作物育種學(xué)期末復(fù)習(xí)精講

1、緒論作物品種的概 念： 作物品種是指在一定的生態(tài)條件和經(jīng)濟(jì)條件下，根據(jù)人類的需要所選育的某 種作物 的一定群體。這種群體具有相對(duì)穩(wěn)定的遺傳特征。品種的三個(gè)基本特性： DUS特異性 Distinctness 與同一作物 的其他群體有所區(qū)別 一致性 Uniformity 指相對(duì)一致的性狀表現(xiàn) 穩(wěn)定性 Stability 指相對(duì)穩(wěn)定的遺傳特性 進(jìn)化的三要素 ：變異、遺傳和選擇 作物 品種：純系品種、雜交種品種、綜合品種、無性系品種 優(yōu)良 品種：是指在一定地區(qū)和耕作條件下能符合生產(chǎn)發(fā)展要求，并具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值 的品種。它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面1、提高單位面積產(chǎn)量 2、改進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì) 3

2、、保持穩(wěn)產(chǎn)性和產(chǎn)品品質(zhì) 4、擴(kuò)大作物種植面積 5、有利于耕作制度 的改良、復(fù)種指數(shù)的提高、農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展及勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。 作物育種學(xué)：是研究選育及繁殖作物優(yōu)良品種的理論與方法的科學(xué)。 主要內(nèi)容：育種目標(biāo)的制定及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的相應(yīng)策略；種質(zhì)資源的搜集、保存 、研究評(píng) 價(jià)、利用及創(chuàng)新；選擇的理論與方法；人工創(chuàng)造新變異的途徑、方法及技術(shù) ；雜種優(yōu) 勢(shì)利用的途徑與方法；目標(biāo)性狀的遺傳、鑒定及選育方法；作物育種各階段 的田間試 驗(yàn)技術(shù)；新品種的審定、推廣和種子生產(chǎn)。常規(guī) 育種：育種家將由遺傳物質(zhì)變異（基因突變、染色體結(jié)構(gòu)變化 、） 常規(guī)育種的技 術(shù)特點(diǎn)：1、綜合多個(gè)優(yōu)良基因，同步改良農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)

3、和抗性水平。2、盲目性比較大。3、育種既是科學(xué)又是藝術(shù)。 和常規(guī)育種相 比，基因工程有三大顯著的優(yōu)點(diǎn)：1、源于生物的有利基因在人、動(dòng)物、植物、微生物四大系統(tǒng)內(nèi)可進(jìn)行隨意交換。2、基因工程可以獲得生物的定向變異。3、基因工程是使個(gè)別目的基因轉(zhuǎn)移的技術(shù)。第一章 作物的有性繁殖 不同作物的授 粉方式：自花授粉作物（天然異交率 <=4%）: 水稻、小麥、大豆、大麥等 異花授粉作物（天然異交率 50%100%） : 玉米、黑麥、甘薯、白菜型油菜 常異花授粉作物（ 5-50%） : 棉花、甘藍(lán)型油菜、高粱、蠶豆等 常異花授粉作物品種群體中至少包含三種基因型： 品種基本群體的純合同質(zhì)基因型；雜合基因型

4、；非基本群體的純合基因型 天然異交是相對(duì)于人工雜交而言，是指同作物不同品種間的自然雜交。 自交不親和性 ：具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉結(jié)實(shí)能力的一 種自交不育性。雄性不育：植株的雌蕊正常而花粉敗育，不產(chǎn)生有功能的雄配子的特性稱為雄 性不育。1、細(xì)胞核雄性不育性（ GMS）2、細(xì)胞質(zhì)雄性不育性（ CMS）無性繁殖： 1.營(yíng)養(yǎng)體繁殖 ; 2.無融合生殖：植物的雌雄性細(xì)胞 甚至雌雄配子體內(nèi)的某 些 單、二倍體細(xì)胞，不經(jīng)過正常受精和兩性配子的融合過程而直接形成種子以 繁 衍后代 的方式。自交的遺傳效應(yīng)1、自交使純合基因型保持不變2、自交使雜合基因型的后代發(fā)生性狀分離3、自交引起異花

5、授粉作物后代生活力衰退 異交的遺傳效應(yīng)1、異交形成雜合基因型2、異交增強(qiáng)后代的生活力 作物品種的類 型：農(nóng)作物的品種，一般都具有三個(gè)特征：特異性、一致性、穩(wěn)定性（ DUS） 自交系品種（純系品種） ：突變或雜合基因型連續(xù)自交和選擇育成的基 因型同質(zhì)純合 群體。雜種品種： 在嚴(yán)格選擇親本（自交系）和控制授粉的條件下生產(chǎn)的雜交組合的F1群體。群體品種： 遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜、群體內(nèi)植株基因型有一定程度的雜合或異質(zhì)性的一群 植株 群體。但基本符合品種的三個(gè)基本特性。包括： 1 異花授粉作物的自由授粉品種 2 異 花授粉作物的綜合品種 3 自花授粉作物的復(fù)合品種 4 自花授粉作物的多系品種 無性 系品種：是由

