作物杂种优势利用
第一节 杂种优势及其遗传原理
早在2000年前我国劳动人民就用母马和公驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种——役骡，为人类历史上开辟了观察和利用杂种优势的先例。
一、杂种优势的概念
杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代（F1），在生长势、生活力、抗逆性、适应性、产量和品质等方面超过其双亲的现象。目前世界上大面积利用杂种优势的大田作物主要有玉米、水稻、高梁、烟草、小麦、大麦、油菜、大豆、甜菜等，利用杂种优势可大幅度提高作物产量和改良作物品质，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。
二、衡量杂种优势大小的方法
杂种优势有强有弱，还有正向优势和负向优势(有时称为劣势)。杂种优势的大小因组合不同而表现有异，对于具体的某个组合来说，杂种优势通常只是表现在某个或某些方面，而不是每个方面都表现优势，有的组合甚至没有优势。为了便于研究和利用杂种优势，经常采用下列方法度量杂种优势的强弱。
1.平均优势 指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与双亲（P1或P2）同一性状平均值差数的比率，计算公式为：
平均优势（%）=100F1双亲平均值双亲平均值
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）同性状的平均值差数的比率。计算公式为：
超亲优势（%）=1001较好亲本较好亲本F
有些性状在F1可能表现超低值亲本（LP）的现象，如这些性状也是杂种优势育种的目标性状时，称为负向的超亲优势。 学习目标：1.了解杂种优势利用的概念、表现、测定方法及遗传原理。2.理解影响杂种优势的因素及杂种后代为什么会衰退。3.了解杂种优势利用的基本原则、途径。
小思考：
农民为什么不把自己种的表现好的杂交稻留种下次再种而要去买种子来种? 3.对照优势 指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值同当地推广品种（CK）同一性状的平均值差数的比率，生产上常应用超标优势衡量杂种优势大小，计算公式为：
2015年第2期现代园艺羽衣甘蓝自交不亲和性克服探讨王嘉为渊中航工业沈阳飞机工业渊集团冤有限公司袁辽宁沈阳110850冤羽衣甘蓝做为一种新型的具有很高观赏价值的花卉袁在国内外市场越来越受到欢迎遥由于我国栽培的羽衣甘蓝类型多为从国外引进的F1代袁其后代分离现象严重袁品种退化袁不适合多代栽培遥因此袁要选育出适合在我国栽培的优良品种遥花期自交不亲和的羽衣甘蓝品种可以在杂交育种中避免去雄等繁琐的工序袁直接获得杂交种遥而找出适合的方法克服羽衣甘蓝的自交不亲和性可以用于羽衣甘蓝亲本的自繁遥本试验通过对羽衣甘蓝不同品系进行自交亲和指数测定试验及克服自交不亲和性试验袁选出羽衣甘蓝自交不亲和系袁并找出克服其自交不亲和性的方法袁为羽衣甘蓝的杂交育种和自繁留种提供了很好的方法遥1材料和方法1.1植物材料及试验试剂用具1.1.1植物材料院供试植物材料为从日本引进的F1代羽衣甘蓝袁品系有粉红色波浪叶系袁紫红色波浪叶系遥1.1.2试验试剂院氯化钠袁硼酸袁95%乙醇袁冰醋酸袁氢氧化钠袁苯胺蓝袁甘油袁磷酸钾袁磷酸二氢钾袁氧化乐果遥1.1.3试验用具院试剂瓶袁量筒袁玻璃棒袁烧杯袁天平袁洗瓶袁镊子袁标签袁棉绳袁喷壶袁棉球袁载玻片袁盖玻片袁荧光显微镜袁硫酸纸袋遥1.2试验方法1.2.1直接采种法测定自交亲和指数试验遥采用花期自交和蕾期剥蕾自交同时进行的方法袁比较不同时期羽衣甘蓝的自交亲和指数遥在供试验植株上选4~5条一级花序上发育良好的花和蕾进行自交授粉袁保证在同等条件下进行比较遥开花前的1~2天内套袋袁防止外源花粉污染袁开花后摘