第九组第八章优势杂交育种
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1、第八章第八章 优势杂交育种优势杂交育种杨明佳：152201210032赵云雄：201322010123朱 熙：201322010124张笑笑: 201322010151第一节 杂种优势的概念和利用概况 1.11.1杂种优势的概念杂种优势的概念杂种优势：指两个遗传组成不同的生物体杂交所产生的杂交种，在生长势、抗逆性、适应性和产量等方面超出其双亲的现象。杂种优势的度量方法1、超中优势（中亲值优势）：杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与双亲（P1或P2）同一性状之和平均值差数的比率。H=F1-(P1+P2)/2/(P1+P2)/22、超亲优势：杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与高值
2、亲本（Ph）同一性状平均值差数的比率。H=(F1- Ph)/ Ph3、超标优势：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。H=(F1-CK)/CK4、离中优势：又叫平均显性度，以双亲平均数之差的一半来衡量F1优势的方法。H=F1-(P1+P2)/2/(P1-P2)/21.21.2杂种优势的遗传机制杂种优势的遗传机制 1.显性假说Bruce（1910）提出显性假说认为，杂种优势源于等位基因间的显性效应和非等位基因间显性效应的累加作用，显性基因有利于个体的生长发育，隐形基因不利，杂交使双亲的不利隐形基因不能表达而被掩盖，使杂种显性位点多于任何亲本，
3、因而表现杂种优势。 2.超显性假说Shull（1908）提出超显性假说认为等位基因之间有超过显隐关系的互作效应（AaAA或aa）；非等位基因间存在超过累加作用的互作效应。两个等位基因分别产生不同产物或控制不同的反应，杂合体能同时产生两种产物或进行两种反应，因而F1具有超过双亲的功能。超显性是由于杂合体能产生杂种物质（AA产生一种物质，aa产生另一种物质，Aa不仅能产生前两种物质还能产生第三种物质）。 相同点二者都需要首先收集种质资源，选择与选配亲本进行杂交，并经过品种试验验证新品种的增产潜力、稳定性、适应性和特异性，报请品种管理部门审定、认定或登记。 不同点1.31.3优势杂交育种与常规杂交育
4、种的比较优势杂交育种与常规杂交育种的比较优势杂交育种优势杂交育种常规杂交育种常规杂交育种所利用的遗传效应不同加性效应显性效应上位效应加性效应部分利用上位效应育种程序不同先纯后杂先杂后纯制种方法程序繁杂，成本高方法简单，成本低1.41.4杂种优势利用概况杂种优势利用概况目前，发达国家杂交品种的利用率越来越高。如日本：番茄、白菜、甘蓝杂交种品种的种植面积占同类作物栽培面积的90%以上，黄瓜100%。 美国：胡萝卜、洋葱、黄瓜杂种一代占85%，菠菜100%。我国杂种优势的利用我国杂种优势的利用 从20世纪50年代开始研究园艺植物杂种优势的利用； 70年代末期，甘蓝、白菜、番茄、茄子、甜椒、黄瓜、西瓜
5、、甜瓜等杂交品种已先后大面积应用于生产。1.51.5杂种优势的测定和固定杂种优势的测定和固定 杂种优势的预测在亲本配组前，根据亲本情况能够预测杂种优势大小，有目的地配制杂交组合，可以减少配制组合数，提高育种效率。 酵母测定法：酵母测定法：具体方法是用热水浸煮法，从植物组织得到提取液（干物质与水的比例为1:50）。测定时，先在试管中放入啤酒酵母菌悬浮液20ml，然后加入0.5ml植物组织提取液在2830温箱中培养24h，用比浊法测定酵母菌的生长情况。如果两个材料提取液的混合液刺激酵母菌生长的速度大于单个材料提取液的刺激作用，则用这两个材料配组得到的F1可能具有较强的杂种优势。线粒体互补法：线粒体
