第四节回交育种课件.ppt

1、第七章 回交育种一、概念一、概念 两个品种杂交后，子一代与其亲本之两个品种杂交后，子一代与其亲本之一再进行杂交，称为一再进行杂交，称为回交回交。A B F1 B BC1,BC1 B BC2 采用一次或多次回交的育种方法采用一次或多次回交的育种方法 ，称，称为为回交育种回交育种。第第7章章 回交育种回交育种二、表示方法二、表示方法 （A X B）X A X A；A3 X B；A X 3/B 第第7章章 回交育种回交育种明确两对概念轮回亲本（轮回亲本（recurrent parent）与）与非轮回亲本非轮回亲本(non-recurrent parent)用于多次回交的亲本称用于多次回交的亲本称轮回

2、亲本轮回亲本（亲本（亲本A A）；只在第一次杂交时应用的亲本称）；只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲非轮回亲（亲本（亲本B B）。）。（A X BA X B）X A X AX A X A 第第7章章 回交育种回交育种受体亲本受体亲本(receptor)与供体亲本与供体亲本(donor)有利性状（目标性状）的接受者，称有利性状（目标性状）的接受者，称受受体亲本体亲本（亲本（亲本A A）；目标性状的提供者，称）；目标性状的提供者，称供体亲本供体亲本（亲本（亲本B B）。（A X BA X B）X A X AX A X A 第第7章章 回交育种回交育种第一节第一节 回交育种的意义及遗传效应回交育种

3、的意义及遗传效应第第7章章 回交育种回交育种一、回交育种的意义 回交育种法速度快，在改良作物品种回交育种法速度快，在改良作物品种个别缺点时是一种快速有效方法个别缺点时是一种快速有效方法第第7章章 回交育种回交育种二、回交的遗传效应 (一）在回交杂合基因群体中，杂合基因型逐渐一）在回交杂合基因群体中，杂合基因型逐渐减少，纯合基因型相应地增加，纯合基因型变化的减少，纯合基因型相应地增加，纯合基因型变化的频率是频率是(1-1/2(1-1/2r r)n n(n n为杂种的杂合基因对数，为杂种的杂合基因对数，r r为为回交的次数回交的次数)，其中纯合基因型仅为轮回亲本的基，其中纯合基因型仅为轮回亲本的基

4、因型。因型。一对基因自交和回交群体内一对基因自交和回交群体内aaaa型个体的比率型个体的比率(%)(%)世代数世代数1 12 23 34 45 56 67 78 8AaAaAaAa25.025.037.537.543.7543.7546.8846.8848.4448.4449.2249.2249.6149.615050AaAaaaaa50.050.0757587.587.53.753.7596.8896.8898.4498.4499.2299.22100100第第7章章 回交育种回交育种二、回交的遗传效应 （二）就一种纯合基因型来说，回交比（二）就一种纯合基因型来说，回交比自交达到某种纯合基因

5、型个体的频率快。自交达到某种纯合基因型个体的频率快。F F1 1自交和回交后代群体内某种纯合基因型自交和回交后代群体内某种纯合基因型(轮回亲本基因型轮回亲本基因型)出现的频率出现的频率基因对基因对数数(n)(n)1 12 23 34 45 56 67 7 n nF F1 1 F F1 11/41/41/161/161/641/641/2561/2561/10241/10241/40961/40961/163841/16384(1/4)(1/4)n nF F1 1 纯纯合亲本合亲本1/21/21/41/41/81/81/161/161/321/321/641/641/1281/128(1/2)(

6、1/2)n n第第7章章 回交育种回交育种三、回交育种步骤年次年次回交程式回交程式工作内容工作内容1 1A AB B杂交，杂交，A A为轮回亲本，为轮回亲本，B B为抗为抗病亲本，病亲本，抗病性为显性抗病性为显性2 2 F F1 1A AF F1 1回交于回交于A A3 3 BC BC1 1F F1 1A A从回交一代中选择抗病株回从回交一代中选择抗病株回交于交于A A4 4 BCBC2 2F F1 1A A从二次回交一代中选择抗病从二次回交一代中选择抗病株回交于株回交于A A第第7章章 回交育种回交育种年次年次回交程式回交程式工作内容工作内容5 5 BCBC3 3F F1 1A A从三次回交

