作物利用杂种优势的途径有哪些方面

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。

利用杂种优势的途径
1. 杂交育种：利用不同品种之间的杂交优势，生产出新品种，获得更高的产量、更好的质量和抗病能力等。

2. 种植多样化：种植不同的品种或物种，可以降低风险，增加生产效益。

3. 定向选育：对某种物种进行系统的选育，利用其杂种优势，改良品种，提高生产效益。

4. 交叉繁殖：对两种相近但不同的物种进行交叉繁殖，培育出既具有原有品种的特点，又兼有杂种优势的新品种。

5. 小麦-玉米轮作栽培：利用小麦和玉米的生长特点和代谢方式不同，增加土地的利用效益、降低土壤病害和虫害的发生率。

绪论1.作物品种的概念是什么？它在农业生产中有什么作用？作物品种（Variety）概念：指某一栽培作物适应于一定的自然生态和生产经济条件，具有相对稳定的遗传性和相对一致的生物学特性和形态特征，并与同一作物的其它类似群体相区别的生态类型。

(品种属性：生产资料属性；经济类型属性；地区性时间性。

作物品种的类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种等。

)优良品种的作用：提高单位面积产量；改进产品品质；保持稳产性和产品品质；扩大作物种植面积。

2.作物育种学的任务和主要内容是什么？它与哪些学科关系密切？你打算如何学好作物育种学这门课程？作物育种学（crop breeding）研究选育和繁育作物优良品种的原理与方法的科学。

主要任务：研究育种规律；培育新品种，实现品种良种化；繁育良种，实现种子标准化。

作物育种学的主要内容ϖ育种目标的制订及实现目标的相应策略；ϖ种质资源的搜集、保存、研究、创新与利用；ϖ选择的理论与方法；ϖ人工创新变异的途径、方法及技术；ϖ杂种优势利用的途径与方法ϖ目标性状的遗传、鉴定及选育方法ϖ作物育种各阶段的田间试验技术；ϖ新品种的审定、推广及种子生产3.常规育种技术的主要任务和特点是什么？主要任务:提高产量、改进品质和增强抵抗不良环境的能力(抗病、虫、草害和抗旱、寒、碱等)。

特点: 综合多个优良基因; 同步改良作物的产量、品质、抗性水平; 盲目性大; 育种是科学艺术。

4.现代作物育种发展动向的主要表现是什么？1.进一步加强种质资源研究2.深入开展育种理论与方法的研究3.加强多学科的综合研究和育种单位间的协作4.种子产业化5.调查了解农作物优良品种在提高单位面积产量、改善农产品品质等方面的具体表现。

第1章作物繁殖方式与品种类型名词解释：育种目标（breeding objective）：在一定自然、栽培和经济条件下，对选育新品种提出应具备的优良特征特性,也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。

杂种（F1） 超过高亲值 （cm） 优势（%）
181.4 126.7 161.9
22.4 31.7 41.5
（三） 杂种优势率的测定
部分作物叶面积的杂种优势
作物 高粱
叶面积（cm2/株）
P1 1775
P2
F1
1590 2948
超过高亲值 优势率（%）
66.08
菜豆 6964 玉米 2585
10611 19249 2323 3510
1.杂种优势是生物界的普遍现象
2、杂交水稻研究简史
1）1958年：日本胜尾清育成藤坂5号不育系 2）1966年：日本新城长友，育成65A不育系 3）1966年：袁隆平报道发现雄性不育株。 4）1970年：李必湖发现野败不育株 5）1972年：中国，珍汕97A不育系 6）1973年：中国发现IR24恢复系
一、亲本配合力的测定
1、一般配合力（general combining ability ，GCA）：
指一个被测系与一个遗传基础复杂的群体品 种或许多其它自交系杂交后，F1产量和其它数量 性状的平均表现能力。
2、特殊配合力（specific combining Ability， SCA）：
指一个被测系与另一个特定自交系杂交后， F1产量和其它数量性状的表现能力。
一、亲本配合力的测定
（三）配合力测定的时期 在一般情况下，测定一般配合力可在
早代（S0-S1）测验。而测定特殊配合力可 在晚代（S4-S5）测验。
一、亲本配合力的测定
（四）测定配合力的方法
配合力测定包括两个环节：
➢ 第一是被测系与测验种杂交获得测交种种子； ➢ 第二是用测交种种子进行测交种的田间试验，
进而进行配合力的统计分析。