袋袁选已开放的花和大蕾进行自交授粉袁将不用的小蕾和花序都摘掉袁保证营养供应充足遥授粉之后袁在该花枝上系上标签袁标明日期袁以及花期授粉和蕾期授粉个数袁然后在花期授粉和蕾期授粉样本之间系上棉绳袁区别花期授粉和蕾期授粉袁最后再套袋袁避免外援花粉污染遥授粉后1个星期左右摘袋袁保证植株充分生长发育袁摘袋标准为花瓣已经脱落遥授粉后1个月左右种子成熟袁取种测定亲和指数遥亲和指数=籽粒数/自交花渊或蕾冤数遥当亲和指数小于1时为不亲和遥1.2.2荧光显微法测定自交不亲和性试验遥授粉前工序同上袁在供试验植株上选5~6条一级花序上发育良好的花和蕾进行自交授粉遥同样系上标签标明日期及个数袁并在花期授粉样本和蕾期授粉样本之间系上棉绳以示区别袁然后套袋遥授粉后分别在6小时尧24小时尧48小时尧72小时取样袁用荧光显微法测定羽衣甘蓝的自交亲和性遥每次取样时分别取5个花期授粉和5个蕾期授粉样本袁去掉花冠和雄蕊袁用酒精院醋酸渊3院1冤固定液固定5小时以上袁从固定液中取出样品放入1个盛NNaOH溶液的试管中袁60℃水浴l小时袁使组织软化遥倒掉NaOH溶液袁用蒸馏水冲洗后袁以苯胺蓝液渊在0.1MK3PO4100ml中加入100mg苯胺蓝袁放置12小时袁使之变清冤染色24小时袁用荧光显微镜镜检遥镜检时雌蕊置载玻片上袁加l~2滴甘油袁加盖玻片压平遥花粉粒或萌发后的花粉管在紫光下呈明亮的黄绿色荧光遥根据花粉粒在柱头上的萌发情况和花粉管在花柱组织中的生长状况判断其自交亲和性程度遥1.2.3不同药剂处理克服自交不亲和实验遥在确定为自交不亲和系的植株上选9条一级花序袁采用化学药剂喷雾后半天内授粉的方法进行实验遥在同等条件下袁分别用9种不同的药剂处理进行克服不亲和实验遥分别为院1.5%Nacl曰3%Nacl曰4.5%Nacl曰6%Nacl曰9%Nacl曰3%Nacl+0.1%H3BO3曰3%Nacl+0.2%H3BO3曰6%Nacl+0.1%H3BO3曰6%Nacl+0.2%H3BO3遥授粉后套袋袁7天左右摘袋袁待角果成熟时统计角果数和籽粒数袁计算出亲和指数袁找出最适合的处理方法遥1.2.4不同授粉时间试验遥在确定为自交不亲和系的植株上选5条一级花序袁分别在不同喷雾后授粉时间间隔下进行对照试验遥采用的浓度为不同药剂处理试验中选出的最佳浓度遥间隔时间分别为院0.5小h尧1h尧5h尧24h尧48h遥以花期无处理自交和蕾期无处理自交为对照遥用标签标明授粉的时间尧个数以及时间间隔遥授粉后套袋袁7天左右摘袋袁待角果成熟时统计角果数和籽粒数袁计算出亲和指数袁找出最适合的处理时间遥以上试验所用羽衣甘蓝植株在栽植后需多次追肥尧除草尧打药袁保证试验过程顺利进行遥2结果与分析2.1采种结果根据采种结果计算出各品系花期和蕾期自交亲和指数袁亲和指数=籽粒数/自交花渊或蕾冤数袁由表1可知袁粉红色波浪叶系袁紫红色波浪叶系2个品种袁蕾期自交亲和指数均大于10袁而花期自交亲和指数均小于1遥由此可见袁这2个品种均是自交不亲和系遥3个品系蕾期自交的籽粒数/角果数均大于10袁花期自交的籽粒数/角果数均小于3袁这说明花期自交即使结实袁发育也不如蕾期自交的好袁这可能是由于花粉管伸长到达子房的数目太少造成的遥表1羽衣甘蓝花期自交和蕾期自交结实情况
专题4 遗传规律和伴性遗传
微专题1 孟德尔遗传定律及应用
1.性状显隐性的判断方法
(1)根据子代性状判断
(2)根据子代性状分离比判断
测交不能用于判断性状的显隐性关系，测交实验是在已知显隐性的基础上进行的验证性实验。
(3)根据遗传系谱图判断
2.纯合子与杂合子的判断方法
豌豆在自然状态下自交，而玉米在自然状态下进行自由交配。
3.两对等位基因的遗传分析
(1)两对基因位于两对同源染色体上(据子代推亲代)→拆分法(以A、a和B、b两对基因为例)
①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)×(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)；