7、一代中选择抗病株从三次回交一代中选择抗病株回交于回交于A A6 6 BCBC4 4F F1 1四次回交四次回交F F1 1自交并选择优良抗自交并选择优良抗病株病株7 7 BCBC4 4F F2 2自交选择抗病株种成株系，选自交选择抗病株种成株系，选择农艺性状优良的抗病株系择农艺性状优良的抗病株系 第第7章章 回交育种回交育种第二节第二节 回交育种方法回交育种方法第第7章章 回交育种回交育种一、回交亲本选择n轮回亲本（或受体亲本）轮回亲本（或受体亲本）具有良好的农艺性状，只存在个别缺点具有良好的农艺性状，只存在个别缺点 要求要求综合性状好、适应性强、有丰产潜力。综合性状好、适应性强、有丰产潜力。

8、应选用在应选用在当地栽培时间长当地栽培时间长,综合性状好的推广综合性状好的推广品种或最有希望推广的优良品种。品种或最有希望推广的优良品种。改良后有发展前途改良后有发展前途第第7章章 回交育种回交育种n非轮回亲本（或供体亲本）：非轮回亲本（或供体亲本）：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 目标性状要突出目标性状要突出 目标性状遗传传递力强，受少数基因控制目标性状遗传传递力强，受少数基因控制 目标性状最好是显性目标性状最好是显性第第7章章 回交育种回交育种二、回交后代的选择二、回交后代的选择（一）质量性状基因的回交转育（一）质量性状基因的回交转育1.1.当被转移的目标性状为显性时

9、当被转移的目标性状为显性时第第7章章 回交育种回交育种 轮回亲本轮回亲本 非轮回亲本非轮回亲本P P 甲甲 AABBccAABBcc aabbCCaabbCC 乙乙 F F1 1 A Aa aB BbCbCc c AABBccAABBcc BCBC1 1 A AB BC Cc c AABBccAABBcc BCBC2 2 A AB BC Cc c AABBccAABBcc BCBC3 3F F1 1 A AB BC Cc cBCBC3 3F F2 2 A AB BC CBCBC3 3F F3 3 AABBAABBCCCC由一对显性基因控制的性状转移由一对显性基因控制的性状转移每代选择的性状为每

10、代选择的性状为乙乙 的输出性状的输出性状 第第7章章 回交育种回交育种2.2.当被转移的目标性状为隐性时当被转移的目标性状为隐性时 (1)(1)同时进行回交和自交同时进行回交和自交 (2)(2)每次回交之前均自交一次每次回交之前均自交一次第第7章章 回交育种回交育种 轮回亲本轮回亲本 非轮回亲本非轮回亲本P 甲甲 aabbCC AABBcc 乙乙 F1 AaBbCc aabbCC BC1 ABCc A-B-CC（淘汰）（淘汰）BC2 ABCc aabbCC A-B-CC（淘汰）（淘汰）BC3F1 ABCcBC3F2 ABccBC3F3 aabbcc由一对隐性基因控制的性状转移由一对隐性基因控制

11、的性状转移每代选择的性状为每代选择的性状为乙乙 的输出性状的输出性状 分离分离不分离不分离 ABCc aabbCC 第第7章章 回交育种回交育种（二）数量性状基因的回交转育（二）数量性状基因的回交转育 成功的两种因素：成功的两种因素：一是控制性状的基因的数目。一是控制性状的基因的数目。当控制某一性状当控制某一性状的基因数目增加时，回交后代出现目标性状基因的基因数目增加时，回交后代出现目标性状基因型的比例势必减少。为了导入目标性状基因，必型的比例势必减少。为了导入目标性状基因，必须种植的植株数应当增加。须种植的植株数应当增加。二是环境对基因表现的作用。二是环境对基因表现的作用。回交能否成功决定回