6、一個(gè)無性系或幾個(gè)遺傳上近似的無性系經(jīng)過營(yíng)養(yǎng)器官繁殖而成 的。 他們 的基因型由母體決定，表現(xiàn)型與母體相同。自交系品種的 育種特點(diǎn)：1、自花授粉加單株選擇的育種方法2、拓寬遺傳變異范圍，在大群體中進(jìn)行單株選擇雜交種品種育 種特點(diǎn)：（ 1）自交系間的配合力是雜種品 種選育的關(guān)鍵 雜交種育種的兩個(gè)基本程序 1 親本自交系育種 2 雜種品種育種（ 2）對(duì)影響親本繁殖和配制雜種 產(chǎn)量的性狀必須加強(qiáng)選擇 親本性狀：母本產(chǎn)量 花期相遇（ 3） 需要建立相應(yīng)的種子生產(chǎn)基地和供銷體系 第二 章 種質(zhì)資源 種質(zhì)資源：指具有特定種質(zhì)或基因、可供育種及相關(guān)研究利用的各種生物類型。 種質(zhì)資源在育 種上的作用：1. 種質(zhì)

7、資源是現(xiàn)代育種的物質(zhì)基礎(chǔ)2. 稀有特異種質(zhì)對(duì)育種成效具有決定性的作用3. 新的育種目標(biāo)的能否實(shí)現(xiàn)決定于所擁有的種質(zhì)資源4. 種質(zhì)資源是生物學(xué)理論研究的重要基礎(chǔ)材料5. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)各種作物品種的共同要求：6. 高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)機(jī)械化。作物 起 源中心 ： 根據(jù)變異類型特點(diǎn)及近緣野生種情況可以把起源中心分為初生中心和次生中 心。瓦維洛夫的作 物起源中心學(xué)說：物種變異多樣性與分布不平衡。 作物起源中心：遺傳類型有很大的多樣性、比較集中、具有地區(qū)特有的變種性狀和 近親野生類型或栽培類型的地區(qū)。遺傳 多樣性：起源 中心的兩個(gè)特征：基因多樣性 顯性基因高頻率原生起源中心 ：作物最初始的起源地 標(biāo)志：

8、有野生祖先；有原始特有類型；有明顯的遺傳多樣性；有大量的顯性 基因。次生 起源中心：當(dāng)作物的源生起源中心地向外擴(kuò)散到一定范圍時(shí)，在邊緣地點(diǎn)又會(huì)因 作物本身的自交和自然隔離而形成的隱形基因控制的多樣化地區(qū)特點(diǎn)：無野生祖先；有新的特有類型；有大量的變異；有大量的隱性基因。 原生作物：人類有目的馴化的植物。次生作物： 與原生作物伴生的雜草，當(dāng)期被傳播到不適宜原生作物而對(duì)雜草生長(zhǎng)有利的 環(huán)境 時(shí)，被人類分離而成為栽培的主體。八大 起 源中心 ：中國(guó)東亞中心：大豆、高粱、無芒大麥，茶印度中心： 水稻、甘蔗 中亞細(xì)亞中心：小麥 西亞中心：黑麥、葡萄 埃塞俄比亞中心：南美和中美起源中心：玉米、甘薯、番茄南美

9、中心：馬鈴薯地中海中心：蔬菜地方品種： 一般指在局部地區(qū)栽培的品種，多未經(jīng)過現(xiàn)代育種技術(shù)的修遺傳修飾 ，所 以又稱農(nóng)家品種。種質(zhì)資源研究 的主要內(nèi)容:育種上的應(yīng)用途徑？ 搜集、保存、鑒定、創(chuàng)新和利用種質(zhì)資源的保 存方式： 種植保存；貯藏保存第 3 章 育種目標(biāo)育種目標(biāo)： 指在一定的自然、栽培和經(jīng)濟(jì)條件下，計(jì)劃選育的新品種應(yīng)具備的優(yōu) 良特 性特征，也就是對(duì)育成品種在生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀上的要求。高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、 優(yōu)質(zhì)和適應(yīng)機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)各種作物品種的共同要求 生物產(chǎn)量 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量收獲指數(shù)（經(jīng)濟(jì)系數(shù)）：生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率。高產(chǎn)育種策略：1）矮稈 育種：矮稈品種的增產(chǎn)作用是通過降低個(gè)體的植株高

10、度，增加密度，降低莖稈所占比重，從而提高收獲指數(shù)。另一方面，株高降低也可減少倒?fàn)睢?）理想株型育種：除矮桿外，按照人們的經(jīng)濟(jì)要求把植株的形態(tài)特征和生理特性的優(yōu) 良性狀都集中在一個(gè)植株上，使其獲得最高的光能利用率，并能將光合產(chǎn)物 最大限度 地輸送到子粒中去，通過提高收獲指數(shù)而提高子粒產(chǎn)量。3）高光效育種： 是指通過提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指標(biāo)而 提高作 物產(chǎn)量的育種方法。第四 章 引種 與選擇育種 引種：從生產(chǎn)的角度來講，引種系指從外地引進(jìn)作物新品種，通過適應(yīng)性試驗(yàn)直接在本地推廣種植。訓(xùn)化 ：是人類對(duì)植物適應(yīng)新的地理環(huán)境能力的利用和改造。引種栽培： 由外地引入種苗或種子后，雖然已

