杂交优势的利用.ppt

第八章第八章 杂种优势利用杂种优势利用 杂种优势杂种优势 (heterosis):(heterosis):指两个性状不同的亲本杂交产生的杂指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种种F1,F1,在生长势、生活力、繁殖力、适应在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等性状方面超过其双亲的性以及产量、品质等性状方面超过其双亲的现象。现象。一一 杂种优势利用的简史与现状杂种优势利用的简史与现状1 利用简史利用简史 欧洲在产业革命之后欧洲在产业革命之后 ,开始了作物杂种优势利用开始了作物杂种优势利用的研究。如法国学者的研究。如法国学者 Kolreuter,Kolreuter,在在 1761-1766 1761-1766 年年育成了早熟优良的烟草种间杂种育成了早熟优良的烟草种间杂种 ,并并提出种植烟草杂提出种植烟草杂交种的建议交种的建议。Mendel(1865)Mendel(1865)通过豌豆杂交试验通过豌豆杂交试验 ,也观察到杂种优势现象也观察到杂种优势现象 ,并首先并首先提出了杂种活力这提出了杂种活力这个术语个术语。Darwin(1877)Darwin(1877)观察并测量了玉米等作物观察并测量了玉米等作物的杂种优势现象后的杂种优势现象后 ,提出了异花授粉有利和自花授提出了异花授粉有利和自花授粉有害的观点粉有害的观点。其后。其后 ,许多学者对玉米做了一系列许多学者对玉米做了一系列研究研究 ,终于导致玉米成为生产中大规模利用杂种优终于导致玉米成为生产中大规模利用杂种优势的第一个代表性作物。势的第一个代表性作物。BealBeal大约在大约在 1876 1876 年开始进行玉米品种间杂交研年开始进行玉米品种间杂交研究。究。Morrow Morrow 和和 Gardner(1893)Gardner(1893)制定了生产杂交种子制定了生产杂交种子的程序的程序 ,Richey(1922),Richey(1922)进行了大量的品种间杂交种进行了大量的品种间杂交种的产量比较试验。他们的研究一致，肯定了玉米品种的产量比较试验。他们的研究一致，肯定了玉米品种间杂交种的优势。间杂交种的优势。Shamel(1898-1902)Shamel(1898-1902)、Shull(1905-1909)Shull(1905-1909)、East(1908)East(1908)和和 Blurls(1910)Blurls(1910)先后进行了先后进行了玉米自交系玉米自交系选育与杂种优势的研究选育与杂种优势的研究。ShullShull（19081908）首次提出了）首次提出了“杂种优势杂种优势”这一术语和选育单交种的基本程序这一术语和选育单交种的基本程序 ,从从遗传理论上和育种模式上为玉米自交系间的杂种优势遗传理论上和育种模式上为玉米自交系间的杂种优势利用奠定了基础。利用奠定了基础。统计资料表明统计资料表明 ,1934,1934 年美国玉米杂交种只年美国玉米杂交种只占玉米种植面积的占玉米种植面积的0.400.40%;%;到到 1944 1944 年玉米杂交年玉米杂交种面积已占种面积已占56%,56%,在美国玉米带各州所占面积已在美国玉米带各州所占面积已达达 90%90%;到到 1956 1956 年全美已普及了玉米杂交种。年全美已普及了玉米杂交种。在在 1960 1960 年以前年以前 ,生产上种植的主要是双交种生产上种植的主要是双交种和一部分三交种与品种群体。由于自交系水平的和一部分三交种与品种群体。由于自交系水平的提高提高 ,1963,1963 年后开始推广玉米单交种年后开始推广玉米单交种 。迄今为。迄今为止止 ,生产上种植的主要是生产上种植的主要是单交种单交种 ,还有小部分还有小部分三交种和品种群体三交种和品种群体。