(15)--遗传学第9章课件普通遗传学.pdf

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1、Genetics1第九章第九章 近亲繁殖与杂种优势近亲繁殖与杂种优势2一、近交一、近交 近交近交(inbreeding)(inbreeding)：亲缘关系相近的个体间杂交亲缘关系相近的个体间杂交方式方式。异交异交(outbreeding)(outbreeding)：亲缘关系较远的个体之间杂交方式。亲缘关系较远的个体之间杂交方式。第一节第一节 近亲繁殖及其遗传效应近亲繁殖及其遗传效应Genetics3自交自交（自花授粉或自体受精）（自花授粉或自体受精）回交回交（与其亲本之一）（与其亲本之一）全同胞杂交全同胞杂交（同父母本）（同父母本）半同胞杂交半同胞杂交（同父本或同母本）（同父本或同母本）同祖父

2、同祖父。种内杂交种内杂交种间杂交种间杂交远缘杂交远缘杂交（种、属等）（种、属等）亲缘关系由近到远杂交方式：亲缘关系由近到远杂交方式：Genetics4按群体天然杂交率按群体天然杂交率将植物分为三类：将植物分为三类：自花授粉植物：自花授粉植物：1 1-4%4%。小麦、水稻、大豆等约小麦、水稻、大豆等约1/31/3栽培植物；栽培植物；常异花授粉植物：常异花授粉植物：5 5-20%20%。如棉花、高梁等；如棉花、高梁等；异花授粉植物：异花授粉植物：2020-50%50%以上。以上。如玉米、黑麦、白菜型油菜。如玉米、黑麦、白菜型油菜。Genetics二、二、自交的遗传效应自交的遗传效应1.1.导致杂合

3、基因型的分离、纯合导致杂合基因型的分离、纯合一对基因一对基因 A A，a aF F1 1 100%100%杂合体杂合体AaAaF F2 2 50%50%杂合体杂合体1 AA+2Aa+1 aa 1 AA+2Aa+1 aa F F3 3 25%25%杂合体杂合体4 AA +4 AA +2 AA2 AA+4Aa+2 aa+4 aa+4Aa+2 aa+4 aa每自交一代，杂合体将产生每自交一代，杂合体将产生1/21/2纯合体纯合体 AAAA和和 aaaa。Genetics6世世代代自交自交代数代数基因型的比数基因型的比数杂合体（杂合体（AaAa）纯合体（纯合体（AA+aaAA+aa）比数比数比数比数F

4、 F1 10 0AaAa1 1100%100%0 00 0F F2 21 11/4 AA 1/4 AA 1/2 Aa 1/2 Aa 1/4 aa1/4 aa1/21/250%50%1/21/250%50%F F3 32 23/8 AA 3/8 AA 1/4 Aa 1/4 Aa 3/8 aa3/8 aa1/41/425%25%3/43/475%75%F F4 43 37/16 AA 7/16 AA 1/8 Aa 1/8 Aa 7/16 aa7/16 aa1/81/812.5%12.5%7/87/887.5%87.5%F F5 54 415/32 AA 15/32 AA 1/16 Aa 1/16

5、Aa 15/32 aa15/32 aa1/161/166.25%6.25%15/1615/1693.75%93.75%F Fr r+1+1r r1/21/2r r001 1-1/21/2r r100%100%Genetics7一对基因：一对基因：杂合体频率：杂合体频率：(1/2)(1/2)r r 100%100%（r r自交代数）自交代数）纯合体频率：纯合体频率：1 1-(1/2)(1/2)r r 100%100%n n对基因时：对基因时：纯合体频率：纯合体频率：前提：前提：各对基因符合自由组各对基因符合自由组合规律，基因间不连锁；合规律，基因间不连锁；各种基因型后代繁殖各种基因型后代繁殖能力

