第六章杂交育种品种审定.docx

第六章杂交育种品种审定.docx

《第六章杂交育种品种审定.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章杂交育种品种审定.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第六章杂交育种品种审定

第六章：

常规杂交育种

1.

（1）近缘杂交：

指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种之间的杂交。

（2）远缘杂交：

指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。

2.亲本的选择

定义：

根据育种目标选择具优良性状的品种类型

原则：

（1）从大量种质资源中精选亲本（广）

（2）亲本应尽可能具有较多的优良性状（精）

（3）明确亲本的目标性状，突出重点（明）

（4）重视选用地方品种（土）

（5）亲本的一般配合力要高（高）

（6）先考虑数量性状，再考虑质量性状（多）

（7）优先用稀有可贵性状作亲本（贵）

3.亲本的选配

定义：

从入选的亲本中选用恰当的亲本配制合理杂交组合

原则：

（1）父母本性状互补（补）

（2）选用不同生态类型的亲本配组（态）

（3）以具有较多优良性状的亲本作母本（优母）

（4）亲本之一的性状应符合育种目标（符）

（5）用一般配合力要高的亲本配组（高）

（6）注意父母本的开花期和雌蕊的育性（期/育）

4.有性杂交技术流程

（1）制定杂交计划：

确定杂交组合数、具体杂交组合、每个杂交组合杂交的花数

（2）准备器具：

花粉收集容器、隔离网、毛笔等

（3）亲本株及杂交花的培育选择

原则：

使亲本性状能充分体现，保证有足够数量的母本植株和杂交用花，花期相遇调节

（4）隔离和去雄：

防止隔离范围外花粉混入。

父母本均需要隔离。

空间隔离（种子生产时使用）、器械隔离（育种实验使用硫酸纸套袋）、时间隔离（很少用）。

去雄目的：

除去隔离范围内的花粉来源，包括雄株、雄花和雄蕊。

（5）花粉的制备

普遍方法：

在授粉前一天摘取次日将开放的花蕾，带回室内，挑取花药至于培养皿内，在室温和干燥条件下，经过一定时间，花药会自然开裂。

将散出的花粉收集于小三角瓶中，贴上标签，注明品种，并尽快置于剩有氯化钙或变色硅胶的干燥器内，放在低温、黑暗和干燥条件下贮藏。

（6）授粉、标记和登录

自然授粉和人工授粉

少量授粉：

直接用雄蕊碰触母本柱头

大量授粉：

授粉工具（橡皮头、海绵头、毛笔、蜂棒等）

授粉时间：

母本花雌蕊生活力最强的时期（开花当天）

（7）授粉后管理

杂交后的头几天注意检查套袋等情况

雌蕊有效期过去后及时摘袋

加强母本植株的管理，及时摘除没有杂交花果等

注意病虫害、鸟害和鼠害等

5.

（1）供体亲本（非轮回亲本）：

只参加一次杂交的亲本；

（2）受体亲本（轮回亲本）：

多次参加回交的亲本；

6.杂种后代的选择方法

（1）系谱法：

适合于自花授粉植物和常异花授粉植物，但异花授粉植物要区组隔离

系统群：

来自同一F3系统（即属于同一F2单株后代）的不同F4系统。

姊妹系：

同一系统群内各系统

品系：

参加比较试验的系统

（2）混合法：

在杂种分离世代，按组合混合种植，除淘汰明显的劣株和假杂株外，一般不加选择，直到杂种后代纯合百分率达到80%以上时（约在F5-F8）或在有利于选择时（如病害流行或某种逆境条件如旱害、冻害严重年份）才进行个体选择，下一代种成系统（株系），然后选择优良系统升入比较试验。