我国对玉米杂种优势的研究我国对玉米杂种优势的研究 ,始于始于 20 20 世纪世纪 30 30 年代年代 ,但因连年内战外患但因连年内战外患 ,获得有获得有限的育种成果也未能在生产上推广利用。直到限的育种成果也未能在生产上推广利用。直到 50 50 年代年代 ,才推广品种间杂交种才推广品种间杂交种 ,60,60 年代推年代推广双交种广双交种 ,70,70 年代推广单交种。统计资料表年代推广单交种。统计资料表明明 ,1987,1987 年全国种植的玉米杂交种已占玉米年全国种植的玉米杂交种已占玉米总面积的总面积的80%80%以上。以上。20002000年玉米单交种超过玉年玉米单交种超过玉米总面积的米总面积的90%90%。2 2 利用现状利用现状 作物杂种优势利用主要集中在以下五个方面：作物杂种优势利用主要集中在以下五个方面：核质互作雄性不育系的选育、化学杀雄、光温敏雄核质互作雄性不育系的选育、化学杀雄、光温敏雄性不育系的性不育系的 选育、核雄性不育的利用与核质互作选育、核雄性不育的利用与核质互作杂种优势利用杂种优势利用。高粱是常异花作物中最早利用杂种优势的作物高粱是常异花作物中最早利用杂种优势的作物。我国杂交高梁的研究始于我国杂交高梁的研究始于 20 20 世纪世纪 50 50 年代后期年代后期 ,到到 60 60 年代后期年代后期 ,育成并推广了一批高粱杂交种育成并推广了一批高粱杂交种 ,现在高粱杂交种也已普及现在高粱杂交种也已普及 ,约占高粱总面积的约占高粱总面积的 80%80%。杂交高粱杂交高粱 世界杂交水稻研究始于世界杂交水稻研究始于20 20 世纪世纪50 50 年代。年代。我国杂交水稻的研究始于我国杂交水稻的研究始于19641964年年 ,70,70 年代年代前期完成了籼型和梗型水稻三系配套前期完成了籼型和梗型水稻三系配套 ,70,70 年代中期开始推广种植杂交水稻年代中期开始推广种植杂交水稻 ,到到 1990 1990 年杂交水稻种植面积达年杂交水稻种植面积达 1600 1600 万平方米万平方米,占占全国水稻面积的全国水稻面积的 50%50%。中国杂交水稻的大面。中国杂交水稻的大面积推广积推广,开创了自花授粉作物杂种优势利用开创了自花授粉作物杂种优势利用的先例的先例,处于国际领先地位。处于国际领先地位。油菜杂种优势的研究始于油菜杂种优势的研究始于 60 60 年代中期年代中期 ,经经过过 20 20 多年的研究多年的研究,已育成秦油已育成秦油2 2号、华杂号、华杂2 2号等号等几个杂交组合几个杂交组合,正在进行示范推广正在进行示范推广,据初步统计据初步统计 ,1990,1990年秋播杂交油菜面积已超过年秋播杂交油菜面积已超过4040万平方米万平方米,在国际上处于领先地位。在国际上处于领先地位。我国的棉花杂种优势利用我国的棉花杂种优势利用,也进行了大量的也进行了大量的研究研究,但尚未取得重大进展但尚未取得重大进展,四川省利用核不育四川省利用核不育系配制的棉花杂交种系配制的棉花杂交种,已在生产中利用已在生产中利用,每年的每年的推广面积占该省棉田的推广面积占该省棉田的25%-30%25%-30%。目前我国年推。目前我国年推广面积占全国植棉面积的广面积占全国植棉面积的10%10%左右。左右。目前世界上已经利用和即将利用杂种优势的植物有：目前世界上已经利用和即将利用杂种优势的植物有：大田作物大田作物玉米、水稻、高梁、黑麦、向日玉米、水稻、高梁、黑麦、向日葵、棉花、烟草、小麦、大麦、燕麦、谷子、珍珠葵、棉花、烟草、小麦、大麦、燕麦、谷子、珍珠粟、大豆、油菜、甜菜以及苜蓿等牧草。粟、大豆、油菜、甜菜以及苜蓿等牧草。蔬菜作物蔬菜作物番茄、洋葱、茄子、黄瓜、西葫番茄、洋葱、茄子、黄瓜、西葫芦、西瓜、笋瓜、南瓜、甘蓝、花椰菜、白菜、萝芦、西瓜、笋瓜、南瓜、甘蓝、花椰菜、白菜、萝卜、胡萝卜、菠菜、石刁柏、莴苣、辣椒、葱、芹卜、胡萝卜、菠菜、石刁柏、莴苣、辣椒、葱、芹菜、菜豆、豌豆、马铃薯等。还有椰子等菜、菜豆、豌豆、马铃薯等。还有椰子等果树植物果树植物 ,桉树等桉树等林木植物林木植物以及秋海棠等以及秋海棠等观赏植物观赏植物。