1、第七讲 常规杂交育种2思考题：思考题：选择育种变异的来源？选择育种变异的来源？选择育种选择育种:自然产生自然产生杂交育种杂交育种:人工产生人工产生变异变异基因重组基因重组基因重组基因重组3v常规杂交的概念和意义常规杂交的概念和意义v常规杂交育种常规杂交育种方式方式v 杂交亲本选配原则杂交亲本选配原则v 杂交技术杂交技术v 杂种后代杂种后代处理方法处理方法本讲主要内容本讲主要内容4 4第一节第一节 常规杂交育种的概念和意义常规杂交育种的概念和意义一、一、【概念概念】杂交（杂交（Hybridization)Hybridization):不同基因型配子间的结合产生杂种。不同基因型配子间的结合产生杂种
2、。杂交育种（杂交育种（Cross breeding)Cross breeding)：通过杂交途径培育新品种叫通过杂交途径培育新品种叫杂交育种。杂交育种。远缘杂交：自交：同一基因型（完全花或雌雄异花同株）雌雄配子结合。近缘杂交：同一物种之内不同品种或变种之间的杂交。种以上类型之间的杂交。交配交配方式方式杂交杂交远缘杂交：近缘杂交：同一物种之内不同品种或变种之间的杂交。种以上类型之间的杂交。杂交杂交常规杂交育种常规杂交育种远缘杂交育种远缘杂交育种说明说明 广义上讲，广义上讲，有性杂交育种有性杂交育种应包括应包括常规杂交育种、远常规杂交育种、远缘杂交育种缘杂交育种等。由于这些育种途径在亲本的利用、遗
3、等。由于这些育种途径在亲本的利用、遗传机制、方法技术等方面有较大差异，传机制、方法技术等方面有较大差异，故在不加说明故在不加说明时，有性杂交育种一般指的是常规杂交育种。时，有性杂交育种一般指的是常规杂交育种。6 6 通过通过，把分散在不同，把分散在不同亲本上的优良性状亲本上的优良性状组合到杂种中组合到杂种中，对其对其后代进行多代培育选择后代进行多代培育选择，比，比较鉴定，以获得较鉴定，以获得遗传相对稳定遗传相对稳定，具有栽培利用价值的具有栽培利用价值的定型新品种定型新品种的一种育种途径。的一种育种途径。种内杂交种内杂交人工变异人工变异常规杂交育种常规杂交育种的的概念概念（Conventiona
4、l cross breeding)：7二、二、【遗传学基础遗传学基础】基因重组基因重组 亲本A (AAbb)亲本 B (aaBB)PAaBbF1F2Fn 1/4 AABB +1/4 AAbb+1/4 aaBB +1/4 aabb F41/16 AABB+2/16 AABb+1/16 AAbb2/16 AaBB +4/16 AaBb +2/16 Aabb1/16 aaBB +2/16 aaBb +1/16 aabb49/256 AABB+14/256 AABb+49/256 AAbb14/256 AaBB +4/256 AaBb +14/256 Aabb49/256 aaBB +14/256 a
5、aBb +49/256 aabb先杂后纯同质杂合同质人工人工 杂交杂交强制强制 自交自交综合双亲优良性状综合双亲优良性状基因互作产生新性状基因互作产生新性状产生超亲性状产生超亲性状三、三、【遗传学效应遗传学效应】作用与意义作用与意义B、新性状：不同亲本中的、新性状：不同亲本中的优良基因集中到新品种中优良基因集中到新品种中A、综合作用：分散在不同亲、综合作用：分散在不同亲本的不同显性互补基因结合，本的不同显性互补基因结合，产生双亲没有的新性状产生双亲没有的新性状C、超亲性状：将控制双、超亲性状：将控制双亲相同性状的不同基因在亲相同性状的不同基因在新品种中积加起来新品种中积加起来1 1、实现优良基
