园林植物杂种优势的利用

作物育种学总论第九章杂种优势利用杂种优势，又称为杂种优越性或杂种增强效应，是指杂种的性状相对于亲本物种，具有更好的表现。

杂种优势利用在作物育种学中占据着重要的地位，因为它可以帮助农民和育种人员获得更高的产量、抗病性和适应性。

杂种优势的原因有三个主要因素：一是优势亲本杂种势的组合效应，即杂种比亲本杂种的性状更好；二是同质和异质因子的非互补组合效应，即杂种比亲本杂种具有更多的不同基因组合；三是杂交带来的配合效应，即杂种比亲本杂种具有更高的适应性。

杂种优势在作物育种中有许多具体的应用。

首先，杂种优势可以提高产量。

杂种的产量通常比亲本杂种的产量高出10%至30%。

这是因为杂种具有表现型超越亲本杂种的表型优势，包括生长速度、水分利用效率、光合作用等。

同时，杂种还可以提高光能利用效率，在光合作用的过程中，能够更有效地转化为可食用部分的生物量。

其次，杂种优势可以提高抗病性。

由于杂交会带来不同基因的组合，病原菌往往难以适应这种多样的基因组合。

因此，杂种耐病性较好，更具抗病能力。

这在抗病性较差的亲本杂种中尤其明显。

例如，抗病性差的亲本杂种经过杂交后，杂种可能会获得更好的抗病性。

杂种还可以提高适应性。

由于杂交带来的多样性，杂种对环境的适应能力更强。

在不同的生态条件下，杂种通常比亲本杂种更能适应。

这使得杂种在全球不同地区的广泛种植成为可能，有助于提高作物的生产稳定性。

杂种优势利用的方法包括单交和复交。

单交是指两个同属不同种或亚种的杂交，而复交是指两个或更多同属不同种或亚种杂交，然后再与一个亲本杂种进行杂交。

通过单交和复交的方式，可以进一步提高杂种的优势。

总之，杂种优势利用在作物育种学中具有非常重要的意义，尤其在提高产量、抗病性和适应性方面。

通过利用杂种优势，可以获得更好的作物品种，满足人们的需求，并且提高农业生产的效率和稳定性。

因此，杂种优势利用是作物育种学中一个非常有前景的研究方向。

杂交技术在植物育种中的应用植物育种一直是人类所关注的重要领域之一，在历史上，古代农民通过简单的选择和种植，已经开始尝试对植物进行人工的改良，以便在生产中得到更高的产量和更好的产品质量。

随着科技的不断进步，人工选择植物的方法也得到了更深层次的探索和研究。

其中，杂交技术是一个很重要的技术手段，在现代的植物育种中得到了广泛的应用。

首先，我们需要知道什么是杂交技术。

杂交技术是指利用不同的品种或种类间交配产生新品种的一种技术手段。

与传统的人工选择育种方法相比，杂交技术具有更高的育种效率，可以在短时间内创造出与传统育种方法所需时间相差很大的新品种。

其优点在于可以继承双亲的优良性状，也可以克服其缺陷和弱点。

此外，杂交技术可以在无性繁殖中实现自交或自虐，以获得更好的品种。

在植物育种领域，杂交技术的应用十分广泛，不同的杂交技术还可以分为传统的和现代的两类。

传统的杂交技术主要指扩大种间杂交范围，如种类间互穗杂交、种类间恢复育种等，而现代的杂交技术则包括分子杂交、基因工程杂交等。

那么，杂交技术具体应用于植物育种的哪些方面呢？首先是丰产和病耐性。

利用种间杂交，可以在一定程度上扩大品种间的交配范围，使得新品种具有更高的产量和更强的病耐性。

其次是对环境的适应性。

利用杂交技术，可以将具有不同耐逆性的品种进行杂交，以创建适应更广泛的环境的新品种。

还有优良的质量和营养成分。

例如，杂交水稻的外观和口感更好，而杂交蔬菜更佳营养丰富。

同时，杂交技术还有一大优点是可以缩短育种过程。

传统的育种方法需要长时间的等待，待新品种产生后，还需要进行多年的试种，以获得足够的数据和结果。

而利用杂交技术，可以减少这一等待时间，从而更快地获得新品种。

杂交技术不仅可以缩短新品种产生的时间，还可以使得新品种的遗传性状更具可控性。

当然，杂交技术在应用过程中也存在一些问题和争议。

例如，可能会出现基因突变和病变等不可预测性危险因素，同时也可能使得种群的遗传多样性变得更少等。

第讲8植物杂种优势利用1 2 3杂种优势利用的简史与现状杂种优势的表现杂种优势的遗传基础杂种优势(heterosis)是生物界的一种普遍现象, 是指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1 , 在生长势、生活力、繁殖力、适应4567自交系的选育与改良性以及产量、品质等性状方面超过其双亲的现象。

