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1、第七章雜種優(yōu)勢利用第七章雜種優(yōu)勢利用第一節(jié)第一節(jié) 雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第二節(jié)第二節(jié) 雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第四節(jié)第四節(jié) 雜交種的一般程序雜交種的一般程序第七章雜種優(yōu)勢利用第七章雜種優(yōu)勢利用雜種優(yōu)勢(雜種優(yōu)勢(heterosisheterosis)生物界生物界一種普遍現(xiàn)象,是指兩個(gè)性狀不同的一種普遍現(xiàn)象,是指兩個(gè)性狀不同的親本雜交產(chǎn)生的雜種,在生長勢、生親本雜交產(chǎn)生的雜種,在生長勢、生活力、繁殖力、適應(yīng)性以及產(chǎn)量、品活力、繁殖力、適應(yīng)性以及產(chǎn)量、品質(zhì)等性狀方面超過其雙親的現(xiàn)象。質(zhì)等性狀方面
2、超過其雙親的現(xiàn)象。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)早在早在14001400多年前,多年前,我們的祖先就利用我們的祖先就利用了馬和驢雜交生騾,了馬和驢雜交生騾,為人類歷史開辟了為人類歷史開辟了利用雜種優(yōu)勢的先利用雜種優(yōu)勢的先例(后魏賈思勰的例(后魏賈思勰的齊民要術(shù)記)。齊民要術(shù)記)。一、雜種優(yōu)勢利用的發(fā)展史一、雜種優(yōu)勢利用的發(fā)展史第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)園藝作物的雜優(yōu)利用也十分廣園藝作物的雜優(yōu)利用也十分廣泛,據(jù)農(nóng)業(yè)部泛,據(jù)農(nóng)業(yè)部19981998年的統(tǒng)計(jì),年的統(tǒng)計(jì),西瓜、甜瓜、番茄、大白菜、西瓜、甜瓜、番茄、大白菜、甘藍(lán)、黃瓜、辣椒等
3、雜交利用甘藍(lán)、黃瓜、辣椒等雜交利用率達(dá)率達(dá)90%90%以上,菠菜、蘿卜、以上,菠菜、蘿卜、洋蔥、蘆筍等也在洋蔥、蘆筍等也在80%80%以上。以上。西方發(fā)達(dá)國家及日本、韓國等西方發(fā)達(dá)國家及日本、韓國等超過這個(gè)水平。林木果樹和觀超過這個(gè)水平。林木果樹和觀賞園藝植物中,如速生毛白楊、賞園藝植物中,如速生毛白楊、椰子、四季海棠等在世界范圍椰子、四季海棠等在世界范圍開展雜優(yōu)利用研究。開展雜優(yōu)利用研究。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)1 1、分類、分類根據(jù)雜種優(yōu)勢性狀表現(xiàn)的性質(zhì),可根據(jù)雜種優(yōu)勢性狀表現(xiàn)的性質(zhì),可以把雜種優(yōu)勢劃分為三種基本類型:以把雜種優(yōu)勢劃分為三種基本類型:體質(zhì)
4、型,雜種的營養(yǎng)器官發(fā)育良體質(zhì)型,雜種的營養(yǎng)器官發(fā)育良好,如莖、葉生長發(fā)育旺,產(chǎn)量高;好,如莖、葉生長發(fā)育旺,產(chǎn)量高;生殖型,雜種的生殖器官發(fā)育較生殖型,雜種的生殖器官發(fā)育較強(qiáng),如結(jié)實(shí)器官增大,結(jié)實(shí)性增強(qiáng),強(qiáng),如結(jié)實(shí)器官增大,結(jié)實(shí)性增強(qiáng),種子和果實(shí)產(chǎn)量高;種子和果實(shí)產(chǎn)量高;適應(yīng)型,雜種具有較高的生活力、適應(yīng)型,雜種具有較高的生活力、適應(yīng)性和生長競爭能力。適應(yīng)性和生長競爭能力。二、雜種優(yōu)勢的分類與度量二、雜種優(yōu)勢的分類與度量第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)2 2、雜種優(yōu)勢的度量方法、雜種優(yōu)勢的度量方法為了便于研究和利用雜種優(yōu)勢,通常采用下列方為了便于研究和利用雜種優(yōu)勢,
5、通常采用下列方法度量雜種優(yōu)勢的強(qiáng)弱:法度量雜種優(yōu)勢的強(qiáng)弱:(1 1)超中優(yōu)勢)超中優(yōu)勢 F1-(P1+P2)/2H=*100% (P1+P2)/2利用雙親某一性狀的平均值作為衡量單位,用以度量利用雙親某一性狀的平均值作為衡量單位,用以度量F1F1平平均值與中親值之差。價(jià)值不大,因?yàn)殡p親相差大時(shí),即就均值與中親值之差。價(jià)值不大,因?yàn)殡p親相差大時(shí),即就是中親優(yōu)勢較強(qiáng),但也超不過大值親本。計(jì)算公式為:是中親優(yōu)勢較強(qiáng),但也超不過大值親本。計(jì)算公式為:第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(2 2)超親優(yōu)勢)超親優(yōu)勢用雙親中較優(yōu)良的一個(gè)親本某用雙親中較優(yōu)良的一個(gè)親本某性狀的平均值作
6、為度量單位,性狀的平均值作為度量單位,衡量衡量F1平均值與高親平均值之平均值與高親平均值之差。可直接衡量雜種的推廣價(jià)差。可直接衡量雜種的推廣價(jià)值。計(jì)算公式為值。計(jì)算公式為: F1-PhH=*100% Ph(3 3)超標(biāo)優(yōu)勢)超標(biāo)優(yōu)勢以標(biāo)準(zhǔn)品種(生產(chǎn)栽培的最優(yōu)以標(biāo)準(zhǔn)品種(生產(chǎn)栽培的最優(yōu)品種)的平均值(品種)的平均值(CK)作為作為度量單位,用以度量度量單位,用以度量F1與標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)品種之差??煞从畴s種在生產(chǎn)品種之差??煞从畴s種在生產(chǎn)上的推廣價(jià)值。上的推廣價(jià)值。計(jì)算公式為:計(jì)算公式為: F1-CKH=*100% CK第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(4 4)離中優(yōu)勢)離
7、中優(yōu)勢以雙親平均數(shù)之差作為度以雙親平均數(shù)之差作為度量單位,用以衡量量單位,用以衡量F1和中和中親值之差。是以遺傳效應(yīng)親值之差。是以遺傳效應(yīng)來衡量雜種的優(yōu)勢,可反來衡量雜種的優(yōu)勢,可反映雜種的遺傳本質(zhì)。計(jì)算映雜種的遺傳本質(zhì)。計(jì)算公式為公式為: F1-(P1+P2)/2H=*100% (P1-P2)/2(5 5)雜種優(yōu)勢指數(shù))雜種優(yōu)勢指數(shù)用某一用某一 數(shù)量性狀的平均值數(shù)量性狀的平均值與雙親同一性狀的平均值的與雙親同一性狀的平均值的比值,度量比值,度量F1F1超過雙親平均超過雙親平均值的程度。計(jì)算公式為:值的程度。計(jì)算公式為: F1H=*100% (P1+P2)/2雜種優(yōu)勢的度量雜種優(yōu)勢的度量中親優(yōu)