《作物育种学》课程考试样卷1一、名词解释(每小题2 分，共10 分)1.DUS：农作物的品种的三个基本要求（0.5分），既特异性（0.5分）、一致性（0.5分和稳定性（0.5分）。

2.选择育种：直接利用自然变异，即不需要人工创造新变异而从中进行选择并通过比较试验的育种途径称为选择育种。

（2分）3.聚合杂交：通过一系列杂交将几个亲本的优良基因聚合于一起。

（2分）4.杂种优势：杂种优势是指杂交种品种（即F1）表现出的某些性状或综合性状对其亲本品种（系）的优越性。

（2分）5.体细胞杂交：又称原生质体融合，两种原生质体间的杂交。

（2分）二填空题（每空1分共15分）1.现代农业对作物品种性状的要求主要有高产、⑪稳产⑫优质、适应性强；2.根据作物品种的繁殖方式、商品种子生产方法、遗传基础、育种特点和利用形式等可将作物品种区分为下列类型⑬自交系品种或纯系品种⑭杂交种品种群体品种和⑮无性系品种；3.种质资源工作的内容包括收集、保存、⑯研究⑰创新⑱利用；4.轮回选择的方法包括群体间改良和⑲群体内改良；5.配合力是自交系的一种内在属性，受多种基因效应支配，农艺性状好的自交系不一定就是配合力高，只有配合力高的自交系才能产生强优势的杂交种。

试用格子方试验计算SCA和GCA填表（表格在最后）。

⑳ 0.45 ⑴ 0.33 ⑵ -0.09 ⑶ 0.31⑷0.71 ⑸0.27 、三、选择题(每小题 1 分，共11分)1.杂合基因型的作物，自交后代的生活力（1 ）；⑪衰退⑫增强⑬不变⑭难以确定2.由胚珠或子房壁的二倍体细胞经过有丝分裂而形成胚，和由正常胚囊中的极核发育成的胚乳而形成种子，这种生殖方式称为（ 3 ）。

⑪无孢子生殖⑫二倍体孢子生殖⑬不定胚生殖⑭单性生殖3. 纬度相近的东西地区之间引种比经度相同的南北之间引种成功的可能性（1 ）一些。

⑪大⑫小⑬不好确定4.纯系学说认为，在自花授粉作物原始品种群体中选择（1 ）⑪有效⑫无效⑬有的人选择有效，有的人选择无效⑭难以确定5.从理论上讲，杂交育种工作中，所用亲本越多越（1 ）⑪好⑫不好⑬易行（成本越低）⑭难以育出好品种6.杂种优势的遗传基础是（ 2 ）⑪显性假说⑫显性假说和超显性假说⑬超显性假说⑭纯系学说7.作物诱变育种中，主要处理植物的（3 ）⑪植株或植株的局部⑫花粉⑬种子⑭都可以8.普通小麦×硬粒小麦杂交，是（1 ）⑪种间杂交⑫属间杂交⑬种内不同类型杂交⑭）亚种间杂交9. 小种分化明显的的病原菌群体，实由若干个毒性有所不同的小种组成，其中比例较小的小种，称为（ 2 ）⑪优势小种⑫次要小种⑬生理小种⑭）毒性小种10.群体改良有各种不同的方法，常用的是（3 ）。