12、交能否成功决定于每一世代对基因型的准确鉴定。当环境条件对于每一世代对基因型的准确鉴定。当环境条件对性状的表现有重大影响时，鉴定便比较困难。在性状的表现有重大影响时，鉴定便比较困难。在这样情况下，最好每回交一次，接着就进行自交这样情况下，最好每回交一次，接着就进行自交一次，并在一次，并在BCBC1 1F F2 2群体进行选择。群体进行选择。第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种三、回交的次数三、回交的次数（1）.轮回亲本性状的恢复轮回亲本性状的恢复 纯合体比率（）纯合体比率（）(1-1/2r)n(N=基因数;r=回交次数)第第7章章 回交育种回交育种表表:连续回交由轮回亲本引进

13、基因的纯合个体百分率连续回交由轮回亲本引进基因的纯合个体百分率(%)第第7章章 回交育种回交育种回交45次恢复轮回亲本的大部优良性状。非轮回亲本具备其他一些优良性状时，回交1、2次可得到综合性状良好的植株，育成品种的遗传基础丰富。如回交次数过多，目标性状的强度削弱。非轮回亲本有1、2个性状差于轮回亲本(栽培种的近缘种属作非轮回亲本)，须进行多次的回交。2.非轮回亲本的目标性状和不利性状连锁的程度非轮回亲本的目标性状和不利性状连锁的程度 非轮回亲本转移给轮回亲本的目标性状和另一不利性状连锁，须多次回交重组。除去不利基因的速度，由重组值决定的。第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育

14、种重组类型的机率重组类型的机率=1-(1-C)r (r=回交次数，C=重组率)表表 :不同重组率下经不同次数的回交后出现重组类型的频率不同重组率下经不同次数的回交后出现重组类型的频率()第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种M=所需的植株数；p=杂种群体中符合需要的基因型的期望比率；=几率水准。公式：公式：m)log(1)log(1四、回交所需的植株数四、回交所需的植株数3.选择利于轮回亲本性状的恢复，减少回交次数选择利于轮回亲本性状的恢复，减少回交次数早代回交中，选择非轮回亲本目标性状的同时，应对轮回亲本的性状严格选择，提高轮回亲本性状的恢复频率，减少回交次数。第第7章章

15、回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种表表6-10 回交中所需要的植株数回交中所需要的植株数需要转移的基因数需要转移的基因数 1 2 3 4 5 6带有转移的优良基带有转移的优良基因植株的预期比例因植株的预期比例1/21/41/81/161/32 1/64几率水准几率水准0.954.310.422.4 46.3951910.996.616.034.5 71.2146296第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种n=qrqqZZqZr2)5.0)(1(4)1()1()5.0(221222N：植株总数；r：具有目标性状基因的植株数；q：获得具有目标性状基因植株的概率；Z：概率

16、P的函数值，当P0.95时，=1.645；当P=0.99时，Z2.326。第第7章章 回交育种回交育种 1.1.逐步回交法（逐步回交法（stepwise backcross methodstepwise backcross method）A B AB C F1A F1 AB BC1F1A BC1F1 AB BC2F1 A BC2F1 AB AB ABC五、五、回交方法回交方法第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种例：例：大棍棒 53 号的育成，大棍棒是一个推广的优良品种，但易感染多种病虫害。第第7章章 回交育种回交育种2、双回交法 在玉米的自交系改良中应用：在玉米的自交系改良

17、中应用：第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种3、修饰回交育种法、修饰回交育种法（1）.超亲重组与不完全回交结合的聚合杂交超亲重组与不完全回交结合的聚合杂交第1年 AB AC AD AE A占50 第2年 F1A F1A F1A F1A A占75第4年 A占75第3年 A占75第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种第5年 A占94第6年 第1年 AB AC AD AE A占50第2年 (A2B)(A2C)(A2D)(A2E)A占75第3年 (A3B)(A3C)(A3D)(A3E)A占88第4年 (A4B)(A4C)(A4D)(A4