6、因重组、实现优良基因重组92、打破不利基因连锁 例：番茄抗病基因与黄化基因的连锁3、改善基因位点间的互作关系例：花卉中，黄色花与红色花杂交，可选出橙色花。10应用最普遍、卓有成效的育种途径！常规杂交育种人为能动地创造变异人工 途径11子代选择育种与杂交育种的比较与分析选择的机会不大选择的机会不大子代F1“放大放大”自然 途径F1缓慢缓慢F1选择的机会更多选择的机会更多【应用】纯育品种 自交系 多系品种 自由授粉品种常规杂交育种13第二节第二节 常规杂交育种的杂交方式常规杂交育种的杂交方式一一、两亲杂交两亲杂交 单交单交 回交回交二二、多亲杂交多亲杂交 添加杂交添加杂交 合成杂交合成杂交 14一
7、、两亲杂交一、两亲杂交（一）单交（一）单交（Single cross)杂交一次，杂交亲本为两个杂交亲本为两个A A（）B B（）F F正交正交B B（）A A（）F F反交反交 正反交有何区别?又称成对杂交又称成对杂交v胞质胞质不参与遗传时不参与遗传时，正、反交，正、反交杂种后代杂种后代性状一致性状一致v胞质胞质参与遗传时，杂种性状倾向于母本。参与遗传时，杂种性状倾向于母本。育种育种实践中，实践中，通常以优良性状较多的品种作母本通常以优良性状较多的品种作母本。栽培种与野生种或半栽培种杂交时，多以栽培品种栽培种与野生种或半栽培种杂交时，多以栽培品种为母本。为母本。15细胞质遗传对杂交后代的影响细
8、胞质遗传对杂交后代的影响正反交有何区别?16（二）回交（二）回交（Back cross)Back cross)v非轮回亲本非轮回亲本（nocurrentnocurrent parent)parent)只参加一次杂交的亲本只参加一次杂交的亲本v轮回轮回亲本（亲本（currentcurrent parent)parent)参加多次回交的亲本参加多次回交的亲本一个亲本杂交多次。一个亲本杂交多次。亲本亲本17回交育种实例 1麝香石竹麝香石竹中国石竹中国石竹F1 麝香石竹麝香石竹回交后代（）（）（）回交一代回交一代第一次第一次 回交回交回交二代回交二代自交一代自交一代杂种一代杂种一代表示表示 自交自交回
9、交后代的表示方法：回交后代的表示方法：19回交可以增强杂种后代轮回亲本的性状与轮回亲本基本一致与轮回亲本基本一致饱和回交饱和回交轮回亲本的近等基因系20F1 自交与回交后代群体内某种纯合基因型出现的频率交配方式 杂 合 基 因 对 数 1 2 3 4 5 6 7 N F1自交 1/4 1/16 1/64 1/256 1/1024 1/4096 1/16384(1/4)n 回交1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128(1/2)n v涉及的基因数越多,回交与自交后代群体内某种纯合基因型所占比率相差越大。因此,回交杂种分离世代种植的群体无需很大。P130 表6-121回交育种
10、法的要点正确选配亲本轮回亲本轮回亲本的的综合性状优良综合性状优良而且有发展前途。而且有发展前途。为防止多代近交导致活力衰退，可选用为防止多代近交导致活力衰退，可选用同类型同类型的其它品种作的其它品种作轮轮回亲本。回亲本。非轮回亲本非轮回亲本具有具有十分突出的目的性状十分突出的目的性状。目的性状最好是单基因。目的性状最好是单基因或寡基因控制的质量性状，遗传力强。或寡基因控制的质量性状，遗传力强。非轮回亲本非轮回亲本的目标性状的目标性状不要与不良性状紧密连锁不要与不良性状紧密连锁或一因多效。或一因多效。22回交次数大多数大多数情况下，经过情况下，经过4-6代回交结合早代严代回交结合早代严格选择，即