11、經(jīng)用于生產(chǎn)栽培，但不能達(dá)到開花 結(jié)實(shí) 階段，或者根本就不能留種。引種規(guī)律：低溫長(zhǎng)日照植物（小麥、大麥、油菜 ）、高溫短日照植物（水稻、玉米、大豆）生態(tài)條件：生態(tài)型：低溫長(zhǎng)日作物 的引種規(guī)律:高溫段日的引 種規(guī)律:選擇育種： 對(duì)現(xiàn)有品種群體中出現(xiàn)的自然變異進(jìn)行性狀鑒定、選擇并通過品系比 較試 驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)培育農(nóng)作物新品種的育種途徑。選擇的基本方 法： 混合選擇：適合于常異花授粉作物和異花授粉作物 單株選擇：適合于自花授粉作物第五 章 雜交育種 雜交育種按照指導(dǎo)思想可分為兩類：組合育種、超親育種 組合育種： 是將分屬于不同品種的、控制不同性狀的優(yōu)良基因隨機(jī)結(jié)合后形成各 種 不同的基因組合

12、，通過定向選擇育成集雙親優(yōu)點(diǎn)于一體的新品種。超親育種： 是將雙親中控制同一性狀的不同微效基因積累于同一個(gè)體中，形成在 該 性狀上超越親本的類型。雜交選配親本 的原則：1、雙親都具有較多的優(yōu) 點(diǎn)，沒有突出的缺點(diǎn)， 在主要性狀上優(yōu)點(diǎn)和缺 點(diǎn)盡可能互補(bǔ)。2、親本之一最好是能適 應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件、綜合性較 好的推廣品種。3、注意親本間的遺傳差異，選用生態(tài)類型差異較大，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的親本材料相互雜交。4、雜交親本應(yīng)具有較好的配合力。 雜交方式：是指一個(gè)雜交組合里要用多少親本，以及各親本間如何配置的問題。 單交或成對(duì)雜交：兩個(gè)親本進(jìn)行的雜交A×B或 A/B原理： A、B 兩個(gè)親本的性狀基本上能符合育種

13、目標(biāo)，優(yōu)缺點(diǎn)可以相互補(bǔ)償。 復(fù)交：先將一些親本配成單交組合，再在組合之間或組合與品種之間進(jìn)行兩次乃至更 多次的雜交。原理：復(fù)交的雜交親本至少有一個(gè)是雜種， F1 就表現(xiàn)出性狀分離。復(fù)交比單交產(chǎn)生的 雜種更能提供更多的變異類型，并能出現(xiàn)良好的超親類型，但性狀穩(wěn)定較慢 ， 所需育 種年限較長(zhǎng)。復(fù)交的原則：綜合性狀好，適應(yīng)性較強(qiáng)并有一點(diǎn)豐產(chǎn)性的親本應(yīng)安排在最后 一次雜交。 復(fù)交一般在下列情況下使用： 當(dāng)單交雜種后代不完全符合育種目標(biāo)，而在現(xiàn)有親本中還找不到一個(gè)親本能 對(duì)其缺點(diǎn)完全補(bǔ)償時(shí)； 親本有非常突出的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也很明顯，一次雜交對(duì)其缺點(diǎn)難以完全補(bǔ)償 時(shí)。三交：3個(gè)品種間的雜交A/B/C雙交：指

14、兩個(gè)單交的 F1 再雜交，參加雜交的可以是兩個(gè)或三個(gè)親本兩個(gè)單交的 F1 再雜交，參加雜交的可以是三個(gè)親本或 四個(gè)親本。三親本雙交： C/A/C/B四親本雙交： A/B/C/D 五交、六交依此類推，最后一個(gè)雜交的親本遺傳比重占 50%，所以應(yīng)當(dāng)將擁有最 多有利性狀、綜合性狀好的親本放在最后一次雜交。聚合 雜交：雜種育后種代目?jī)蓸?biāo)種性選狀擇增方加法，的可工采作用要聚點(diǎn)合雜和交優(yōu)，缺利點(diǎn)用：最大重組原理和超親重組原理系譜法；混合法 系譜法：自花授粉作物和常異花授粉作物雜交育種中最常用的方法。自雜種第一次分離 世代（單交 F2、復(fù)交 F1）開始選株，分別種植成株行，即系統(tǒng)，以后各世代均在優(yōu)良系統(tǒng) 中