6、相同，并不存在任能力相同，并不存在任何形式的自然选择。何形式的自然选择。Genetics82.2.淘汰有害隐性纯合体淘汰有害隐性纯合体自花授粉植物天然群体自花授粉植物天然群体异花授粉植物天然群体：异花授粉植物天然群体：3.3.获取不同纯合基因型，导致获取不同纯合基因型，导致不同性状的稳定不同性状的稳定AaBbAaBb 自交后代纯合基因型有自交后代纯合基因型有四种四种(2(2n n)：AABB,AABB,AAbbAAbb,aaBBaaBB,aabbaabb.Genetics9三、三、回交及其遗传效应回交及其遗传效应回交回交(back cross)(back cross)：杂种后代与其两个亲本之一

7、的再杂种后代与其两个亲本之一的再次杂交。次杂交。BCBCP P1 1 P P2 2 F F1 1F F1 1 P P1 1 BC BC1 1BCBC1 1 P P1 1 BC BC2 2BCBC2 2 P P1 1 BC BC3 3 。P P1 1：轮回亲本；轮回亲本；P P2 2：非轮回亲本非轮回亲本Genetics10三、三、回交及其遗传效应回交及其遗传效应回交与测交的区别？回交与测交的区别？11世代世代回交方式回交方式基因型频率基因型频率AAAAAaAaP Paa aa AAAAF F1 1AaAa AAAABCBC1 1(1AA+1Aa)(1AA+1Aa)AAAA1/21/21/21/

8、2BCBC2 22AA+(1AA+1Aa)2AA+(1AA+1Aa)AAAA3/43/41/41/4BCBC3 36AA+(1AA+1Aa)6AA+(1AA+1Aa)AAAA7/87/81/81/8BCBC4 414AA+(1AA+1Aa)14AA+(1AA+1Aa)AAAA15/1615/161/161/16.BCBCr r1 1-(1/2)(1/2)r r(1/2)(1/2)r rGenetics12回交的遗传效应回交的遗传效应回交群体的纯合比例与自交后代纯合率公式相同。回交群体的纯合比例与自交后代纯合率公式相同。1 1-(1/2)(1/2)r r回交后代中纯合基因型只有一种回交后代中纯合

9、基因型只有一种；回交的基因纯合进度大于自交回交的基因纯合进度大于自交。Genetics13核置换理论核置换理论轮回亲本轮回亲本非轮回亲本非轮回亲本Genetics14第二节第二节纯系学说纯系学说Genetics15一、纯系学说一、纯系学说约翰逊约翰逊1902 1902 菜豆天然混杂群体按粒重分类播种，选菜豆天然混杂群体按粒重分类播种，选择到择到1919个株系个株系(line)(line)，平均粒重有明显差异。，平均粒重有明显差异。收获收获年份年份小粒株系小粒株系1901 35.11901 35.1大粒株系大粒株系 1901 64.21901 64.2选择亲本种子选择亲本种子平均重平均重后代种子

10、后代种子平均重平均重选择亲本种子选择亲本种子平均重平均重后代种子后代种子平均重平均重轻粒种轻粒种子子重粒种重粒种子子轻粒种轻粒种子子重粒种重粒种子子轻粒种轻粒种子子重粒种重粒种子子轻粒种轻粒种子子重粒种重粒种子子190219023030404035.835.834.834.86060707063.263.264.964.9190319032525424240.240.241.041.05555808075.275.270.970.9190419043131434331.431.432.632.65050878754.654.656.956.9190519052727393938.338.339

11、.239.24343737363.663.663.663.6190619063030464637.937.939.939.94646848474.474.473.073.0190719072424474737.437.437.037.04646818169.169.167.767.7平均平均27.827.842.842.836.836.837.437.451.751.779.279.266.766.766.266.2Genetics16纯系：纯系：一个基因型纯合个体产生的自交后代。一个基因型纯合个体产生的自交后代。纯系学说：纯系学说：自花授粉植物自花授粉植物在一个混杂群体内选择是有效的在一个混