二二 杂种优势表现特征杂种优势表现特征1 杂种优势的普遍性杂种优势的普遍性 区别区别：杂种优势杂种优势和和杂种活力杂种活力 杂种优势的表现：杂种优势的表现：（1 1）生长势和营养体）生长势和营养体（2 2）产量和产量因素方面）产量和产量因素方面（3 3）品质方面）品质方面（4 4）生理功能方面）生理功能方面（5 5）生化表现方面）生化表现方面（6 6）抗逆性和适应性）抗逆性和适应性2 杂种优势表现的复杂多样性杂种优势表现的复杂多样性u从基因型看：自交系强于自由授粉品种从基因型看：自交系强于自由授粉品种u作物种类：二倍体大于多倍体作物种类：二倍体大于多倍体u亲本亲缘关系：亲缘关系远的强于近的亲本亲缘关系：亲缘关系远的强于近的u杂交组合：亲本之间性状互补，杂种优势强杂交组合：亲本之间性状互补，杂种优势强3 F2及以后世代杂种优势的衰退及以后世代杂种优势的衰退原因：发生遗传分离，出现个体差异，后代不整原因：发生遗传分离，出现个体差异，后代不整 齐一致。齐一致。杂种优势衰退速度的影响因素：杂种优势衰退速度的影响因素：F1基因型的杂合位点数基因型的杂合位点数：杂合位点越多，衰退：杂合位点越多，衰退 越慢越慢.作物授粉方式作物授粉方式：异花授粉比自花授粉作物下降慢：异花授粉比自花授粉作物下降慢.4 杂种优势的度量杂种优势的度量（1）中亲优势中亲优势：指杂交种指杂交种 (F1)(F1)的产量或某一数量性的产量或某一数量性状的平均值与双亲状的平均值与双亲 (P1(P1与与 P2)P2)同一性状平均值差数同一性状平均值差数的比率。的比率。中亲优势中亲优势=F1(P1+P2)/2 /(P1+P2)/2 100%（2）超亲优势超亲优势：指杂交种指杂交种 (F1)(F1)的产量或某一数量性的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本状的平均值与高值亲本 (H HP)P)同一性状平均值差数的同一性状平均值差数的比比率率。超亲优势超亲优势=（F1 HP）/HP 100%有些性状在有些性状在F1F1可能出现超低值亲本（可能出现超低值亲本（LPLP）的现象，）的现象，如这些性状是杂种优势育种的目标时，可称为负向的如这些性状是杂种优势育种的目标时，可称为负向的超亲优势。超亲优势。负向超亲优势负向超亲优势=（F1 LP）/LP 100%（3）超标优势超标优势：指杂交种指杂交种 (F1)(F1)的产量或某一数量的产量或某一数量性状的平均值与当地推广品种性状的平均值与当地推广品种 (CK)(CK)同一性状的同一性状的平均值差数的比率。平均值差数的比率。超标优势超标优势=（F1-CK）/CK 100%（4)杂种优势指数杂种优势指数:杂交种某一数量性状的平均值与杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值。双亲同一性状的平均值的比值。杂种优势指数杂种优势指数=F1/（P1+P2)/2100%三三 杂种优势的理论基础杂种优势的理论基础1 杂种优势的遗传基础杂种优势的遗传基础(1)显性假说显性假说（又称（又称“有利显性基因假说有利显性基因假说”）AABBccdd aabbCCDD 12 10 4 3=29 6 5 8 6=25 AaBbCcDd 12 10 8 6=36 基本论点：基本论点：杂种杂种F1F1集中了控制双亲有利性状的显集中了控制双亲有利性状的显性基因，每个基因都能产生完全显性或部分显性效性基因，每个基因都能产生完全显性或部分显性效应，由于应，由于双亲显性基因互补双亲显性基因互补作用，从而产生杂种优作用，从而产生杂种优势。势。