6+杂交育种

第六章 杂交育种 杂交育种是应用最普遍、成效最大的育种方法。 第五章：选择育种利用的是自然变异； 第六章：是人工创造变异，选择优良变异育成品种的方法。 本章讲5节 §1 杂交育种的概念和意义 §2 亲本选配 §3 杂交方式和技术 §4 杂种后代的处理 §5 杂交育种程序和加速育种进程的方法

第一节 杂交育种的概念和意义 一、杂交育种的概念 杂交：不同基因型配子结合产生杂种的过程，谓之杂交。 杂交育种：通过（种或变种内遗传性不同的）品种间杂交，创造新变异，并对杂种后代进行选择，育成新品种的方法。 常规育种：杂交育种经常被人利用，利用它容易育出新品种。 是国内外应用最普遍、成效最大的育种方法。 主要农作物品种绝大多数是杂交育成的。 从定义看育出品种： 产生 选择 ①杂交———→变异———→品种

②是品种间杂交(亲本遗传基础差别不大，杂交能亲和，区别于远缘杂交) 根据其指导思想，杂交育种可分为组合育种和超亲育种两类： 1、组合育种：通过杂交基因重组能综合双亲的优良性状。 将两亲本的优良基因随机结合，形成各种不同的基因组合，通过定向选择育成符合育种目标的新品种。 如一个亲本抗病，另一个亲本丰产性好，通过杂交可能育成既抗病又丰产的品种。 组合育种的遗传机理：主要是基因重组和互作。所涉及的性状遗传方式较简单，受主基因控制，鉴别也较容易。 2、超亲育种：将双亲控制同一性状的不同微效基因积累于同一杂种个体中，形成超亲类型。 例如：不同生育期的品种杂交，可以选出比早熟亲本更早熟的品种。在蛋白质和含油量方面也可选到超过高亲值的类型。 超亲育种的遗传机理：主要是基因累加和互作。超亲育种所涉及的性状多为数量性状遗传，受微效多基因控制，鉴别也较难。 二、杂交育种的意义（重要性） 杂交育种是国内外植物育种中应用最广泛、成效最大的育种方法。 目前世界各国的主要作物品种，绝大多数是杂交育成的，在各种育种方法中成效最大。 1、杂交育种是重要的育种手段之一 现代植物育种途径很多，包括引种、系统育种、杂交育种、诱变育种、倍性育种、生物技术育种等。其中，最有成效的育种途径是杂交育种。通常叫做常规育种。 棉花是系统育种所占比重较大的作物，通过杂交选育的品种在20世纪50、60、70、80年代所占比例分别为14.8%、35.5%、45.4%、79%。 由此可见，杂交育种已成为主导的棉花育种方法。 1986～1996年山东省育成的小麦品种22个，其中17个是杂交育成的。 2、杂交育种与某些新的育种途径相结合。 如诱变育种、倍性育种和生物技术育种等，只有很好地与杂交育种结合，才能发挥其作用。 三、杂交育种的遗传原理 1、基因重组-----综合双亲优良性状 由于基因重组，可以把不同亲本的优良基因集中于新品种。 例如，早熟、不抗病(AAbb)×晚熟、抗病(aaBB)→AaBb→ A_B_(AABB早熟、抗病) Aabb aaBB aabb 2、基因互作----产生新的性状 通过杂交可使互补基因相互结合而产生新性状。 例（ IRRI 抗褐飞虱育种）ccPP（感）× CCpp（感）→ C_P_（抗病） 3、基因积累----产生超亲性状 对数量性状来说，由分散在双亲中的微效多基因累积在后代中引起。 例：中抗 × 中抗 → 高抗。 第二节 亲本选配 杂交亲本的选配是杂交育种工作成败的关键之一。育种目标确定之后，要根据育种目标挑选最合适的种质资源材料作亲本，并合理搭配父母本。 一、亲本选配的概念 指根据育种目标，选择合适的杂交亲本；配制合理的杂交组合。 杂交亲本的选配是杂交育种工作成败的关键，它关系到杂种后代能否出现好的变异类型和选出优良品种。 一个优良杂交组合往往能选育出多个优良品种。 如小麦杂交组合：碧蚂4号×早洋麦，分别育成济南2号、郑州24、石家庄54、北京8号等品种。 反之，如果亲本选配不当，即使在杂种后代中精心选育多年，也难以选出优良品种来。 如中国农科院棉花所在1973年以前，曾先后选用30多个亲本，组配970多个杂交组合，因亲缘关系太近，未大面积推广。1975年选用高衣分的邢台6781和纤维优质的乌干达4号杂交，于1985年育成了抗病优质的中棉所12号，在全国大面积推广。 可见选配合适亲本的重要性。 二、亲本选配的原则 1、双亲优点多、缺点少，优缺点能互补 杂交亲本必须具有较多的优点和较少的缺点，亲本间优缺点应尽可能达到互补。 亲本双方可以有共同的优点，而且愈多愈好，但不应有共同的缺点。 由于数量性状的遗传特点，杂种后代的表现与亲本平均值密切相关，故亲本优点要多。 