第七章--回交育种要点课件.ppt
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1、第七章第七章 回交育种回交育种本章主要内容本章主要内容第一节第一节 回交育种的意义及遗传效应回交育种的意义及遗传效应第二节第二节 回交育种的技术要点回交育种的技术要点第三节第三节 回交的特点及其应用价值回交的特点及其应用价值第四节第四节 回交回交育种方法的灵活运用育种方法的灵活运用第一节回交育种的意义及遗传效应第一节回交育种的意义及遗传效应一、回交育种的概念一、回交育种的概念1、回交、回交(Backcross):杂种后代与两个亲本之一杂种后代与两个亲本之一再进行杂交。再进行杂交。2、回交育种、回交育种:两品种杂交后,与亲本之一连续两品种杂交后,与亲本之一连续多代重复回交,把亲本的某些特性导入另
2、一亲多代重复回交,把亲本的某些特性导入另一亲本的育种方法。本的育种方法。3、轮回亲本和非轮回亲本、轮回亲本和非轮回亲本(1)轮回亲本(受体亲本)轮回亲本(受体亲本):用于多次回交的:用于多次回交的亲本。亲本。(2)非轮回亲本(供体亲本)非轮回亲本(供体亲本):只在第一次杂:只在第一次杂交时应用的亲本。交时应用的亲本。第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应(3)回交的表达方式)回交的表达方式(AB)AA;A3B;A3/BBC1回交一次回交一次BC1F1回交一次的一代回交一次的一代BC2回交二次回交二次BC1F2回交一次自交一次二代回交一次自交一次二代第一节回交育种第一节回交
3、育种的意义及的意义及遗传遗传效应一、回交育种的概念效应一、回交育种的概念第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应二、回交育种的遗传效应二、回交育种的遗传效应1、回交显著增加轮回亲本的基因频率、回交显著增加轮回亲本的基因频率回交一次回交一次轮回亲本轮回亲本75%回交二次回交二次轮回亲本轮回亲本87.5%AaaaAaaaaaaaAaaa1/2Aaaa2aaaa7/8第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应二、回交育种的遗传效应二、回交育种的遗传效应1、回交显著增加轮回亲本的基因频率、回交显著增加轮回亲本的基因频率n杂种和轮回亲本每回交一次:轮回亲本的基因杂种
4、和轮回亲本每回交一次:轮回亲本的基因在原有基础上增加在原有基础上增加12。例如回交。例如回交BC4F1轮回轮回亲本的基因频率已达亲本的基因频率已达96.875%;而非轮回亲本;而非轮回亲本的基因频率仅剩的基因频率仅剩3.125%。n所以,在不加选择的情况下,回交的最后产物所以,在不加选择的情况下,回交的最后产物为轮回亲本为轮回亲本;在在选择的情况下可选择的情况下可得到非轮回得到非轮回亲本的目标性状亲本的目标性状+轮回亲本综合性状的后代,轮回亲本综合性状的后代,即将供体亲本的目标性状转移到受体亲本即将供体亲本的目标性状转移到受体亲本。第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应二
5、、回交育种的遗传效应二、回交育种的遗传效应2、回交可以控制某种基因型纯合率提高、回交可以控制某种基因型纯合率提高aa的频率的频率AaAaaaAAAaaaAaaa自交自交r回交回交rn对基因对基因n对基因对基因((2r-1)/2r+1)n((2r-1)/2)n第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应二、回交育种的遗传效应二、回交育种的遗传效应回回交交与与自自交交的的作作用用一一样样,通通过过回回交交可可使使杂杂合合基基因因型逐代减少,纯合基因型相应增加。型逐代减少,纯合基因型相应增加。第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应二、回交育种的遗传效应二、回交育
6、种的遗传效应但是,回交子代基因型的纯合是定向的但是,回交子代基因型的纯合是定向的,在选定轮回亲本时,已经为回交子代确定了逐在选定轮回亲本时,已经为回交子代确定了逐代趋向纯合的基因型。代趋向纯合的基因型。而自交子代基因型的纯而自交子代基因型的纯合是多向的。合是多向的。在相同育种进程内,就一种纯合在相同育种进程内,就一种纯合基因型的纯合进度来说:回交纯合的速度自基因型的纯合进度来说:回交纯合的速度自交。交。第一节回交育种第一节回交育种的意义及的意义及遗传效应遗传效应一对基因自交和回交群体内一对基因自交和回交群体内AA型个体的比率型个体的比率(%)世代数世代数12345678AaAa25.037.5