（2）超显性假说）超显性假说 a a1 1a a1 1 b b1 1b b1 1 c c1 1c c1 1 D D1 1D D1 1 a a2 2a a2 2 b b2 2b b2 2 c c2 2c c2 2 D D2 2D D2 2 （1 1 1 1=41 1 1 1=4）（1 1 1 1=41 1 1 1=4）a a1 1a a2 2 b b1 1b b2 2 c c1 1c c2 2 D D1 1D D2 2 （2 2 2 2 =82 2 2 2 =8）基本论点基本论点：杂合等位基因的互作胜过纯合等位杂合等位基因的互作胜过纯合等位基因的作用，杂种优势是由双亲杂交的基因的作用，杂种优势是由双亲杂交的F1的异的异质性引起的，即由质性引起的，即由杂合性的等位基因间互作杂合性的等位基因间互作引引起的。起的。2 对两种假说的评论对两种假说的评论 两种假说的共同点是都承认杂种优势的产生是两种假说的共同点是都承认杂种优势的产生是来源于来源于杂种杂种 F1 F1 等位基因和非等位基因间的互作等位基因和非等位基因间的互作，都认为互作效应的大小和方向是不相同的都认为互作效应的大小和方向是不相同的 ,从而表从而表现出正向或负向的中亲优势或超亲优势。现出正向或负向的中亲优势或超亲优势。但认为但认为基因互作的方式是不相同的基因互作的方式是不相同的。显性假说认为杂合的等位基因间是显隐性关系显性假说认为杂合的等位基因间是显隐性关系,就一对杂合等位基因讲就一对杂合等位基因讲,只能表现出完全显性和部只能表现出完全显性和部分显性效应；超显性假说则认为杂合性本身就是产分显性效应；超显性假说则认为杂合性本身就是产生杂种优势的原因生杂种优势的原因,一对杂合性的等位基因一对杂合性的等位基因,不是显不是显隐性关系隐性关系,而是各自产生效应并互作而是各自产生效应并互作,因此因此,可能产生可能产生超亲优势。超亲优势。四四 杂种品种的选育程序杂种品种的选育程序1 1 杂种优势利用的基本原则杂种优势利用的基本原则:一般原则一般原则（1 1）选配强优势的杂交组合）选配强优势的杂交组合 杂种满足品种三个基本特性：杂种满足品种三个基本特性：特异性、一致性、稳定性特异性、一致性、稳定性 强优势包括：产量、品质、适应性、生育期、株强优势包括：产量、品质、适应性、生育期、株型等。型等。（2 2）异交结实率高：）异交结实率高：对自花和常异花作物而言，尤对自花和常异花作物而言，尤 为重要。为重要。（3 3）繁殖与制种技术简单：）繁殖与制种技术简单：种子生产包括亲本繁殖种子生产包括亲本繁殖 和杂种品种种子生产。和杂种品种种子生产。2 亲本选配亲本选配 对杂种亲本的要求：对杂种亲本的要求：t基因型纯合基因型纯合,表型整齐一致表型整齐一致 经过多代自交和严格选择经过多代自交和严格选择 ,使基因型达到符合育使基因型达到符合育要求的纯合程度；表型如株型、叶鞘和叶片色泽、穗要求的纯合程度；表型如株型、叶鞘和叶片色泽、穗形、粒形和色泽等均齐一致。并能经过自交系内姊妹形、粒形和色泽等均齐一致。并能经过自交系内姊妹交或系内混合授粉把本系的特征特性稳定地传递给下交或系内混合授粉把本系的特征特性稳定地传递给下代。代。t具有较高的一般配合力具有较高的一般配合力 自交系的一般配合力高自交系的一般配合力高,才能组配成强优势的杂才能组配成强优势的杂交种。交种。t 具有优良的农艺性状具有优良的农艺性状 优良的农艺性状是指适合育种目标要求的多种性优良的农艺性状是指适合育种目标要求的多种性状。作为杂交的亲本状。作为杂交的亲本 ,还要考虑影响繁殖制种的一些还要考虑影响繁殖制种的一些性状性状 ,要求自交系的花粉量较大要求自交系的花粉量较大 ,散粉通畅散粉通畅 ,雌雄雌雄花期协调、结实性好花期协调、结实性好 ,产量较高。产量较高。不同繁殖方式作物的杂种亲本选育不同繁殖方式作物的杂种亲本选育自花：无需多代自交，直接选育自花：无需多代自交，直接选育常异花：只需常异花：只需23代自交代自交异花：必须经过多代的自交与选择异花：必须经过多代的自交与选择 本章重点介绍异花作物亲本的选育方法。本章重点介绍异花作物亲本的选育方法。