11、可达到预期结果。格选择，即可达到预期结果。F1及回交子代处理v当转育性状为完全显完全显性性时，从F1和回交子代选择具有转育性状转育性状的个体的个体，直接与轮回亲本回交。具有转育性具有转育性状状(显性显性)的的个体个体处理方法处理方法124v 如果转育性状为隐性时，需将每次回交如果转育性状为隐性时，需将每次回交子代分别自交一次子代分别自交一次，使转育性状得以表现，然后选择该优良性状个体继续与轮回亲本回交。v两种方法在回交过程中，首先必须选择需要转育表现突出的个体转育表现突出的个体，再在这些个体中选择那些具有较高轮回亲本性状水平的具有较高轮回亲本性状水平的个体个体作为回交亲本。自交自交表示表示 自
12、交自交回交第一代回交第一代回交回交回交回交回交回交自交自交自交自交处理方法处理方法225回交过程中，源自轮回亲本的基因逐渐趋于纯合，但源自非轮回亲本的需转育性状基因始终处于杂合状态。当回交停止后，应把综合双亲优良性状的个体进行当回交停止后，应把综合双亲优良性状的个体进行1-21-2次自交，使转育性状基因也达到纯合次自交，使转育性状基因也达到纯合。最后 自交26回交小结：回交回交小结：回交育种法的应用育种法的应用 v 改良杂交材料的个别不良性状改良杂交材料的个别不良性状v 打破、消除不利基因间的连锁打破、消除不利基因间的连锁v 转育雄性不育系转育雄性不育系v 克服远缘杂交不稔克服远缘杂交不稔v
13、提高优良品种的抗病、抗逆性提高优良品种的抗病、抗逆性v 近等基因系（近等基因系（NIL)NIL)培育培育27二二、多亲交配（多亲交配（multiplemultiple cross)cross)【概念概念】多多个（个（3 个或个或 3 个以上）亲本个以上）亲本参与杂交。参与杂交。【优点优点】将分散于各个亲本上的优良性状综合于杂种之中，将分散于各个亲本上的优良性状综合于杂种之中，大大丰富杂种的遗传性，有可能育成综合性状优良，大大丰富杂种的遗传性，有可能育成综合性状优良，适应性广，多种用途的优良品种。适应性广，多种用途的优良品种。28（一）添加（一）添加杂交杂交 多个亲本逐个参与杂交多个亲本逐个参与
14、杂交A BF1 C F1 D F10.50.50.250.250.1250.1250.1250.125D DC CB BA A添加杂交后代的核遗传组成添加杂交后代的核遗传组成29想一想3、优良性状多的亲本和性状遗传力低的亲本靠后参加杂交。1、育种年限2、交配次序与遗传组成问题30添加添加杂交实例：杂种香水月季选育过程杂交实例：杂种香水月季选育过程31克洛特克斯塔基 矮红金（早熟、直立、（果实发育快、有限生长 有限生长）果色一致、果形良好性）F1 比松 （早花，矮生性）沈农2号番茄 （早熟、丰产、有限生长、大果）3232（二）合成（二）合成杂交杂交 参加杂交的亲本先两两单交，然后两个单交种再杂交
15、。参加杂交的亲本先两两单交，然后两个单交种再杂交。A BC D 单杂交种单杂交种双杂交种A A25%25%B B25%25%C C25%25%D D25%25%A AB BC CD D杂交后代的核遗传组成若目标性状是隐性性状,应把单交杂种自交,从分离的 F2 中选出综合性状优良且含目标性状的个体进行不同 F2 之间的杂交。33冀蜜1号（合成杂交实例）河北农业大学园艺系采用复式杂交途径育成的厚皮甜瓜品种。1988年通过河北省农作物品种审定。1990年获农业部科技进步三等奖。【特征特性】其植株长势强，子蔓、孙蔓均能结瓜，坐瓜早、座果率高、整齐。瓜圆形，外皮金黄有稀疏网纹。果肉浅绿色，松脆多汁，甘甜