7、43.7546.8848.4449.2249.6150AaAA50.07587.593.7596.8898.4499.22100二、回交育种的遗传效应二、回交育种的遗传效应3、回交有利打破连锁、回交有利打破连锁n如果非轮回亲本的目标性状基因与不良性状基如果非轮回亲本的目标性状基因与不良性状基因相连锁,与轮回亲本回交,提供了消除不利因相连锁,与轮回亲本回交,提供了消除不利连锁的机会。连锁的机会。n消除连锁的不良基因的概率是:消除连锁的不良基因的概率是:1-(1-P)m+1其中其中P是连锁基因的重组率,是连锁基因的重组率,m是回交次数是回交次数n如重组率为如重组率为0.20,不通过选择,回交,不通
8、过选择,回交5次,不良次,不良基因消除的概率为:基因消除的概率为:1-(1-0.2)5+1=0.74而自交而自交5代不良连锁基因消除的概率仅为代不良连锁基因消除的概率仅为0.20。可见:可见:在不加选择的情况下,消除不利基因的概率回在不加选择的情况下,消除不利基因的概率回交远比自交高。交远比自交高。第一节回交育种的意义及遗传效应第一节回交育种的意义及遗传效应自交及回交后代消除非目标性状基因的概率自交及回交后代消除非目标性状基因的概率(Allard,1960)重组率重组率消除非目标性状基因的概率消除非目标性状基因的概率回交回交5次次自交自交5代代0.500.980.500.200.740.200
9、.100.470.100.020.110.020.010.060.010.0010.0060.001第二节回交育种的技术要点第二节回交育种的技术要点 A B F1A BC1F1A BC2F1 A BC3F1 A BC4F1 1、轮回亲本的选择、轮回亲本的选择-轮回亲本是欲改良的对象轮回亲本是欲改良的对象要求:要求:(1)综合性状好,丰产潜力大,适应性强;)综合性状好,丰产潜力大,适应性强;(2)只存在个别缺点。经改良后仍有发展前途)只存在个别缺点。经改良后仍有发展前途.n可选用可选用当地推广的优良品种当地推广的优良品种,或即将,或即将推广的新推广的新品种。品种。2、非轮回亲本的选择、非轮回亲本
10、的选择-目标性状的提供者目标性状的提供者(1)具有轮回亲本需要的目标性状;)具有轮回亲本需要的目标性状;(2)目标性状强度突出,遗传力高,受少数基)目标性状强度突出,遗传力高,受少数基一、亲本选择一、亲本选择第二节回交育种方法第二节回交育种方法因控制,最好是显性的,易于识别选择;因控制,最好是显性的,易于识别选择;(3)尽可能没有严重的缺点;)尽可能没有严重的缺点;(4)目标性状最好与不良性状没有连锁。否则,)目标性状最好与不良性状没有连锁。否则,打破连锁,会增加回交次数。打破连锁,会增加回交次数。二、回交育种的程序二、回交育种的程序由杂交由杂交回交回交自交自交系统比较,几个内容系统比较,几个
11、内容不同的部分组成。不同的部分组成。1、杂交:、杂交:根据育种目标和亲本选配的原则,根据育种目标和亲本选配的原则,选择选择轮回亲本轮回亲本A与非轮回亲本与非轮回亲本B杂交,产生杂种杂交,产生杂种F1。一、亲本选择一、亲本选择第二节回交育种方法第二节回交育种方法二、回交育种的程序二、回交育种的程序2、回交:、回交:F1同轮回亲本(同轮回亲本(A)回交,产生回交一)回交,产生回交一代代(BC1F1)。)。n从回交后代中从回交后代中选择具有目标性状(象非轮回亲选择具有目标性状(象非轮回亲本本)和)和综合性状(象轮回亲本综合性状(象轮回亲本)的植株与轮回)的植株与轮回亲本连续回交亲本连续回交46代;至
12、性状似轮回亲本。代;至性状似轮回亲本。3、自交纯化:、自交纯化:经过数次回交后,大多数性状已聚经过数次回交后,大多数性状已聚合成和轮回亲本相同的纯合体。但对于目标性合成和轮回亲本相同的纯合体。但对于目标性状来说仍是杂合体,状来说仍是杂合体,必须自交必须自交12代才能纯合代才能纯合。第二节回交育种方法第二节回交育种方法二、回交育种的程序二、回交育种的程序4、产量比较:、产量比较:按常规进行按常规进行产量比较试验产量比较试验,区域试区域试验验,生产试验生产试验。n杂交和回交杂交和回交及及连续选株回交连续选株回交、自交稳定自交稳定、产产量比较量比较称为回交育种四大环节。其核心是第二称为回交育种四大环