（1）选育自交系的原始材料）选育自交系的原始材料 自交系（自交系（自交系（自交系（inbred lineinbred lineinbred lineinbred line）：）：）：）：经过多年、多代连续的人工强制自交和单经过多年、多代连续的人工强制自交和单经过多年、多代连续的人工强制自交和单经过多年、多代连续的人工强制自交和单株选择所形成的基因型纯合的、性状整齐一致株选择所形成的基因型纯合的、性状整齐一致株选择所形成的基因型纯合的、性状整齐一致株选择所形成的基因型纯合的、性状整齐一致的自交后代，主要为异花授粉作物的杂交制种的自交后代，主要为异花授粉作物的杂交制种的自交后代，主要为异花授粉作物的杂交制种的自交后代，主要为异花授粉作物的杂交制种提供亲本。提供亲本。提供亲本。提供亲本。l地方品种和推广品种地方品种和推广品种l各类杂种品种各类杂种品种一环系一环系（first cycle line）：从品种群体和品种：从品种群体和品种间杂交种中选育出的自交系。间杂交种中选育出的自交系。二环系二环系（second cycle line）：从自交系间杂：从自交系间杂种品种中选育出的自交系。种品种中选育出的自交系。l综合品种或人工合成群体综合品种或人工合成群体特点：遗传基础复杂，能适应较长期的育种特点：遗传基础复杂，能适应较长期的育种 要求；育种周期长，工作量大。要求；育种周期长，工作量大。（2 2）自交系的选育方法）自交系的选育方法a 人工套袋自交技术人工套袋自交技术 开花前，用硫酸钠纸袋（羊皮纸袋），开花前，用硫酸钠纸袋（羊皮纸袋），将花序套上，起隔离保护作用。将花序套上，起隔离保护作用。b 自交系农艺性状的选择自交系农艺性状的选择 在性状分离的早代和中代进行选择。在性状分离的早代和中代进行选择。单收，单脱，种成小区（穗行）。单收，单脱，种成小区（穗行）。对不同性状进行选择，包括产量、品质、对不同性状进行选择，包括产量、品质、抗逆性、生育特性、开花结实特性等性状。抗逆性、生育特性、开花结实特性等性状。按系谱法表示。按系谱法表示。（3 3）自交系的改良）自交系的改良a 改良的目的：保留优系的全部或大部分优良改良的目的：保留优系的全部或大部分优良性状并保持其高配合力下，改良个别不良性性状并保持其高配合力下，改良个别不良性状。状。b 改良的基本方法改良的基本方法回交改良法回交改良法 育种程式：育种程式：（AB）A1-5 2-5 A(A的改良系的改良系)原理：原理：供体系供体系 回交回交 选择选择 自交改良系自交改良系 供体选择的条件：供体选择的条件：具有明显的，可以弥补被改良系某些缺点的优良具有明显的，可以弥补被改良系某些缺点的优良性状，且性状遗传率较高；具有较高的配合力，无性状，且性状遗传率较高；具有较高的配合力，无严重缺点。严重缺点。3 配合力及其测定配合力及其测定（1）配合力的概念）配合力的概念配合力：指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一配合力：指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一 代的生产力或其他性状指标的大小。代的生产力或其他性状指标的大小。一般配合力（一般配合力（GCA）：指一个纯系（自交系）亲：指一个纯系（自交系）亲本与其他若干个品种（自交系）杂交后，其杂种本与其他若干个品种（自交系）杂交后，其杂种一代在数量性状上的平均表现。由加性效应决定，一代在数量性状上的平均表现。由加性效应决定，可遗传。可遗传。特殊配合力（特殊配合力（SCA）：由非加性效应决定：由非加性效应决定,不能不能 遗传。遗传。（2）配合力的测定配合力的测定l测定时期测定时期a 早代测定：主要用于早代测定：主要用于异花授粉作物异花授粉作物，S1-S2代代 进行，仅能测出一般配合力。进行，仅能测出一般配合力。b 中代测定：中代测定：S2-S4，比早代测定可靠。，比早代测定可靠。c 晚代测定：晚代测定：S5-S6，结果可靠，但工作量增加。，结果可靠，但工作量增加。测交测交(test-crossing)：测验自交系配合力所进：测验自交系配合力所进 行的杂交。