6、互补法：McDaniel等从大麦的杂交亲本中分离出线粒体，将两亲本线粒体混合，测定混合物的呼吸率（每毫摩尔ADP转化为ATP所需毫摩尔氧），如果混合物的呼吸率高于两亲本单独线粒体的呼吸率，则可能有较强的杂种优势。同工酶分析法同工酶分析法: :如果两亲本的同工酶谱不一样，则他们配组所得的F1可能有较强的杂种优势。分子生物学方法：分子生物学方法：利用分子标记技术，分析杂交亲本之间遗传多态性的差异，估算遗传距离，按照亲缘关系远而优势强的原则，预测杂种优势大小。 杂种优势的固定 无性繁殖法 杂交种品种进行无性繁殖，就可以不改变播种材料的杂合基因型，从而固定杂种优势。 无融合生殖法 不定胚和二倍配子体无
7、融合生殖形成的种子完全继承了母体的遗传组成。禾本科、百合科、兰科、蔷薇科、芸香科、菊科、仙人掌科等科内不少种类常存在这种无融合生殖，通过选择，有可能使无融合生殖率提高，成为一个可以遗传的稳定性状，用于杂种优势的固定。 人工种子法 人工种子的幼胚来自体细胞和组织，具有和亲本相同的基因型，所以其种植群体能保持亲本的杂种优势和个体间的整齐一致。第二节 杂交种选育程序 自交系概念自交系是由一个单株经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传稳定的自交后代系统。 评价自交系好坏的标准 能否选配出优势明显的杂种一代； 能否生产出大量的杂种一代和亲本自身种子。2.12.1自交系的选育自交
8、系的选育 优良自交系应具备的条件 选育自交系的一般方法 系谱选择法 1.选择优良品种作为选育自交系的基础材料（尽量选择基因型较纯合的） 2.选株自交：在选定的优良品种中选择一致好的，自交5-10株，差的酌情增加，每株自交种子数保证后代可种50-100株。 3.逐代选择淘汰：根据选育目标性状比较鉴定各S1代，先淘汰一部分不良自交系，再在入选的各植株中自交，直至优良性状稳定纯合。轮回交选择法准备作为亲本的材料选株自交，同时与测验种杂交播种各测交系和相应的自交系，进行比较鉴定选出10个左右自交后代系统进行系间杂交综合品系（系内自然传粉）自交分离纯化亲本自交系 2.22.2配合力测定配合力测定 配合力
9、的概念配合力就是衡量亲本系在其所配F1中生产力高低的指标。可分为一般配合力（gca），和特殊配合力（sca）1.普通配合力：一个亲本自交系或品种（纯合体）在一系列的杂交组合的产量的平均表现。4个父本和5个母本所配20个F1的小区平均产量2.特殊配合力：特定组合的实际产量与根据双亲的普通配合力所预测的平均产量的离差。Sij=Xij-u-gi-gjSij为第i与第j亲本的杂交组合某性状的特殊配合力；Xij为第i亲本与第j亲本的杂交组合某性状的小区平均实测值；u为该实验各组合某性状的小区总平均值。例：SF.B=XF.B-u-gF-gB=9.1-8.9-（-0.3）-0.2=0.32.32.3组配方式
10、的确定组配方式的确定 1.单交种用两个亲本杂交配成的杂种一代，常用的一种配组方式。B自交系A自交系F1优点;基因型杂合度高，杂种优势强，群体内株间的一致性强；制种程序简单。缺点：自交系种子产量低，成本高高，若缺乏制种手段，其应用受到限制。 2.双交种由4个亲本先两两配成2个单交种，再用2个单交种配成杂交品种。优点：种子繁殖数量经过2次放大，生产成本低F1适应性强。缺点：株间一致性差。A自交系B自交系C自交系D自交系单交种 单交种 双交种 3.三交种用两个自交系配成单交种作母本，再与第三个自交系杂交。优缺点介于单交种和双交种之间。目的：降低生产成本，利用有效的制种手段。B自交系A自交系F1C自交
11、系三交种 4.综合品种将多个配合力高的异花授粉作物亲本在隔离区内混合种植，任其自由传粉所得到的品种。遗传基础复杂，适应性强，制种简单，但一致性差不同年份F1差异大隔离区A自交系D自交系B自交系C自交系自由混合授粉第三节 杂种种子生产由于杂交种品种种子生产与常规品种相比，增加了栽植父本、去雄、采粉、授粉杂交等操作，使制种成本大幅度提高，限制了许多农作物杂种优势的利用步伐。实际上，对于某种具体园艺植物来说，杂种优势能否被利用，主要决定于杂种优势所带来的增产增收作用能否超过杂交制种增加的成本。因此，降低杂交制种成本的技术，就成为杂种优势利用的关键。在选择杂交制种途径的时候，主要应该考虑两方面的因素：