根据这条经验：可选用丰产性比较高、适应性比较强、综合性状比较好的当地推广品种作为基础亲本；选用能弥补基础亲本的某些缺点，又能适应当地生态条件的品种作为补偿亲本。由于双亲优点多，缺点少，又能互相取长补短，通过基因重组，就有可能将亲本的一些优良性状结合于杂种后代，克服亲本的某些缺点，从中选育出符合育种目标的优良品种。如冬小麦碧蚂1号，其亲本：碧玉麦 蚂蚱麦 在越冬性、成熟期、抗条锈病、抗倒伏和籽粒大小等性状上优缺点正好互补，碧蚂1号则综合了双亲优点，适当弥补其缺点。 考虑互补时要注意： ①性状互补应针对主要性状，尤其要根据育种目标抓主要矛盾。 搞突破性育种，最好双亲在这个性状上都好，而且又有互补作用。。例如，克服晚熟性，应选特别早熟的品种；克服感病性，选用抗性较强或免疫的品种。 ②亲本之间互补的性状不宜过多：以免增加分离世代，延长育种年限，也难以获得亲本缺点都能克服的后代。 据报道：随互补性状数目递增，杂交育种成功的机会减少，成功率降低。 如棉花徐州1818×一束红杂交，由于互补的性状很多，杂种后代分离复杂，没有发现两个亲本优点结合在一起，而缺点能完全克服的植株。 2、杂交亲本间在生态型和系统来源上有差异(双亲遗传差异性要大) 选用生态类型、地理来源和亲缘关系差异较大的亲本。 由于亲本间遗传差异大，有不同的优缺点，杂交后代分离广，容易选出新品种。 如我国杂交育成的冬小麦品种，亲本之一多数是一个国外品种，或有国外品种亲缘的品种育成的。 我国棉花杂交育种的经验也表明，来源于岱字棉系统、斯字棉系统和乌干达棉系统的材料，生态类型差异较大，从各个系统中选择性状较好的品种杂交，杂种后代都表现较好。 实质：是亲本间的遗传差异性及互补的问题。 所以，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的材料作亲本。 3、双亲配合力要好 杂交亲本间应具有较好的配合力。 配合力分为一般配合力和特殊配合力。 一般配合力：指某一亲本与其他若干品种杂交后，杂种后代在某个性状上表现的平均值。 如A、B、C三个搭配组合：A×B→F1产量高； B×A→F1产量高 A×C→F1产量高； B×C→F1产量低 A平均值高 B平均值低 所以A的一般配合力比B高。 一般配合力好的亲本，往往会得到好的后代，育出好的品种。 所以，在杂交育种中，应选用一般配合力好的材料作亲本。 特殊配合力：指两个特定亲本所组配的杂种的某一性状表现。 在育种中，大多数高产的杂交组合的两个亲本都具有较高的一般配合力，双亲间的特殊配合力也较高； 一个优良品种常常是一个好亲本，但并非所有的好品种都是好亲本。 例如创小麦单产记录的美国小麦品种Gaines用它组配了大量杂交组合，但没有一个成功；而其姊妹系Pullmen101本身表现并不突出，却是一个很好的亲本，用它育成了多个优良品种。 碧蚂1号与4号是姊妹系：前者适应性及丰产性都超过后者； 而作为亲本后者用的多。 4、亲本之一主要目标性状表现突出，且遗传力强 如果亲本之一在主要育种目标性状上存有缺点，那么选用的另一亲本在该性状应具有相应的优点，而且表现突出，遗传传递力强。 例如为克服晚熟性，则选用特别早熟的亲本； 为克服感病性，则选用高抗或免疫的亲本。 5、亲本之一最好为当地推广优良品种 为了育成品种能在大面积上推广，亲本之中最好有一个是本地推广品种，使杂种后代有较好的丰产性、适应性。 一般经验：最好用当地品种作母本，针对它存在的问题找父本搭配组合。 因当地品种适应性好，综合性状也较好，用它作亲本成功的希望较大。 一个育种单位，应选定几个当地推广的优良品种作为中心亲本，并要有几套不同目标性状的常用亲本，同时注意引进新的种质资源，选择那些产量较高的材料作杂交亲本，则成功的可能性较大。 实践表明：应注意利用加工改良过的材料，不必采用原始材料。 三、目前存在的主要问题 1、亲本过于集中： 许多育种单位多选用少数几个好的亲本。 如水稻矮化育种，我国的矮源主要是矮仔占和矮脚南特。 造成品种的遗传基础贫乏。应收集、研究、利用更多的种植资源加以解决。 2、对双亲缺乏研究： 对双亲的遗传规律、生理生化等的研究缺乏，造成搭配组合的盲目性。 应加强对双亲遗传规律等性状的研究。 第三节 杂交方式和技术 一、杂交方式 杂交方式：指一个杂交组合里要用几个亲本及各亲本杂交的先后次序。它是影响杂交育种成效的另一重要因素。 常用的杂交方式：单交、复交(三交、双交、四交)、回交、多父本授粉。