行的杂交。测验种测验种(tester)：测交所用的共同亲本。：测交所用的共同亲本。测交种测交种(test cross variety)：测交所得到的后代。：测交所得到的后代。l测验种的选择：测验种的选择：测验种的选择非常重要测验种的选择非常重要 a 测验种的选择依测定目的而定。测验种的选择依测定目的而定。一般配合力一般配合力群体品种；特殊配合力群体品种；特殊配合力纯系纯系 b 依本身的配合力以及测验种与被测系的亲缘依本身的配合力以及测验种与被测系的亲缘 关系而定。关系而定。本身配合力低，且与被测系亲缘关系近本身配合力低，且与被测系亲缘关系近偏低。偏低。l测交方法测交方法 a 顶交法顶交法(top-cross method)：选用一个遗传基础：选用一个遗传基础广泛的品种群体作为测验种，用来测定配合力。广泛的品种群体作为测验种，用来测定配合力。具体做法：具体做法：（1、2、3n）A 1 A，2 A，3 An A 或反交组合，进行产量和其他性状的比较。或反交组合，进行产量和其他性状的比较。只可测一般配合力只可测一般配合力。最初用地方品种，现在用综合品种。最初用地方品种，现在用综合品种。b 双列杂交法双列杂交法(diallel cross method)：待测自交：待测自交系相互轮交，配成可能的杂交组合，继而测定系相互轮交，配成可能的杂交组合，继而测定后代的配合力。后代的配合力。通常采用通常采用“格子方格子方”法法 优点：在测定的同时，进行组合筛选。优点：在测定的同时，进行组合筛选。缺点：被测系数目多时，组合数过多，试验不缺点：被测系数目多时，组合数过多，试验不 易安排。易安排。D E F G H平均 gcaABC27 20 24 21 2121 15 16 20 1920 21 18 19 1822.618.219.22.8-1.8-0.8平均 22.6 18.7 19.3 20.0 19.3 20.0gca2.6 -1.3 0.7 0 -0.7D E F G HGCAABC1.8 -1.3 2.1 -1.6 -0.90.2 -1.9 -1.5 1.8 1.5-1.8 3.1 -0.5 -0.2 -0.52.6-1.8-0.8GCA 2.6 -1.3 -0.7 0 -0.7c 多系测交法多系测交法(multiple line cross method)：用几个优系或骨干系作测验种与一系列用几个优系或骨干系作测验种与一系列被测系测交。被测系测交。例：例：A A、B B、C C、D D 四个系作测验种，分别和四个系作测验种，分别和300300 份被测系测交，可配成份被测系测交，可配成12001200个单交组合。个单交组合。优点：测定配合力和选择优良杂种相结合，优点：测定配合力和选择优良杂种相结合，选出的优良杂交种可及时投入生产。选出的优良杂交种可及时投入生产。例：例：玉米可选几个优系做测验种，测定配合玉米可选几个优系做测验种，测定配合 力的同时，可获得优势杂种。力的同时，可获得优势杂种。4 杂种品种亲本选配原则杂种品种亲本选配原则（1）亲本的配合力高：）亲本的配合力高：尤其是一般配合力。尤其是一般配合力。（2）亲缘关系较远。）亲缘关系较远。a 地理远缘：地理远缘：晋杂晋杂5号（号（3197A三尺三）三尺三）b 血缘远缘：血缘远缘：岱字棉系统和斯字棉系统岱字棉系统和斯字棉系统 c 类型和性状差异较大：类型和性状差异较大：南非高粱、印度高粱、南非高粱、印度高粱、中国高粱中国高粱（3）性状良好并互补：）性状良好并互补：亲本应具有丰产性和适亲本应具有丰产性和适 应性；双亲的优缺点互补。应性；双亲的优缺点互补。（4）亲本自身产量高，花期相近。）亲本自身产量高，花期相近。5 杂种品种的类型杂种品种的类型（1）品种间杂种品种品种间杂种品种 如：品种甲如：品种甲品种乙品种乙（2）品种品种-自交系间杂种品种自交系间杂种品种：自由授粉品种：自由授粉品种 （一般为异花授粉作物）和自交系组配的杂（一般为异花授粉作物）和自交系组配的杂 种品种，又称顶交种品种。