优点：

1、分离世代群体大，丢失最优良的基因型可能性小；

　　　2、方法简便易行，选择效率高；

　　　3、可利用自然选择的作用，获得对生物有利的性状；

　　　4、适于多系杂种的选择；

　　　5、可能得到育种目标以外的优良类型。

缺点：

1、人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失；

　　　2、未选择，存在许多不良基因类型；

　　　3、杂种后代要求大群体，高代选择工作量大；

　　　5、亲缘关系无法考证。

（3）单子传代法

与混合法比较：

　　优点：

1、适于株行距大的作物和保护地加代；

　　　　　2、F2个体繁殖机会均等，规模易控制；

与系谱法比较：

　　优点：

1、减少了F3、F4分系种植和选择的工作量；

　　　　　2、保证了高世代选留单株较多时，仍有大量性状差异较大的纯育株系供比较选择；

　　缺点：

1、影响种子生长发育因素可能导致优良基因型丢失；

　　　　　2、无法考证亲缘关系。

3、F3、F4、F5代缺少株系评定，不利于某些性状选择如在温室或加代繁殖时对抗逆性选择就有困难

7.重组育种和优势育种的异同点是什么？

不同点：

（1）优势育种着眼利用显性效应和上位效应，重组育种着眼利用加性效应。

（2）优势育种是先纯后杂，重组育种是先杂后纯。

（3）优势育种的F1代种子每年都需要制种，不能使用F2代或自行留种，重组育种成功后可自己留种。

相同点：

都需要选择选配亲本，进行有性杂交。

第七章：

优势杂交育种

1.杂种优势的概念：

指两个遗传性不同的亲本杂交产生的杂种，在生长势、生活力、繁殖力、适应性，以及产量、品质等性状方面超过其双亲的现象。

2.自交衰退：

异花授粉植物由于长期异交，不利的隐性基因被保存下来，一旦自交隐性不利基因就表现出来，从而使自交后代出现生长势变弱、产量下降等现象。

3.用质核互作雄性不育系生产F1代杂交种

⑴设置制种隔离区生产F1代杂种雄性不育系与父本系（恢复系）按3～5∶1行比种植，隔离区内自由授粉或人工辅助授粉，在雄性不育系上收获的种子即为F1杂交种。

用于商品生产。

如果雄性不育系的不育株率和不育度均为100%，在父本系上收获的种子，下一代继续用于F1制种，否则另设父本隔离区繁殖父本系。

⑵设置雄性不育系繁殖隔离区

⑶设置保持系和父本系（恢复系）两个隔离区，分别繁殖留种。

4.杂种优势的度量方法

（1）中亲优势指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与双亲（P1或P2）同一性状平均值差数的比率。

中亲优势Hm=［F1－（P1+P2）/2］/（P1+P2）/2×100%

意义：

可以比较同一性状和不同性状间杂种优势的大小。

超中优势或中亲值优势衡量的实用价值不大，因为即使Hm比较强，但若未超过大值亲本，也没有推广价值。

（2）超亲优势又称高亲值优势，以双亲中较优良的一个亲本的平均值（HP）作为衡量尺度，F1平均值与HP差数的比率。

超亲优势=（F1－HP）/HP×100%

有些性状在F1可能表现出超低值亲本（LP）的现象,如这些性状也是杂种优势育种的目标时,可称为负向的超亲优势。

计算公式为:

负向超亲优势=（F1－LP）/LP×100%

意义：

若F1不超过优良亲本就没有利用价值，因此该法可直接衡量杂种的推广价值。

（3）超标优势指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与当地推广品种（CK）同一性状的平均值差数的比率。

也有称为竞争杂种优势。

超标优势=（F1－CK）/CK×100%

意义：

该法经济上能反映杂种在生产上的推广价值，但不能提供任何与亲本有关的遗传信息，没有固定的可比性，一旦标准品种变了，Hs值也变了。

（4）杂种优势指数是杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值,也用百分率表示。

计算公式如下:

杂种优势指数=F1/（P1+P2）/2×100%

意义：

该法可以用来比较不同性状之间杂种优势的大小

（5）离中优势以双亲平均数之差的一半作为尺度衡量F1优势的方法。

意义：

该法以遗传效应来度量杂种优势。

加性效应是可以固定遗传的，显性效应是基因型杂合时才出现，不能固定遗传。

可以反映杂种优势的遗传本质。

5.雄性不育性：

两性花植物中由于生理或遗传的原因，出现雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象，称为雄性不育性。

雄性不育系：

对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定遗传的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或A系。

6.自交不亲和系的概念和意义

自交不亲和性（self-incompatibility，SI）：

指两性花植物，雌雄性器官正常，在不同基因型的株间授粉能正常结籽，但是花期自交不能结籽或结籽率极低的特性。

自交不亲和系：

通过连续多代自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系。

意义：

用于杂种种子生产

（1）可以节省人工去雄；

（2）降低种子生产成本；（3）保证较高的杂种率

表现形式：

（1）花粉在柱头上不能正常萌发。

（2）花粉萌发后花粉管不能进入柱头。

（3）花粉管进入柱头后在花柱中不能继续延伸。

（4）花粉管到达胚囊后精卵不能结合

7.雌株系：

指雌雄异株作物，如菠菜，通过选育获得遗传稳定，系统内全部为纯雌株或大部分为纯雌株，少部分为雌二性株（同一株上有大量雌花少量雄花）系的系统。

8.“三系”的概念

细胞质中有一种控制不能形成雄配子的遗传物值质S

细胞质中具有正常的遗传物值质为N

细胞核中有1对或几对影响细胞质育性的基因。

以具1对基因为例

MsMs：

能使不育性恢复为可育，称为恢复基因

msms：

不能起育性恢复作用，称为不育基因

Msms：

也能恢复育性

（1）雄性不育系（简称A系）：

具有雄生不育特性的品种和自交系称为雄性不育系，简称不育系，其遗传组成为S（msms）。

不育系由于体内生理机能失调，以致雄性器官不能正常发育，没有花粉或花粉空瘪，缺乏生育能力。

但雌蕊发育正常，能接受外来花粉受精结实，故制种时用它作母本而不用去雄。

（2）雄性不育保持系（简称B系）：

用来给不育系授粉，保持其不育性的品种或自交系叫雄性不育保持系，简称保持系。

遗传组成为N（msms）。

（3）雄性不育恢复系（简称C系或R系）：

用一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后，不但结实正常，而且F1的不育性消失了，恢复了正常散粉生育能力。

故这些正常可育品种或自交系称为雄性不育恢复系，简称恢复系。

其遗传组成为N（MsMs）和S（MsMs）两种。

9.雄性不育系的选育（书上有）

（1）原始雄性不育材料的获得和临时保存;

（2）细胞质雄性不育系的选育;

（3）核基因雄性不育系的选育;

