园林植物育种学课件第6章杂种优势的利用.ppt

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1、现代月季现代月季OliympiadMiniature rosePeacePinck peace第六章第六章 杂种优势的利用杂种优势的利用重组育种重组育种依技术手段的不同分为：依技术手段的不同分为：常规重组育种常规重组育种非常规重组育种非常规重组育种依亲缘关系远近分为：依亲缘关系远近分为：远缘杂交（远缘杂交育种）远缘杂交（远缘杂交育种）品种间杂交（杂交育种）品种间杂交（杂交育种）品系间杂交（杂种优势育种）品系间杂交（杂种优势育种）1.杂种优势的概念及其利用价值；杂种优势的概念及其利用价值；2.杂种优势的遗传学原理；杂种优势的遗传学原理；3.杂种优势的成就；杂种优势的成就；4.杂种优势育种的技术环

2、节；杂种优势育种的技术环节；5.杂种种子的生产；杂种种子的生产；6.杂交育种小结。杂交育种小结。一、杂种优势及其利用价值一、杂种优势及其利用价值（一）杂种优势的概念（一）杂种优势的概念 在异花授粉植物中，本身表现自在异花授粉植物中，本身表现自交劣势的自交系之间的杂种交劣势的自交系之间的杂种F F1 1，其生其生活力比之亲本自交前还要旺盛的现象活力比之亲本自交前还要旺盛的现象称为杂种优势（也叫杂交优势）称为杂种优势（也叫杂交优势）。狭义狭义的杂种优势仅指杂种的杂种优势仅指杂种F1F1代对其亲本代对其亲本（品种或品系）生长势较强的优势；（品种或品系）生长势较强的优势；广义广义的杂种优势（包括第一代

3、及其以后的杂种优势（包括第一代及其以后各代）在生长势、结实性、生长速度即各代）在生长势、结实性、生长速度即对不良环境的抗性等方面较亲本的优势。对不良环境的抗性等方面较亲本的优势。（二）杂种优势的表现形式（二）杂种优势的表现形式1.1.杂种优势的形式；杂种优势的形式；产量、生长势、抗逆性、繁殖力。产量、生长势、抗逆性、繁殖力。2.2.杂种优势的杂种优势的方向；方向；正向优势和负向优势。正向优势和负向优势。3.观赏性状的优势。观赏性状的优势。观赏植物的杂种优势观赏植物的杂种优势1)观赏特性优良；观赏特性优良；2)抗逆性强；抗逆性强；3)整齐一致。整齐一致。（三）杂种优势育种（三）杂种优势育种利用这

4、种杂种优势的育种法称为利用这种杂种优势的育种法称为优势育种或一代杂种育种法。优势育种或一代杂种育种法。（四）（四）优势育种与重组育种的异同点优势育种与重组育种的异同点 1.1.优势育种与重组育种的相同点是需要选配优势育种与重组育种的相同点是需要选配亲本，进行有性杂交。亲本，进行有性杂交。2.2.不同点是重组育种先进行亲本的杂交，然不同点是重组育种先进行亲本的杂交，然后使杂种后代纯化成为定型的品种用于生后使杂种后代纯化成为定型的品种用于生产（重要性状基本上不再分离）产（重要性状基本上不再分离）；3.3.优势育种则先使亲本纯化成为自交系，然优势育种则先使亲本纯化成为自交系，然后使纯化的自交系杂交获

5、得杂种后使纯化的自交系杂交获得杂种F F1 1用于生用于生产。产。4.4.重组育种是重组育种是“先杂后纯先杂后纯”，优势育种是，优势育种是“先纯后杂先纯后杂”。5.5.优势育种的特点优势育种的特点 由于优势育种供生产上播种的由于优势育种供生产上播种的每年都用一代杂种，不能用每年都用一代杂种，不能用F F1 1留种；留种；因而需要专设亲本繁殖区和制种田，因而需要专设亲本繁殖区和制种田，每年生产每年生产F F1 1种子供生产播种用种子供生产播种用。（五）杂种优势的利用要点（五）杂种优势的利用要点利用要点：利用要点：杂种优势通常是综合性状表现优良，个别杂种优势通常是综合性状表现优良，个别性状表现突出

6、；性状表现突出；杂种优势常常明显表现与杂种一代；杂种优势常常明显表现与杂种一代；杂种优势利用的价值因植物不同而异；杂种优势利用的价值因植物不同而异；杂种优势的利用与双亲相对差异互补有关；杂种优势的利用与双亲相对差异互补有关；杂种优势的表现与双亲纯合度有关；杂种优势的表现与双亲纯合度有关；杂种优势与环境条件有关。杂种优势与环境条件有关。利用方法：利用方法：1.植物繁殖方式植物繁殖方式无性繁殖无性繁殖有性繁殖有性繁殖2.植物的授粉方式植物的授粉方式自花授粉自花授粉异花授粉异花授粉3.杂交组合方式杂交组合方式种间杂交种间杂交品种间杂交品种间杂交自交系间杂交自交系间杂交（六）影响一代杂种利用价值的因素