种品种，又称顶交种品种。如：如：品种甲品种甲自交系自交系A（3）自交系间杂种品种自交系间杂种品种 单交种：增产幅度大，制种程序简单，产量低。单交种：增产幅度大，制种程序简单，产量低。三交种：产量接近或稍低于单交种。三交种：产量接近或稍低于单交种。双交种：产量不及单交种，制种产量高于单交种。双交种：产量不及单交种，制种产量高于单交种。综合杂交种：多个自交系（不少于综合杂交种：多个自交系（不少于8个），个），F2衰退衰退不显著。不显著。（4）雄性不育杂种品种雄性不育杂种品种 a 胞质雄性不育杂种品种：水稻、玉米、高粱、油菜胞质雄性不育杂种品种：水稻、玉米、高粱、油菜 b 细胞核雄性不育杂种品种：棉花、大麦细胞核雄性不育杂种品种：棉花、大麦 c 光温敏雄性不育杂种品种：水稻、油菜、小麦、谷子光温敏雄性不育杂种品种：水稻、油菜、小麦、谷子（5）自交不亲和系杂种品种自交不亲和系杂种品种 自交不亲和系自交不亲和系正常品种（系）正常品种（系）如：甘蓝、白菜、萝卜如：甘蓝、白菜、萝卜（6 6）种间与亚种间杂种品种种间与亚种间杂种品种：籼稻和粳稻杂交籼稻和粳稻杂交（7 7）核质杂种核质杂种五五 利用杂种优势的途径及杂交制种技术利用杂种优势的途径及杂交制种技术1 利用杂种优势的途径利用杂种优势的途径（1）人工去雄人工去雄：玉米、棉花、：玉米、棉花、烟草烟草等可采用等可采用玉米：父母本隔行相间种植，母本在抽雄后散玉米：父母本隔行相间种植，母本在抽雄后散 粉前人工拔除，任其自由授粉。粉前人工拔除，任其自由授粉。（2）化学杀雄化学杀雄原理：雌蕊比雄蕊有较强的抗逆性和抗药性，利原理：雌蕊比雄蕊有较强的抗逆性和抗药性，利用适当的药剂浓度和药量抑杀雄蕊而雌蕊无害。用适当的药剂浓度和药量抑杀雄蕊而雌蕊无害。化学杀雄剂：二氯丙酸、乙烯利、稻脚青、青化学杀雄剂：二氯丙酸、乙烯利、稻脚青、青 鲜素鲜素（3）标志性状的利用标志性状的利用 利用植株的某一显性性状或隐性性状作利用植株的某一显性性状或隐性性状作标志，区别真假杂种，就可以不进行人工去标志，区别真假杂种，就可以不进行人工去雄而利用杂种优势。雄而利用杂种优势。如：水稻的紫叶鞘、小麦的红色芽鞘、棉如：水稻的紫叶鞘、小麦的红色芽鞘、棉 花的红叶花的红叶（4）利用自交不亲合性生产杂种种子利用自交不亲合性生产杂种种子自交不亲合性自交不亲合性：雌雄蕊均正常，但自交或系：雌雄蕊均正常，但自交或系 内交均不结实或结实很少的特性。内交均不结实或结实很少的特性。十字花科尤为普遍，如油菜。十字花科尤为普遍，如油菜。（5）雄性不育性的利用雄性不育性的利用2 杂交制种技术杂交制种技术（1）选择制种区：选择制种区：制种区要土壤肥沃、地势平坦、肥力均匀。制种区要土壤肥沃、地势平坦、肥力均匀。隔离方式：空间隔离隔离方式：空间隔离 时间隔离时间隔离 自然屏障隔离自然屏障隔离 高秆作物隔离高秆作物隔离（2）规格播种）规格播种 a 确定父、母本播期确定父、母本播期 b 规定父、母本行比规定父、母本行比 c 提高播种质量提高播种质量（3）精细管理：采用先进的栽培管理措施。）精细管理：采用先进的栽培管理措施。（4）去杂去劣：以获得纯正的杂种种子和保持）去杂去劣：以获得纯正的杂种种子和保持 父本的纯度。父本的纯度。（5）去雄授粉：做到去雄及时、干净，授粉）去雄授粉：做到去雄及时、干净，授粉 良好。良好。（6）分收分藏：及时收获，父、母本分收分藏。）分收分藏：及时收获，父、母本分收分藏。