远缘杂交育种.pptx

1、,第九章远缘杂交育种,concept:,指不同种属或亲缘 关系更远的物种间 杂交。,种,纲纲 目目科科属属种,第9章,远缘杂交育种,第一节远缘杂交的特点和意义,第9章,远缘杂交育种,一、远缘杂交的特点,不亲合性(杂交不孕）；杂种易夭亡，结实率低或不育（杂种不育）；杂种后代分离范围广，时间长，中间类型不宜稳定（疯狂分离）。,第9章 远缘杂交育种,二、远缘杂交的意义与作用,1.合成新物种生物进化的因素之一X,？,第9章 远缘杂交育种,人工合成新物种,扩大和丰富了 育种的种质资源和遗传基础,（1）完全双二倍体由两个亲本，两套来源和性 质不同的染色 体组结合而形 成的新物种，其染色体数目 为双亲染色体

2、 的总和。,第9章,远缘杂交育种,Triticale(X Triticosecale Wittmack),Amphiploid of Triticum()and Secale(),Tetraploid Wheat(2n=AABB=28),Hexaploid Wheat(2n=AABBDD=42),F1(n=ABR=21),F1(n=ABDR=28),Hexaploid Triticale(2n=AABBRR=42),Octoploid Triticale(2n=AABBDDRR=56),Diploid Rye(2n=RR=14),Chromosome doubling,第9章,远缘杂交育种,改

3、良栽培种品质：高梁甘蔗 育成的高粱蔗(粮糖双丰收),第9章 远缘杂交育种,2.外源基因导入及种质资源创新，选育 新品种,中3（普通小麦与天兰偃 麦草2n=42，BBEEFF）、科春14及 其属间杂种异源八倍体，它能抗多种病害，以它与 普通小麦杂交可获得抗病 品种。,第9章 远缘杂交育种,中3与科春14及其F2分离后代的不同穗型,第9章,远缘杂交育种,左图为科春14的42条染色体，右图为中3（AABBDDEE或FF）的56条染色体,第9章,远缘杂交育种,普通小麦(AABBDD)长穗偃麦草(BBEEEEFFFF)所形成的八倍体小偃 麦(AABBDDEE或AABBDDFF),科春14的42条染色体,

4、中3的56条染色体,2.不完全双二倍体:由双亲的一部分染色体组结合而成的新物种,第9章 远缘杂交育种,3、外源染色体导入创造异染色体系,（1）、异附加系普通小麦的黑麦附加系AABBDD+2(1R，2R，3R，4R，5R，6R，7R),AA,BB,DD,1234567,AA,BB,DD,1234567,2RR,第9章 远缘杂交育种,荧光原位杂 交鉴定异附 加系,第9章,远缘杂交育种,异附加系在一个物种正常染色体组的基因 上添加另一个物种的一对或两对 染色体而形成一种新类型。特点:附加染色体带有许多优良基因，但不 够稳定，生产上不能直接利用，但它 是选育异代换系和易位系的重要亲本 材料。,第9章,

5、远缘杂交育种,BB,DD,BB,DD 2RR,CompleteSubstituted(Reference to D genome)1234567AAAA,（2）、异代换系和易位系,第9章,远缘杂交育种,代换系是指某物种的一对或几对染 色体被另一物种的一对或几对染色 体代换后的新类型。易位系是指某物种的一段染色体被 另一物种的一段染色体所代换后形 成的新类型。特点：代换的染色体片段带有重要抗性基 因,大多数作为育种材料,也有部分在 生产上直接利用,生产实用性较大。,第9章 远缘杂交育种,4、诱导单倍体,第9章,远缘杂交育种,第9章,远缘杂交育种,5.有效利用杂种优势,籼稻,粳稻,X,第9章,远缘

6、杂交育种,西非高梁 迈罗S（RfRf）,南非高梁卡佛尔N（rfrf）,F1可育S（Rfrf）自交F2S（RfRf），S（Rfrf），S（rfrf）卡佛尔N（rfrf）,3可育：1不育,卡佛尔N（rfrf）,BC1S（rfrf）（大部分不育）BC2,卡佛尔N（rfrf）,S（rfrf）（99%不育）,BC4或BC53197A不育系 S（rfrf）,卡佛尔3197B保持系 N（rfrf）,图 杂交法选育不育系及保持系,第9章,远缘杂交育种,6.研究物种进化关系,Wild wheat species,ABDouble genome,AABBX,XBBT.searsii?,AAT.monococcum

7、,T.terbiumEmmer wheat,DDT.tauschii,ABDDouble genomeAABBDDT.aestivumModern bread wheat an allohexaploid,第9章,远缘杂交育种,第二节远缘杂交不易交配 的原因及其克服方法,不亲和性：花粉不萌发，花粉管不伸入柱头，花粉 管生长缓慢或破裂，花粉管达不到子房,雌雄配子不 结合形成合子，合子胚不发育，幼苗死亡等现象。,第9章,远缘杂交育种,一、不易交配性原因,1.花器构造的隔离；如:亚洲棉雷蒙德氏棉花粉萌发、花粉管 伸长和受精正常；雷蒙德氏棉亚洲棉母本的 花柱比父本长，杂交不亲和。2、生理差异的隔离；细

