第八章杂种优势利用

，推广杂种优势在农业生产中的应用。
THANKS。
动物杂种优势的实例
杂交牛
通过将不同品种的牛进行杂交， 获得具有杂种优势的牛品种，具 有更高的生长速度和肉产量。
杂交猪
通过将不同品种的猪进行杂交， 获得具有杂种优势的猪品种，具 有更高的生长速度和肉产量。
杂交鸡
通过将不同品种的鸡进行杂交， 获得具有杂种优势的鸡品种，具 有更高的产蛋量和蛋品质。
植物杂种优势的实例
杂种优势利用
目录
• 杂种优势的概念 • 杂种优势的利用方式 • 杂种优势的实例 • 杂种优势的未来发展
01
杂种优势的概念
杂种优势的定义
杂种优势是指两个或多个品种、种间或亚种间杂交后 产生的后代在生长势、繁殖力、抗逆性、适应性以及
产量和品质等方面超过其亲本的现象。
杂种优势是生物界中普遍存在的现象，不仅存在于动 物界，也存在于植物界。
02
基因工程育种是指通过基因工程技术，将具有优良性状的 基因导入到其他植物或动物中，获得转基因生物，用于生 产或育种。这种利用方式能够快速获得具有优良性状的转 基因生物，提高生产效益和育种效率。
03
细胞工程育种是指通过细胞工程技术，将具有优良性状的 细胞进行繁殖和筛选，获得具有优良性状的细胞系或个体 。这种利用方式能够快速获得具有优良性状的细胞系或个 体，提高生产效益和育种效率。
03
杂种优势的实例
农业杂种优势的实例
杂交水稻
通过杂交育种技术，将不同品种的水稻进行杂交，获得具有杂种 优势的水稻品种，具有更高的产量和抗逆性。
杂交玉米
通过杂交育种技术，将不同品种的玉米进行杂交，获得具有杂种优 势的玉米品种，具有更高的产量和抗逆性。

疾病抗性
杂种优势可以增加动植物的免疫力，降低患病的风险。
品种改良
利用杂种优势，可以培育出更好的农作物品种和畜禽品种，满足人类对食物的需求。
杂种优势在农业中的应用
水稻杂交育种
利用杂种优势，培育出高产、抗病的水稻品种，提 高粮食产量。
温室番茄种植
杂交番茄具有更好的抗病性和适应性，能够提供高 品质的番茄产品。
《杂种优势利用》PPT课 件
在这个PPT课件中，我将介绍“杂种优势”的概念、原理和应用。我们将探讨杂 种优势在农业和动物繁殖中的重要性，以及它对社会和环境的影响。
杂种优势的定义
杂种优势是指杂交后代相对于纯种后代在某些性状上具有更优越表现的现象。它是由于不同基因型的优势基因 的组合产生的。
杂种优势的原理
1
杂合优势
杂合体由两个不同的纯合体组成，其基因型更多样化，表现出更强的适应能力和 生存能力。
2
顺配合
杂交产生的后代通过基因重组，形成了新的基因组合，使得后代具有更好的遗传 稳定性和适应性。
3
加性效应
不同基因型的互补效应，使得后代在某些性状上比纯种后代更具优势。
杂种优势的应用
农业增产
杂种优势在农作物杂交育种中得到了广泛应用，可以显著提高作物的产量和抗逆性。
杂种优势在动物繁殖中的应用
猪的杂交育种
通过杂交育种，可以提高猪的生长速度和肉质品质， 满足人们对猪肉的需Байду номын сангаас。
奶牛乳制品生产
杂交奶牛能够产生更多的牛奶，提高乳制品生产的 效益。
结论
杂种优势是现代农业和动物繁殖中不可忽视的重要概念。通过杂交育种，我们可以获得更高产量、更好品质的 作物和动物，为人类提供更多的食物和资源。

