第二章 第五节 杂交及杂种优势的利用
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第四节利用杂种优势的途径和杂交制种技术一、利用杂种优势的途径利用杂种优势的途径以能大量生产成本低的杂交种子为前提。
根据不同作物的生物学特性(如自交与异交授粉方式、每个果实的种子多少等)和遗传学特点(如雄性不育、自交不亲和性等),来设计利用杂种优势的方法,可概括为以下几种:(一)人工去雄杂交制种人工去雄配制杂交种是杂种优势利用的常用途径之一。
但采用人工去雄配制杂的作物应具备以下3个条件:1、花器较大,易于人工去雄;2、人工杂交一朵花能得到数量较多的种子;3、种植杂交种时,用种量较小。
目前采用人工去雄制种的作物主要有玉米、棉花、番茄、黄瓜等。
玉米制种时只要人工拔除母本的雄穗,便可接受父本花粉授粉而产生杂种。
(二)利用理化因素杀雄制种由于雄性器官对理化因素反应的敏感性不同,用理化因素处理后,能有选择地杀死雄性器官而不影响雌性器官,以代替去雄。
它适应于花器小,人工去雄困难的作物,如水稻、小麦等。
1、化学杀雄:选用某种化学药剂,在植株生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑制雄性器官,造成生理不育,以达到去雄的目的。
如 Sc2053、乙烯利、二氯丙酸等。
虽然许多药剂都能使雄性败育,但一种能用做杂交种子生产的良好化学杀雄剂须具备以下条件:(1)植株的副作用小,处理后不会引起植株畸变或遗传性变异;(2)喷施药剂的适宜期要长,杀雄彻底、稳定、重演性好;(3)药源广泛,价格低廉,使用方便;(4)对人、畜无害,不污染环境。
方法:将父母本相间种植,在适宜时期在母本上喷施最佳浓度和剂量的杀雄剂,使隔离区(制种区)内自由授粉,成熟后在母本行上收获种子。
2、物理杀雄根据性细胞在形成过程中对外界条件反应敏感性不同的特点,利用控制物理因素(如温度、水分、光照等)可诱导雄性不育。
(三)、利用苗期标志性状制种1、苗期标志性状概念:在苗期用来区别真假杂种且呈隐性遗传的植物学性状称为苗期标志性状。
苗期标志性状应具备三个条件:①该性状隐性,属质量性状能稳定遗传;②该性状在苗期出现(定苗前出现);③该性状极易目测辨认,不能一目了然的不能植为苗期标志性状。
第十章杂种优势利用第一节杂种优势利用的简史与现状第二节杂种优势表现特性第三节杂种优势表现的遗传基础第四节杂种品种的选育程序第五节利用作物杂种优势的方法杂种优势:两个性状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、品质等方面超过其双亲的现象。
第一节杂种优势利用的简史与现状第一节杂种优势利用的简史与现状?孟德尔8 年豌豆杂交试验(1856-1864 )中观察到杂种优势现象,并首先提出杂种活力(hyhrid vigor)这个术语,但未作解释。
?达尔文最早发现玉米杂种优势现象,指出玉米异花授粉与自花授粉后代株高之比,盆栽是100:87,田间是100:80。
?Shull等研究了玉米自交和杂交的作用,于1907 年首次提出“杂种优势”(heterosis)这一科学术语。
第一节杂种优势利用的简史与现状?Shull认为?°杂种优势?±是指遗传上不同的雄雌配子在结合中,由于种种机制而产生对发育的刺激作用。
具体表现在杂种个体器官组织增大、产量和长势的增加。
Shull 把?°杂种优势?±与?°杂种活力?±区别开来,认为杂种活力是杂种优势的表现,而杂种优势是遗传实质,二者之间是表现型与基因型的关系。
?Reiger等人(1976)则认为?°杂种优势?±和?°杂种活力?±两词的意义相同,都是指杂合体与其相应纯合体比较,在一个或多性状上表现优越性,杂种优势是杂合体中基因互作的结果。
第一节杂种优势利用的简史与现状?目前,国内外大多数学者大体上支持Reiger的意见,把杂种优势与杂种活力视为同义词。
第一节杂种优势利用的简史与现状?法国学者 Kolereuter ,在 1761 ?a 1766 年育成了早熟优良的烟草种间杂种,并提出种植烟草杂交种的建议。
?20世纪20-30年代,美国首先在玉米上利用了杂种优势。