8、勢(中親優(yōu)勢(mid-parent heterosis)超親優(yōu)勢超親優(yōu)勢 (over-parent heterosis)超標(biāo)優(yōu)勢(超標(biāo)優(yōu)勢(over-standare heterosis)雜種優(yōu)勢指數(shù)(雜種優(yōu)勢指數(shù)(index of heterosis)離中優(yōu)勢離中優(yōu)勢第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)三、雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的特點(diǎn)三、雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的特點(diǎn)(一)復(fù)雜多樣性(一)復(fù)雜多樣性雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)因組合不同、性狀不同、環(huán)境條雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)因組合不同、性狀不同、環(huán)境條件不同而呈現(xiàn)復(fù)雜多樣性。從基因型看,自交系件不同而
9、呈現(xiàn)復(fù)雜多樣性。從基因型看,自交系之間的雜種優(yōu)勢往往強(qiáng)于自由授粉品種間的雜種之間的雜種優(yōu)勢往往強(qiáng)于自由授粉品種間的雜種優(yōu)勢;不同自交系組合間的雜種優(yōu)勢,也有很大優(yōu)勢;不同自交系組合間的雜種優(yōu)勢,也有很大差異。從性狀看也是不一致的,在一些綜合性狀差異。從性狀看也是不一致的,在一些綜合性狀上往往表現(xiàn)為較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢,而在一些單一性上往往表現(xiàn)為較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢,而在一些單一性狀上個(gè)別組合的果重還存在負(fù)向優(yōu)勢。狀上個(gè)別組合的果重還存在負(fù)向優(yōu)勢。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)例如齊齊哈爾蔬菜試驗(yàn)例如齊齊哈爾蔬菜試驗(yàn)站(站(19771977)在供試的)在供試的2020個(gè)番茄雜交
10、組合中,有個(gè)番茄雜交組合中,有1717個(gè)組合(占個(gè)組合(占85%85%)都是)都是由于果數(shù)增加而產(chǎn)生產(chǎn)由于果數(shù)增加而產(chǎn)生產(chǎn)量優(yōu)勢,而由于果數(shù)與量優(yōu)勢,而由于果數(shù)與果重雙重作用促使果重雙重作用促使F1F1增增產(chǎn)者只有產(chǎn)者只有3 3個(gè)組合(占個(gè)組合(占15%15%),個(gè)別組合的果重),個(gè)別組合的果重還存在負(fù)向優(yōu)勢。還存在負(fù)向優(yōu)勢。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(二)雜種優(yōu)勢強(qiáng)弱與親本性狀的差異及純度關(guān)(二)雜種優(yōu)勢強(qiáng)弱與親本性狀的差異及純度關(guān)系密切系密切一般來說,當(dāng)親本自然雜交親和前提下,親本間一般來說,當(dāng)親本自然雜交親和前提下,親本間的親緣關(guān)系、生態(tài)類型、地理距離及
11、性狀上差異的親緣關(guān)系、生態(tài)類型、地理距離及性狀上差異大且性狀具有互補(bǔ)性時(shí),其大且性狀具有互補(bǔ)性時(shí),其F1F1優(yōu)勢往往較強(qiáng)。優(yōu)勢往往較強(qiáng)。如如用穗長而粒行數(shù)較少的甜玉米自交系與穗粗而粒用穗長而粒行數(shù)較少的甜玉米自交系與穗粗而粒行較多的甜玉米自交系雜交得到的行較多的甜玉米自交系雜交得到的F1F1常能表現(xiàn)出常能表現(xiàn)出大穗、多行、多粒優(yōu)勢。大穗、多行、多粒優(yōu)勢。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(三)(三)F2及以后世代雜種優(yōu)勢的衰退及以后世代雜種優(yōu)勢的衰退F1F1群體間基因型的高度雜合及表現(xiàn)型的整齊一致性是構(gòu)群體間基因型的高度雜合及表現(xiàn)型的整齊一致性是構(gòu)成強(qiáng)雜種優(yōu)勢的基本條
12、件。而成強(qiáng)雜種優(yōu)勢的基本條件。而F2F2及以后世代的基因分離及以后世代的基因分離重組則破壞了這個(gè)基本條件?;虻姆蛛x也導(dǎo)致了表現(xiàn)重組則破壞了這個(gè)基本條件?;虻姆蛛x也導(dǎo)致了表現(xiàn)型的不一致。型的不一致。四、雜種優(yōu)勢的固定四、雜種優(yōu)勢的固定雜種優(yōu)勢衰退的主要原因是隨著雜交一代進(jìn)一步自交繁雜種優(yōu)勢衰退的主要原因是隨著雜交一代進(jìn)一步自交繁殖,破壞原有高度雜合一致的基因,出現(xiàn)了基因分離重殖,破壞原有高度雜合一致的基因,出現(xiàn)了基因分離重組使一些不良的隱性基因得以純合,造成群體間差異顯組使一些不良的隱性基因得以純合,造成群體間差異顯著,降低了生產(chǎn)水平。據(jù)此,可采取相應(yīng)的方法固定雜著,降低了生產(chǎn)水平。據(jù)此,可
13、采取相應(yīng)的方法固定雜種優(yōu)勢。種優(yōu)勢。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(一)染色體加倍法(一)染色體加倍法以一對基因以一對基因AaAa為例,為例,根據(jù)顯性假說,根據(jù)顯性假說,F(xiàn)2F2之所以之所以優(yōu)勢下降是因?yàn)閮?yōu)勢下降是因?yàn)镕2F2中出現(xiàn)了中出現(xiàn)了25%25%的的aaaa基因型?;蛐?。如果將如果將F1F1(AaAa)加倍成變成雙二倍體加倍成變成雙二倍體AAaaAAaa,這這種雙二倍體自交留種,下一代種雙二倍體自交留種,下一代aaaaaaaa基因型的個(gè)基因型的個(gè)體只占體只占1/161/16(6.5%6.5%),用此法可以部分固定雜),用此法可以部分固定雜種優(yōu)勢,但隨著留
14、種代數(shù)的增加,基因型為純種優(yōu)勢,但隨著留種代數(shù)的增加,基因型為純合隱性的個(gè)體會逐漸增加。合隱性的個(gè)體會逐漸增加。因此,此法的實(shí)用因此,此法的實(shí)用價(jià)值不大。價(jià)值不大。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(二)無性繁殖法(二)無性繁殖法這是固定雜種優(yōu)勢的最好辦法。實(shí)際上無性繁這是固定雜種優(yōu)勢的最好辦法。實(shí)際上無性繁殖植物一直在用此法固定雜種優(yōu)勢。殖植物一直在用此法固定雜種優(yōu)勢。主要問題主要問題在于多數(shù)有性繁殖植物不容易實(shí)行無性繁殖,在于多數(shù)有性繁殖植物不容易實(shí)行無性繁殖,或是成本過高,甚至比每年制種所需的費(fèi)用還或是成本過高,甚至比每年制種所需的費(fèi)用還大。大。因此多數(shù)作物在生
15、產(chǎn)上一時(shí)還難以實(shí)現(xiàn)。因此多數(shù)作物在生產(chǎn)上一時(shí)還難以實(shí)現(xiàn)。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)(三)無融合生殖法(三)無融合生殖法無融合生產(chǎn)則是由未經(jīng)減數(shù)分裂的珠心、珠被的體細(xì)胞無融合生產(chǎn)則是由未經(jīng)減數(shù)分裂的珠心、珠被的體細(xì)胞發(fā)育成的種子,實(shí)際上是無性繁殖的一種特殊形式。發(fā)育成的種子,實(shí)際上是無性繁殖的一種特殊形式。柑柑橘類、蔥屬、蘋果屬、樹莓屬、無花果屬以及多種花卉橘類、蔥屬、蘋果屬、樹莓屬、無花果屬以及多種花卉常存在無融合生殖。常存在無融合生殖。無融合生殖也可以通過選擇、誘變、無融合生殖也可以通過選擇、誘變、遠(yuǎn)緣雜交等方法獲得。遠(yuǎn)緣雜交等方法獲得。(四)平衡致死法(四