8、胞渗透压，酶的组成，激素和酸碱度等,第9章 远缘杂交育种,3、遗传上差异:染色体数目，结构和基因组成的差异如:小麦 5 B 和 5 A 上的显性基因 Kr1 和 Kr2阻止 小麦与黑麦,小麦与球茎大麦的可交配(crossability)；隐性的等位基因 kr1 和 kr2 易于它们间的杂交。小麦与黑麦可交配性与一系列复等位基因S、SS、SA、SN、SQ有关，,第9章,远缘杂交育种,二、克服不易交配性的方法,1、调节花期，克服花期不遇；2、广泛测交，选配适当亲本；3、正反杂交，确定适当母本；选花粉渗透性大和倍性低的物种作父本，染色 体数目多的物种、栽培种、品种间杂种作母本如：小麦与黑麦杂交时,小

9、麦作母本结实率达60%以上,而用黑麦作母本时,结实率只有2.5%,第9章 远缘杂交育种,4、采用特殊的授粉方式：,混合授粉；重复授粉；提前或延迟授粉。5、理化因素处理：射线或紫外线照射；补施生长调节物质赤 霉素,第9章,远缘杂交育种,6、利用桥梁种和预先无性接近法:利用桥梁种法:二粒小麦(AABB)小伞山 羊草(DD)得到的F1(ABD)加倍,形成双二倍 体(AABBDD)再与普通小麦杂交。预先无性接近法:,第9章,远缘杂交育种,7、植物组织培养,柱头手术子房受精试管受精体细胞融合 如：马铃薯与蕃茄的杂交。,第9章,远缘杂交育种,第三节远缘杂种夭亡、不育及其克服方法,第9章,远缘杂交育种,一、

10、远缘杂种的夭亡和不育性,1、远缘杂种夭亡与不育现象：受精成功之后与雌雄器官形成之间 任何发育时期停止,受阻或异常。受精后幼胚不能发育或在种子发育 过程中停止发育；幼胚不完整或畸形；没有胚乳或极少胚乳；,第9章 远缘杂交育种,种子皱缩,不能发芽或发芽后死亡；杂种植株在不同发育时期停止生长或 中途死亡；营养体繁茂发达,但不能形成结实器官；结实器官构造不正常、不育。,第9章 远缘杂交育种4)胚与胚乳之间形成糊粉层类型细胞,妨碍 营养物质从胚乳进入胚；,2、远缘杂种夭亡、不育原因,核质互作不平衡染色体不平衡基因不平衡组织不协调:胚、胚乳、及母体组织间发育不良、代谢失调,第9章,远缘杂交育种,二、克服远

11、缘杂种夭亡 和不育的方法,第9章,远缘杂交育种,1、利用化学药剂处理杂种合子,促进幼胚发育;,2、杂种胚离体培养；3、杂种染色体加倍；,第9章,远缘杂交育种,幼胚的离体培养,第9章,远缘杂交育种,第9章,远缘杂交育种,杂种染色体加倍,第9章,远缘杂交育种,4、利用回交法；,5、延长杂种生育期；6、其它方法:嫁接法,特殊基因利用,广 泛测交,选择合适亲本等。,第9章,远缘杂交育种,利用回交法克服不育性,第9章,远缘杂交育种,第四节控制远缘杂种后代的 分离与选择,第9章,远缘杂交育种,一、远缘杂交后代的分离,疯狂分离且具有返祖现象,第9章,远缘杂交育种,第9章,远缘杂交育种,第9章,远缘杂交育种,

12、二、远缘杂种后代的选择特点,1、杂种早代需种植较大的群体,并采用 适宜的育种方法(回交法和混合种植法)；2、F2不要轻易淘汰组合,低代材料选择 标准放宽；3、结实率的选择；4、回交和用作回交植株的选择。,第9章 远缘杂交育种,三、杂种后代的特殊处理方法,1、杂种一代的染色体加倍2、诱导远缘杂种产生单倍体植株3、诱导产生附加系,代换系和易位系,第9章,远缘杂交育种,普通小麦与长穗偃麦草的F1及F2代各类型穗,第9章,远缘杂交育种,八倍体小偃麦（1-5）和杂种小麦新类型（6-8）：1为小偃68；2为小偃693；3为小偃131；4为小偃332；5为再生小麦1号；6为小 偃759（异附加系）；7为小偃

13、7231（异附加系）；8为小偃兰粒（异代换系）；除再生小麦1号为普通小麦与中间偃麦草杂种外，其余均为普通小麦与长穗偃麦,第9章 远缘杂交育种,第 9 章远缘杂交育种,重点与难点远缘杂交的作用、三大特点(困难)；克服远缘杂交不 亲和性的方法；远缘杂种的夭亡、不育及其克服方 法；远缘杂种后代的性状分离、遗传和选择特点;思考题一.名词解释远缘杂交;亚远缘杂交;异附加系;异置换系;易位系;双重杂种优势;歧化选择。,远缘杂交育种,第 9 章二.问答题l.远缘杂交在作物遗传育种与科学研究中的作用和 意义是什么？远缘杂种为何杂种夭亡和不育？如何克服？远缘杂交后代的分离与品种间杂交有何异同？如何克服远缘杂交后代的不稳定性？远缘杂交诱变单倍体的原理是什么？异附加系、异置换系和易位系是否可以在农业生 产中直接利用？如何在作物遗传育种中加以利用？三.论述题试述远缘杂交的特点和困难。试述远缘杂交不亲和的原因和克服方法。,