1、第五章 杂交育种Chapter 5 Hybridization Breeding,第五章 杂交育种,第一节 杂交育种的意义 第二节 杂交亲本的选配第三节 杂交技术与杂交方式第四节 杂种后代的选择第五节 杂交育种程序,杂交育种( Hybridization Breeding ): 用基因型不同的个体为亲本,通过有性杂交,使符合育种目标的性状在杂种后代中组合在一起,经过对杂种后代的选择和培育,创造新品种的方法。包括品种间杂交和远缘杂交两大类。,第一节 杂交育种的意义,一、杂交育种的意义杂交育种是选育作物新品种的主要方法之一杂种后代有可能出现亲本所不具有的新类型,杂交育种是目前国内外应用最普遍、最有
2、成效的一种育种方法。,1. 基因重组综合双亲优良性状,二、杂交育种的遗传原理,2. 基因互作产生新的性状,3.基因积累产生超亲性状,超亲育种：将双亲控制同一性状的不 同微效基因积累于同一杂 种个体中，形成在该性状 上超过亲本的类型。,根据遗传原则，将杂交育种分为两类：组合育种：将双亲控制不同性状的优 良基因随机结合，通过定 向选择，育成集双亲优良 性状 于一体的新品种。,遗传机理：组合育种：基因重组和互作超亲育种：基因累加和互作,第二节 杂交亲本的选配,正确选配亲本是杂交育种工作的关键，亲本选配得当，后代出现理想的类型多，容易选出优良品种。,第二节 杂交亲本的选配,一、亲本选配工作的重要性 亲
3、本选配关系到育种工作的成败。,二、亲本选配的一般原则 1.亲本优点多，缺点少，而且没有突 出的缺点，双亲的优缺点能够互补。 2.选用当地推广品种作为亲本之一。 3.选用生态类型差异较大，亲缘关系 较远的材料作亲本。,第二节 杂交亲本的选配,具有不同的遗传基础和优缺点，杂交后，分离范围广，会出现很多的变异类型或产生超亲类型。双亲产生在不同的生态条件下，杂交后，容易出现适应性好、适应范围广的后代。,第二节 杂交亲本的选配,有可能引进当地没有的新种质，克服当地材料的缺点。亲本的遗传差异大，后代的杂种优势就大，出现的变异类型就多，选择的机会就多。,第二节 杂交亲本的选配,4. 选用一般配合力好的材料作
4、亲本。 一般配合力：一个亲本品种与其他若干 品种杂交后，杂交后代在 某个数量性状上表现的平 均值。,第二节 杂交亲本的选配,第三节 杂交技术与杂交方式,一、杂交技术二、杂交方式,一、杂交方式,1. 单交2. 复交3. 回交4.多父本授粉,1.单交：两个亲本成对杂交。 甲乙 甲/乙 甲/乙,特点： 只进行一次杂交，简单易行。 分离时间短，稳定的快。 杂交的数量和后代群体规模小。,2. 复交：两个以上的亲本先后多次杂交。,复交的特点： 遗传基础丰富。 分离早，分离时间长，类型多。 杂交的数量和后代群体规模相对大。,注意安排亲本的组合方式和亲本在各次杂交中的先后顺序： （AB）农艺亲本 （A农艺亲本
5、）（B农艺亲本）,3. 回交：两个亲本杂交后，子一代再与双 亲之一重复杂交。4. 多父本授粉：将二个或两个以上父本品 种的花粉混合起来，给一个母本 品种授粉。 A （B+C+D） A /（B+C+D）,二、杂交技术,1. 调节花期 使父母本花期相遇，对于开花难的无性 繁殖作物，要采取措施诱导开花。 调节花期的方法： A.分期播种 B.对有明显春化阶段的作物，进行春化处 理延长或缩短光照 C.地膜覆盖，剪大蘖等 2. 控制授粉 使母本接受杂交计划内亲本的花粉。 3. 授粉后的花要挂牌作标记，并注意田间管理,第四节 杂种后代的处理,杂种后代的处理方法： 系 谱 法 混 合 法 派 生 法,一、系谱
6、法,自杂种第一次分离世代(单交F2复交F1)开始选株，分别种成株行，每株行成为一个系统（株系），以后各世代在优良系统中连续选单株，直到选出优良一致系统，升级进行产量试验。 在选择过程中，各世代都给以系统的编号，以便查找系统史和血缘关系。,小麦F1性状与F2分离,F2 选择：选择优良单株，淘汰不良组合 收获：分单株收获，分别脱粒，编号F3 种植：按组合排列，入选单株点播株行 选择：鉴定株系，优良组合中选优良 株系，优良株系中选优良单株 收获：按组合、系统分株收获，编号,F4及以后世代： 种植：同F3。来自同一个F3株系的F4株 系，称为系统群或株系群。株系 群内的各株系互称姊妹系。 选择：从优良
7、的系统群内选优良的株系 收获：稳定株系，选几株，其余混收， 不稳定株系，选株，分别收获,杂种一代(F1) 主要任务是分辨真假杂种， 除掉与母本完全相同的假杂种，淘汰具有严重缺点的组合。不进行选单株。播种时，按杂交组合排列,点播,组合两旁分别种植父母本。收获时，同一组合的单株混合收获，写明行号、组合名称及编号。不同组合分别脱粒装袋保存。,（二）系谱法的工作要点,杂种二代(F2)或复交一代 - 选择的关键世代 主要任务是选定优良组合，淘汰不良组合，并从优良组合中选拔优良单株，其中选单株是这一世代的工作重点。 播种时，按杂交组合点播,组合前后分别种植父母本，同时，每逢10或20行种植一行推广品种做为