16、)平衡致死法有些染色體片段處于雜合狀態(tài)表現(xiàn)為正常的性狀,處于有些染色體片段處于雜合狀態(tài)表現(xiàn)為正常的性狀,處于純合狀時(shí),表現(xiàn)為植株致死,使存活下的個(gè)體都有雜種純合狀時(shí),表現(xiàn)為植株致死,使存活下的個(gè)體都有雜種優(yōu)勢。因此,利該法可以固定雜種優(yōu)勢。優(yōu)勢。因此,利該法可以固定雜種優(yōu)勢。第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)第一節(jié)雜種優(yōu)勢利用的概況及表現(xiàn)五、雜優(yōu)育種與常規(guī)育種特點(diǎn)比較五、雜優(yōu)育種與常規(guī)育種特點(diǎn)比較1、相同點(diǎn):、相同點(diǎn):優(yōu)勢育種與重組育種的相同點(diǎn)是都需優(yōu)勢育種與重組育種的相同點(diǎn)是都需要選擇選配親本,進(jìn)行有性雜交。要選擇選配親本,進(jìn)行有性雜交。2、不同點(diǎn):、不同點(diǎn):(1 1)育種程序不同。育種程序不同
17、。優(yōu)勢育種是優(yōu)勢育種是“先純后雜先純后雜”,常規(guī)育種是常規(guī)育種是“先雜后純先雜后純”。(2 2)育成品種的使用不同。育成品種的使用不同。雜種只能用一代,常雜種只能用一代,常規(guī)品種可年年留種。規(guī)品種可年年留種。(3 3)種子生產(chǎn)方法不同。種子生產(chǎn)方法不同。一代雜種,需要專設(shè)親一代雜種,需要專設(shè)親本繁殖區(qū)和制種田,每年生產(chǎn)本繁殖區(qū)和制種田,每年生產(chǎn)F1F1種子供生產(chǎn)播種用。種子供生產(chǎn)播種用。常規(guī)品種可結(jié)合栽培生產(chǎn)過程留種。常規(guī)品種可結(jié)合栽培生產(chǎn)過程留種。第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)一、顯性假說一、顯性假說顯性假說(顯性假說(dominancehypothesisdominanc
18、ehypothesis)是是19101910年由年由BruceBruce最早提出的,該假說認(rèn)為:最早提出的,該假說認(rèn)為:現(xiàn)有品種均是人現(xiàn)有品種均是人類長期選擇下形成的,當(dāng)顯性基因在控制的性狀類長期選擇下形成的,當(dāng)顯性基因在控制的性狀為優(yōu)良性狀時(shí)易被選留,而隱性基因(特別是異為優(yōu)良性狀時(shí)易被選留,而隱性基因(特別是異花授粉作物)不易純合表現(xiàn),故性狀有優(yōu)有劣?;ㄊ诜圩魑铮┎灰准兒媳憩F(xiàn),故性狀有優(yōu)有劣。顯性假說的核心:顯性假說的核心:F1F1的優(yōu)勢就是盡可能多的利用了不同親本在不同的優(yōu)勢就是盡可能多的利用了不同親本在不同等位基因位點(diǎn)上的顯性作用的結(jié)果。不同性狀的等位基因位點(diǎn)上的顯性作用的結(jié)果。不同性
19、狀的顯性互補(bǔ)能得到較大優(yōu)勢。顯性互補(bǔ)能得到較大優(yōu)勢。第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)例如:兩個(gè)具有不同基因型的親本自交系雜交兩個(gè)具有不同基因型的親本自交系雜交AABBccddAABBccddaabbCCDDaabbCCDD,其其F1F1的基因型為的基因型為AaBbCcDdAaBbCcDd。若:A B C DA B C D相對于相對于a b c da b c d為顯性,分別代表為顯性,分別代表抗病、耐旱、早熟、耐熱。則:抗病、耐旱、早熟、耐熱。則:P1P1為抗病、耐旱,為抗病、耐旱,P2P2為早熟、耐熱。而為早熟、耐熱。而F1F1卻既抗病、耐旱,又早熟、卻既抗病、耐旱,又早熟、耐
20、熱。耐熱。第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)二、超顯性假說二、超顯性假說這一假說的基本論點(diǎn)是:這一假說的基本論點(diǎn)是:雜合等位基因的互作勝雜合等位基因的互作勝過純合等位基因的作用。當(dāng)然這種現(xiàn)象是有條件過純合等位基因的作用。當(dāng)然這種現(xiàn)象是有條件的可能性,而非必然。的可能性,而非必然。持這一觀點(diǎn)的人認(rèn)為:持這一觀點(diǎn)的人認(rèn)為:當(dāng)當(dāng)AAAA和和aaaa雜交后,雜交后,AaAa基因型除能合成基因型除能合成AAAA和和aaaa合成的合成的物質(zhì)外,還能產(chǎn)生互作,合成第三種物質(zhì),當(dāng)?shù)谖镔|(zhì)外,還能產(chǎn)生互作,合成第三種物質(zhì),當(dāng)?shù)谌N物質(zhì)有利于三種物質(zhì)有利于F1F1生長發(fā)育,則生長發(fā)育,則F1F1有優(yōu)勢
21、,當(dāng)不有優(yōu)勢,當(dāng)不利利F1F1生長發(fā)育時(shí),則沒有優(yōu)勢或有負(fù)向優(yōu)勢。即生長發(fā)育時(shí),則沒有優(yōu)勢或有負(fù)向優(yōu)勢。即AaAAAaAA或或aaaa是有可能的。是有可能的。第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié)雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)超顯性假說的核心超顯性假說的核心雜合等位基因之間以及非等位基因之間,是復(fù)雜合等位基因之間以及非等位基因之間,是復(fù)雜的互作關(guān)系,而不是單純顯、隱性關(guān)系。由雜的互作關(guān)系,而不是單純顯、隱性關(guān)系。由于這種復(fù)雜的互作效應(yīng),才可能超過純合基因于這種復(fù)雜的互作效應(yīng),才可能超過純合基因型的效應(yīng)。型的效應(yīng)。這種效應(yīng)可能是由于等位基因各有本身的功能,這種效應(yīng)可能是由于等位基因各有本身的功能,分別控制不同的酶和
22、不同的代謝過程,產(chǎn)生不分別控制不同的酶和不同的代謝過程,產(chǎn)生不同的產(chǎn)物,從而使雜合體同時(shí)產(chǎn)生雙親的功能。同的產(chǎn)物,從而使雜合體同時(shí)產(chǎn)生雙親的功能。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用一、利用雜種優(yōu)勢的基本原則一、利用雜種優(yōu)勢的基本原則(一)易操作(一)易操作不同作物在開花授粉習(xí)性上存在較大差異,不同作物在開花授粉習(xí)性上存在較大差異,異花作物能否利用天然授粉媒介獲取雜交異花作物能否利用天然授粉媒介獲取雜交一代種子,自花作物能否較容易采取人工一代種子,自花作物能否較容易采取人工去雄授粉或其他授粉技術(shù),都直接影響去雄授粉或其他授粉技術(shù),都直接影響F1F1種子能否大量生產(chǎn)應(yīng)