（4）质核互作雄性不育系的选育

10.优良自交不亲和系应具备的特性

1、具有高度的花期系内株间交配和自交不亲和性，

且稳定。

2、蕾期授粉有较高的亲和指数，可降低不亲和系原

种的成本。

3、自交多代后生活力衰退不显著。

4、具有整齐一致和良好的经济性状。

5、和其他自交不亲和系杂交时有较强的配合力。

6、胚珠和花粉有正常的生活力。

11.利用不亲和系制种方法

12.雄性不育系的转育方法；

如果引进或选育的雄性不育系经济性状不符合要求或配合力不高时，就需要进行不育系的转育。

直接转育法：

选经济性状好、配合力高的品种内植株与不育系测交，从中筛选对不育性保持能力高的植株（即异型保持系）。

然后用获得的不育株与异型保持系反复回交，使异型保持系成为同型保持系。

间接转育法：

是用乙品种作轮回亲本与甲品种保持系反复回交，不断增加乙品种的遗传物质，使甲保持系变成乙保持系。

与此同时，也和甲不育系回交，使之变成乙不育系。

第九章远缘杂交及其在园艺植物育种中的应用

1.远源杂交不亲和性及其克服途径

杂交不亲和：

远缘杂交时，由于双亲的亲缘关系较远，遗传差异较大，生理上也不协调，从而影响受精过程，使雌、雄配子不能结合形成合子。

一般而言，亲缘关系越远，杂交越不易成功，但不绝对；

杂交不亲和原因①表面原因：

花期不遇，花粉暴裂、不萌发、花粉管不进入胚囊，双受精不完全。

实质原因：

物种间存在生殖隔离和遗传差异

②生理上差异：

种间柱头环境和柱头分泌物差异太大

③遗传上差异：

双亲的基因组成

克服方法

（1）注意亲本的选择选配

实践证明：

在种属间杂交的范围内，采用染色体数较多或染色体倍数性高的种植母本较易杂交成功、用栽培种作母本容易成功。

例：

（2）染色体加倍法

染色体倍性高低与远缘杂交的结实率高低有一定的关系，将双亲或亲本之一的染色体加倍，常常是克服不亲和性的最有效的办法。

如秘鲁番茄与多腺番茄杂交时，如先将母本诱导成同源四倍体，可显著提高结籽率。

如野生马铃薯2倍体与栽培种不能杂交，但若将野生番茄加倍成四倍体后，再杂交则能成功。

（3）有性媒介法

利用亲缘关系与两亲本较近的第三个种作桥梁，这个“桥梁种”起了有性媒介作用。

如普通番茄Χ秘鲁番茄32粒种子，4粒能发芽

普通番茄Χ醋栗番茄→F1Χ秘鲁番茄152粒种子82粒发芽

（4）特殊的授粉方法

混合授粉法：

利用不同种类花粉间的相互影响，改变授粉的生理环境，可以解除母本柱头上分泌妨碍异种花粉萌发特殊物质的影响。

重复授粉法：

利用雌蕊不同发育程度、受精选择性的差异，在母本花的不同时期如花蕾期、开花期和临谢期进行多次重复授粉，以提高结籽率。

射线处理法：

通过射线处理花粉或柱头，改变生理特性，克服杂交不亲和性。

（5）柱头移植或花柱短截法

柱头移植：

父本花粉授在同种植物柱头上，然后在花粉管尚未完全伸长之前切下柱头，移植到异种的母本花柱上；或先进行异种柱头嫁接，待1-2天愈合后进行授粉。

花柱截短：

将母本花柱切除或剪短，直接授上父本花粉；或将花粉的悬浮液注入子房（人工授粉），不需花柱直接胚珠授精（对蒴果型的子房较方便）。

这些方法操作要求高。

（6）理化因素刺激

GA、萘乙酸、硼酸、吲哚乙酸等涂抹或喷洒处理母本雌蕊，促进花粉发芽和花粉管生长。

如梅花GA50-100mg/L处理柱头，结实率高3-10倍。

又如中棉×陆地棉杂交，用萘乙酸滴入苞叶内结铃率、种子数多。

（7）试管授精与雌蕊培养

试管受精：

从母本花中取出胚珠，置于试管中培养和人工授精，以克服远缘花粉不萌发、花粉管不能伸长或伸长过慢等障碍；已在烟草属、石竹属、芸苔属等植物中获得成功。

雌蕊培养：

为避免受精后子房早期脱落，也可在母本未开裂前取出雌蕊接种在培养基上培养。

2.远缘杂种不育性及克服途径

杂种不育性：

远缘杂交中虽产生了受精卵，但因其与胚乳或母本生理机能不协调，在个体发育中表现出一系列不正常发育，以致不能长成正常植株的现象。

远缘杂种不育性的主要表现:

（1）受精后的幼胚不发育，发育不正常或中途停止；

（2）杂种幼胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性，特别是胚乳发育不正常，影响胚的正常发育，致使杂种胚部分或全部坏死；