18、E)A占94图图6-14 聚合回交育种方法示意图聚合回交育种方法示意图（2）.超亲积累与回交结合的聚合杂交（聚合回交）超亲积累与回交结合的聚合杂交（聚合回交）第第7章章 回交育种回交育种（一）（一）回交育种法的优缺点回交育种法的优缺点优点：优点：育种群体的遗传变异易于选择控制；育种群体小，针对被转移的目标性状选择，利于温室、异地或异季加代等缩短育种年限；利于打破目标基因与不利基因间的连锁，增加基因重组频率，提高优良重组类型的机率；育成的品种不经产量试验，可在生产上试种。第第3节节 回交育种的特点及其应用价值回交育种的特点及其应用价值第第7章章 回交育种回交育种缺点缺点：仅改良原品种的个别缺点，

19、大多性状没大提高；轮回亲本选择不当，延长育种年限；改良品种限于由少数主基因控制的性状，改良数量性状则比较困难。每一世代都需人工杂交，工作量大；目标基因的多效性，或与不利基因紧密连锁是回交育种的障碍；回交群体回复为轮回亲本基因型常出现偏离。第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种（二）（二）回交育种的用途回交育种的用途1.近等基因系（近等基因系（near-isolines）的培育）的培育用于培育多系品种。第第7章章 回交育种回交育种育成以 A 品种为遗传背景但具有不同抗性基因的近似品系，然后根据需要混合其中若干品系组成多系品种用于生产。第第7章章 回交育种回交育种 图图6-15

20、Rht1、Rht2、Rht3小麦矮杆基因系在不同遗传背景中的表现小麦矮杆基因系在不同遗传背景中的表现第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种图6-16 中国春小麦株高、育性近等基因系第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种细胞质雄性细胞质雄性不育系不育系(cms)雄性可育系雄性可育系F1(cms)雄性可育株雄性可育株BC1F1(cms)雄性可育株雄性可育株BC2F1(cms)雄性可育株雄性可育株BCnF1(cms)雄性可育系雄性可育系BcmsA A的保持系的保持系B图图6-17 新的细胞质雄性不育系新的细胞质雄性不育系A的培育的培育2.用于杂用于杂种优势利种优势

21、利用中的细用中的细胞质雄性胞质雄性不育系和不育系和恢复系的恢复系的回交转育回交转育第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种 图图6-18 甘蓝型油菜甘蓝型油菜5702A雄性不育系及其保持系的选育过程雄性不育系及其保持系的选育过程 1975年春年春 “波里玛波里玛”自然不育株自然不育株自交系自交系5702 5702A 5702B100不育，选相似不育，选相似 BC3 5702不育株，成对回交不育株，成对回交96.599.1不育，不育，BC1 5702 选相似不育株，成对回交选相似不育株，成对回交1975年冬85.7100不育

22、，不育，F1 5702选不育株测交选不育株测交 1975年夏年夏97.5不育，选相似不育，选相似 BC2 5702不育株，成对回交不育株，成对回交 1976年春年春第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种第第7章章 回交育种回交育种3.用于远缘杂交用于远缘杂交(解决杂种不育和分离世代过长等解决杂种不育和分离世代过长等)例例:(籼粳)籼 偏籼型;(籼粳)粳 偏粳型草棉与陆地棉杂交，用陆地棉的花粉 回交可提高杂种的结实率。4.用于改良品种的个别缺点，而保持其优良性状用于改良品种的个别缺点，而保持其优良性状 5.打破基因连锁打破基因连锁重点与难点重点与难点回交育种的特点、程序、技术要点及应用。思考题思考题第第7章章 回交育种回交育种一、问答题一、问答题 1.回交育种有哪些用途及有何局限性？在什么情况下 回交育种最有效？2.什么是轮回亲本和非轮回亲本？在回交育种中它们各有何作用？在选用轮回亲本和非轮回亲本时要注意哪些问题？3.回交有什么遗传效应？与自交遗传效应有什么不同？4.如何利用回交培育新的雄性不育系和近等基因系？第第7章章 回交育种回交育种二、论述题二、论述题1.简述转移显性和隐性单基因控制的性状，以及数量性状的回交育种的过程。2.制定一个利用回交法改良某一小麦品种的抗病（或抗虫）性的育种方案。