配合力及其测定杂交种的类别利用杂种优势的方法中国对玉米杂种优势的研究, 始于20 世纪统计资料表明,1934年美国玉米杂交种30 年代。

直到50 年代, 才开始推广品种间只占玉米种植面积的0.40%;到1944杂交种。

年玉米杂交种面积已占56%;到1956年全美已普及了玉米杂交种。

统计资料表明,1987 年全国种植的玉米杂交种已占玉米总面积的80% 以上。

现在高粱杂交种也已普及, 约占高粱总面积的。

70%蔬菜作物——甜玉米、番茄、洋葱、茄子、黄瓜、西葫芦、西瓜、笋瓜、南瓜、甘蓝、花椰菜、白菜、萝卜、胡萝卜、菠菜、石刁柏、莴苣、辣椒、葱、芹菜、食荚菜豆、菜豆、豌豆、马铃薯。

12杂种优势的表现杂种优势是指杂交F1表现出的某些性状或综合性状优于其亲本品种( 系)的现象。

杂种优势的表现是多方面的, 但主要是指以产量性状为主的优势。

还可表现为：（2）超亲优势指杂交种(F1) 的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本(HP) 同一（1）中亲优势指杂交种(F1) 的产量或某一数性状平均值差数的比率。

量性状的平均值与双亲(MP) 同一性状平均值差数的比率。

（3）超标优势指杂交种(F1)的产量或某一3杂种优势的遗传基础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。

也称为竞争优势、对照优势。

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（4）杂种优势指数是杂交种(F1)某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值,也或部分显性效应，由于双亲显性基因用百分率表示。

的互补作用，从而产生杂种优势。

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。

作物杂种优势及其利用摘要作物杂种优势是重要的生物学现象，有很大的应用价值。

介绍了杂种优势利用简史、利用途径及其固定方法。

关键词杂种优势；遗传机理；预测方法杂种优势是指2个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1在生活力、生长势、抗逆性、适应性以及产量、品质等方面超过双亲的现象。

杂种优势在许多农作物和园艺作物上得到广泛的应用，并获得巨大成功，对推动农业生产做出了重大贡献。

但长期以来，由于研究方法的限制，杂种优势的遗传机理及预测方法至今尚未完全探明；且未能对F1及其双亲的基因结构和表达差异进行深入研究。

近年来，众多植物分子生物学技术的不断建立和日臻完善，为人们认识和利用杂种优势现象提供了保障。

1杂种优势利用简史我国早在1 400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。

法国Koireutier在1761～1766年育成了早熟优良的烟草品种间杂种，并提出了种植烟草杂交种的建议。

以后，MerdeI、Darwin、Beal、Pichey等分别做了大量研究，最后Shull在1905～1909年进行玉米自交系选育与杂种优势的研究中，首次提出了“杂种优势”这一术语和选育单交种的基本程序，从理论上和育种模式上为玉米自交系间的杂种优势利用奠定了基础。

到20世纪30年代，人们已经利用杂交玉米在生产上取得高产，自此杂种优势在农作物生产上的大规模应用便开始了，到1956年，全美已经普及了玉米杂交种。

玉米杂交种广泛成功应用，推动了作物杂种优势利用的探索和研究。

随着雄性不育系的选育成功，创造了自花授粉作物和常异花授粉作物杂种优势利用的条件，扩大了杂种优势利用的领域，到20世纪50年代后期，美国已基本普及高粱杂交种。

我国对玉米杂种优势的研究利用较晚，20世纪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。

杂交高粱始于20世纪50年代后期，育成并推广了一批高粱杂交种，现在高粱杂交种全世界已普及。

03杂种优势利用03杂种优势利用是指通过不同品种的动植物杂交，获取其杂种后代所具有的优良性状，从而提高农作物的产量和品质，增加动物的生长速度和抗病能力的一种方法。