7、（六）影响一代杂种利用价值的因素 1.1.F F1 1实用价值是取决于它的实际经济价值；实用价值是取决于它的实际经济价值；F F1 1实际增产效果在不同花卉、不同杂交实际增产效果在不同花卉、不同杂交组合是不同的组合是不同的;2.2.生产杂种种子的成本：生产杂种种子的成本：去雄和授粉所需劳力。去雄和授粉所需劳力。二、杂种优势的遗传理论二、杂种优势的遗传理论（一）（一）显性基因互补假说显性基因互补假说 这个理论认为，杂种优势的产生是有这个理论认为，杂种优势的产生是有利的显性基因互补造成的。一般有利的性利的显性基因互补造成的。一般有利的性状多由显性基因控制，状多由显性基因控制，F F1 1植株在许多

8、不同植株在许多不同位点上都有显性基因抑制着相应的隐性基位点上都有显性基因抑制着相应的隐性基因，具有显性基因位点就会增加，杂交种因，具有显性基因位点就会增加，杂交种就能发挥出超过亲本的强大生长势。也就就能发挥出超过亲本的强大生长势。也就是在杂交种内的任何位点上，只有显性有是在杂交种内的任何位点上，只有显性有利等位基因在产生优势中发生作用。显性利等位基因在产生优势中发生作用。显性等位基因越多，杂种优势就越高。等位基因越多，杂种优势就越高。（二）（二）等位基因异质合假说：等位基因异质合假说：遗遗传传的的杂杂合合是是产产生生杂杂种种优优势势的的根根本本原原因因。两两个个亲亲本本遗遗传传型型差差别别愈愈

9、大大，杂杂种种优优势势愈愈明明显显。这这种种差差别别发发生生于于同同一一基基因因点点，一一个个等等位位基基因因点点不不是是只只有有显显、隐隐性性两两种种差差异异，而而是是可可以以分分化化为为不同结构和生理功能的多种形式。不同结构和生理功能的多种形式。生活力假说生活力假说遗传平衡假说。遗传平衡假说。在杂种优势利用上，人们都选在杂种优势利用上，人们都选用遗传差异较大的，如在亲缘上，用遗传差异较大的，如在亲缘上，地理起源上、性状上差异较大的种、地理起源上、性状上差异较大的种、品种或品系进行杂交，作为选择优品种或品系进行杂交，作为选择优良组合的基本原则。良组合的基本原则。三三 花卉杂种优势利用主要成就

10、花卉杂种优势利用主要成就 杂种优势的现象，早在杂种优势的现象，早在20002000年前已为年前已为人们所注意，我国人们所注意，我国14001400多年前就有杂种优多年前就有杂种优势的文字记载，杂种优势的利用首先是从势的文字记载，杂种优势的利用首先是从在大田大作物玉米开始的，现在玉米、高在大田大作物玉米开始的，现在玉米、高粱和水稻等作物已取得显著成就，在蔬菜粱和水稻等作物已取得显著成就，在蔬菜方面也取得惊人的结果，花卉方面，世界方面也取得惊人的结果，花卉方面，世界各国已培育出不少优良的杂种，尤以美国各国已培育出不少优良的杂种，尤以美国和日本最盛。和日本最盛。金鱼草金鱼草矮牵牛矮牵牛百合百合樱草樱

11、草蒲包花蒲包花万寿菊万寿菊四季海棠四季海棠一串红一串红三色堇三色堇香石竹香石竹花卉杂种优势育种的成就花卉杂种优势育种的成就四、选育一代杂种的一般程序四、选育一代杂种的一般程序 主要技术环节：主要技术环节：提高亲本基因型的纯和性；提高亲本基因型的纯和性；选择杂交亲本和选配杂交组合；选择杂交亲本和选配杂交组合；提高制种效率，降低种子生产成本。提高制种效率，降低种子生产成本。（一）选育优良自交系（一）选育优良自交系 自交系间一代杂种优势强度明显、自交系间一代杂种优势强度明显、杂种优势稳定、杂种的植株间整齐一致。杂种优势稳定、杂种的植株间整齐一致。因此品种间一代杂种主要用于自花授粉因此品种间一代杂种主