连续回交
图5-4 二九南1号A、B的选育过程
利用现有不育系转育
广泛测交 选优回交
二、雄性不育恢复系的选育
测交筛选法 杂文转育法
测交筛选法
恢复系测交材料的选择 从不育系原始母本亲缘较近的品种中筛 选 要选择具有广谱性恢复力的恢复系 从经济性状好，而且与不育系性状遗传 差异大的品种中筛选 测交筛选的方法
利用杂种优势的基本原则
选配优良杂交组合 提高杂交亲本的纯合性 简便易行的杂交制种技术
三、杂种优势利用的途径
人工去雄生产杂交种子 利用化学药剂杀雄 利用自交不亲和系 利用雄性不育系
利用雄性不育系生产杂交种子，要有“三系"配套 做基础。
“三系"
“三系”的概念相互关系 “三系”应具备的优良性能
图5-2 不育系和相应保持系的雄蕊比较图
1.不育颖花内观 2.不育花药外观 3.败育花粉粒 4.保持系颖花内观 5.保持系正常的花药 6.正常的花粉粒
三系的相互关系
“三系”应具备的优良性能
一个优良的不育系不仅要具有优良的经济性状， 还要求具有下列性能， (1)雄性不育性稳定 不因多代繁殖或环境条件变 化，特别是温度影响，而发生育性的变化，出现 自交结实现象; (2)可恢复性良好 有较多的恢复品种，以利于选 出适应各种栽培条件的强优势组合;配制的杂交F1 种子结实率高而稳定，受环境条件影响小； (3)具有良好的花器和开花习性 开花正常，柱头 发达外露，开花时开颖角度大，时间长，便于繁 殖制种。
一、雄性不育系及其保持系的选育 二、雄性不育恢复系的选育 三、强优势组合的选育
一、雄性不育系及其保持系的选育
远缘杂交选育不育系及其保持系 利用现有不育系转育

一、名词解释（20分）0基因型频率：在群体遗传学中，某一种基因型个体数在总群体中所占的比率称基因型频率0同形异位现象：器官形态与正常相同，但生长的位置完全不同。

0染色质：染色质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质，是由DNA与蛋白质组合成的复合物，也是构成染色体的结构。

0、复等位基因：同源染色体上占有同一基因座的两个以上的等位基因称为复等位基因0、性导:细菌细胞在接合时，携带的外源DNA整合到细菌染色体上的过程。

通常利用F'因子（带有部分细菌染色体的性因子）来形成部分二倍体。

0、作物品种:人类在一定的生态条件和经济条件下，根据自身需要所选育的某种作物的特定群体，该群体具有特异性、一致性、稳定性。

0、自交不亲和性：指具有完全花并可形成正常雌雄配子，自花花粉落在柱头上，不能发芽或发芽后不能受精结实的特性。

、杂交育种：指不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法。

0、近等基因系：除了某一两个基因外，其他基因都相同的两个遗传材料，通常是经过饱和回交形成的除了目标性状有差异，其他遗传背景完全相同的两个遗传材料（品系）。

0、轮回亲本：一般在第一次杂交时选具有优良特性的品种作母本，而在以后各次回交时作父本，这亲本在回交时叫轮回亲本0二、简答题（45分）01、相互易位杂合体半不育的原因。

02、基因突变的一般特征。

03、数量性状遗传的多基因假说。

04、同源三倍体不育的原因。

05、远缘杂交育种的重要性及远缘杂交存在的困难。

06、转基因育种的程序。

07、作物品种的类型及各类型的育种特点。

08、人工诱导产生单倍体的途径。

09、在生产实践中利用杂种优势的方法，每种方法举出一两种作物为例。

0三、论述题01、论述基因概念的发展与演变。

（20分）02、由于病菌生理小种变异，某作物品种丧失对某病害的抗性，其一近缘植物由此抗性基因，且抗性为显性。

是设计完整的改良这一品种的育种技术方案。

农作物杂种优势利用与强基育种对策农作物杂种优势利用与强基育种对策是现代农业中至关重要的一个领域。

杂交育种技术的运用以及对农作物的基础育种是提高农作物产量和品质的有效途径。

本文将就农作物杂种优势利用和强基育种对策进行详细讨论。

首先，我们来了解一下农作物杂种优势利用的概念。

农作物杂种优势利用是通过将两个或多个不同亲本的优良性状进行有计划地组配，通过杂交育种的方法来培育出既具备父本和母本优良性状的杂种作物。

杂种优势主要体现在三个方面：一是杂种作物对病虫害的抵抗力较强，能够减少农药的使用，降低环境污染；二是杂种作物比纯系作物具有更高的产量和抗逆能力，能够适应不同的环境条件；三是杂种作物的品质更好，具备更高的营养价值和商业价值。