在实践中，杂交优势被广泛应用于农业和畜牧业领域，取得了显著的成效。

首先，杂种优势利用可以提高农作物的产量和品质。

杂交将两个不同的亲本结合，使得其后代具有优秀的遗传特征，能够克服一些常规品种的短板。

例如，杂交水稻能够结穗强壮、抗倒伏，株高一致，而且子粒多、重、大，产量大幅度提高。

类似地，杂交蔬菜、水果也常被选用，其后代在产量、耐病性、口感等方面具有明显优势，带来经济效益。

其次，杂种优势利用可以提高动物的生长速度和抗病能力。

将不同品种的动物杂交，能够获得具有高生产性能的优良后代，使其在生长速度、体重增长、繁殖力等方面都得到显著提升。

例如，杂交种猪、奶牛一般具有更高的生长速度和出肉率，能够更快地满足市场需求。

此外，杂交也可以增强动物的抗病能力，减少疾病发生的风险，降低了所需的疫苗和药物成本。

再者，杂种优势利用可以提高植物的抗逆性。

在一些特殊的环境条件下，杂交后代可能比纯种更适应这些环境。

例如，在干旱或寒冷地区，对纯种难以适应的灾害和压力，常常可以通过杂种优势来解决。

这是因为杂交后代具有更广泛的遗传变异，能够选择更适合特定环境的基因，并产生更适应环境的优势性状，从而提高生存能力。

此外，杂种优势利用还有利于资源的合理利用和保护。

通过杂交，我们可以利用不同品种的资源，避免了资源的浪费和重复利用的现象。

同时，杂交也可以减少对外界环境的依赖和对农药、化肥的使用，减少对环境的负面影响，实现可持续发展。

然而，在利用杂种优势的过程中，也存在一些挑战和问题。

首先，杂交优势在一些物种或品种间并不明显。

有些亲本之间可能存在亲和力差、代杂性低等问题，导致后代的性状并没有显著改善。

其次，杂种基因的组合导致了遗传多样性的降低，容易使后代对一些病害具有较弱的抗性；而且杂种后代的不稳定性也增加了培育和选育的难度。

园艺植物遗传育种复习题（课程代码392384）一、填空题1.在人类进行有性杂交育种以前，所有栽培作物的品种，都是通过选择育种__________ 这一途径培养出来的。

2.进化的基本要素是突变、基因重组、隔离和选择。

3.两点测验和三点测验是基因定位所采用的主要方法。

4.多倍体按其来源可分为两大类，即同源多倍体和异源多倍体。

5.当两对独立基因发生互作时，互补作用的F/代表型分离比为9： 7 。

6. 1909年约翰生（W.J.Johannsen1859-1927）发表了“_纯系学”，并提出了“基因”一词。

7. AABBDD的多倍体类型是异源六倍体。

8.种质资源的利用方式一般有直接利用、间接利用和潜在利用。

9.重组育种是“先杂后纯”，优势育种是“先纯后杂”。

10.有性杂交可以实现基因重组，它是种质资源创新的有效手段。

11.生物体所表现的性状称为表现型。

12.无性繁殖植物的选择育种，包括芽变选种、营养系微突变选种和实生选种。

13.现代达尔文主义认为种群是进化的基本单位。

14.测定重组型配子数的简易方法有测交法和自交法两种。

15.当两对独立基因发生互作时，重叠作用的r代表型分离比为15:1 。

16.基因型方差的公式为VG=VA+VD+VI。

17.原始材料是选育某个品种时直接利用的繁殖材料。

18.花药（花粉）培养的理论基础是：植物细胞的全能性和花粉的单倍性。

19.种质资源的利用方式一般有直接利用、间接利用和潜在利用。

20.低温、干燥和黑暗有利于保持花粉的生命力。

21.进行基因定位所采用的主要方法有两点测验和三点测验。

22.现代达尔文主义认为突变和由杂交实现的基因重组是进化的基本原料。

23.噬菌体侵染试验和细菌转化试验证明了 DNA是遗传物质。

24.种质资源的利用方式一般有直接利用、间接利用和潜在利用。

25.数量性状的变异是受微效多基因控制。

26.植物从原产地引种到引种地通常会有两种反应，其一是简单引种，其二是驯化引种。

利用植物雄性不育性生产杂种种子雄性不育是指雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。

雄性不育性在植物界普遍存在。

据Kaul（1988）报道，已经在43科162属617个物种及种间杂种中发现了雄性不育，其中包括玉米、水稻、小麦、高粱、油菜、棉花等主要农作物。

雄性不育可以作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用，特别是自花授粉作物和常异花授粉作物的杂种优势利用，更是把雄性不育作为最重要的途径。

当杂交母本获得了雄性不育性，就可以免去大面积繁殖制种时的去雄劳动，降低生产成本，提高杂种种子质量，带来更大的经济效益。

一、植物雄性不育性的分类（一）质核互作雄性不育质核互作雄性不育是受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型，常被简称为胞质不育（CMS）。

当胞质不育基因S存在时，核内必须有相对应的隐性不育基因rr，个体才表现不育。

在杂交或回交时，只要父本核内没有显性可育基因R，则杂交子代一直保持雄性不育，表现细胞质遗传的特征。

如果细胞质基因是正常可育基因N，即使核基因是rr，个体仍然正常可育；如果核内存在显性可育基因R，不论细胞质是S或N，个体均表现育性正常。

按照细胞质中有可育基因N或不育基因S，细胞核中有显性可育基因RR，隐性不育基因rr，杂合基因Rr，质核结合后将会组成6种基因型（表10-1）。

6种基因型中只有S（rr）一种不育，具有这种基因型的品系或自交系就称雄性不育系，简称不育系（A）。

它由于细胞质基因体内生理机能失调，以致雄性器官发育不良没有生殖能力，但它的雌蕊是正常的，可以接受外来花粉而受精结实。

其余5种基因型都是可育的，如果以不育型为母本，分别与5种可育型杂交将会出现以下三种情况：表10-1 质核互作的6种遗传结构细胞核基因细胞质基因RR Rr rr N（可育）N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S（不育）S(RR)可育S(Rr)可育S(rr)可育（1）S（rr）×N（rr）→S（rr），F l全部表现不育，说明N（rr）具有保持不育性在世代中稳定传递的能力，具有N（rr）基因型的品系或自交系称雄性不育保持系，简称保持系（B）。