状,C,、超亲性状：将控制双亲相同性状的不同基因在新品种中积加起来,1,、实现优良基因重组,10,应用最普遍,、,卓有成效的育种途径！,常规杂交育种,人为能动地创造变异,人工 途径,11,子代,选择育种,选择育种与杂交育种的比较与分析,选择的机会不大,子代,F,1,“放大”,变异,杂交育种,自然 途径,F,1,缓慢,变异,F,1,选择的机会更多,13,第二节 常规杂交育种的杂交方式,一,、,两亲杂交,单交,回交,二,、,多亲杂交,添加杂交,合成杂交,胞质,不参与遗传时,，正、反交,杂种后代,性状一致,胞质,参与遗传时，杂种性状倾向于母本。,育种,实践中，,通常以优良性状较多的品种作母本,。,栽培种与野生种或半栽培种杂交时，多以栽培品种为母本。,15,细胞质遗传对杂交后代的影响,正反交有何区别,?,16,（二）回交（,Back cross),非轮回亲本,（,nocurrent,parent),只参加一次杂交的亲本,轮回,亲本（current,parent),参加多次回交的亲本,一个亲本杂交多次。,亲本,回交一代,第一次 回交,回交二代,自交一代,杂种一代,表示 自交,回交后代的表示方法：,19,回交可以增强杂种后代轮回亲本的性状,与轮回亲本基本一致,饱和回交,轮回亲本的近等基因系,20,F1,自交与回交后代群体内某种纯合基因型出现的频率,交配,方式,杂 合 基 因 对 数,1,2,3,4,5,6,7,N,F,1,自交,1/4,1/16,1/64,1/256,1/1024,1/4096,1/16384,(1/4),n,回交,1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128,(1/,2),n,涉及的基因数越多,回交与自交后代群体内某种纯合基因型所占比率相差越大。因此,回交杂种分离世代种植的群体无需很大。,P130,表,6-1,21,回交育种法的要点,正确选配亲本,轮回亲本,的,综合性状优良,而且有发展前途。,为防止多代近交导致活力衰退，可选用,同类型,的其它品种作,轮回亲本。,非轮回亲本,具有,十分突出的目的性状,。目的性状最好是单基因或寡基因控制的质量性状，遗传力强。,非轮回亲本,的目标性状,不要与不良性状紧密连锁,或一因多效。,22,回交次数,大多数情况下，经过,4-6,代回交结合早代严格选择，即可达到预期结果。,24,如果转育性状为隐性时，需将每次回交子代分别自交一次,，使转育性状得以表现，然后选择该优良性状个体继续与轮回亲本回交。,两种方法在回交过程中，首先必须选择需要,转育表现突出的个体,，再在这些个体中选择那些,具有较高轮回亲本性状水平的个体,作为回交亲本。,自交,表示 自交,回交第一代,回交,回交,回交,自交,自交,处理方法,2,25,回交过程中，源自轮回亲本的基因逐渐趋于纯合，但源自非轮回亲本的需转育性状基因始终处于杂合状态。,当回交停止后，应把综合双亲优良性状的个体进行1-2次自交，使转育性状基因也达到纯合,。,最后 自交,26,回交小结：回交育种法的应用,改良杂交材料的个别不良性状,打破、消除不利基因间的连锁,转育雄性不育系,克服远缘杂交不稔,提高优良品种的抗病、抗逆性,近等基因系（NIL)培育,28,（一）添加杂交,多个亲本逐个参与杂交,A,B,F,1,C,F,1,D,F,1,添加杂交后代的核遗传组成,29,添加杂交在育种上,应注意哪些问题？,想一想,3,、优良性状多的亲本和性状遗传力低的亲本靠后参加杂交。,1、育种年限,2、交配次序与遗传组成问题,31,克洛特克斯塔基 矮红金,（早熟、直立、（果实发育快、有限生长,有限生长）果色一致、果形良好性）,F,1,比松,（早花，矮生性）,沈农2号番茄,（早熟、丰产、有限生长、大果）,32,（二）合成杂交,参加杂交的亲本先两两单交，然后两个单交种再杂交。,A,B,C,D,单杂交种,单杂交种,双杂交种,杂交后代的核遗传组成,若目标性状是隐性性状,应把单交杂种自交,从分离的,F2,中选出综合性状优良且含目标性状的个体进行不同,F2,之间的杂交。,33,冀蜜1号（合成杂交实例）,河北农业大学园艺系采用复式杂交途径育成的厚皮甜瓜品种。1988年通过河北省农作物品种审定。1990年获农业部科技进步三等奖。,【,特征特性,】,其植株长势强，子蔓、孙蔓均能结瓜，,坐瓜早、座果率高、整齐。