23、用。種子能否大量生產(chǎn)應(yīng)用。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用(二)成本低(二)成本低使用使用F1F1的根本目的是提高的根本目的是提高勞動生產(chǎn)率,帶來明顯經(jīng)勞動生產(chǎn)率,帶來明顯經(jīng)濟(jì)效益。若某種作物雖然濟(jì)效益。若某種作物雖然有優(yōu)勢(如大豆),但由有優(yōu)勢(如大豆),但由于其閉花自交給授粉帶來于其閉花自交給授粉帶來的難度,單莢結(jié)種少給的難度,單莢結(jié)種少給F1F1種子生產(chǎn)帶來的高成本很種子生產(chǎn)帶來的高成本很難使難使F1F1利用有帳可算。利用有帳可算。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用(三)優(yōu)勢明顯(三)優(yōu)勢明顯有優(yōu)勢并不說明就一定要利用。有優(yōu)勢
24、并不說明就一定要利用。我國農(nóng)作物品種審定條例上明我國農(nóng)作物品種審定條例上明確規(guī)定,確規(guī)定,F(xiàn)1F1的增產(chǎn)幅度應(yīng)在的增產(chǎn)幅度應(yīng)在15%15%以上,而有些作物以上,而有些作物F1F1優(yōu)勢優(yōu)勢就很難達(dá)到這個(gè)水平(如大蔥就很難達(dá)到這個(gè)水平(如大蔥等)。雜優(yōu)利用由于其育種過等)。雜優(yōu)利用由于其育種過程的復(fù)雜性和程的復(fù)雜性和F1F1種子成本較高種子成本較高的特點(diǎn)及的特點(diǎn)及F1F1不再可以留種的使不再可以留種的使用一次性,決定了只有具備較用一次性,決定了只有具備較明顯的優(yōu)勢明顯的優(yōu)勢F1F1才有利用的價(jià)值。才有利用的價(jià)值。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用二、不同繁殖方式作物利
25、用雜種優(yōu)勢的特點(diǎn)二、不同繁殖方式作物利用雜種優(yōu)勢的特點(diǎn)(一)自花授粉和常異花授粉作物(一)自花授粉和常異花授粉作物這兩類作物由于長期自花授粉,品種內(nèi)各植物間這兩類作物由于長期自花授粉,品種內(nèi)各植物間的性狀一致,其遺傳基礎(chǔ)一般是純合的,兩個(gè)品的性狀一致,其遺傳基礎(chǔ)一般是純合的,兩個(gè)品種雜交得到的雜種一代整齊一致。種雜交得到的雜種一代整齊一致。利用雜種優(yōu)勢利用雜種優(yōu)勢的主要方式是,選配兩個(gè)表現(xiàn)一致的優(yōu)良品種進(jìn)的主要方式是,選配兩個(gè)表現(xiàn)一致的優(yōu)良品種進(jìn)行雜交獲得品種間雜交種行雜交獲得品種間雜交種。常異花授粉植物,為常異花授粉植物,為了防止自然雜交,保持和提高品種純度,可結(jié)合了防止自然雜交,保持和提高
26、品種純度,可結(jié)合選擇進(jìn)行人工自交。自花授粉作物和常異花授粉選擇進(jìn)行人工自交。自花授粉作物和常異花授粉作物都是雌雄同花,作物都是雌雄同花,去雄不易是關(guān)鍵問題。去雄不易是關(guān)鍵問題。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用(二)異花授粉作物(二)異花授粉作物十字花科、葫蘆科、薔薇十字花科、葫蘆科、薔薇科、黎科等異花授粉作物,科、黎科等異花授粉作物,天然雜交率高,品種的遺天然雜交率高,品種的遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜,不但株間遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜,不但株間遺傳組成不同,性狀差異大,傳組成不同,性狀差異大,每一植株也是個(gè)雜合體。每一植株也是個(gè)雜合體。因此,雖然也可以利用品因此,雖然也可以利用品種間雜種
27、,但種間雜種,但F1F1生長不整生長不整齊,雜種優(yōu)勢不夠強(qiáng),產(chǎn)齊,雜種優(yōu)勢不夠強(qiáng),產(chǎn)量不夠高。量不夠高。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用為了克服異花授粉作物的雜合狀態(tài),應(yīng)人工控制為了克服異花授粉作物的雜合狀態(tài),應(yīng)人工控制授粉,強(qiáng)迫進(jìn)行自交,提高雜交親本的純合性。授粉,強(qiáng)迫進(jìn)行自交,提高雜交親本的純合性。根據(jù)育種目標(biāo),在選定的材料中,連續(xù)幾代按表根據(jù)育種目標(biāo),在選定的材料中,連續(xù)幾代按表型選株自交分離,并測定配合力,育成基因純合型選株自交分離,并測定配合力,育成基因純合優(yōu)良、配合力高的自交系。然后根據(jù)組合選配的優(yōu)良、配合力高的自交系。然后根據(jù)組合選配的原則選配這樣
28、的自交系作親本,配制優(yōu)良的自交原則選配這樣的自交系作親本,配制優(yōu)良的自交系間雜交種系間雜交種,供生產(chǎn)上利用。這種利用雜種優(yōu)勢供生產(chǎn)上利用。這種利用雜種優(yōu)勢的方式,把自交、選擇和雜交三個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合起來,的方式,把自交、選擇和雜交三個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合起來,使使F1F1性狀優(yōu)良又整齊一致,可提高雜種的優(yōu)勢和性狀優(yōu)良又整齊一致,可提高雜種的優(yōu)勢和增產(chǎn)效果。增產(chǎn)效果。第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用第三節(jié)植物繁殖方式與雜種優(yōu)勢利用(三)無性繁殖作物(三)無性繁殖作物山藥、馬鈴薯、大蒜等無性繁山藥、馬鈴薯、大蒜等無性繁殖作物進(jìn)行有性雜交以后,從殖作物進(jìn)行有性雜交以后,從雜種一代中選擇優(yōu)勢單株進(jìn)行雜種一代中選擇優(yōu)勢單
29、株進(jìn)行無性繁殖,使雜種后代能在較無性繁殖,使雜種后代能在較長時(shí)期內(nèi)維持像長時(shí)期內(nèi)維持像F1F1那樣的優(yōu)勢那樣的優(yōu)勢水平,而不必年年生產(chǎn)水平,而不必年年生產(chǎn)F1F1種子,種子,這是這類作物利用雜種優(yōu)勢的這是這類作物利用雜種優(yōu)勢的主要特點(diǎn)。主要特點(diǎn)。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序一、自交系的選育一、自交系的選育自交系就是經(jīng)過多年、自交系就是經(jīng)過多年、多代連續(xù)的人工強(qiáng)制多代連續(xù)的人工強(qiáng)制自交和單株選擇,所自交和單株選擇,所形成的基因型純合、形成的基因型純合、性狀整齊一致的單株性狀整齊一致的單株自交后代。自交后代。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(一)自交系具
30、備的基本條件(一)自交系具備的基本條件1.1.基因型純合,表型整齊一致經(jīng)過基因型純合,表型整齊一致經(jīng)過多代自交和嚴(yán)格選擇,使基因型達(dá)多代自交和嚴(yán)格選擇,使基因型達(dá)到育種要求的純合程度。到育種要求的純合程度。2.2.具有較高的一般配合力自交系的具有較高的一般配合力自交系的一般配合力高,才能組配成強(qiáng)優(yōu)勢一般配合力高,才能組配成強(qiáng)優(yōu)勢的雜交種。一般配合力受加性遺傳的雜交種。一般配合力受加性遺傳效應(yīng)控制,是可遺傳的特性。效應(yīng)控制,是可遺傳的特性。3.3.具有突出的育種目標(biāo)性狀具有突出的育種目標(biāo)性狀. .抗性、抗性、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟等。豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟等。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般