六六 雄性不育性在杂种优势利用中的应用雄性不育性在杂种优势利用中的应用1 核质互作型雄性不育性的遗传和应用核质互作型雄性不育性的遗传和应用（1）遗传方式）遗传方式 细胞质育性基因：细胞质育性基因：细胞质育性基因：细胞质育性基因：F F可育，可育，可育，可育，S S不育不育不育不育 细胞核育性基因：细胞核育性基因：细胞核育性基因：细胞核育性基因：MSMSMSMS可育，可育，可育，可育，MSmsMSms可育，可育，可育，可育，msmsmsms不育不育不育不育 质基因与核基因的质基因与核基因的质基因与核基因的质基因与核基因的6 6种组合及育性表现：种组合及育性表现：种组合及育性表现：种组合及育性表现：MSMSFMSMSMSmsMSmsmsmsmsmsSFFSS可可育育可可育育可可育育可可育育可可育育不不育育（2 2）“三系三系三系三系”的概念和应用的概念和应用的概念和应用的概念和应用 a a 雄性不育系雄性不育系雄性不育系雄性不育系-基因型基因型基因型基因型 S S（msmsmsms）具有雄性不育特性的品种或自交系。具有雄性不育特性的品种或自交系。具有雄性不育特性的品种或自交系。具有雄性不育特性的品种或自交系。b b 雄性不育保持系雄性不育保持系雄性不育保持系雄性不育保持系-基因型基因型基因型基因型 F F（msmsmsms）用来给不育系授粉，能够保持其雄性不育特性的用来给不育系授粉，能够保持其雄性不育特性的用来给不育系授粉，能够保持其雄性不育特性的用来给不育系授粉，能够保持其雄性不育特性的品种或自交系。品种或自交系。品种或自交系。品种或自交系。c c 雄性不育恢复系雄性不育恢复系雄性不育恢复系雄性不育恢复系-基因型基因型基因型基因型 F/SF/S（MSMSMSMS）能恢复不育系的雄性繁殖能力的品种或自交系。能恢复不育系的雄性繁殖能力的品种或自交系。优良的不育系和恢复系具备的条件优良的不育系和恢复系具备的条件：a 不不育度和恢复度要高育度和恢复度要高 b 配配合力要高合力要高 c 综合性状良好综合性状良好繁殖田繁殖田不育系不育系S(msms)保持系保持系F(msms)保持系保持系F(msms)不育系不育系S(msms)不育系不育系S(msms)恢复系恢复系S(MSMS)F(MSMS)杂交种杂交种S(MSms)恢复系恢复系S(MSMS)F(MSMS）大田生产大田生产 制种田制种田“三系三系”法利用杂种优势示意图法利用杂种优势示意图“天农青饲天农青饲2 2号号”制种田制种田（3）“三系三系”的选育方法的选育方法 a 不育系及保持系的选育方法不育系及保持系的选育方法 种间杂交法（又叫核代换法）种间杂交法（又叫核代换法）S(MSMS)FS(MSMS)F（msms)msms)S(MSMS)FS(MSMS)F（msms)msms)S S（msms)msms)回交转育法：目前常用回交转育法：目前常用 S(msms)FS(msms)F（msms)msms)S(msms)FS(msms)F（msms)msms)S S（msms)msms)b 恢复系选育方法恢复系选育方法 测交筛选法测交筛选法 回交转育法回交转育法 杂交选育法杂交选育法：恢复系恢复系恢复系恢复系 恢复系恢复系保持系保持系 不育系不育系恢复系恢复系2 核不育的应用核不育的应用 核不育的类型：核不育的类型：核不育的类型：核不育的类型：隐性核不育隐性核不育隐性核不育隐性核不育 普通核不育普通核不育普通核不育普通核不育 核不育核不育核不育核不育 显性核不育显性核不育显性核不育显性核不育 光（温）敏核不育光（温）敏核不育光（温）敏核不育光（温）敏核不育 （1）核不育种质的获得及鉴定）核不育种质的获得及鉴定 获得方法：突变、远缘杂交和组培。获得方法：突变、远缘杂交和组培。鉴定方法：正常株与不育株杂交鉴定方法：正常株与不育株杂交（2）光温敏核不育杂种品种的选育）光温敏核不育杂种品种的选育 选育途径：杂交转育、系统选育、诱变选育、选育途径：杂交转育、系统选育、诱变选育、组织培养。组织培养。（3）核不育）核不育“两用系两用系”的概念的概念 “两用系两用系”是指在隐性核不育中，不育系每是指在隐性核不育中，不育系每代始终分离出一半不育株，一半杂合可育株，代始终分离出一半不育株，一半杂合可育株，可育株去掉，与恢复系杂交，又可生产杂交种可育株去掉，与恢复系杂交，又可生产杂交种种子。这样的系种子。这样的系既有可用于不育系繁殖既有可用于不育系繁殖，又可又可用于杂交制种用于杂交制种，因此称之为因此称之为“两用系两用系”。