12、要用于自花授粉植物，因为自花授粉植物一个品种近于植物，因为自花授粉植物一个品种近于一个自交系，而异花授粉植物选育一代一个自交系，而异花授粉植物选育一代杂种工作则应从选育自交系开始。杂种工作则应从选育自交系开始。选育优良自交系的方法和步骤如下：选育优良自交系的方法和步骤如下：、选择优良的品种或杂交种作为育成、选择优良的品种或杂交种作为育成优良自交系的基础材料；优良自交系的基础材料；、选择优良的单株进行自交；、选择优良的单株进行自交；、逐代系间淘汰选择和选株自交。、逐代系间淘汰选择和选株自交。（二）进行配合力测验（二）进行配合力测验 选出最好的杂交组合及其亲本自交系。选出最好的杂交组合及其亲本自交

13、系。自交系的表现并不总是一致的，因此自交系的表现并不总是一致的，因此必须对上述过程中初选出来的自交系，根必须对上述过程中初选出来的自交系，根据它们的配合力，即作为亲本时后代所表据它们的配合力，即作为亲本时后代所表现的性状水平，作进一步的选择，并从中现的性状水平，作进一步的选择，并从中选出最优良的组合。选出最优良的组合。配合力的概念配合力的概念 配合力是指作为亲本杂交后配合力是指作为亲本杂交后F1F1代代表现优良与否的能力。表现优良与否的能力。一般配合力一般配合力：指一个自交系在一系：指一个自交系在一系列杂交组合中的平均表现。（列杂交组合中的平均表现。（gcagca）特殊配合力特殊配合力：指某特

14、定组合某性状：指某特定组合某性状的观测值与根据双亲的一般配合力的观测值与根据双亲的一般配合力所测定的值之差。所测定的值之差。(scasca)配合力的测定方法配合力的测定方法完全双列杂交法完全双列杂交法部分双列杂交法部分双列杂交法不完全双列杂交法不完全双列杂交法abcdeabcde配合力估算方法配合力估算方法1.设计杂交和重复设计杂交和重复ABCAAAABACBBABBBCCCACBCCIIIIIIIV求和求和平均值平均值AAABACBABBBCCACBCC组合平均值组合平均值ABC均值ABC均值方差来源方差来源自由度自由度平方和平方和方差方差F F值值组合组合区组区组随机误差随机误差方差分析方

15、差分析方差分析方差分析配组方式：配组方式：简单配组法（不规则配组法）简单配组法（不规则配组法）顶交法（半轮配组法）顶交法（半轮配组法）全轮配组法全轮配组法轮配法轮配法、简单配组法（不规则配组法）简单配组法（不规则配组法）把育成的自交系按育种目标、亲本把育成的自交系按育种目标、亲本选配的原则和育种工作者所掌握的性状选配的原则和育种工作者所掌握的性状遗传规律配成若干组合，进行人工交配遗传规律配成若干组合，进行人工交配取得各组合的杂种种子。取得各组合的杂种种子。例如：例如：1212、1313、1414、1515、1616、2525、3232、3535、5656等。如等。如果果F F1 1表现表现15

16、15最好，就选定这个组合和最好，就选定这个组合和1 1号与号与5 5号自交系作为制种亲本；这种方号自交系作为制种亲本；这种方法简便易行，但有把最优组合漏配的危法简便易行，但有把最优组合漏配的危险，在可能配成的组合数与实际测配组险，在可能配成的组合数与实际测配组合数相差愈大时，漏配的危险性也越大。合数相差愈大时，漏配的危险性也越大。2、顶交法（半轮配组法）、顶交法（半轮配组法）ABCDA XBXXCXXXDXXXX 配合力测定分为一般（普通）配合力配合力测定分为一般（普通）配合力测定和特殊配合力测定。一般配合力是采测定和特殊配合力测定。一般配合力是采用顶交法测定。顶交法是将所选出的品种用顶交法测

17、定。顶交法是将所选出的品种与同一品种杂交，比较各组合与同一品种杂交，比较各组合F F1 1优势程度、优势程度、选去劣。特殊配合力测定多采用轮交法。选去劣。特殊配合力测定多采用轮交法。它的做法是将各品种彼此全部加以配合，它的做法是将各品种彼此全部加以配合，比较各杂交组合比较各杂交组合F F1 1代的花径，选出杂交配合代的花径，选出杂交配合力强大的杂种一代。力强大的杂种一代。3、轮配、轮配法法ABCDAXXXXBXXXXCXXXXDXXXX 这是既能测定普通配合力又能测定这是既能测定普通配合力又能测定特殊配合力，从而能较准确地选出最特殊配合力，从而能较准确地选出最优组合的方法。优组合的方法。（三）