31、程序(二)選育自交系的基本材料(二)選育自交系的基本材料1.地方品種和推廣的常規(guī)品種地方品種的地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng),還有一些地方品種的地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng),還有一些優(yōu)良的性狀,如品質(zhì)好或?qū)δ撤N病害優(yōu)良的性狀,如品質(zhì)好或?qū)δ撤N病害的抗性,可以從中選育出對當(dāng)?shù)剡m應(yīng)的抗性,可以從中選育出對當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性強(qiáng)和品質(zhì)好的自交系,但地方品種性強(qiáng)和品質(zhì)好的自交系,但地方品種往往產(chǎn)量不高。推廣品種是經(jīng)過選擇往往產(chǎn)量不高。推廣品種是經(jīng)過選擇改良的優(yōu)良品種,具有較高生產(chǎn)力和改良的優(yōu)良品種,具有較高生產(chǎn)力和更多優(yōu)良農(nóng)藝性狀,是產(chǎn)生優(yōu)良自交更多優(yōu)良農(nóng)藝性狀,是產(chǎn)生優(yōu)良自交系的好材料。系的好材料。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的
32、一般程序2.自交系間雜交種該類基本材料往往集中了幾該類基本材料往往集中了幾個(gè)優(yōu)良親本自交系的許多有個(gè)優(yōu)良親本自交系的許多有益基因,具有較高的配合力益基因,具有較高的配合力和良好的農(nóng)藝性狀,其遺傳和良好的農(nóng)藝性狀,其遺傳基礎(chǔ)也較簡單。因此,從該基礎(chǔ)也較簡單。因此,從該類基本材料中選育自交系,類基本材料中選育自交系,育成的自交系具有綜合性狀育成的自交系具有綜合性狀好、配合力高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)好、配合力高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是自交純合年限長。是自交純合年限長。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序3人工合成材料在番茄雜優(yōu)育種中,高抗基因來源于野生在番茄雜優(yōu)育種中,高抗基因來源于野生秘魯番茄,而用常
33、規(guī)品種與野生種雜交后,秘魯番茄,而用常規(guī)品種與野生種雜交后,經(jīng)回交育成的高抗經(jīng)回交育成的高抗TMVTMV材料因抗材料因抗TMVTMV基因與基因與黃化基因連鎖而無法直接應(yīng)用于生產(chǎn),但黃化基因連鎖而無法直接應(yīng)用于生產(chǎn),但做為自交系選育材料育成的做為自交系選育材料育成的“矮黃矮黃”自交自交系做親本配制的眾多優(yōu)良組合卻在我國的系做親本配制的眾多優(yōu)良組合卻在我國的番茄抗病毒育種中大顯神威。番茄抗病毒育種中大顯神威。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(三)自交系的表型選擇(三)自交系的表型選擇1.選擇優(yōu)良的品種或雜交種作為育成優(yōu)良自交系的基礎(chǔ)材料因?yàn)椴⒎侨魏纹贩N都能分離出優(yōu)良的自交系,也
34、并非任何因?yàn)椴⒎侨魏纹贩N都能分離出優(yōu)良的自交系,也并非任何自交系都能配組出優(yōu)良的一代雜種,而且許多自交系在自自交系都能配組出優(yōu)良的一代雜種,而且許多自交系在自交分離過程中會被淘汰,因而要獲得優(yōu)良一代雜種必須在交分離過程中會被淘汰,因而要獲得優(yōu)良一代雜種必須在開始時(shí)有大量的自交系。開始時(shí)有大量的自交系。2.選擇優(yōu)良的單株進(jìn)行自交在選定的基本材料內(nèi)選擇優(yōu)良的單株分別進(jìn)行自交。每一基本材料內(nèi)應(yīng)選供自交的株數(shù),和每一自交系應(yīng)種植每一基本材料內(nèi)應(yīng)選供自交的株數(shù),和每一自交系應(yīng)種植的后代株數(shù),是隨試材的具體情況而不同的,通常約數(shù)株的后代株數(shù),是隨試材的具體情況而不同的,通常約數(shù)株至數(shù)十株。至數(shù)十株。第四節(jié)
35、選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序注意:一般是對品種應(yīng)多選一些單株進(jìn)行自交,而每一自交株的后代可種植相對較少的株數(shù);對雜種則可相對少選一些植株自交,但每一自交株的后代應(yīng)種植相對較多的株數(shù)。對于株間一致性較強(qiáng)的品種可以相對少選一些單株自交;對于株間一致性較差的品種應(yīng)該對各種有價(jià)值類型都選有代表株。通常每一個(gè)S1株系種植50株200株,S1的株系數(shù)大多在幾十個(gè)到幾百個(gè)之間。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序3逐代系間淘汰選擇和選株自交根據(jù)選育目標(biāo)性狀比較鑒定各根據(jù)選育目標(biāo)性狀比較鑒定各S1S1自交系,先淘汰一自交系,先淘汰一部分部分不良自交系不良自交系。注意:注意:在
36、在S1S1選供繼續(xù)自交的植株不宜過分集中在少數(shù)幾個(gè)選供繼續(xù)自交的植株不宜過分集中在少數(shù)幾個(gè)S1S1株系內(nèi),以免將來育成的自交系大多親緣較近,配組后株系內(nèi),以免將來育成的自交系大多親緣較近,配組后的雜種優(yōu)勢強(qiáng)度不高。的雜種優(yōu)勢強(qiáng)度不高。在整個(gè)自交系選育過程中,為了避在整個(gè)自交系選育過程中,為了避免錯(cuò)亂和便于考查系譜,一般采取下列方式編號。免錯(cuò)亂和便于考查系譜,一般采取下列方式編號。例如例如A21456A21456代表基本材料代表基本材料A A的的S0S0代第代第2 2株,株,S1S1代第代第1414株,株,S2S2代第代第5 5株,株,S S代第代第6 6株的自交系。株的自交系。即系內(nèi)植株普遍表
37、現(xiàn)生長衰弱,即系內(nèi)植株普遍表現(xiàn)生長衰弱,沒有經(jīng)濟(jì)性狀可取的植株。在沒有經(jīng)濟(jì)性狀可取的植株。在剩余的各剩余的各S1S1自交系內(nèi)分別選取自交系內(nèi)分別選取幾株到十幾株繼續(xù)進(jìn)行自交。幾株到十幾株繼續(xù)進(jìn)行自交。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序二、配合力測定二、配合力測定自交系本身的表現(xiàn),與它作為親本所產(chǎn)生的后代自交系本身的表現(xiàn),與它作為親本所產(chǎn)生的后代表現(xiàn),并不總是一致的。雖然自交系本身表現(xiàn)優(yōu)表現(xiàn),并不總是一致的。雖然自交系本身表現(xiàn)優(yōu)良的,用作親本時(shí)它的良的,用作親本時(shí)它的F1F1一般也表現(xiàn)較好;但也一般也表現(xiàn)較好;但也可能由本身性狀稍差的自交系配成的可能由本身性狀稍差的自交系配成的