15、繼續(xù)進(jìn)行單株選擇，直至選出性狀優(yōu)良一致的系統(tǒng)升級(jí)行進(jìn)行產(chǎn)量試驗(yàn)。 在選擇過 程中，各世代予以系統(tǒng)編號(hào)，以便考察株系歷史和親緣關(guān)系，故稱系譜法。工作要點(diǎn)：1、雜種一代（ F1）將雜種種子按雜交組合排列，點(diǎn)播以加大種子繁殖數(shù)量 ，同時(shí) 便于拔除假雜種等操作的進(jìn)行。相應(yīng)播種對(duì)照品種及親本以便比較。2、雜種二代（ F2）或復(fù)交一代，按照雜交組合點(diǎn)播。 F2 代或復(fù)交一代群體應(yīng)盡可 能大些，原則是種植 F2 植株數(shù)量必須確保獲得育種目 標(biāo) 所要求的基因重組 和性狀的幾率要高。 F2 所選單株的優(yōu)劣在很大程度上決定其后代表現(xiàn)的好 壞。3、雜種三代（ F3）按組合排列，將入選的 F2 單株點(diǎn)播成行，或稱為從

16、 F3 代 起 按系統(tǒng)（株系）進(jìn)行種植。在田間均勻分布對(duì)照品種行，以便比較和選擇。 F3 系統(tǒng)（株系）的主要性狀表現(xiàn) 趨勢(shì)已較明顯 ，（系統(tǒng)內(nèi)部變異度校 ）。4、雜種四代（ F4）及其以后世代，種植方法同 F3，來自同一 F3 系統(tǒng)（即屬于同 一 F2 植株的后代）的 F4 諸系統(tǒng)稱為系統(tǒng)群，系統(tǒng)群內(nèi)部各系統(tǒng)之間互為姊 妹系。優(yōu)點(diǎn)： 在雜種早期世代，針對(duì)一些遺傳力高的性狀連續(xù)幾代選擇，起到了定向選擇 的 作用；每一系統(tǒng)的歷年表現(xiàn)都有案可查，比較容易全面掌握它的優(yōu)、缺點(diǎn)，而 且西系統(tǒng)間的親緣關(guān)系十分清楚，有助于互相參證。缺點(diǎn)：F2 代起進(jìn)行嚴(yán)格選擇，中選率低，特別對(duì)多基因控制的性狀效果更差，因而

17、使 不少優(yōu)良類型被淘汰；工作量大，占地多，受人力、土地的限制往往不能夠種 植足夠大的雜種群體，使優(yōu)異類型喪失了出現(xiàn)的機(jī)會(huì)?；旌戏ǎ?工作要點(diǎn)： 在自花授粉作物的雜種分離世代，按組合混合種植，不加選擇，直到估計(jì)雜 種后 代純合百分率達(dá)到 80%以 上時(shí)（約在 F5F8），才開始選擇一次單株，下一代成為系統(tǒng) （株系 ），然后選拔優(yōu)良系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí) 試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn)： 可以處理較大的雜種群體，從而可能保存大量的有利基因和基因型，并提供在 以后世代中繼續(xù)重組的機(jī)會(huì)。 缺點(diǎn)： 典型的混合法在早代不進(jìn)行人工選擇，而是受自然選擇的影響。在自然選擇 作用 下，有利于發(fā)展其抗逆性和適應(yīng)性，使群體向適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的方向

18、發(fā)展。 但另一方面，由于基因的競(jìng)爭(zhēng)或其他的影響，一些不是作物本身所要求，但為人類所 需要的經(jīng)濟(jì)性狀可能被削弱，這種類型的個(gè)體在群體中將逐漸減少。衍生 系 統(tǒng)法：由 F2 或 F3 代一個(gè)單株所繁衍的后代群體分別稱之為 F2 或 F3 的衍生系統(tǒng)。這一 方法是在 F2 或F3 代進(jìn)行一次株選，以后各代分別按衍生系統(tǒng)混合種植，而不加選擇。 對(duì)衍生系統(tǒng)法進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，測(cè)定結(jié)果只做參考，淘汰明顯不良的衍生系統(tǒng)，直 到產(chǎn)量及 其他有關(guān)性狀趨于穩(wěn)定的世代（ F5F8），再從優(yōu)良衍生系統(tǒng)內(nèi)選擇單株，下一年種成 株系，從中選擇優(yōu)良系統(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)量比較試驗(yàn)，直至育成品種。單籽傳法：（ SSD法）用兩個(gè)親本雜交，得到

19、F1，經(jīng)自交得到 F2，在 F2 的每一株上或大量選株上 各取 一粒種子進(jìn)級(jí)到 F3，在 F3 每株仍取一粒種子進(jìn)級(jí)到 F4，再用相同方法進(jìn)級(jí)到 F5、F6 代，直到所需要的世代。雜交育種的程序1、原始材料圃和親本圃2、選種圃3、鑒定圃4、品種比較試驗(yàn)5、生產(chǎn)試驗(yàn)和多點(diǎn)試驗(yàn) 第六 章 回交 育種 回交育種：當(dāng)A 品種具有許多優(yōu)良性狀，而個(gè)別性狀有缺陷時(shí)，可選擇具有 A 所缺性狀的另 一品種 B 和A 雜交，F(xiàn)1 及以后世代又用 A 進(jìn)行多次回交和選擇，準(zhǔn)備改進(jìn)的性狀借助 選擇以保持， A 品種原有的優(yōu)良性狀通過回交而恢 復(fù)。輪回親本 A（受體親本）：用于多次回交的親本。非輪回親本 B（供體親本