16、，口感好，香气浓郁，含糖量12-15，最高达18。耐旱，耐瘠薄，耐盐碱，极耐贮藏运输。单瓜重1-1.5公斤，亩产2000公斤左右。一般生育期86-90天，冷凉地区95天左右。34多父本授粉多父本授粉 用用一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本品种的方式称多一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本品种的方式称多父本授粉。方法是将母本种植在若干选定的父本之间，去雄后任父本授粉。方法是将母本种植在若干选定的父本之间，去雄后任其自由授粉。其自由授粉。母本母本父本父本1 1父本父本2 2父本父本3 3父本父本4 4父本父本5 5父本父本n n 【优点优点】简单易行简单易行，在一个母本，在一个母本品种上品种
17、上同时可得到多个单交组合，同时可得到多个单交组合，后代为后代为多组合的混合群体，分离多组合的混合群体，分离类型类型较丰富较丰富，有利于选择。，有利于选择。35第三节第三节 杂交亲本的选择与选配杂交亲本的选择与选配一、亲本的选择一、亲本的选择 亲本选择亲本选择 根据根据育种目标选用哪些品种类型作育种目标选用哪些品种类型作为杂交亲本。为杂交亲本。36我单果重我单果重高高我抗病性强我抗病性强还适密植还适密植条件：条件：丰产性好丰产性好 抗病性强抗病性强 品质优异品质优异招聘广告招聘广告有以上特长者请速来报名有以上特长者请速来报名 我们合作我们合作会更强会更强这样的成这样的成员我有上员我有上几个就可几
18、个就可以了，不以了，不必太多必太多Thats OK我品质好我品质好37【亲本选择原则亲本选择原则】1 1、大量原始材料大量原始材料中精选亲本中精选亲本 2 2、亲本、亲本具有具有尽可能多尽可能多的的优良性状优良性状3、明确目标性状，突出育种工作的重点4、重视选用地方品种明确目标性状的构成性状（目标性状的构成因素）明确目标性状的构成性状（目标性状的构成因素）地方品种对当地的自然条件和栽培条件都有良好的适应性地方品种对当地的自然条件和栽培条件都有良好的适应性,也适合也适合当地的消费习惯当地的消费习惯385 5、先考虑、先考虑数量性状数量性状，兼顾质量性状，兼顾质量性状6 6、选用、选用配合力高配合
19、力高的材料作亲本的材料作亲本 许多经济性状都不同程度地属于数量性状，受多基因控制，许多经济性状都不同程度地属于数量性状，受多基因控制，改良比质量性状难度大。改良比质量性状难度大。一般配合力高的材料优良性状传递给后代的能力较高。一般配合力高的材料优良性状传递给后代的能力较高。397、优先考虑用稀有珍贵性状的材料作亲本 育种上的突破往往有赖于特殊种质资源的发掘与利用【绿绒蒿】珍稀高山花卉，含抗寒、蓝色花色素基因.夜皇后40【概念与意义概念与意义】二二、亲本的选配及其原则亲本的选配及其原则v亲本选配亲本选配:从入选亲本中选用哪两个（几个）从入选亲本中选用哪两个（几个）亲本组配杂交以及采用何种组配方式
20、。亲本组配杂交以及采用何种组配方式。v意义：亲本性状互补，能够达到意义：亲本性状互补，能够达到“取长补段取长补段”的目的。的目的。父父/母本性状互补母本性状互补aa、缺点被另一方优点弥补、缺点被另一方优点弥补 b b、同一性状不同构成性状的互补、同一性状不同构成性状的互补【选配原则选配原则】41 五九菊 花型大、色彩多，但花期晚 花型小、花色单调，花期早普通秋菊国庆开花的国庆开花的优质早菊新品种优质早菊新品种红菜薹（丰产晚熟）四九菜心（早熟低产）红菜薹品系（早熟丰产）4242不同生态型的亲本配组不同生态型的亲本配组 单球悬铃木P.occidentalis二球悬铃木P.orientalis单球悬