38、F1F1,超過本超過本身性狀較優(yōu)自交系配成的身性狀較優(yōu)自交系配成的F1F1。因此必須對上述過因此必須對上述過程中初選出來的自交系,根據(jù)它們的配合力(組程中初選出來的自交系,根據(jù)它們的配合力(組合力),即作為親本時(shí)后代所表現(xiàn)的性狀水平合力),即作為親本時(shí)后代所表現(xiàn)的性狀水平(如產(chǎn)量高低等),作進(jìn)一步的選擇,并從中選(如產(chǎn)量高低等),作進(jìn)一步的選擇,并從中選出最優(yōu)良的雜交組合。出最優(yōu)良的雜交組合。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序因?yàn)闆Q定因?yàn)闆Q定F1F1的雜種優(yōu)勢的非加性效應(yīng)只有在基因的雜種優(yōu)勢的非加性效應(yīng)只有在基因型處于雜合狀態(tài)才能表現(xiàn)出來。這樣,有些親本型處于雜合狀態(tài)才能表現(xiàn)
39、出來。這樣,有些親本本身表現(xiàn)好,其本身表現(xiàn)好,其F1F1的表現(xiàn)不一定好,而有些的表現(xiàn)不一定好,而有些F1F1的的優(yōu)勢強(qiáng),其親本表現(xiàn)并不是最好。對于配合力進(jìn)優(yōu)勢強(qiáng),其親本表現(xiàn)并不是最好。對于配合力進(jìn)行分析,可確定哪些組合該采用哪種育種方案。行分析,可確定哪些組合該采用哪種育種方案。一般情況下,一般情況下,當(dāng)當(dāng)gcagca高而高而scasca低時(shí),宜用于常規(guī)雜低時(shí),宜用于常規(guī)雜交育種,交育種, gcagca和和scasca均高時(shí),宜用于優(yōu)勢育種;均高時(shí),宜用于優(yōu)勢育種;當(dāng)當(dāng)gcagca低而低而scasca高時(shí),宜采取優(yōu)勢育種,高時(shí),宜采取優(yōu)勢育種, gcagca和和scasca均低時(shí),這樣的株系和
40、組合就應(yīng)該淘汰。均低時(shí),這樣的株系和組合就應(yīng)該淘汰。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(一)配合力的概念(一)配合力的概念指某一親本系與其他親本系所配的幾個(gè)指某一親本系與其他親本系所配的幾個(gè)F1某種性狀平均值與該試驗(yàn)全部某種性狀平均值與該試驗(yàn)全部F1的總平均值相比的差值。的總平均值相比的差值。簡稱簡稱gca.指某特定組合的某性狀的實(shí)測值與據(jù)雙指某特定組合的某性狀的實(shí)測值與據(jù)雙親一般配合力算得的理論值的離差。簡稱親一般配合力算得的理論值的離差。簡稱sca.第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(二)配合力測定(二)配合力測定就是把育成的自就是把育成的自交系按照育種
41、目標(biāo)、親本選配原則和育種工作者交系按照育種目標(biāo)、親本選配原則和育種工作者所掌握的性狀遺傳規(guī)律配成若干組合,進(jìn)行人工所掌握的性狀遺傳規(guī)律配成若干組合,進(jìn)行人工交配取得各組合的雜種種子。交配取得各組合的雜種種子。例如例如12、13、14、15、16、25、32、5、56、。如果。如果F1表現(xiàn)表現(xiàn)16最好,最好,就選定這個(gè)組合和就選定這個(gè)組合和1號與號與6號自交系作為制種親本。號自交系作為制種親本。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡便易行,但存在把最優(yōu)組合這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡便易行,但存在把最優(yōu)組合漏配的危險(xiǎn);在可能配成的組合數(shù)與實(shí)際測配組漏配的危險(xiǎn);在可能配成的組合數(shù)與實(shí)際測配組合數(shù)相差越大時(shí),這種漏配的危險(xiǎn)性也越
42、大。合數(shù)相差越大時(shí),這種漏配的危險(xiǎn)性也越大。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序這是既能測定一般配合力又能測定特殊配合力,從而能較這是既能測定一般配合力又能測定特殊配合力,從而能較準(zhǔn)確地選出最優(yōu)組合的方法。某一雜交組合的實(shí)際配合力準(zhǔn)確地選出最優(yōu)組合的方法。某一雜交組合的實(shí)際配合力是由這一對親本的一般配合力和特殊配合力雙方?jīng)Q定的。是由這一對親本的一般配合力和特殊配合力雙方?jīng)Q定的。親本自交系的一般配合力較高雖能使親本自交系的一般配合力較高雖能使F1F1有關(guān)性狀的水平較有關(guān)性狀的水平較高,但兩個(gè)一般配合力較高的自交系相配所得的高,但兩個(gè)一般配合力較高的自交系相配所得的F1F1,并不并
43、不一定優(yōu)于兩個(gè)一般配合力稍差的自交系相配的一定優(yōu)于兩個(gè)一般配合力稍差的自交系相配的F1F1。 組合數(shù)組合數(shù)Cn=1/2pCn=1/2p(p-1p-1)優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):它包含了親本自交系的各種可能相配組合,從而不它包含了親本自交系的各種可能相配組合,從而不會漏掉最優(yōu)組合。會漏掉最優(yōu)組合。缺點(diǎn):需要配成組合數(shù)較多,不適于自交系數(shù)較多時(shí)采用。缺點(diǎn):需要配成組合數(shù)較多,不適于自交系數(shù)較多時(shí)采用。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序三、雜交種的組配三、雜交種的組配進(jìn)一步確定各自交系的最優(yōu)組合方式,以期獲得進(jìn)一步確定各自交系的最優(yōu)組合方式,以期獲得生產(chǎn)力最高的雜種。根據(jù)配制一代雜種所用親本生產(chǎn)
44、力最高的雜種。根據(jù)配制一代雜種所用親本自交系數(shù),自交系間雜交種可分為自交系數(shù),自交系間雜交種可分為單交種、雙交單交種、雙交種、三交種和綜合雜交種。種、三交種和綜合雜交種。雙交種和三交種都是為了降低雜種種子的生產(chǎn)成雙交種和三交種都是為了降低雜種種子的生產(chǎn)成本而采用的制種方式,從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢看來,本而采用的制種方式,從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢看來,隨著制種技術(shù)的改進(jìn),今后將更多發(fā)展單交種。隨著制種技術(shù)的改進(jìn),今后將更多發(fā)展單交種。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(一)(一)單交種單交種A AB B優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):雜種優(yōu)勢強(qiáng),株間一致雜種優(yōu)勢強(qiáng),株間一致性好,制種手續(xù)簡單;性好,制種手續(xù)簡單