20、）：只有第一次雜交時(shí)應(yīng)用 的親本。非輪回親本（ 供體）的選擇： 必須具有改進(jìn)輪回親本缺點(diǎn)所必需的基因，要求所要輸出地性狀必須經(jīng)過反復(fù) 回交數(shù)次后，仍能夠保持足夠的強(qiáng)度。非輪回親本的目標(biāo)性狀最好不與某一不 利性狀連 鎖。非輪回親本被轉(zhuǎn)移的性狀最好是簡(jiǎn)單的顯性基因控制的，這樣便于識(shí)別 選擇。 回 交育種法的 用途：近等基因系的培育：為研究不同性狀基因?qū)δ撤N作物經(jīng)濟(jì)性狀的影響，可以 借回 交法將不同基因分別轉(zhuǎn)育給同一輪回親本，培育成分別具有個(gè)別不同性狀基因 的近等基因系，相互比較，以便在同一遺傳背景上，較正確地鑒定不同基因?qū)?jīng)濟(jì)性 狀的影響。同時(shí)也可以了解不同遺傳背景對(duì)同樣基因的影響?；亟挥N的步驟

21、（見課本）第七 章 誘變 育種r 射常用“鈷 60”和“銫 137”誘變育種。 輻射處理主要有兩種方法：外照射和內(nèi)照射 誘變育種的特 點(diǎn)：1提高突變率，擴(kuò)大突變譜2 改良單一性狀比較有效，同時(shí)改良多個(gè)性狀較困難 3性狀穩(wěn)定快，育種年限短4誘發(fā)突變的方向和性質(zhì)尚難掌握 半致死劑量（ LD 50）：照射處理后，植株能開花結(jié)實(shí)存活一半時(shí)的劑量。 臨界劑量： 照射處理后植株成活率約 40%的劑量?；瘜W(xué)誘變： 烷化劑：帶有一個(gè)或多個(gè)活性烷基，該烷基轉(zhuǎn)移到一個(gè)電子密度較高的分子 上， 可置換堿基中的氧原子，稱為烷化作用。疊氮化物：呼吸抑制劑。它可使復(fù)制中的堿基發(fā)生替換，可以誘導(dǎo)基因突變 而極 少出現(xiàn)染色體

22、斷裂。堿基類似物 與 DNA堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的一些物質(zhì)，它們能與 DNA結(jié)合。 其他化學(xué)誘變劑：抗菌素、亞硝酸等物理誘變劑：紫外線、 X 射線、 射線、中子等 化學(xué)誘變劑比 物理誘變劑的特點(diǎn)：1、誘變突發(fā)率高，染色體畸變較少；1、對(duì)材料損傷輕；3、大部分化學(xué)有效的化學(xué)誘變劑較物理誘變劑的生物損傷大，對(duì)人體更具有危險(xiǎn) 性。誘變一代：（ M1）大多數(shù)突變都是隱性突變，少量是顯性突變，而植株本身又是嵌合體，在形 態(tài) 上 不易暴露出來（除非是顯性突變 ），因此通常 M1 不進(jìn)行選擇，需要密植。M3 是選擇微突變的關(guān)鍵世代。 問答題：誘變育種與其他育種（如雜交育種）在后代處理上有何異同 經(jīng)過誘變處理的

23、種子或營(yíng)養(yǎng)器官所長(zhǎng)成的植株或直接處理的植株均為誘變一代（M1 ）。一般說來禾谷類作物的主穗突變率比分蘗穗為高，第一次分蘗穗比第二次分蘗 穗高。分蘗穗是含生長(zhǎng)點(diǎn)部分的分生組織細(xì)胞群，因此出現(xiàn)突變幾率相對(duì)地比較少一 些。因此， M1 往往采取密植等方法控制分蘗，只收獲主穗上的種子。第八章 遠(yuǎn)緣雜交 育種 遠(yuǎn)緣雜交育種 的重要性：1 、 培育新品種和種質(zhì)系；2、創(chuàng)造新作物類型；3、創(chuàng)造異染色體系：異附加系、異替換系、易位系；4、誘導(dǎo)單倍體；5、利用雜種優(yōu)勢(shì)；6、研究生物的進(jìn)化。 遠(yuǎn)緣雜交不親 和性的原因及其克服方法： 原因：1.雙親受精因素的差異 2.雙親 基因組成的差異 方法：1、3 以品種間雜種