瓜圆形，,外皮金黄有稀疏网纹。果肉浅绿色，,松脆多汁，甘甜，口感好，香气浓郁,，,含糖量12-15，,最高达18。,耐旱，耐瘠薄，耐盐碱，极耐贮藏运输。,单瓜重1-1.5公斤，亩产2000公斤左右。一般生育期86-90天，冷凉地区95天左右。,34,多父本授粉,用一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本品种的方式称多父本授粉。方法是将母本种植在若干选定的父本之间，去雄后任其自由授粉。,母本,父本,1,父本,2,父本,3,父本,4,父本,5,父本,n,【,优点,】,简单易行，在一个母本品种上同时可得到多个单交组合，后代为多组合的混合群体，分离类型较丰富，有利于选择。,35,第三节 杂交亲本的选择与选配,一、亲本的选择,亲本选择,根据育种目标选用哪些品种类型作为杂交亲本。,36,我单果重高,我抗病性强,还适密植,条件：,丰产性好,抗病性强,品质优异,招聘广告,有以上特长者请速来报名,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,Thats OK,我品质好,37,【,亲本选择原则,】,1,、,大量原始材料,中精选亲本,2,、亲本具有,尽可能多,的优良性状,3,、明确目标性状，突出育种工作的重点,4,、重视选用,地方品种,明确目标性状的构成性状（目标性状的构成因素）,地方品种对当地的自然条件和栽培条件都有良好的适应性,也适合当地的消费习惯,38,5,、先考虑,数量性状,，兼顾质量性状,6,、选用,配合力高,的材料作亲本,许多经济性状都不同程度地属于数量性状，受多基因控制，改良比质量性状难度大。,一般配合力高的材料优良性状传递给后代的能力较高。,39,7,、优先考虑用,稀有珍贵性状,的材料作亲本,育种上的突破往往有赖于特殊种质资源的发掘与利用,【,绿绒蒿,】,珍稀高山花卉，,含抗寒、蓝色花色素基因.,夜皇后,40,【,概念与意义,】,二,、,亲本的选配及其原则,亲本选配,:,从入选亲本中选用哪两个（几个）亲本组配杂交以及采用何种组配方式。,意义：亲本性状互补，能够达到“取长补段”的目的。,父,/,母本性状互补,a,、缺点被另一方优点弥补,b,、同一性状不同构成性状的互补,【,选配原则,】,41,五九菊,花型大、色彩多，但花期晚,花型小、花色单调，花期早,普通秋菊,国庆开花的,优质早菊新品种,红菜薹（丰产晚熟）,四九菜心（早熟低产）,红菜薹品系（早熟丰产）,42,不同生态型的亲本配组,单球悬铃木,P.occidentalis,二球悬铃木,P.orientalis,单球悬铃木,P.hispanica,美国东部,地中海西部,生长迅速、适应性强，在欧洲、亚洲和美洲广泛栽培,不同生态型、不同地理来源和不同亲缘关系的亲本,，由于遗传基础差异大，易于选出超越亲本和适应性比较强的新品种。,43,日本和我国的台湾省大陆性气侯生态群甜瓜品种,东亚生态群品种,一批优质、高产、抗病性广的厚皮甜瓜新品种,从此打破了传统的厚皮甜瓜生产区域,44,经济性状优良、遗传差异大,的亲本配组,较多优良性状的亲本作母本,借鉴前人经验,繁殖器官的,可育性和结实性,母本选择,开花期,母本选择,花期不遇时该用开花晚还是早的做母本？,其它选配原则：,栽培品种,(,母本,),野生类型,外地品种,本地品种,（母本）,三、回交、多亲杂交亲本选配特点,非轮回亲本：,目标性状突出、,不良性状连锁、,一因多效,轮回亲本：,优良、,使用寿命长,隐性目标性状：,回交,自交,回 交,改良回交：,同类型其它品种,（轮回亲本）,优良形状多的亲本及性状遗传力低的亲本较晚地参加杂交。,多亲杂交,隐性目标性状：自交或互交，保证其不丢失。,46,第四节 杂交技术,有性杂交技术的目的是保证,获得杂交目标的大量种子,，杂交的具体对象是花，首先应了解和掌握亲本花器构造、授粉方式、传粉媒介、雌雄蕊成熟进展习性。,47,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,重点掌握,48,杂交组合数。,组配方式。,具体的杂交组合、是否需要正反交。,每个杂交组合杂交花朵数等。,1,、杂交计划制定,一、杂交前的准备,镊子、硫酸纸袋、杂交标签、授粉工具、酒精、贮藏花粉的干燥器和干燥剂等。