45、;缺點(diǎn):缺點(diǎn):是種子生產(chǎn)成本較高,是種子生產(chǎn)成本較高,有時(shí)對環(huán)境條件的適應(yīng)有時(shí)對環(huán)境條件的適應(yīng)力較弱。力較弱。用兩個(gè)自交系配成的用兩個(gè)自交系配成的一代雜種稱為單交種一代雜種稱為單交種。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序確定單交種父母本的原則確定單交種父母本的原則1.1.雙親本身生產(chǎn)力差異大時(shí),以高產(chǎn)者作母本;雙親本身生產(chǎn)力差異大時(shí),以高產(chǎn)者作母本;2.2.雙親經(jīng)濟(jì)性狀差異大時(shí),以優(yōu)良性狀多者為母本,一般雙親經(jīng)濟(jì)性狀差異大時(shí),以優(yōu)良性狀多者為母本,一般用當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)品種育成的自交系作母本,以需要引入特殊性用當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)品種育成的自交系作母本,以需要引入特殊性狀的外地品種的自交系作父本;
46、狀的外地品種的自交系作父本;3.3.選繁殖力強(qiáng)的自交系作母本,因其種子生產(chǎn)能力高,可選繁殖力強(qiáng)的自交系作母本,因其種子生產(chǎn)能力高,可降低種子的生產(chǎn)成本;降低種子的生產(chǎn)成本;4.4.父本應(yīng)具有產(chǎn)生大量花粉的能力;父本應(yīng)具有產(chǎn)生大量花粉的能力;5.5.父本的開花期要較母本為長,并且開花較早,以保證母父本的開花期要較母本為長,并且開花較早,以保證母本的充分授粉;本的充分授粉;6.6.選擇具有苗期隱性性狀的自交系作母本,以便在苗期間選擇具有苗期隱性性狀的自交系作母本,以便在苗期間苗時(shí)淘汰非雜交株。苗時(shí)淘汰非雜交株。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(二)(二)雙交種雙交種(A AB
47、B)()(C CD D)優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):可使親本自交系的可使親本自交系的用種量顯著節(jié)省,雜種種子用種量顯著節(jié)省,雜種種子的產(chǎn)量顯著提高,從而降低的產(chǎn)量顯著提高,從而降低制種成本。適應(yīng)性較強(qiáng)。制種成本。適應(yīng)性較強(qiáng)。缺點(diǎn):缺點(diǎn):制種程序比較復(fù)雜,制種程序比較復(fù)雜,雜種的增產(chǎn)率和一致性不如雜種的增產(chǎn)率和一致性不如單交種。單交種。由四個(gè)自交系先配由四個(gè)自交系先配成兩個(gè)單交種,再成兩個(gè)單交種,再由兩個(gè)單交種配成由兩個(gè)單交種配成用于生產(chǎn)的一代雜用于生產(chǎn)的一代雜種。種。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序 說說 明明雙交種的配組方式除父母本關(guān)系外,還有交配順雙交種的配組方式除父母本關(guān)系外,還有交
48、配順序問題。上述單交種的父母本選配原則一般也適序問題。上述單交種的父母本選配原則一般也適用于雙交種。用于雙交種。關(guān)于交配順序需要從雜種的生產(chǎn)力關(guān)于交配順序需要從雜種的生產(chǎn)力和重要性狀一致性兩方面考慮合理的配組順序。和重要性狀一致性兩方面考慮合理的配組順序。首先要看親本自交系在重要質(zhì)量性狀方面有無明首先要看親本自交系在重要質(zhì)量性狀方面有無明顯差別,如果親本自交系在某種性狀方面顯然不顯差別,如果親本自交系在某種性狀方面顯然不同,則配組順序應(yīng)保證一代雜種不分離。同,則配組順序應(yīng)保證一代雜種不分離。例如四個(gè)番茄品種配制雙交種,其中兩個(gè)為黃果例如四個(gè)番茄品種配制雙交種,其中兩個(gè)為黃果品種,兩個(gè)為紅果品種
49、,則應(yīng)該采?。S黃)品種,兩個(gè)為紅果品種,則應(yīng)該采?。S黃)(紅紅)的配組方式,不應(yīng)該采?。S紅)(紅紅)的配組方式,不應(yīng)該采?。S紅)(黃紅)的配組順序。(黃紅)的配組順序。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(三)(三)三交種三交種(A AB B)C C通常用單交種做母本,用另一自通常用單交種做母本,用另一自交系做父本。交系做父本。這一方面是由于單交這一方面是由于單交系生活力強(qiáng),結(jié)實(shí)力高,有效地利用系生活力強(qiáng),結(jié)實(shí)力高,有效地利用了雜種優(yōu)勢以降低種子生產(chǎn)成本;了雜種優(yōu)勢以降低種子生產(chǎn)成本;另另一方面可節(jié)省一個(gè)隔離區(qū),即三交種一方面可節(jié)省一個(gè)隔離區(qū),即三交種制種田同時(shí)可繁殖作
50、父本用的自交系。制種田同時(shí)可繁殖作父本用的自交系。對于三交種的生產(chǎn)力預(yù)測可按雙交種對于三交種的生產(chǎn)力預(yù)測可按雙交種同樣的原理和程序進(jìn)行。同樣的原理和程序進(jìn)行。用三個(gè)自用三個(gè)自交系組配交系組配的雜交種,的雜交種,即用一個(gè)即用一個(gè)單交種和單交種和一個(gè)自交一個(gè)自交系組配而系組配而成。成。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序四、利用雜種優(yōu)勢的途徑四、利用雜種優(yōu)勢的途徑(一)人工去雄雜交制種(一)人工去雄雜交制種主要是利用天然異花授粉的習(xí)性,將父母主要是利用天然異花授粉的習(xí)性,將父母本采用合理的配置本采用合理的配置方式,依靠天然媒方式,依靠天然媒介(如昆蟲、風(fēng)力介(如昆蟲、風(fēng)力等)進(jìn)行傳
51、粉,以等)進(jìn)行傳粉,以生產(chǎn)生產(chǎn)F1F1種子。種子。這是目前最普遍采這是目前最普遍采用的制種方式。用的制種方式。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序雌雄異株作物雌雄異株作物如菠菜、蘆荀的一代雜種優(yōu)勢極為顯著,生產(chǎn)一代雜種如菠菜、蘆荀的一代雜種優(yōu)勢極為顯著,生產(chǎn)一代雜種時(shí),只要將選好的兩個(gè)親本系統(tǒng)在隔離區(qū)內(nèi)相鄰種植,時(shí),只要將選好的兩個(gè)親本系統(tǒng)在隔離區(qū)內(nèi)相鄰種植,母本母本2-32-3行間種一行父本,母本的株距可比正常株距小一行間種一行父本,母本的株距可比正常株距小一倍,倍,在雌雄株可以辨別時(shí),將母本系統(tǒng)中的雄株在雌雄株可以辨別時(shí),將母本系統(tǒng)中的雄株全部拔除,全部拔除,每隔每隔2 2
52、天天3 3天拔一次,連續(xù)進(jìn)行天拔一次,連續(xù)進(jìn)行2 2周周3 3周,周,開花時(shí)依靠風(fēng)力傳播花粉自然雜交結(jié)實(shí),這樣在母本株開花時(shí)依靠風(fēng)力傳播花粉自然雜交結(jié)實(shí),這樣在母本株上收獲的種子即為雜種,可用于生產(chǎn);父本株上所結(jié)種上收獲的種子即為雜種,可用于生產(chǎn);父本株上所結(jié)種子,即為父本系統(tǒng)的原種,供下年配制雜交種之用;而子,即為父本系統(tǒng)的原種,供下年配制雜交種之用;而下年配制雜種用的母本系統(tǒng)原種則需在另一隔離區(qū)繁殖。下年配制雜種用的母本系統(tǒng)原種則需在另一隔離區(qū)繁殖。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序雌雄同株異花作物雌雄同株異花作物如瓜類