21、铃木P.hispanica美国东部地中海西部生长迅速、适应性强，在欧洲、亚洲和美洲广泛栽培 不同生态型、不同地理来源和不同亲缘关系的亲本，由于遗传基础差异大，易于选出超越亲本和适应性比较强的新品种。43日本和我国的台湾省大陆性气侯生态群甜瓜品种东亚生态群品种一批优质、高产、抗病性广的厚皮甜瓜新品种从此打破了传统的厚皮甜瓜生产区域从此打破了传统的厚皮甜瓜生产区域44 经济性状优良、遗传差异大的亲本配组 较多优良性状的亲本作母本 借鉴前人经验 繁殖器官的可育性和结实性母本选择 开花期母本选择花期不遇时该用开花晚还是早的做母本？花期不遇时该用开花晚还是早的做母本？其它选配原则：其它选配原则：v栽培品
22、种栽培品种(母本母本)野生类型野生类型v外地品种外地品种本地品种本地品种（母本）（母本）三、回交、多亲杂交亲本选配特点非轮回亲本：非轮回亲本：目标性状突出、目标性状突出、不良性状连锁、不良性状连锁、一因多效一因多效轮回亲本：轮回亲本：隐性目标性状：隐性目标性状：回交回交自交自交回 交改良回交：改良回交：同类型其它品种同类型其它品种（轮回亲本）（轮回亲本）优良形状多的亲本及性状遗传力低的亲本较晚地参加杂交。多亲杂交多亲杂交隐性目标性状：自交或互交，保证其不丢失。46第四节第四节 杂交技术杂交技术有性杂交技术的目的是保证获得杂交目标的大量种子获得杂交目标的大量种子，杂交的具体对象是花，首先应了解和
23、掌握亲本花器构造、授粉方式、传粉媒介、雌雄蕊成熟进展习性。47有有 性性 杂杂 交交 技技 术术 流流 程程制定计划制定计划亲本株的培育与选择亲本株的培育与选择隔离和去雄隔离和去雄花粉的制备花粉的制备授粉、标记和登录授粉、标记和登录授粉后的管理授粉后的管理准备器具准备器具重点掌握重点掌握48 杂交组合数。组配方式。具体的杂交组合、是否需要正反交。每个杂交组合杂交花朵数等。1、杂交计划制定一、杂交前的准备 镊子、硫酸纸袋、杂交标签、授粉工具、酒精、贮藏花粉的干燥器和干燥剂等。2、准备杂交用具49v采用适当栽培条件和管理技术，保证亲本植株生长正常、发育健壮，亲本特征特性充分表现。v选择典型、健康无
24、病株作为杂交株，杂交之前选择健壮花枝花蕾，疏花、疏枝和疏果。3 3、亲本、亲本株及杂交花的培育选择株及杂交花的培育选择50十字花科和伞形科植物应选主枝和一级侧枝上的花朵杂交。百合科植物选上、中部花朵杂交。茄科植物中的番茄以第二花序的花杂交。葫芦科植物以第二、第三朵雌花杂交。豆科植物以下部花序的花杂交为好。选择杂交用花的经验51v为了保证杂交亲本花期可遇，依据亲本开花授粉习性，注意花期调整。v【花期调节方法】调节播种期、光温处理、植物生长调节剂处理、栽培管理措施、植株调节、切株贮藏、水培。52二、隔离二、隔离和去雄和去雄【隔离（隔离（Isolation)Isolation)】防止隔离范围外的花粉
25、混入污防止隔离范围外的花粉混入污染母本的柱头和父本的花粉。染母本的柱头和父本的花粉。器械隔离：器械隔离：硫酸纸硫酸纸 羊皮纸羊皮纸 纱网或尼纱网或尼龙网；龙网；空间隔离空间隔离：杂交材料种植于相隔杂交材料种植于相隔一定距离的地块一定距离的地块。【去雄（去雄（Emasculation)Emasculation)】去除隔离范围的花粉来源，包括雄株、雄花和雄蕊。去除隔离范围的花粉来源，包括雄株、雄花和雄蕊。有性杂交中通常采用手工去雄，在母本花药开裂散粉前摘除雄蕊或花药。去有性杂交中通常采用手工去雄，在母本花药开裂散粉前摘除雄蕊或花药。去雄彻底又不伤雌蕊。雄彻底又不伤雌蕊。53第五节第五节 杂种后代的