杂交育种与杂种优势的区别与联系概述说明1. 引言1.1 概述杂交育种和杂种优势是现代农业领域中两个重要的概念。
它们都与增加作物产量、改善品质以及适应环境变化有关。
然而,尽管这两个概念在某些方面存在联系,但也有一些明显的区别。
1.2 文章结构本文将首先对杂交育种和杂种优势分别进行定义,并探讨其区别之处。
接着,我们将分析它们的联系,包括共同关注点和目标以及影响因素相似性分析等内容。
最后,我们将对这两个概念进行总结,并探讨它们的意义和应用价值。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解杂交育种和杂种优势之间的差异与联系。
通过深入理解这两个概念,读者可以更好地利用他们在实际农业生产中的作用,并为未来相关研究提供参考依据。
2. 杂交育种与杂种优势的定义:2.1 杂交育种的概念:杂交育种是指通过人工将两个不同品种、亚种或基因型的个体进行交配,产生出具有杂合性状的后代。
这一过程中,来自亲本个体的遗传物质在混合时会发生重新组合,从而使得后代表现出一些新的优秀性状,比如产量增加、抗病性提高等。
杂交育种被广泛应用于植物、动物和微生物等领域,以期获得更为理想和优良的品种。
2.2 杂种优势的定义:杂种优势是指在同一基因座上内含有来自亲本不同等位基因(allele)所形成的异系对,使得杂合子拥有比亲本纯合子更好的表现形式。
也就是说,在某些特定条件下,杂交后代在某些性状上具有超越其亲本纯合子的表现,并达到更高水平。
这一现象被称为杂种优势(heterosis),广泛存在于各类生物中。
总结来讲,杂交育种是通过人工交配产生新品系或新个体;而杂种优势则是指在杂交后代中表现出的明显的优于亲本纯合子的性状表现。
杂交育种通过引入新的遗传变异,利用基因组的重新组合,产生出新品系或个体,进而实现某些性状的改良。
而杂种优势则是由于亲本间的基因组互补效应、显性和超显性等因素导致,在特定条件下产生更好表现形式的后代。
3. 杂交育种与杂种优势的区别3.1 范围和内容的差异杂交育种是指通过将不同品种或种属的个体进行交配,创造出具有优良性状的新品种。
第五节杂种优势的利用一.杂种优势的概念与表现特点1.杂种优势的概念杂种优势是指两个或几个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂种(杂种一代或及其后代),在生长势、生长量、结实性、发育速度以及对不良环境条件的抗性的抗性等方面,优于其亲本(品种或自交系)的现象。
2.杂种优势的表现特点(1)杂种优势具有普遍性和复杂多样性。
凡是能进行有性生殖的生物,无论高等生物还是低等生物,自花授粉植物还是异花授粉植物,都可见到杂种优势现象。
但并不是任何两个亲本杂交所产生的杂种或杂种的所有性状都具有优势。
(2)杂种优势的大小与亲本遗传差异和纯度有关。
(3)F2及以后世代杂种优势衰退。
二.利用杂种优势的基本条件(1)要有纯度高的优良品种或自交系;(2)亲本间杂交一代要有强大的杂种优势;(3)亲本的繁殖和杂交种的配制简单易行、种子生产成本低。
三、杂交种的类别1.品种间杂交种对于雌雄异花或雌雄同花但去雄方便的作物,可采用品种间杂交的方式。
利用品种间杂种优势的特点是:育种程序简单,但由于品种间没有严格自交的过程,品种内株间的遗传基础不完全一致,所以杂种F1表现不太整齐,优势也相对低于自交系间杂种。
2.自交系间杂种对于容易人工自交的作物(如玉米),可利用自交系间杂。
利用自交系间杂种的特点是:育种程序复杂,所需时间长,但所配出的杂种生长整齐一致,优势明显。
玉米自交系间杂交种,因采用自交系亲本的数目多少及组合方式不同,可分为:顶交种——一个自交系和一个普通品种杂交;单交种——两个自交系杂交;三交种——一个单交种和一个自交系杂交;双交种——两个单交种杂交;综合种——由10个以上自交系或几个单交种、双交种杂交后,通过混合选择而成。
3.自交不亲和和系间杂种有一些作物,他们的某些品系虽然雄蕊正常,能够散粉,但自交或系内兄妹交均不结实或结实极少,这种特性称为自交不亲和性,具有这种特性的品系叫自交不亲和系。
它们可利用自交不亲和品系间杂交种。
4.种间杂交种某些种间杂交一代结实率不降低的作物,可利用种间杂种优势。