那么，如何利用农作物杂种优势进行育种呢？首先，要选择合适的亲本进行组配。

亲本的选择是农作物杂交育种成功的关键。

亲本之间要具备互补性，即在某些性状方面相互补充。

其次，要利用适当的杂交时期和方法进行交配。

合理的杂交时间和方法可以有效提高杂交种子的产量和质量。

最后，要对杂交后的杂种进行选择和筛选。

通过对表现优良性状的杂种进行遴选，可以进一步提高育种效果。

除了农作物杂种优势利用之外，强基育种也是一种重要的育种策略。

强基育种是指利用基因工程等现代遗传学技术对农作物进行改良。

强基育种的优势在于可以直接改变作物的遗传结构，迅速提高农作物的性状。

现代生物技术的广泛应用，使得强基育种成为可能。

例如，利用基因编辑技术可以精确编辑作物基因，实现快速定向改良。

此外，利用转基因技术可以引入外源基因，增加农作物的抗逆性、抗病性和耐逆性。

然而，强基育种也面临一些挑战和问题。

首先，传统育种与强基育种的道德和伦理问题需要引起重视。

强基育种涉及到基因的篡改，可能引发一些不可预见的风险和问题。

因此，需要制定严格的法律和伦理标准，确保强基育种的安全性和可行性。

其次，转基因作物的社会接受度也是一个问题。

一些人对转基因作物持有负面的态度，担心其对健康和环境的影响。

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。

《植物育种学》第八章杂种优势利用复习题及答案一. 选择题1.下面不属于杂种优势度量指标的是（D）A.中亲优势B.超亲优势C.超标优势D.性状优势2.超亲优势的计算公式是（B）A.(F-MP)/MP×100%1B.(F-HP)/HP×100%1C.(F-CK)/CK×100%1D.cF/MP×100%13.关于超显性(等位基因异质结合)假说错误的是（D）A.杂种优势是由双亲基因型的异质结合所引起的B.等位基因间互作的结果等位基因间没有显隐性关系C.杂合等位基因的互作胜过纯合等位基因的作用D.完全肯定了等位基因间显隐性的差别4.属于杂种优势最经济的基本条件的是（A）A.强优势的杂交组合B.自交结实率高:建立高效的异交体系(大批量、低成本)生产杂种种子C.繁殖与制种技术复杂D.亲本不纯5.关于杂种亲本的基本要求正确的是（C）A.纯度低B.一般配合力低C.性状优良D.亲本产量低6.杂种亲本的选育常异花授粉作物需经过（D）代A.1B.2C.1~3D.1~27.属于配合力测定的方法的是（D）A.侧交法B.自交法C.回交法D.双列杂交8.杂交品种的选育过程中不包括（D）个测定时期。