24、親作本親選本擇與4組 廣配泛測(cè)交（，1選 以擇栽適培當(dāng)種親為本母組本配） 2 以染色體多的物種作母本2、染色體預(yù)先加倍法3、橋梁（媒介）法4、采用特殊的授粉法5、外源激素處理6、植物組織培養(yǎng) 雜種夭亡、不 育的原因及其克服方法： 原因 ：（1）質(zhì)核互作不平衡（2）染色體不平衡（3）基因不平衡（4）生理代謝不平衡方法：1、幼胚的離體培養(yǎng)2、雜種染色體加倍法2、回交法4、延長(zhǎng)雜種的生育期5、嫁接法遠(yuǎn)緣雜種后代 性狀分離的特點(diǎn)：1、分離規(guī)律不強(qiáng)2、分離類型豐富，并有向兩親本分化的傾向3、分離世代長(zhǎng)、穩(wěn)定慢易位系：異替換系： 指某物種的一對(duì)或幾對(duì)染色體被另一物種的一對(duì)或幾對(duì)染色體所取代 而成 的新類型

25、個(gè)體。異附加系： 在某物種染色體組的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)、一對(duì)或二對(duì)其他物種的染色 體， 從而形成一個(gè)具有另一物種特性的新類型個(gè)體。單體附加系：附加一條外源染色體二體附加系：附加一對(duì)外源染色體 雙單體附加系：附加兩條不同的染色體 第 9 章 倍性育 種 多倍體：是指 體細(xì)胞中有 3 個(gè)或 3 個(gè)以上染色體組的植物個(gè)體。 單倍體：指具 有配子染色體組的個(gè)體。 多倍體的類別：1.同源多倍體：指體細(xì)胞染色體中染色體組相同的多倍體。如 （RRRR）2.異源多倍體：是染色體組來源于兩個(gè)或兩個(gè)以上二倍體的物種，由不同種、屬間個(gè)體雜交得到的 F1 經(jīng)染色體加倍形成。如（ AABBDD） 同源多倍體與 二倍體的區(qū)

26、別：1、 生物學(xué)性狀變化：細(xì)胞增大，細(xì)胞生長(zhǎng)速率相對(duì)較慢。2 、 育性的變化：同源多倍體常導(dǎo)致育性降低。 化學(xué)因素誘導(dǎo)多倍體：秋水仙素、富民隆多元 單倍體：由異源多倍體植物產(chǎn)生的單倍體，其體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組，稱為多元單倍 體。多倍體的運(yùn)用 ：（ 1）谷類作物：四倍體黑麥 （2）三倍體甜菜 （3）三倍體西瓜 單倍體在育種 上的應(yīng)用價(jià)值：1 、 縮短育種年限2、 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性3 、 提高誘變育種的效率4、合成育種新材料第 10 章 雜種優(yōu)勢(shì) 的利用雜種優(yōu)勢(shì)： 生物界的一種普遍現(xiàn)象，一般指雜種在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、抗逆性、繁 殖力、 適應(yīng)性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面優(yōu)于其親本的現(xiàn)象。雜種活力： 即雜

27、種優(yōu)勢(shì)，異花授粉有利、自花授粉有害。 一般來說，雙親性狀之間的互補(bǔ)對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)有明顯的影響。 親本純合度高的自交系之間的雜種優(yōu)勢(shì)往往強(qiáng)于純合度低的自由授粉作物品 種 間 的雜種優(yōu)勢(shì)。作物雜種優(yōu)勢(shì)利用研究主要集中在以下 5 個(gè)方面：1 核質(zhì)互作雄性不育系的選育 2 化學(xué)殺雄 3 光溫敏雄性不育系的選育 4 核雄性不 育的利用 5 核質(zhì)互作雜種優(yōu)勢(shì)利用。雜種優(yōu)勢(shì)的度 量：中親 優(yōu)勢(shì)（相對(duì)優(yōu)勢(shì) ）（%）：（F1MP）/MP×100;MP=（P1+P2）/2雜種（ F1）的產(chǎn)量或某一數(shù)量性狀的平均值與雙親（ P1 與 P2）同一性狀平均值的差數(shù) 除以雙親同一性狀的平均值。超親優(yōu)勢(shì)（%）：（

28、F1HP）/HP×100;HP:高值親本雜種（ F1）的產(chǎn)量或某一數(shù)量性狀的平均值與高值親本同一性狀平均值 的差數(shù)除 以高值親本的。負(fù)向超親優(yōu)勢(shì)（%）：（F1LP）/LP×100;LP:超低值親本 超標(biāo) 優(yōu)勢(shì)（競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)）（%）：（F1CK）/CK×100;CK當(dāng): 地推廣品種 雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)（%）：F1/MP×100雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn) 的遺傳機(jī)理假說：1、顯性假說：雜種 F1 集中了控制雙親有利性狀的顯性基因，每個(gè)基 因都能產(chǎn)生完全顯性或部分 顯性效應(yīng)，由于雙親基因的互補(bǔ)作用，從而產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)。2、超顯性假說： 雜合等位基因的互作勝過純合等位基因的作用，雜種優(yōu)勢(shì)