18、自交系间配组方式的确定（三）自交系间配组方式的确定 经过配合力测验选得优良杂交经过配合力测验选得优良杂交组合及其亲本自交系后，还需要进组合及其亲本自交系后，还需要进一步确定各自交系的最优组合方式，一步确定各自交系的最优组合方式，以期获得好的杂种。以期获得好的杂种。、单交种：、单交种：、双交种：、双交种：、三交种：、三交种：三交种：三交种：是用两个自交系杂交后作母本，与第三个是用两个自交系杂交后作母本，与第三个自交系杂交产生一代杂种的方式。自交系杂交产生一代杂种的方式。三系杂交种生活力强，产量亦相高，性状三系杂交种生活力强，产量亦相高，性状的整齐性略低于单交种，与双交种相近。的整齐性略低于单交种

19、，与双交种相近。由于母本是单交种，其种子生产量大，质由于母本是单交种，其种子生产量大，质量亦好。但要求父本自交系的花粉量要大。制量亦好。但要求父本自交系的花粉量要大。制种时因为有自交系参与，种子成本仍较高，但种时因为有自交系参与，种子成本仍较高，但比单交种成本低。比单交种成本低。生产三系杂种时，每年需要保持生产三系杂种时，每年需要保持5 5个隔离区，个隔离区，即即3 3个自交繁殖区，一个单交区和个自交繁殖区，一个单交区和1 1个三交区，个三交区，最少需要最少需要3 3个隔离区。个隔离区。（四）品种比较试验和生产试验（四）品种比较试验和生产试验 选出优良组合并确定配组方式后，选出优良组合并确定配

20、组方式后，需要配制出选定组合的杂种种子，按需要配制出选定组合的杂种种子，按一般育种程序进行品种比较试验、生一般育种程序进行品种比较试验、生产试验和多点试验。除观察观赏性状产试验和多点试验。除观察观赏性状外，还要考虑综合经济性状优劣，为外，还要考虑综合经济性状优劣，为了加速选育过程，可以对初选的优良了加速选育过程，可以对初选的优良组合提前制种，在品种比较试验的同组合提前制种，在品种比较试验的同时进行生产试验。时进行生产试验。(五五)杂种种子的生产杂种种子的生产1.1.主要内容主要内容保持亲本高度纯和的自交系；保持亲本高度纯和的自交系；获得具有优势的杂种。获得具有优势的杂种。2.2.主要步骤主要步

21、骤去雄：去雄：人工去雄、化学方法、利人工去雄、化学方法、利用雄性不育系、自交不亲和系、雌用雄性不育系、自交不亲和系、雌株系。株系。制种：制种：种子采收：种子采收：3.3.主要方法主要方法1)1)简易制种法简易制种法异花授粉植物异花授粉植物混播法混播法间行种植间行种植间株种植间株种植自花授粉植物自花授粉植物利用雄性不育系制种利用雄性不育系制种2)利用化学去雄剂制种；利用化学去雄剂制种；3)利用雌株系制种；利用雌株系制种；4)利用雄性不育系制种；利用雄性不育系制种；5)利用自交不亲和机制制种。利用自交不亲和机制制种。五、杂种优势的固定五、杂种优势的固定1.利用无性繁殖方法；利用无性繁殖方法；2.利

22、用无融合生殖、孤雌生殖；利用无融合生殖、孤雌生殖；3.利用人工诱导多倍体的方法；利用人工诱导多倍体的方法；4.利用平衡致死系。利用平衡致死系。杂种优势制种的一般程序杂种优势制种的一般程序选育优良自交系选育优良自交系自交系间配合力测定自交系间配合力测定品种比较试验和区域试验品种比较试验和区域试验杂种种子的生产杂种种子的生产自交系间配组方式的确定自交系间配组方式的确定杂交育种总结杂交育种总结杂交育种杂交育种远缘杂交远缘杂交杂种优势利用杂种优势利用交配单位交配单位品种间品种间栽培类型间栽培类型间种以上单位种以上单位地理远缘地理远缘品种间品种间育种程序育种程序亲代杂交，亲代杂交，F1F1代代繁殖，繁殖，F2F2代选择代选择亲本中选择，利亲本中选择，利用杂交子代。用杂交子代。先杂交，后纯化。先杂交，后纯化。先纯化、后杂交。先纯化、后杂交。共同特点共同特点技术上均为杂交育种。技术上均为杂交育种。在遗传上为重组育种。在遗传上为重组育种。复习题复习题1.简述杂种优势的概念；简述杂种优势的概念；2.配合力的概念；配合力的概念；3.杂种优势制种的技术环节；杂种优势制种的技术环节；4.试比较各种重组育种技术的异同点。试比较各种重组育种技术的异同点。