（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。 优点：适应性强 缺点：整齐度差，在生产中表现可能不太稳定，只能使用24代。
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：一是杂交率；二是杂交制种成本。
萝卜、洋葱、芦笋等也在80%以上。西方发达国家及日本、
韩国等超过这个水平。林木果树和观赏园艺植物中，如速生 毛白杨、椰子、四季海棠等在世界范围开展杂优利用研究。
五、杂种优势的预测和固定 （一）杂种优势的预测 1、酵母测定：利用亲本的组织浸出液、两亲本混合液对酵 母生长刺激作用上的差别，预测杂种优势。 具体操作：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（干物质与水1:50热水浸煮液）， 置于28-30度的温箱中培养24小时，用比浊法测定酵母菌的 生长情况。 杂种植株浸提液促进酵母生长的效果优于单一亲本的浸 提液。
二、杂种优势的遗传机制
1、显性假说（dominance hypothesis） 主要观点：显性假说认为杂种优势来源于等位基因 间的显性效应和非等位基因间显性效应的累加作用。 论点基础：认为显性基因对生长发育有利，隐性基 因对生长发育不利。
通过杂交，使双亲的显性基因全部集中在杂种里， 杂种优势是由于双亲的有利显性基因全聚集在杂种 里所引起的互补作用的结果。

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。
II. 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
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）。
1.3优势杂交育种与常规杂交育种的比较
• 相同点 二者都需要首先收集种质资源，选择与选配亲本进
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)/2]
2、超亲优势：杂交种（F1）的产量或某一数量性状 的平均值与高值亲本（Ph）同一性状平均值差数的 比率。
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
• 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、甜 瓜等杂交品种已 先后大面积应用 于生产。
第八章 优势杂交育种
杨明佳：152201210032 赵云雄：201322010123 朱 熙：201322010124 张笑笑: 201322010151

33
s.c.aij=xij-x-g.c.ai-g.c.aj
Xij：第i个亲本与第j个亲本的杂交组合某性状的小区 平均实测值； x：该试验各组合某性状的小区总平均值； g.c.ai（j）：第i（j）个亲本的一般配合力。
34
某 亲 本 组 合 的 性 状 调 查 值
1 A B C D 平 均 g.c.a 10.2 10.1
19
七、杂种优势的早期预测与固定 预 测
酵母培养法 线粒体互补法 同工酶分析法 分子生物学方法 RFLP RAPD
酵母
P1 ≈ P＜ 2 P1＋P2≈ F1
B N
20
杂种优势的固定
无性繁殖法 无融合生殖法 染色体加倍法
平衡致死法
21
无性繁殖法
• 无性繁殖或组培。
• 问题：多数有性繁殖植物不容易实行无性繁殖， 或是成本过高，甚至比每年制种所需的费用还 大。
• 此法可部分固定杂种优势，但随着留种代数的 增加，基因型为纯合隐性的个体会逐渐增加。 因此，此法的实用价值不大。
24
平衡致死法
• 有些染色体片段处于杂合状态时表现为正常的 性状，处于纯合状态时，表现为植株致死，使
存活下来的个体都有杂种优势。
25
第二节
杂种优势育种的一般程序
优良自交系的选育 自交系配合力的测定 配组方式的确定
B N
26
一. 优良自交系的选育
1. 概 念
自交系是由一个单株经过连续多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。
B N
27
2. 选育自交系的理由？
不同自交系 遗传组成不同 多代
不利 性状 B AB c c b Ab C C B AB c c b ab C C A b aB c c A b Ab C c a B AB c c a b ab C c

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配合力的概念 配合力是指作为亲本杂交后F1代 表现优良与否的能力。 • 一般配合力：指一个自交系在一系 列杂交组合中的平均表现。（gca） • 特殊配合力：指某特定组合某性状 的观测值与根据双亲的一般配合力 所测定的值之差。(sca)
24
配合力的测定方法
顶交法
简单配组法
轮配法
a b c d e
17
花卉杂种优势育种的成就
• • • • • • • • • • 金鱼草 矮牵牛 百合 樱草 蒲包花 万寿菊 四季海棠 一串红 三色堇 香石竹
18
四、选育一代杂种的一般程序 主要技术环节：
• 提高亲本基因型的纯和性；
• 选择杂交亲本和选配杂交组合； • 提高制种效率，降低种子生产成本。
19
杂种优势制种的一般程序
8
（四）优势育种与重组育种的异同点 1. 优势育种与重组育种的相同点是需要选配 亲本，进行有性杂交。 2. 不同点是重组育种先进行亲本的杂交，然 后使杂种后代纯化成为定型的品种用于生 产（重要性状基本上不再分离）；优势育 种则先使亲本纯化成为自交系，然后使纯 化的自交系杂交获得杂种F1用于生产。 3. 重组育种是“先杂后纯”，优势育种是 “先纯后杂”。
5
（二）杂种优势的表现形式 1. • 2. • 3. 杂种优势的形式； 产量、生长势、抗逆性、繁殖力。 杂种优势的方向； 正向优势和负向优势。 观赏性状的优势。
6
观赏植物的杂种优势
1) 观赏特性优良； 2) 抗逆性强； 3) 整齐一致。
7
（三）杂种优势的特点
1. 多个性状综合地表现优良； 2. 杂种优势的大小取决于双亲的遗传差异和 互补程度； 3. 亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的 强弱也不同； 4. 杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐 渐减弱。 利用这种杂种优势的育种法称为优势育种 或一代杂种育种法。