29、是由于雙親基因型 的異 質(zhì)結(jié)合所引起的等位基因間的相互作用的結(jié)果。等位基因間沒有顯隱性關(guān)系， 雜合的等位基因相互作用大于純合等位基因的作用。3、染色體組-保質(zhì)基因互作模式假說雜種優(yōu)勢(shì)利用 的基本條件：1 、 強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的雜交組合（ DUS），差異性、相對(duì)一致性、相對(duì)穩(wěn)定性；2、異交結(jié)實(shí)率高；3、繁殖與制種技術(shù)簡(jiǎn)單易行。對(duì)雜種親本的 基本要求：1、純度高?；蛐图兒?，表現(xiàn)型才能一致；2、具有較高的一般配合力。配合力高，表明自交系具有較多的有利基因位點(diǎn)；3、具有優(yōu)良的農(nóng)藝性狀；4、親本自身產(chǎn)量高，開花性符合制種要求。雜種親本的選育自花授粉作物：直接從品種（系）中篩選常異花授粉作物：經(jīng)過 23 代的自交

30、 異花授粉作物：必須經(jīng)過多代自交與選擇才能獲得純度高的雜種親本即自交 系。相對(duì)于異質(zhì)群體： 1、選育自交系的原始材料（1）地方品種和推廣品種（2）各類雜種品種（ 3）綜合品種或人工合成群體。 從地方品種、推廣品種和品種間雜種品種中選育出的自交系，通稱為 一環(huán)系。 從自交系間雜種品種中選育出的自交系，稱為 二 環(huán)系。2、自交系的選育方法（要始終圍繞農(nóng)藝性狀優(yōu)良、一般配合力高和純度高這三點(diǎn)基本要求）（ 1）人工套袋自交技術(shù)（2）自交系農(nóng)藝性狀的選擇3、自交系的改良 配合力：指一個(gè)親本與另外的親本雜交后雜種一代的生產(chǎn)力或其他形狀指標(biāo)的大小。一般配合力（GCA）： 指某一親本品種和其他若干品種雜交后，

31、雜交后代在某個(gè)數(shù)量性狀上的品均表 現(xiàn)。它是由基因的加性效應(yīng)決定的，為可以遺傳的部分。因此，一般配合力的高 低是由自 交 系所含的有利基因位點(diǎn)的多少?zèng)Q定的。特殊配合力（ SCA）：指兩個(gè)特定親本系所組配的雜交種的產(chǎn)量水平，又稱為某一特定組合 F1 的實(shí)測(cè)值 與其雙親一般配合力得到的預(yù)測(cè)值之差。特殊配合力是由基因的非加性效應(yīng)決定的，即受基因間的顯性、超顯性和上位效應(yīng)所控制，只能在特定的組合中由雙親的等位基因間或非等位基因間的互作而反映出來，是不能遺傳的部分。配合力的測(cè)定 ： 測(cè)定時(shí)期：早代測(cè)定、中代測(cè)定、晚代測(cè)定 測(cè)交：測(cè)驗(yàn)自交系配合力所進(jìn)行的雜交。測(cè)驗(yàn)種：側(cè)交所用的共同親本。 測(cè)交種：測(cè)交所得的

32、后代。測(cè)定方法和各自特點(diǎn)：1、頂交法 選用一個(gè)遺傳基礎(chǔ)廣泛的品種群體作為測(cè)驗(yàn)種，用來測(cè)定自交系的配合力。由于選用的測(cè)驗(yàn)種的遺傳基礎(chǔ)廣泛，故可以把測(cè)驗(yàn)種看成包含著多個(gè)單一基因 型成分，因而僅可測(cè)出一般配合力。具體做法：以 A 群體為共同測(cè)驗(yàn)種， 1、 2、 3、4、5n 各自交系為被測(cè)系，組配 1×A、2×A、3×An×A 等正 交組合或 相應(yīng)的 A×1 、A×2、A×3 A×n 等反交組合，對(duì)測(cè)交組合進(jìn)行產(chǎn) 量或其他 性狀比較，從而計(jì)算出各被測(cè)系的一般配合力。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)配組合少，工作量較輕。但不能測(cè)定特殊配合力。2、

33、雙列雜交 法 （輪交法） 自交系既是測(cè)驗(yàn)種又是被測(cè)系。用一組待測(cè)自交系相互輪交，配成可能的雜 交組 合，繼而進(jìn)行后代測(cè)定。方法：采用完全或部分雙列雜交法。完全雙列雜交： n（n1）個(gè)雜交組合 （含正交和反交 ）； 不完全雙列雜交： n（n1）/2 個(gè)雜交組合； 測(cè)交組合產(chǎn)量比較試驗(yàn)（隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì) ）； 取得各測(cè)交組合產(chǎn)量 （或其它數(shù)量性狀 ）的平均值后，計(jì)算出一般配合力和特殊配合力優(yōu)點(diǎn)：在測(cè)定一般配合力和特殊配合力的同時(shí)，開展組合的篩選；缺點(diǎn)是當(dāng) 被 測(cè)系數(shù)多時(shí)，雜交組合數(shù)過多，試驗(yàn)不易安排。3、系×測(cè)驗(yàn) 系 法例如用 A、B、C、D 四個(gè)系作測(cè)驗(yàn)種，分別與許多（ N）待測(cè)系測(cè)交，可