猪的杂交与杂种优势1.杂交在育种工作中,杂交是指不同品种或不同品系个体之间的交配。
从遗传学上讲,凡是基因座位拥有不同等位基因两个亲本的交配就是杂交。
杂交的基本效应是使基因型杂合,使后裔群体中杂合子比例增加,表型变异减少,从而使群体更加一致。
下面将一般性讨论主要的杂交效应即杂种优势和遗传互补性。
2.杂种优势杂种优势可定义为杂种一代(F1)与纯合亲代均值间的差数。
杂种优势取决于基因的非加性效应,即显性效应和上位效应,而与加性效应无关。
显性效应是同一基因座位上两基因的特殊组合效应,在杂种优势中起决定作用。
而上位效应是指不同基因座位上基因间的互作效应。
杂种优势与近交退化是同一个遗传机制的两个方面,两个现象的出现取决于动物个体的杂合度或纯合度,降低杂合性可望出现近交退化,而提高杂合度则出现杂种优势。
在育种实践中,杂种优势是群体和性状特异的。
这是因为不同的群体以及不同杂交世代间的遗传结构差异很大。
在杂种一代获得的杂种优势最大,在杂种二代和回交代中仅能获得其一半;亲本群体间的遗传差异,即亲本间的基因频率差异程度愈大,亲本间在遗传起源上彼此无关,其杂交后代的优势愈明显。
另外,杂种优势常受到环境条件,如营养水平、饲养方式、温度、健康程度等因素的影响。
杂种优势因性状特异仍有其相对的趋势。
通常,猪的繁殖力、生活力这类低遗传力性状的杂种优势水平较高,遗传力中等的日增重、饲料转化效率等性状杂种优势也为中等,而遗传力高的胴体组成性状则可望获得较低或几乎无杂种优势。
因此,对于猪杂种优势在繁殖性状上显得特别重要,这也就是目前世界上利用Fl母猪生产商品肉猪愈来愈普遍的原因。
杂交已被广泛证明是迅速改良猪繁殖性能的重要措施。
(1)杂种优势的类型经过性能测定所得到的个体记录可能受到三种效应的作用。
如母猪的窝产仔数受到以下三个效应的影响:①父本效应:公猪配种能力以及精液的受精力;②母本效应:母猪的排卵率及子宫内环境;③个体(子代)效应:仔猪(胎儿)的抵抗力和生活力。
杂种优势利用第一节杂种优势利用的现状与度量(一)杂种优势利用简史:中国早在1400 多年前后,魏贾思勰著的《齐民要术》中就记载了马和驴杂交产生骡的事实,为人类历史上开辟了观察和利用杂种优势的先例。
1637 年出版的《天工开物》中也记载了蚕的杂交事例。
1761~1766年Ko1reuter,烟草杂交发现杂种优势,并提出利用杂交种。
1865年Mendel,豌豆杂交,提出杂种活力概念。
1866~1876年Darwin,提出异花授粉有利、自花授粉有害。
1908年Shull,玉米自交系间杂交,杂种优势一词,方法体系建立。
杂种优势利用现状:1934年美国玉米杂交种只占玉米种植面积的0.4%,到1944年玉米杂交种面积已占56%,而在美国玉米带各州杂交种面积已占90%,到1956年,全美国已普及了玉米杂交种。
中国对玉米杂种优势的研究,始于20世纪30年代,直到50年代才推广品种间杂交种,60年代推广双交种,70年代推广单交种。
中国杂交高粱的研究始于20世纪50年代后期,到60年代后期,育成并推广了一批高粱杂交种。
杂种优势的概念:是指两个遗传性状不同的品种、品系或自交系进行杂交,所产生的杂交种,在生活力、生长势、抗逆性、适应性以及产量、品质等方面优于其亲本的现象。
杂种优势理论:显性学说(显性基因互补学说):处于杂合状态的生物个体,由于显性基因的存在,不同程度地消除了隐性基因的有害或不利的效应,从而提高了杂种个体的生活力以及数量性状的效应值等,因此表现出杂种优势。
根据这一理论,杂种优势可以固定,因为在子代群体中,显性纯合体和杂合体等效。
杂种F1集中了控制双亲有利性状的显性基因,每个基因都能产生完全显性或部分显性效应,由于双亲显性基因的互补作用,从而产生杂种优势。
如两个具有不同基因型的亲本自交系杂交AABBccdd X aabbCCDDF1 AaBbCcDd因为每个基因都能产生完全显性或部分显性效应AA、BB、CC、DD>aa、bb、cc、ddAa、Bb、Cc、Dd >aa、bb、cc、ddAaBbCcDd >AABBccdd(aabbCCDD)超显性学说:杂合等位基因的互作胜过纯合等位基因的作用,杂种优势是由双亲杂交的F1的异质性引起的,即由杂合性的等位基因间互作引起的。