8、对照。 收获时，入选植株分株收获,稻麦等有分蘖的禾谷类作物应连根拔起，将同一组合的各个单株捆成一捆，并标明行号。在田间选择的基础上，在室内进行细致的分株考种脱粒，分株保存。并编写组合号、行号和株号。,杂种第三代(F3)对入选F2单株进一步鉴 定和选择的重要世代 主要工作内容是选拔优良株系，淘汰不良系统。 播种时， 将F2当选单株的种子点播成行(系统)，按组合先后顺序排列。在适当位置种植对照品种。 收获时，将优良系统的中选单株连根拔起，同一系内的单株捆成一捆，挂牌标明行号，按株分别脱粒保存。 有的个别系统(株系)，到了F3，性状已基本一致，对表现突出优良的株系，可将其余植株混合收获，下年提前参加
9、产量比较试验。,杂种四代(F4)及其以后世代选拔优良一致的系统 选择优良系统群中的优良系统，并从中选拔优良单株。选择系统和选株依据的性状更加全面。 种植方式同F3。来自同一个系统的几个单株所组成的几个F4系统称为系统群。系统群中的各系统间互为姊妹系关系。 收获同F3。将优良系统的中选单株连根拔起，同一系内的单株捆成一捆，挂牌标明行号，按株分别脱粒保存。,F4表现优良但分离还相当明显的系统,一般只进行选株,以便使其性状进一步纯化稳定,其中少数表现优异的系统,也可以提早升级,以便及早进行产量试验。 对于性状已基本一致,表现突出优良的株系,可将其余植株混合收获,下年提前参加产量比较试验。 第二年升入
10、鉴定圃进行产量试验。参加产量试验的系统可改称品系。在升级品系中仍可继续选株,以便进一步观察性状分离情况和综合性状表现。,F5及其以后世代的工作与F4相同。,系谱法的优缺点,二、混合法,（一）工作要点： 在杂种分离世代，按组合代代混合种植，不选择，直到遗传性趋于稳定，纯合个体达80%以上，选择，下年种成株系，选择优良株系，升级产量比较试验。,2.理论依据： 许多重要性状是数量性状，早代选择可靠性差。 早代纯合个体少，选择容易丢失好的类型。 不进行人工选择，但受自然选择的影响， 容易形成较强的适应性。,3.混合法和系谱法的比较： 对于质量性状和简单遗传的数量性状，系谱法早代选择，能较早集中精力选择
11、优系。混合法高代选株，选择数量大，后期工作量大，需要的年限也较长。,系谱法对家系记载清楚，针对历史表现评定取舍。 混合法无法考证历史，评定取舍比较困难。 系谱法F2 起严格选株，中选率低，易丢失好类型。 混合法在同一个组合内保留多种类型，有更多的机会选到优良的株系。, 系谱法年年选择，工作较繁琐；混合法则比较简单。,（二）混合法的优缺点,混合法优缺点,三、派生法,1.派生系统法（衍生系统法）2.单粒传法3.集团混合法,1.派生系统法（衍生系统法）,（1）方法： 在F2或F3进行一次单株选择，以后各世代均按单株衍生系统种植，汰不良系统，不再选株，直到有希望系统主要性状趋于稳定时再选株，次年种成株
12、系，选择优良株系进行产量比较试验。,（2）优点： 对遗传力高的性状进行早代选择，能较早地掌握优良材料；中后期混播，产量性状又不易受排斥。 在两次选株之间进行选系，其遗传力和可靠性高于系谱法的选株，同时，比系谱法工作简单。,吸取了混合法能保留多样类型的优点，又克服了混合法自然选择某些性状被消弱的缺点。和混合法相比，能集中精力选择优系，可减轻后期大量选株的麻烦，并能提早世代，缩短育种年限。,2.单粒传法,（1）方法： 从F2开始，各世代淘汰不良单株，其余按组合每株采收一粒或几粒种子，混合繁殖，直到F5或F6代，再选株，下年种成株系，选择优系参加产量比较试验。,（2）优缺点：优点： 保持组合内株间变
13、异，保留群体丰富遗传基础。 各世代从每株采收等量种子，使不同类型在群体中维持稳定比例，适应性弱的性状，不易被自然选择所淘汰。 每株收一粒种子,种植规模小,利于温室异地加代。,缺点： 缺乏历史记载，评定取舍比较困难。 后期进行一次选择,保留类型多,工作量大。,3.集团混合法,方法： 在F2选株，每个组合按类型分为若干集团，以后世代按集团混播，待性状基本稳定后，从各集团中选株，下年种成株行（系）， 以后选优系进行产量比较试验。 优点： 保留丰富的变异类型，减少不同类型间的 互相干扰。,第五节 杂交育种程序及加速育种进程的方法,一、杂交育种程序 1.原始材料圃和亲本圃 2.选种圃 3.鉴定圃 4.品系比较试验圃,二、加速育种进程的方法 加速世代进程 改进育种程序 加快种子繁殖,思 考 题,1.杂交育种之所以有效，其遗传根据是什么？2.亲本选配的一般原则是什么？3.试述系谱法和混合法的工作要点及各自的优缺点。4.试述衍生系统法、一粒传法的工作要点及利用价值。,