53、、制種方法是將雜交親本在如瓜類、制種方法是將雜交親本在隔離區(qū)內(nèi)隔行種植,開化前摘除母隔離區(qū)內(nèi)隔行種植,開化前摘除母本系統(tǒng)的雄花,任其天然傳粉,其本系統(tǒng)的雄花,任其天然傳粉,其上所收的種子即為上所收的種子即為F1F1種子;父本系種子;父本系統(tǒng)上收的種子為父本原種,供下年統(tǒng)上收的種子為父本原種,供下年制種用,而母本系統(tǒng)的原種需在另制種用,而母本系統(tǒng)的原種需在另一隔離區(qū)繁殖。為了提高一隔離區(qū)繁殖。為了提高F1F1種子的種子的單位面積產(chǎn)量,父母本的行比可按單位面積產(chǎn)量,父母本的行比可按1:31:34 4配置。配置。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序雌雄同花的異花授粉作物雌雄同花的異花
54、授粉作物如洋蔥、胡蘿卜及十字花科的各種蔬菜,它們雜交優(yōu)勢雖然如洋蔥、胡蘿卜及十字花科的各種蔬菜,它們雜交優(yōu)勢雖然顯著,但因雌雄同花、花器顯著,但因雌雄同花、花器小、人工雜交去雄困難,雜小、人工雜交去雄困難,雜交一朵花只能得到一、二十交一朵花只能得到一、二十?;驇琢7N子,制種成本高。?;驇琢7N子,制種成本高。雄性不育系和自交不親雄性不育系和自交不親和系利用是最佳途徑。和系利用是最佳途徑。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序主要是茄果和豆類等。自花作物主要是茄果和豆類等。自花作物開花習(xí)性決定了只能用人工去雄開花習(xí)性決定了只能用人工去雄授粉配制雜交種子而較費(fèi)工,但授粉配制雜交種子而較
55、費(fèi)工,但雜交結(jié)實(shí)率高,繁殖系數(shù)大,播雜交結(jié)實(shí)率高,繁殖系數(shù)大,播種量又小,每雜交一朵花可獲得種量又小,每雜交一朵花可獲得多量雜交種子。多量雜交種子。相對地說制種成本并不高,而經(jīng)相對地說制種成本并不高,而經(jīng)濟(jì)效果極為顯著,故用人工去雄濟(jì)效果極為顯著,故用人工去雄雜交法制種也值得大力提倡,我雜交法制種也值得大力提倡,我國許多地區(qū)已經(jīng)推廣應(yīng)用。國許多地區(qū)已經(jīng)推廣應(yīng)用。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(二)利用苗期標(biāo)志性狀制種(二)利用苗期標(biāo)志性狀制種利用雙親和一代雜種苗期表現(xiàn)的某些植物學(xué)性狀利用雙親和一代雜種苗期表現(xiàn)的某些植物學(xué)性狀的差異,在苗期可以較準(zhǔn)確地鑒別出雜種苗或親的差異
56、,在苗期可以較準(zhǔn)確地鑒別出雜種苗或親本苗(即假雜種苗),這種本苗(即假雜種苗),這種容易目測的植物學(xué)性容易目測的植物學(xué)性狀稱為狀稱為“標(biāo)志性狀標(biāo)志性狀”或或“指示性狀指示性狀”。標(biāo)志性狀應(yīng)具備兩個(gè)條件:標(biāo)志性狀應(yīng)具備兩個(gè)條件:這種植物學(xué)性狀必須在苗期就表現(xiàn)明顯差異,這種植物學(xué)性狀必須在苗期就表現(xiàn)明顯差異,而且容易目測識別;而且容易目測識別;這個(gè)性狀的遺傳表現(xiàn)必須穩(wěn)定。這個(gè)性狀的遺傳表現(xiàn)必須穩(wěn)定。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序利用苗期標(biāo)志性狀的制種法,就是選用具有苗期隱性性狀利用苗期標(biāo)志性狀的制種法,就是選用具有苗期隱性性狀的品系作母本(如番茄的薯葉、大白菜的無毛等)與具有
57、的品系作母本(如番茄的薯葉、大白菜的無毛等)與具有相對應(yīng)的顯性性狀的父本進(jìn)行相對應(yīng)的顯性性狀的父本進(jìn)行不去雄的人工雜交或自然雜交,不去雄的人工雜交或自然雜交,在雜種幼苗中通過間苗淘汰那在雜種幼苗中通過間苗淘汰那些表現(xiàn)隱性性狀的假雜種。些表現(xiàn)隱性性狀的假雜種。例例如大白菜有毛、無毛是一對質(zhì)如大白菜有毛、無毛是一對質(zhì)量性狀,有毛是顯性,無毛是量性狀,有毛是顯性,無毛是隱性,隱性,F(xiàn)1F1全部有毛,用無毛系統(tǒng)作母本時(shí),全部有毛,用無毛系統(tǒng)作母本時(shí),F(xiàn)1F1中有毛株是中有毛株是雜種,無毛株是假雜種,應(yīng)予淘汰。雜種,無毛株是假雜種,應(yīng)予淘汰。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(三)利用
58、化學(xué)殺雄劑制種(三)利用化學(xué)殺雄劑制種化學(xué)殺雄劑的種類很多,比較有效的主化學(xué)殺雄劑的種類很多,比較有效的主要有要有2 2,3-3-二氯異丁酸鈉(二氯異丁酸鈉(Fw450Fw450),),三三碘苯甲酸(碘苯甲酸(TIBATIBA),),2-2-氯乙基磷酸(乙氯乙基磷酸(乙烯利)烯利),二氯異丙醚,二氯異丙醚,r-r-苯醋酸,二氯苯醋酸,二氯乙酸,二氯丙酸,三氯丙酸,乙酸,二氯丙酸,三氯丙酸,d-d-丙酸,丙酸,赤霉素,核酸鈉,赤霉素,核酸鈉,2 2,4-4-D D,萘乙酸萘乙酸(NAANAA),),順丁烯二酸聯(lián)胺(順丁烯二酸聯(lián)胺(MHMH),),4-4-氟苯酚羥其乙酸鈉鹽以及雌性酮類物質(zhì)氟苯酚羥
59、其乙酸鈉鹽以及雌性酮類物質(zhì)數(shù)十種。數(shù)十種。利用化學(xué)殺雄利用化學(xué)殺雄劑噴灑植株,劑噴灑植株,破壞植物雄性破壞植物雄性配子形成過程配子形成過程中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及正常生理機(jī)及正常生理機(jī)能,但不損害能,但不損害雌性配子的形雌性配子的形成,以達(dá)去雄成,以達(dá)去雄的目的。的目的。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序利用乙烯利抑制瓜類雄花發(fā)育的方法是目前最有效的:當(dāng)母本苗期第1真葉充分展時(shí),用250300ppm的“乙烯利”(30%原液烯釋至1200倍)進(jìn)行葉面噴布,以藥劑行將溢流為度,以后每隔35天噴一次,共噴23次,能使母本植株中下部(1015節(jié)以下)不產(chǎn)生雄花藥,從而達(dá)到去雄的目的
60、。用乙烯利殺雄應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件決定適宜的濃度和噴布的次數(shù)。第四節(jié)選育雜交種的一般程序第四節(jié)選育雜交種的一般程序(四)利用雌株系制種(四)利用雌株系制種菠菜利用雌株系的制種方法,主要是利用高度雌花菠菜利用雌株系的制種方法,主要是利用高度雌花性的雌雄同株系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)雜交性的雌雄同株系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)雜交F1F1代為母本,與另代為母本,與另一父本系統(tǒng)雜交生產(chǎn)雜種種子。一父本系統(tǒng)雜交生產(chǎn)雜種種子。即在甲雌雄同株品即在甲雌雄同株品種中選擇雌兩性株(同一株上有大量花少量種中選擇雌兩性株(同一株上有大量花少量花),將它與純雌性株交配,下代即可得花),將它與純雌性株交配,下代即可得100%100%的純的純雌性株
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