（3）虽能得到包含杂种胚的种子，但种子不能发育，或虽能发芽，但在苗期或成株前夭亡。

远缘杂种不育原因：

（1）由于两亲的遗传差异大，引起受精过程不正常和幼胚细胞分裂的高度不规则，因而使胚胎发育中途停顿死亡。

（2）由于小苗在生理上的不协调，因而影响了杂种的成苗、成株。

例如，梨与苹果的杂种，种子发芽后正常，但不久根渐渐坏死并整株死亡。

这是由于苹果和梨叶片中所含的酚类物质不同，杂种苗中含有梨叶的绿原酸、异绿原酸和熊果甙配糖物与苹果叶的根皮甙配糖物等所有酚类物质，互相起毒害植用，因而引起杂种苗的死亡。

（3）胚及母体组织（珠心、珠被）间的生理代谢失调或发育不良，也会导致胚乳发育不良及杂种幼胚死亡。

如果没有胚乳或胚乳发育不全，胚便会中途停止发育或解体。

克服杂种不育的方法:

（1）胚的离体培养：

当受精卵只发育成胚而无胚乳，或胚与胚乳的发育不适应时，可用胚培养技术获得杂种苗。

这在许多植物的远缘杂交中得到应用。

方法是将授粉十几天（或更长）的幼胚，在无菌条件下，接种在适宜的培养基上培养成幼苗，生根后再移人土壤。

麦类一般在授粉后10-16天剥取幼胚进行培养，张启翔（1992）将授粉后66d的北京玉蝶梅x山桃的属间杂种幼胚在培养基上培养成苗。

（2）改善发芽和生长条件：

远缘杂种由于生理不协调引起的生长不正常，在某些情况下可通过改善生长条件，恢复正常生长。

例如，育苗移栽，当远缘杂交种子种皮过厚时，可刺破种子以利幼胚吸水和促进呼吸。

如果种子瘪小，可用经过消毒的腐殖质含量高的营养土在温室内盆栽，为种子发芽创造良好的条件。

（3）嫁接：

幼苗出土后如果发现由于根系发育不良而引起的夭亡，可将杂种幼苗嫁接在母本幼苗上，使杂种正常生长发育。

3.远缘杂种不稔性原因及克服方法

杂种不稔性：

远缘杂交后代由于生理上的不协调而不能形成正常的生殖器官，或虽能开花，但由于减数分裂过程中染色体不能正常联会、不能产生正常配子导致不能繁衍后代的现象。

主要表现：

（1）杂种营养体生长正常，但不能正常开花；

（2）能正常开花但花功能不正常，不能产生有生活力的配子；

（3）配子有生活力，但不能正常受精结籽。

主要原因：

基因和染色体原因引起。

（1）基因不育；

（2）染色体不育；

（3）细胞质不育；

（4）杂种的基因组是由差异较大的基组物质组合的结果,其生理机能往往不协调。

因而在其生长发育过程中受到不良环境条件的影响也更大。

外界环境对其减数分裂至配子形成过程影响的结果往往造成杂种不育。

克服途径：

（1）染色体加倍法克服杂种减数分裂过程中染色体不能正常联会。

（2）回交法

（3）蒙导法将远缘杂种嫁接到亲本或第三种类型的砧木上，或用已结实的带花芽亲本以及第三种类型的芽条作接穗嫁接在杂种植株上，也可以克服杂种由于生理不协调引起的难稔性。

（4）逐代选择法远缘杂种的难稔性在个体间存在差异，同时在不同世代或同一世代的不同发育阶段也有差异，利用逐代选择可提高难稔性。

（5）改善营养条件

第十章倍性育种

1.单倍体：

指未经受精的配子发育成的含有配子染色体数的体细胞或个体

单倍体育种：

人工诱导单倍体，并使其成为纯合二倍体，从中选育出新品种的方法。

多倍体：

生物细胞中含染色体组数3个或3个以上个体

多倍体育种：

根据育种目标的要求，采用染色体加倍的方法选育新品种的途径.