A.早代测定B.中代测定C.晚代测定D.终代测定9.杂种品种的亲本选配原则是（A）A.配合力高B.亲缘关系较近B.性状良好但不互补 D.亲本自身产量低10.杂种品种类型中自交系杂种品种可分为（B）①单交种②三交种③双交种④综合品种A.①②B.①②③④C.②③④D.③④11.杂种品种类型中自交系杂种品种有4种，其中不属于三交种的特点的是（A）A.制种程序简单，但制种产量低B.增产幅度较大C.产量接近或稍低于单交种制种程序复杂D.制作程序复杂12.杂种品种类型中自交系杂种品种有4种,属于当前利用杂种优势的主要类型的是（A）A. 单交种B.三交种C. 双交种D.综合品种13.利用作物杂种优势的方法有（A）①人工去雄生产杂种种子②利用标志性状生产杂种种子③化学杀雄生产杂种种子④利用自交不亲和性生产杂种种子⑤F剩余杂种优势的利用2⑥雄性不育性利用A.①②③④⑤⑥B.②③④B.③④⑤ D.④⑤⑥14.不属于作物杂种优势的方法中化学杀雄生产杂种种子的特点是（B）A.配组复杂B.配组自由B.制种手续复杂 D.宜用于花时较短的作物15.作物杂种优势的方法中人工去雄生产杂种种子对作物要求规则中正确的是（B）A.雌雄同花作物B.繁殖系数高B.用种量大 D.花器较小16.下列不属于孢子体自交不亲和性的作物是（D）A.十字花科B.菊科C.旋花科D.景天科17.作物杂种优势的方法中关于F剩余杂种优势的利用这一方法出现纯合体的频率2为（B）A.1/3B.1/2C.1/4D.1/818.下列关于作物杂种优势的方法中克服雌雄同花作物人工去雄困难的最有效途径是（A）A.雄性不育性利用B.利用自交不亲和性生产杂种种子C.人工去雄生产杂种种子D.利用标志性状生产杂种种子19.在作物杂种优势的方法中关于雄性不育性利用这种方核法类型有(A)①核质互作雄性不育②基因型一环境互作雄性不育(光温敏)③隐性核不育④显性核不育A.①②③④B.②③C.③④D.①②20.自交系的选育方法是通过人工套袋自交,其操作过程是(C)①授粉②采粉③套雄穗④挂牌标记⑤套雌穗①②③④⑤ B.②③④⑤①C.⑤③②①④D.③④⑤①②二．填空题1.杂种优势的度量指标中中亲优势或相对优势(%)=(F-MP)/MP×100% MP=(1P+2P)/212.衰退速度：F杂合位点数越多，杂种优势衰退较缓慢13.一般配合力由基因的加性效应决定。

第五章 粳稻杂种优势利用第一节 水稻的杂种优势及其利用途径一、杂种优势概念杂种优势是生物界的普遍现象，是指两个具有不同遗传基础的亲本进行杂交后产生的第一代杂种，往往表现出比双亲有较强的生命力、成产力、适应性和抗逆性。

杂种优势即超亲现象。

二、杂种优势的估算方法杂种优势的大小因亲本组合不同而异，通常都是以杂种同亲本或对照品种进行比较估计。

估算杂种优势的方法主要有如下几种：1．杂种优势：杂种超过双亲平均值，又叫平均优势或假设杂种优势。

以下式表示： 杂种优势1(%)100%F MP MP-=F1为杂种一代平均值，MP 为双亲平均值，即122p p - 2．超亲优势：杂种超过大值（较优）亲本，又叫真正杂种优势。

以下式表示：超亲优势（%）=1100%F HP HP -´ HP 为大值或较优亲本的数量3．竞争优势：杂种超过当地推广品种或对照品种值，又叫对照优势。

以下式表示：竞争优势（%）=1100%F CK CK -´ CK 为对照品种平均值4．相对优势：按下式计算优势程度或显性度。

相对优势1121/2()F MP hp P P -=- 0hp =，为无显性（无优势）1hp = ，为正负完全显性1hp >，为正向超亲优势1hp <，为负向超亲优势10hp >>，为正向部分显性10hp -<<，为负向部分显性5．优势指数：111F a p =，122F a p =1a 和2a 分别代表某一性状两个亲本的优势指数，1p 和2p 分别是双亲该性状的平均值，1F 为杂种该性状的平均值。

优势指数值高，说明杂种与双亲的差异大，即该性状的杂种优势大。

6．相对遗传力：12112F P a P P -=-，11212P F a P P -=- 1a 为大值亲本的相对遗传力，2a 为小值亲本的相对遗传力，1P 和2P 分别是双亲该性状的平均值，1F 为杂种一代该性状的平均值。

第六章 杂种优势利用一、概况利用杂种优势可以大幅度提高作物产量，具有巨大的经济效益和社会效益，是现代农业科学技术的突出成就之一。

当前，我国已基本上普及玉米和高粱杂交种，杂交水稻面积也超过水稻总面积的一半，小麦、谷子、棉花等作物杂种优势利用正在研究中。

杂种优势利用最早的大田作物是玉米（异花授粉作物的代表），国外20世纪30年代已经开始利用杂交种，我国60年代推广双交种，70年代推广单交种（均是杂交种品种）现在玉米杂交种利用最多的是单交种，增产潜力在20%-30%之间，甚至能成倍的增长。