26、处理杂种后代的处理 通过有性杂交获得的杂种，只是经过基因重组后产生的育种原始材料，即提供了综合优良性状于同一个体的可能性。优良基因型能否在杂种后代出现和被保留下来，并纯化为优良品种，还决定于对杂种后代进行培育和选择的手段以及一系列的试验鉴定（如品种比较试验、区域试验、生产试验等）。54使杂种能正常发育 培育条件均匀一致，尽量减少环境因素的影响有时还需要创造使目标性状的遗传差异有充分展现机会的特殊环境。一、杂种的培育55二、杂种二、杂种后代的选择方法后代的选择方法v系谱法系谱法（Pedigree method)Pedigree method)v混合混合单株选择法单株选择法（Bulk-popula
27、tion method)Bulk-population method)v单子传代法单子传代法（Single seed descent method)Single seed descent method)56 自杂种第一次分离世代开始选株，分别种植成株行（系统），以后各世代均在优良系统中继续进行单株选择，直至选出性状优良一致的系统，升级进行品比和区试。在选择过程中，各世代都予以系统编号，以便考察株系历史和亲缘关系，故称系谱法。系谱法（系谱法（Pedigree method)Pedigree method)5757品系比较3-4重复品系比较株系比较2-3重复PF1F2F3F4F5F6区域试验生产试
28、验对照P1P2P1P2对照对照继续选择选系统并选株优良系统中选单株优良组合中选单株选系统选系统繁殖去伪汰劣58【F1代】按杂交组合播种，两旁种植父母本，淘汰表现太差组合、假杂种和极差的单株。【F2代】按组合将F1种子分别播种选优良组合，并从优良组合中选优株（主要根据质量性状和遗传力高的性状）。群体规模要大系谱法各代选择要点系谱法各代选择要点59【F3代】F2入选单株后代分别种植成一个小区，称为F3“系统”(家系)。F3系统间的差异比系统内个体间的差异大，故应先选择优良系统，而后在中选系统内继续选株。选择以质量性状为主，并开始对遗传力较高的数量性状开始选择。60【F4 代】来自F3同一系统的F4
29、系统称为“系统群”。系统群间的差异常常大于系统群内系统间的差异。F4代首先评选优良的系统群，从中选择优良系统，再从优良系统中选优良单株。选择时，数量和质量性状并重。【F4代以后各个世代】做法大体与F4代类同。以数量性状选择为主。一般从F5起，凡性状已趋整齐一致而又符合育种目标要求的优良系统，可按系统收获，下年升入鉴定圃比较产量。对仍能分离的系统可继续选株，直到纯合程度符合要求为止。61n常异花授粉作物和异花授粉作物常异花授粉作物和异花授粉作物杂种后代杂种后代进行系谱选择时，需要分需要分株套袋株套袋，以防止因杂交而达不到系谱选择的放果。62 优优 基因型稳定速度快，亲缘关系可靠，育种世代少，育成年限比较短，可以较快选育出优良的品种。劣劣 F2起进行严格选择，中选率低，对多基因控制性状，早期选择效果差，使不少优良类型可能被淘汰。程序比较繁杂。【优缺点】63课后思考题：课后思考题：1.比较引种、选择育种和杂交育种在变异的来比较引种、选择育种和杂交育种在变异的来源和创造新品种方面的差异。源和创造新品种方面的差异。2.试述杂交育种中亲本选择原则。试述杂交育种中亲本选择原则。3.试述回交育种中亲本选配原则。试述回交育种中亲本选配原则。4.试述回交育种法的步骤及应用。试述回交育种法的步骤及应用。5.试述以系谱法对杂种后代进行处理的方法和试述以系谱法对杂种后代进行处理的方法和步骤。步骤。本讲完！