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 优势、抗逆性、适应性和产量等方面超过其双亲的现象。
杂种优势的度量标准： １．超中优势（亲值优势）：以中亲值（某一性状的双亲平
均值的平均）作为尺度衡量F1平均值与中亲值之差的方法。 公式：H=[F1-(P1+P2)/2]/[(P1+P2)/2] H：杂种优势 F1：杂种一代的平均值 P1：第一个亲本的平
四：杂种优势利用概况
18世纪中期在烟草上发现杂种优势； 达尔文从1866年开始开始研究植物自花和异花受精现象。在玉 米上发现“异花受精一般对后代有益，而自花受精常常对后代 有害”；
GH Shull（1914）首次提出杂种优势的术语和选育单交种的基本 程序；
H.Pearson（1932）首次提出利用自交不亲和系配制甘蓝杂种一 代；
２．超亲优势（高亲值优势）：用双亲中较优良的一个亲本 的平均值（Ph)作为尺度，衡量F1平均值与高亲平均值之差的 方法。
公式：H=(F1-Ph)/Ph该方法的计算结果可直接反映杂种的利用 价值
３．超标优势：以标准品种（如生产上正在应用的同类优良 品种）的平均值（CK）作为尺度，衡量F1与标准品种之差的 方法。 更能反映杂交种在生产上的利用价值，但这种方法不 能提供与亲本有关的遗传信息。
D F Jones（1943）利用细胞质雄性不育系生产洋葱杂种一代；
四：杂种优势利用概况
发达国家杂交种品种的使用率越来越高。如蔬菜作物中番
茄、白菜、甘蓝等商用品种已经基本实现杂优化。林木和观赏 植物的杂交种品种如三色堇、紫罗兰、石竹、天竺葵等杂交品 种也陆续用于生产。其中：
我国自20世纪50年代以来开始对园艺植物的杂种优势利用的研 究，到70年代末，白菜、甘蓝、番茄、甜椒、黄瓜、黄瓜、西 瓜、甜瓜、等杂交种品种已先后大面积用于生产。

3．如果双亲都是自交不亲和系，对正反交差异不明显的 组合，就可在双亲上采收杂种种子，供生产使用，大大降 低制种成本。
利用自交不亲和系的困难???
2020/3/6
园艺植物育种学
田振东
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第五节 雄性不育系的选育和利用
两性花植物中,雄性器官退化畸形或丧失功 能的现象,称为雄性不育。
雄性不育可以遗传，通过一定的选育，可以 育成不育性遗传稳定的系统，称为雄性不育系。
（一）优良自交不亲和系应具备的条件
1. 花期系内株间交配和自交高度不亲和性相当稳 定，不受环境条件的影响；
2. 蕾期控制自交结实率高； 3. 自交衰退不明显; 4. 配合力强; 5. 经济性状优良;
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园艺植物育种学
田振东
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（二）选育自交不亲和系的方法
自交不亲和系选择标准： 亲和指数（K） = 总结籽数/授粉花朵数 蕾期自交亲和指数大于5。 花期自交亲和指数小于1。 兄妹交亲和指数小于2。
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园艺植物育种学
田振东
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（2）S1--S4-5代
自交分离选综合经济性状好、配合力高的植株继续 自交选择，获得经济性状整齐一致、并能稳定遗传的植 株。
（3）S5-6 代
测定系内株间亲和性，筛选出S基因型纯合体系统。 常用的测定方法有3种：
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园艺植物育种学
田振东
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优良单株
田振东
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（二）主要遗传方式
1．细胞质雄性不育类型：
（Cytoplasmic male sterility)
雄性不育性完全由细胞质基因控制。可育系给其授 粉均可保持其不育性，找不到相应恢复系。
萝卜 Ogura 胞质不育系。不育植株一般黄化、蜜腺 不发达。