13、节。其核心是第二步:选株具有目标性状的植株连续回交。步:选株具有目标性状的植株连续回交。第二节回交育种方法第二节回交育种方法三、不同表现型遗传基因的导入三、不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例(以抗病性为例)1、显性单基因的导入、显性单基因的导入-连续回交法连续回交法n回交转移的性状是由显性单基因控制,容易在回交转移的性状是由显性单基因控制,容易在杂种中识别,回交工作代代进行。杂种中识别,回交工作代代进行。n如把小麦抗锈病品种如把小麦抗锈病品种B(RR)转移到一个感病)转移到一个感病丰产性好的品种丰产性好的品种A(rr)中去。方法:)中去。方法:(1)杂交:感病丰产品种)杂交:感病丰产品种A
14、(rr)抗病品种抗病品种B(RR),再以再以A为轮回亲本回交,为轮回亲本回交,nF1中抗病基因是杂合的(中抗病基因是杂合的(Rr)第二节回交育种方法第二节回交育种方法三、三、不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)1、显性单基因的导入、显性单基因的导入-连续回交法连续回交法(2)回交:)回交:当用当用A(rr)回交时,分离为回交时,分离为Rr、rr两两种基因型种基因型n抗病的(抗病的(Rr)小麦植株,感病的()小麦植株,感病的(rr)小麦植株,)小麦植株,在接种条件下很容易区别;在接种条件下很容易区别;n只要选择抗病植株(只要选择抗病植株(Rr)与轮回亲
15、本)与轮回亲本A回交,如回交,如此连续若干次,直到获得抗锈而其它性状似轮此连续若干次,直到获得抗锈而其它性状似轮回亲本回亲本A的品种。的品种。(3)自交:)自交:抗病性仍是杂合的,必须自交抗病性仍是杂合的,必须自交2代,代,才能获得纯合的抗病植株(才能获得纯合的抗病植株(RR)。)。第二节回交育种方法第二节回交育种方法三、三、不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)1、显性单基因的导入、显性单基因的导入-连续回交法。连续回交法。n杂交:杂交:感病丰产品种感病丰产品种A(rr)抗病品种抗病品种B(RR)第一次回交:第一次回交:F1抗病抗病(Rr)A品种品种
16、(rr)苗期接种苗期接种第二次回交第二次回交BC1F1感病感病(rr)抗病抗病(Rr)品种品种A(rr)(淘汰淘汰)选株回交选株回交第三次回交第三次回交BC2F1感病感病(rr)抗病抗病(Rr)品种品种A(rr)(淘汰淘汰)选株回交选株回交第二节回交育种方法第二节回交育种方法三、三、不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)1、显性单基因的导入、显性单基因的导入-连续回交法。连续回交法。第四次回交第四次回交:BC3F1感病感病(rr)抗病抗病(Rr)品种品种A(rr)(淘汰淘汰)选株回交选株回交n第一次选抗病株自交第一次选抗病株自交:BC3F1感病感病(r
17、r)抗病抗病(Rr)(淘汰淘汰)自交自交n第二次选优良第二次选优良感病感病(rr)抗病抗病(Rr)抗病抗病(RR)n抗病株自交抗病株自交UUn感病感病(rr)抗病抗病(Rr)抗病抗病(RR)纯合抗病纯合抗病(RR)n株系比较鉴定株系比较鉴定第二节回交育种方法第二节回交育种方法三、三、不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)2、隐性单基因的导入、隐性单基因的导入-不抗病丰产品种不抗病丰产品种A(RR)抗病品种抗病品种B(rr)n如果要导入的抗病基因是隐性(如果要导入的抗病基因是隐性(rr),与轮回亲),与轮回亲本本A(RR)回交,回交后代分离为两种基因型回
18、交,回交后代分离为两种基因型RR、Rr,含有抗病基因(隐性基因)的杂合体(,含有抗病基因(隐性基因)的杂合体(Rr),),表现型上鉴定不出来。表现型上鉴定不出来。n可采用两种方法处理:可采用两种方法处理:(1)回交后代自交一代)回交后代自交一代,选择具有目标性状的植,选择具有目标性状的植株回交;(隔代回交自交法)株回交;(隔代回交自交法)第二节回交育种方法第二节回交育种方法三、三、不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)不同表现型遗传基因的导入(以抗病性为例)2、隐性单基因的导入、隐性单基因的导入让回交后代自交一次,从分离后代中选择抗让回交后代自交一次,从分离后代中选择抗病株病株(rr)与与A
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