,2,、准备杂交用具,49,采用,适当栽培条件和管理技术，保证亲本植株生长正常、发育健壮，亲本特征特性充分,表现。,选择,典型、健康无病株作为杂交株，杂交之前选择健壮花枝花蕾，疏花、疏枝和疏果。,3,、亲本株及杂交花的培育选择,50,十字花科和伞形科植物应选,主枝和一级侧枝,上的花朵杂交。,百合科植物,选上、中部花朵,杂交。,茄科植物中的番茄以,第二花序,的花杂交。,葫芦科植物以,第二、第三朵雌花,杂交。,豆科植物以,下部花序,的花杂交为好。,选择杂交用花的经验,51,为了保证杂交亲本花期可遇，依据亲本开花授粉习性，,注意花期调整。,【,花期调节方法,】,调节播种期、光温处理、植物生长调节剂处理、栽培管理措施、植株调节、切株贮藏、水培。,52,二、隔离和去雄,【,隔离（Isolation),】,防止隔离范围外的花粉混入污染母本的柱头和父本的花粉。,器械隔离：,硫酸纸 羊皮纸,纱网或尼龙网；,空间隔离,：,杂交材料种植于相隔一定距离的地块,。,【,去雄（Emasculation),】,去除隔离范围的花粉来源，包括雄株、雄花和雄蕊。,有性杂交中通常采用手工去雄，在母本花药开裂散粉前摘除雄蕊或花药。去雄彻底又不伤雌蕊。,53,第五节 杂种后代的处理,通过有性杂交获得的杂种，只是经过基因重组后产生的育种原始材料，即提供了综合优良性状于同一个体的可能性。,优良基因型能否在杂种后代出现和被保留下来，并纯化为优良品种，还决定于对杂种后代进行培育和选择的手段以及一系列的试验鉴定（如品种比较试验、区域试验、生产试验等）。,54,使杂种能正常发育,培育条件均匀一致，尽量减少环境因素的影响,有时还需要创造使目标性状的遗传差异有充分展现机会的特殊环境。,一、杂种的培育,55,二、杂种后代的选择方法,系谱法,（,Pedigree method),混合,单株选择法,（,Bulk-population method),单子传代法,（Single seed descent method),56,自杂种第一次分离世代开始选株，分别种植成株行（系统），以后各世代均在优良系统中继续进行单株选择，直至选出性状优良一致的系统，升级进行品比和区试。,在选择过程中，各世代都予以系统编号，以便考察株系历史和亲缘关系，故称系谱法。,系谱法（Pedigree method),57,品系比较,3-4重复,品系比较,株系比较,2-3重复,P,F1,F2,F3,F4,F5,F6,区域试验,生产试验,对,照,P,1,P,2,P,1,P,2,对,照,对,照,继续选择,选系统,并选株,优良系统中选单株,优良组合中选单株,选系统,选系统,繁殖,去伪汰劣,58,【,F1代,】,按杂交组合播种，两旁种植父母本，淘汰表现太差组合、假杂种和极差的单株。,【,F2代,】,按组合将F1种子分别播种选优良组合，并从优良组合中选优株（主要根据质量性状和遗传力高的性状）。,群体规模要大,系谱法各代选择要点,59,【,F3代,】,F2入选单株后代分别种植成一个小区，称为F3“系统”(家系)。F3系统间的差异比系统内个体间的差异大，故应先选择优良系统，而后在中选系统内继续选株。选择以质量性状为主，并开始对遗传力较高的数量性状开始选择。,60,【,F4,代,】,来自F3同一系统的F4系统称为“系统群”。系统群间的差异常常大于系统群内系统间的差异。F4代首先评选优良的系统群，从中选择优良系统，再从优良系统中选优良单株。选择时，数量和质量性状并重。,【,F4代以后各个世代,】,做法大体与F4代类同。以数量性状选择为主。一般从F5起，凡性状已趋整齐一致而又符合育种目标要求的优良系统，可按系统收获，下年升入鉴定圃比较产量。对仍能分离的系统可继续选株，直到纯合程度符合要求为止。,61,常异花授粉作物和异花授粉作物杂种后代,进行系谱选择时，,需要分株套袋,，以防止因杂交而达不到系谱选择的放果。,62,优,基因型稳定速度快，亲缘关系可靠，育种世代少，育成年限比较短，可以较快选育出优良的品种。,劣,F2,起进行严格选择，中选率低，对多基因控制性状，早期选择效果差，使不少优良类型可能被淘汰。程序比较繁杂。,【,优缺点,】,63,课后思考题：,比较引种、选择育种和杂交育种在变异的来源和创造新品种方面的差异。,试述杂交育种中亲本选择原则。,试述回交育种中亲本选配原则。,试述回交育种法的步骤及应用。,试述以系谱法对杂种后代进行处理的方法和步骤。,本讲完！,