12、杂群体内选择是有效的。在纯系内继续选择是无效的在纯系内继续选择是无效的。Genetics17区分了区分了遗传变异和不遗传的变异遗传变异和不遗传的变异。指导自花授粉植物的育种，即：指导自花授粉植物的育种，即：在混杂群体在混杂群体(如地如地方品种群体方品种群体)内进行单株选择可得到不同纯系；但在内进行单株选择可得到不同纯系；但在纯系中继续选择无效。纯系中继续选择无效。基因型基因型表现型表现型纯系学说意义纯系学说意义:Genetics18纯纯-相对、暂时相对、暂时。纯系纯系继续选择可能有效继续选择可能有效。纯系学说补充：纯系学说补充：Genetics19第三节第三节 杂种优势杂种优势Genetics

13、Genetics21Genetics22一一、杂种优势杂种优势heterosisheterosis/hybrid vigor/hybrid vigor两个遗传组成不同亲本的杂种第一代，在生长势、繁两个遗传组成不同亲本的杂种第一代，在生长势、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象。Genetics 中中亲亲优势：优势：1112MPFF100%100%MPMPPPMP2H 超亲优势：超亲优势：1BPFBP100%BPH Genetics24多方面、综合的表现多方面、综合的表现异花授粉植物异花授粉植物优势强。优势强。亲缘关系远、遗传差异大、双亲优缺

14、点互补亲缘关系远、遗传差异大、双亲优缺点互补的组合，的组合，杂种优势强。杂种优势强。双亲基因型纯合程度高双亲基因型纯合程度高的优势高。的优势高。在在适宜的环境条件下适宜的环境条件下种植的优势大。种植的优势大。F F1 1杂种优势表现杂种优势表现Genetics25二二F F2 2的衰退表现的衰退表现与与F F1 1相比较，相比较，F F2 2代在生长势、生活力、抗逆性和代在生长势、生活力、抗逆性和产量等各方面均显著下降的现象。产量等各方面均显著下降的现象。F F2 2代衰退的原因？代衰退的原因？F F2 2代出现性状分离和重组，产生代出现性状分离和重组，产生F F2 2代衰退现象。代衰退现象。

15、AA 100 aa 60 Aa 200AA 100 aa 60 Aa 200Genetics26三三 杂种优势的遗传杂种优势的遗传假说假说*1.1.显性基因假说显性基因假说Genetics272.2.超显性假说超显性假说Genetics283.3.上位性假说上位性假说GeneticsGenetics30第四节第四节 近亲繁殖和杂种优势在育种上近亲繁殖和杂种优势在育种上的利用的利用Genetics31近交近交基因型纯合基因型纯合自花授粉作物自花授粉作物，天然自交天然自交异花授粉作物异花授粉作物，天然杂交率高，天然杂交率高杂种优势利用，玉米自交系杂种优势利用，玉米自交系一、近亲繁殖在育种上的利用一

16、、近亲繁殖在育种上的利用Genetics32应应具备两个条件：具备两个条件：杂种优势、增产效果明显；杂种优势、增产效果明显；制种的成本低，用种量小。制种的成本低，用种量小。必须注意三个问题：必须注意三个问题：杂交亲本的纯合度和典型性；杂交亲本的纯合度和典型性；选配强优势组合选配强优势组合(互补性及其它互补性及其它)；制种技术与播种技术。制种技术与播种技术。二、二、杂种优势杂种优势利用利用Genetics33有性繁殖获得优良杂种有性繁殖获得优良杂种F F1 1，通过无性繁殖方式保存杂种优势，通过无性繁殖方式保存杂种优势杂种优势杂种优势利用利用固定固定Genetics34本章重点本章重点自交与回交的遗传效应自交与回交的遗传效应 纯系学说纯系学说 杂种优势及其理论杂种优势及其理论