②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)×(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)；
③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)×(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Bb×Bb)(Aa×aa)； (2)基因完全连锁遗传现象(以A、a和B、b两对基因为例)
连锁类型 基因A和B在一条染色体上，基因a和b在另一条染色体上 基因A和b在一条染色体上，基因a和B在另一条染色体上
图解
配子类型 AB∶ab＝1∶1 Ab∶aB＝1∶1
自交后代 基因型 1AABB、2AaBb、1aabb 1AAbb、2AaBb、1aaBB
表型 性状分离比为3∶1 性状分离比为1∶2∶1
AaBb×aabb时，若后代不同表型数量比出现“多∶多∶少∶少”则为连锁互换，其中，“少∶少”为重组类型；若后代不同表型数量比为1∶1，则为完全连锁。
经典考题重现
孟德尔用豌豆进行杂交实验成功地揭示了遗传的两条基本规律。下列关于孟德尔遗传定律及其应用的说法正确的有①②。
①豌豆连续自交，杂合子比例逐渐减小。(2022·浙江卷，10D)
②孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验，均采用测交实验来验证假说。(2021·海南卷，4D)
③红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1能证明“核糖核酸是遗传物质”。(2019·海南卷，21D)
一、名词解释
1、蔬菜育种 ：通过对蔬菜作物遗传组成改良，以选育更易于栽培和利用价值更高优良新品种，同时进行良种种子繁殖的一门技术。
2、生物产量： 一定时间内，单位面积上作物全部的光合产物收获量。
3、选种：利用现有品种或类型在繁殖过程中产生的变异，通过选择、淘汰的手段育成新品种的方法，是改良品种和创造新品种的简便而有效的育种途径。
4、自交不亲和性：雌雄二性的配子都有正常的受精能力，在不同基因型的株间授粉能正常结子，但花期自交不结子或结子率极低的特性。
5、回交：杂交第一代及其以后世代与其亲本之一再进行杂交称为回交。
6、植物种质资源：凡携带有不同种质（基因）的各种栽培植物及其近缘种和野生种。
7、选择：使群体内的一部分个体能产生后代，其余的个体产生较少的后代或不产生后代，从而造成有差别的生殖率。
8、雄性不育：两性花作物中，雄性器官表现退化畸形或丧失功能的现象。
9、化学诱变育种：指采用某些特殊的“化学诱变剂”处理植物材料，以诱发植物遗传物质突变，通过鉴定、培育和选择育成新品种的育种途径。
10、良种繁育：迅速扩大新品种种子的数量和提高种子质量以满足生产需要的过程。
11、种质：决定生物“种性”（遗传性），并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质的总体。
12、经济产量：指一定时间内单位面积上作物生产的可以作为商品利用的部分收获量。
13、单交：两个亲本的杂交。
14、苗期标记性状：在植株苗期能识别的、性状的遗传表现稳定、可用于标记的植物学性状，如叶片颜色、形状、叶缘缺刻有无等。
15、机械混杂：由于人为原因造成的种子混杂，与生物学混杂相对应。
16、雄性不育系：经过一定的选育程序，选育出的具有稳定遗传性的雄性不育体系（系统或群体）。
17、多系杂交：两个以上亲本间的杂交。主要分为添加杂交和合成杂交两类。
18、远缘杂交：彼此有生殖隔离的类型（种、属）间的杂交。其杂交存在杂交不亲和性、杂交不育、杂种不稔和后代变异复杂等现象。