2013-7-25 田振东 园艺植物育种学 23
亲本
×
亲本
原始材料
×
原始材料
×
F1杂种群体
×
F2分离群体
×
自交系1
×
自交系2
后代分离群体 F1杂种
常规品种
2013-7-25
常规杂交育种与优势杂交育种程序的比较 田振东 园艺植物育种学
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种子生产
常规育种繁育良种时，每年直接从生产田或种子田 内植株上收获种子，也可用原种在种子田大量采种，其 后代不发生基因分离。方法简便，种子成本低。
2013-7-25
田振东 园艺植物育种学
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6. 基因网络系统与杂种优势
把基因置于一个整体的网络系统中去考虑彼此间的 协调状态。认为在杂合的新网络系统中，等位基因成员 可以处在最佳工作状态，使整个遗传系统发挥最佳效能。 因此，实现杂种优势必须具备两个前提：①亲本的基因 型在杂合体中必须彼此协调（如果亲缘关系相差太远， 遗传机制互不相容，是无法产生杂种优势的）。②亲本 的基因群组合具有互补性，杂合子中能相互促进，彼此 协调。
虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在
各自的位点上出现的机会不同，它们之间的互作关系表现的机
会不同。 显性效应 等位基因间的“显－隐”效应 等位基因间的“互作”效应
同加性效应一起
超显性效应 上位性效应
非等位基因间的“互作”效应
产生杂种优势
在各个不同的亲本个体中上述三种遗传效应在各种基因间发 生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从
中国工程院院士、杂交水稻之父袁隆平
2013-7-25 田振东 园艺植物育种学 1
第七章 优势杂交育种 Heterosis breeding

（六）杂种优势的遗传理论 1、显性假说（显性基因互补假说）
这种假说认为杂种优势的产生是由于双亲间的 显性基因在杂种个体上得到互补的结果。 这种假说认为，经过生物长期的选择和进化， 对生长发育有利的性状多由显性基因控制，不 利的性状多由隐性基因控制。 在F1中，来自某一亲本的显性有利基因能掩 盖来自另一亲本相应位点的隐性不利基因的作 用。同时，在F1所汇集的显性有利基因总数 必将超过任何一个亲本。显性掩盖作用和显性 基因的累积而导致了杂种优势。
3、品质优势 杂交种（F1）在品质性状方面表 现出某些有效成分含量提高，熟期一致，产品外 观品质和整齐度提高。 据中国农业科学院分析，杂交稻米的蛋白质和脂 肪含量分别为9.5%-10.5%和2.6%-2.8%，比 一般稻米提高1%-2%和0.5%左右。杂交油菜的 含油量和杂交烟草的高等级烟叶比率都有提高。
⊕杂种优势不是单一性状表现突出，而是许多性状综
合表现突出；
⊕杂交亲本间遗传差异愈大，杂种优势愈明显； ⊕杂交亲本愈纯，后代杂种优势越明显； ⊕杂种优势的大小与环境条件的作用密切相关。
（五）F2杂种衰退 与F1相比，在生长势、生活力、抗逆 性和产量等方面都显著表现下降，即F2杂 种优势衰退。
生产上一般只利用F1的杂种优势，F2不宜继续利用。为什么？
第八章 近亲繁殖与杂种优势
一、近亲繁殖及其遗传效应 二、纯系学说 三、杂种优势 四、近亲繁殖与杂种优势在育种中的应用
一、近亲繁殖及其遗传效应 （一）相关概念 1、杂交(crossbreeding):基因型不同的纯合子之
间的交配，又称异型交配(nonassortative mating)。 2、同型交配(assortative mating)：相同基因 型之间的交配。 3、近交(inbreeding)：亲缘关系较近的个体间杂 交称为近亲交配，或近交。