高粱是常异花授粉作物的代表，高粱利用杂种优势也比较早，主要是利用雄性不育制种。

水稻是自花授粉作物的代表，我国从20世纪70年代开始利用，开始利用三系，后来利用两系法利用杂种优势。

我国在杂种优势利用上处于领先地位的是水稻与油菜，籼稻与粳稻是水稻的两个亚种，亚种间杂交其杂种优势大，超级杂交稻就是籼稻与粳稻杂交而成的。

二、作物杂种优势的表现与度量杂种优势是指杂交种的某些性状对其亲本的优越性，它的表现是多方面的，如营养生长、生殖生长、生理功能和品质等方面，利用时可侧重与某一方面。

为了便于研究和利用杂种优势，常采用下列方法度量杂种优势的强弱。

（一）中亲（平均）优势 指杂种F 1的产量或某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值（MP ）的差数和MP 的比率。

计算公式为：()()%100%1⨯-=MPMP F 优势平均中亲 （二）超亲优势 指F 1产量或某一数量性状的平均值与高亲本（HP ）同一性状平均值的差数和HP 的比率。

计算公式为：()%100%1⨯-=HPHP F 超亲优势 （三）超标优势 指F 1产量或某一数量性状的平均值与对照品种（CK ）同一性状平均值的差数和CK 的比率。

计算公式为：()%100%1⨯-=CKCK F 超标优势 超标优势也称对照优势或竞争优势。

杂交种只有显著优势于对照品种才有推广价值，因此该种方法最有实践意义。

2020年作物育种学章节复习试题（含答案）第一章绪论一、选择题：1.作物进化的基本因素有：()A.遗传B.变异C.选择D.漂变2.作物育种的实质：()A.遗传B.作物的进化C.选择D.作物的人工进化3.作物育种学的基本理论是()。

A.遗传学B.生物学C.植物学D.生物进化论4.在人工选择的过程中，自然选择起作用吗?()。

A.不起作用B．起一定作用C．起主要作用D．起有利作用5.从生态学上讲，一个作物品种就是一个（）。

A.地区型B.地理型C.地域型D.生态型6.在育种历史上，大幅度提高了作物单位面积产量的育种途径是哪些?()。

A．系统育种B．抗病育种C．矮化育种D．杂种优势利用E.辐射育种7.品种是人类根据一定地区生产和生活需要而创造的一种作物群体，它具有()。

A．遗传性状的相对稳定性B.遗传性状的相对一致性C．遗传性状的新颖性D．区域性E．时间性8.作物育种的基本任务是()。

A.研究作物牲状的遗传规律B．搜集、研究和创造种质资源C．培育作物新品种D．研究育种方法E．研究种子生产技术二、填空：1.作物进化与生物进化无本质区别，它们都涉及、、这几个主要因素。