2.多倍体植物的特点

（1）育性差，结实率低。

（2）形态、组织学上的特征多倍体植物比原来二倍体表现出巨大性

多倍体的一般细胞体积比较大。

因染色体增多，反映在个体的根、茎、叶、果实等显粗大。

所以农业中把多倍体作为一种重要的育种方法。

（3）生理生化变化蛋白质、碳水化合物、维生素含量等高于二倍体。

（4）抗逆性和适应性

与二倍体比较，多倍体生长较为迟缓，开花晚，多倍体的抗病性、抗旱性和适应性强于二倍体。

（5）遗传变异性

遗传变异性大。

总体来看，异源多倍体比同源多倍体稳定性好，但异源多倍体也因原来的二倍体不同有差异。

3、多倍体育种的意义

（1）通过增加一个现存物种的染色体数目，产生同源多倍体，获得某些器官的巨大型。

（2）通过远缘亲本或种间不育杂种的染色体加倍，克服远缘杂交的困难

（3）诱导多倍体作为不同倍数性间或种间的遗传桥梁利用同源多倍体稔性差的特点，选育无籽或少籽果实。

4.常见多倍体的园艺植物

（1）果树：

苹果、梨、葡萄、树莓、柑橘、菠萝、草莓

（2）蔬菜：

黄瓜、西瓜、甜瓜、番茄、豌豆、马铃薯、甘蓝、白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、莴苣（3）花卉：

金鱼草、石竹、凤仙花、飞燕草、一串红、彩叶草、美女樱、万寿菊、百日草、桂竹香、爱牵牛、紫罗兰、金盏花、波斯菊、百合

5.多倍体诱导的方法

✹1.物理方法温度骤变、机械创伤、辐射处理等都有可能诱发多倍体的产生。

✹2.化学方法主要是利用秋水仙素诱导多倍体。

✹3.生物方法：

✹有性杂交获得多倍体

✹组织培养获得多倍体

第十一章：

诱变育种

1.物理育诱变主要指利用辐射，诱发基因突变和染色体变异；目前常用的射线种类有x射线、γ射线、紫外线、α、β粒子和中子等。

其中除紫外线外，各种射线通过有机体时，都能产生直接或间接的电离现象，故称电离辐射。

紫外线能量不足以使原子电离，只能产生激发作用，称非电离辐射。

2.化学诱变是用化学诱变剂处理植物材料，以诱发遗传物质的突变，从而引起形态特征的变异，然后根据育种目标，对这些变异进行鉴定、培育和选择，最终育成新品种。

有关化学物质有秋水仙素、烷化剂类、核酸碱基类似物、亚硝酸、叠氮化钠（NaN3）等

3.辐射育种的优、缺点是什么？

优点：

提高突变频率、扩大“变异谱”、创造新品种；适于改良品种的个别性状；诱变处理比较简单，可缩短育种年限。

缺点：

（1）突变频率虽然高，但有利突变机率都较低，必须在大量群体中筛选鉴定才能获得有利突变，即需较多的人力、物力、土地。

（2）目前还难以定向控制突变过程：

这是因不同的射线和不同的作物关系极为复杂，而辐射效应又受各种内因、外因的影响，机制还未完全搞清。

（3）诱变效果限于个别基因的表型效应，而且基因型间对诱变因素的敏感性差异很大。

（4）辐射育种要求的设备比较复杂，有些还有极大的危险性。

第十四章：

新品种审定与推广繁育

1.混杂退化的原因

品种在生产栽培过程中，纯度降低，种性发生不良变异，致使失去品种原有形态特点，抗逆性和适应性减退，产量下降和品质劣化等现象。

（1）机械混杂

（2）生物学混杂

（3）品种本事的遗传退化

（4）缺乏经常性选择

2.品0种保纯和防止退化的方法

（1）合理选择是避免将劣变个体用作留种繁殖的重要措施

（2）严格技术操作规程避免机械混杂

（3）采取严格隔离措施，防止生物学混杂

（5）利用和创造适合种性的生育条件

（6）用种性较纯的优质种苗定期更新生产用种