是植物进化的基础，能够巩固和积累优良的变异，可使变异向有利方向巩固和发展，形成新类型、新物种。

2.作物育种和良种繁育学研究的对象是:三、判断下面各题的正误，正确的划“√”，错误的划“×”。

1.如果是杂交种，在品种标准中，除说明栽培技术要点外，还需要说明杂交制种技术。

()2.农业种子可归纳为三种类型，即真正的种子、类似种子的果实，营养器官。

（）3．作物育种学又称为人工进化的科学。

它是利用人工创造的遗传变异，而不是利用自然发生的变异培育新品种。

()4．生物进化的三大要素是生存竞争、变异和选择()。

5．从生态学来讲，一个作物品种就是一个地区型。

()6.品种是植物学上的分类单位。

()7.生产上推广使用的品种可分为常规品种和杂种两大类。

()四、名词解释1.作物育种;2.作物育种学;3.品种。

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）。

（3） 超标优势 ：指杂交种 (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。
超标优势 = （F1 - CK）/ CK ×100% （4 )杂种优势指数 :杂交种某一数量性状的平均值与
双亲同一性状的平均值的比值。
杂种优势指数= F1/（P1+P2)/2×100%
油菜杂种优势的研究始于 60 年代中期 , 经过 20 多年的研究, 已育成秦油2号、华杂2号等几 个杂交组合, 正在进行示范推广, 据初步统 计 ,1990年秋播杂交油菜面积已超过40万平方 米, 在国际上处于领先地位。
我国的棉花杂种优势利用, 也进行了大量的研 究, 但尚未取得重大进展, 四川省利用核不育系配 制的棉花杂交种, 已在生产中利用, 每年的推广面 积占该省棉田的25%-30%。目前我国年推广面 积占全国植棉面积的10%左右。
二 杂种优势表现特征
1 杂种优势的普遍性 区别：杂种优势和杂种活力 杂种优势的表现：
（1）生长势和营养体 （2）产量和产量因素方面 （3）品质方面 （4）生理功能方面 （5）生化表现方面 （6）抗逆性和适应性
2 杂种优势表现的复杂多样性 从基因型看：自交系强于自由授粉品种 作物种类：二倍体大于多倍体 亲本亲缘关系：亲缘关系远的强于近的 杂交组合：亲本之间性状互补，杂种优势强
2 对两种假说的评论
两种假说的共同点是都承认杂种优势的产生是来 源于杂种 F1 等位基因和非等位基因间的互作，都 认为互作效应的大小和方向是不相同的 , 从而表现 出正向或负向的中亲优势或超亲优势。
但认为基因互作的方式是不相同的。
显性假说认为杂合的等位基因间是显隐性关系, 就 一对杂合等位基因讲, 只能表现出完全显性和部分显 性效应；超显性假说则认为杂合性本身就是产生杂 种优势的原因,一对杂合性的等位基因, 不是显隐性 关系,而是各自产生效应并互作,因此,可能产生超亲 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。

方法：
A为测验种，1、2、3、4、5、．．．n个自交系为被测系 组配 1×A，2×A，3×A、n×A等杂交组合（有时正反交） 对测交组合进行产量（或其它性状）比较 计算出各被测系的一般配合力。
优点：测配组合少，工作量较轻。 但不能 测定特殊配合力
（2）双列杂交 自交系既是测验种又是被测系。 方法：采用完全或部分双列杂交法。 完全双列杂交：n(n—1)个杂交组合(含正交 和反交) 只有正交的完全双列杂交：n(n—1)/2个杂 交组合 测交组合产量比较试验 ，取得各测交组合 产量(或其它数量性状)的平均值后，计算出一 般配合力和特殊配合力。
第六节 作物雄花不育性在杂种优势 中的应用
一、利用雄性不育性的意义 二、核质互作雄性不育系的应用 三、细胞核雄性不育系的应用
一、利用雄性不育系的意义
（一）概念
1、雄性不育（male-sterility）是指雄性器官 发育不良，无花粉或花粉败育，失去生殖功能， 导致不育的特性。 2、雄性不育系：雄性不育性是可以稳定遗 传，经过一定的选育过程，育成不育性稳定的 遗传系统，称之为雄性不育系。
第八章 杂种优势利用
杂种优势是生物界的一种普遍现象，一般 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、抗逆性、繁殖力、适应 性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。 杂种优势利用指把两个以上的遗传性不同 的亲本杂交后，根据育种目标的要求，选择 优良的杂交一代，经过试验鉴定育成新品种 的方法。
4、 杂种优势指数
杂种优势指数(％)＝F1/MP×100
第三节 杂种优势表现的遗传基础
一、显性假说（有利显性基因假说）
基本论点： 杂种优势是由于双亲的有利显性基因全部聚 集在杂种中所引起的互补作用的结果。杂交亲 本的有利性状大都由显性基因控制，不利性状 大都由隐性基因控制，通过杂交，使双亲的显 性基因全部聚集在杂种里。在玉米、黑麦的杂 种优势中应用。