34、配成 4*N 個(gè)單交組合，比較試驗(yàn)，各組合的平均產(chǎn)量，計(jì)算出一般配合力 和特殊配合 力。 優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)測(cè)定待測(cè)系、測(cè)驗(yàn)種（骨干系）的一般配合力和特殊配合力；直 接選 擇優(yōu)良雜種，可及時(shí)作為商品雜種品種投入生產(chǎn)利用；結(jié)果可相互比較。四、雜種品種 的親本選配原則： 1配合力高；2 親緣關(guān)系較遠(yuǎn)；（地理遠(yuǎn)緣、血緣較遠(yuǎn)、類型和性狀差異較大） 3性狀良好并互補(bǔ)；4 親本自身產(chǎn)量高，花期相近：以兩親中產(chǎn)量較高的一個(gè)親本作母本，兩花期相近并以偏早的作母本。父本植株略高于母本植株。5、雜種品種 的類型1、品種間雜種品種2、品種 -自交系間雜種品種（頂交種品種） 3、自交系間雜種品種（ 1 單交種（兩個(gè)自交系組配

35、 而成） 2 雙交種 3 三交種 4 綜合 雜種）4、雄性不育雜種品種5、自交不親和系雜種品種6、種間與亞種間雜種品種7、核質(zhì)雜種 第五節(jié) 利用作物 雜種優(yōu)勢(shì)的方法：1、人工去雄生產(chǎn)雜種種子 對(duì)雌雄異花作物，繁殖系數(shù)高的作物，用種量小的作物，花器較大、去雄較 易的 作物。優(yōu)點(diǎn):配組容易 、自由，易獲得強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合。2、利用標(biāo)志性狀生產(chǎn) 雜種種子 利用植株的某一顯性性狀或隱性性狀作標(biāo)志，區(qū)別真假雜種，就可以不進(jìn)行 人 工去雄而利用雜種優(yōu)勢(shì)。3、化學(xué)殺雄生產(chǎn)雜種 種子 雌雄配子對(duì)各種化學(xué)藥劑有不同的反應(yīng)，雌蕊比雄蕊有較強(qiáng)的抗藥性，利用 適 當(dāng)?shù)乃幬餄舛群退幜靠梢詺廴锒鴮?duì)雌蕊無害?；瘜W(xué)殺雄劑對(duì)于開

36、花期長(zhǎng)的棉花、大豆等作物，應(yīng)用難度較大。4、利用自交不親和性 生產(chǎn)雜種種子 自交不親和性 ： 雌雄蕊都正常，但自交或系內(nèi)交均不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)很少的特性 。1 、 配子 體自交不 親和性 ：其自交不親和性基因受配子體基因型控制，表現(xiàn)在 雌雄配子間的相互抑制作用。2 、 孢子 體自交不 親和性 ：其自交不親和性受花粉親本的基因型控制，表現(xiàn)在 花粉粒及花粉壁成分與雌蕊柱頭上的柱頭毛乳突細(xì)胞之間，即雌雄二倍體 細(xì)胞之間的相互抑制作用，因而花粉管不能進(jìn)入柱頭。5、F2剩余雜種優(yōu)勢(shì)的利用F2 代保持很大程度的基因雜合率，而品種間雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在很大程度上決定于 基因的雜合率。 F2 代的基因型多樣性較 F1 代

37、單一基因型具有較大的對(duì)逆境的 群 體緩沖性，及對(duì)病蟲害的 群體互作 抗性。6、雄性不育 性利用利用雄性不育性制種，是克服雌雄同花作物人工去雄困難的最有效途徑。因 為雄 性不育特性是可以遺傳的，可以從根本上免除去雄的手續(xù)。核質(zhì)互作雄性不 育、基因 型-環(huán)境互作（光溫敏）雄性不育、隱性核不育、顯性核不育均可用于生產(chǎn)雜種。第十一章 雄性不育及其雜種品 種的選育 何謂質(zhì)核互作 雄性不育？它是如何利用雜種優(yōu)勢(shì)的？ 質(zhì)核互作雄性不育是是受細(xì)胞質(zhì)不育基因和對(duì)應(yīng)的細(xì)胞核不育基因共同控制的 不育類型，常被稱為胞質(zhì)不育（ CMS）。不育系： S（rr）保持系： N（rr）恢復(fù)系： N（RR）、S（RR）質(zhì)核互作雄

38、性不育雜種品種又稱 三系品種 ，它的選育包括兩個(gè)階段，第一階段是 三 系選育，也就是選育不育系、保持系和恢復(fù)系用來作為配制雜交種的親本。第二階段是雜交種的選配，也就是選用不育系和恢復(fù)系作親本配制成雜種進(jìn)行觀察比較，根據(jù)生產(chǎn)需要確定最佳雜種品種及其親本組合。三系的遺傳型是高度純合的，它的選育屬純合體育種范疇，采用純合體育種的各種方法。而雜種品種的遺傳型是高度雜合的，它的選配主要是依據(jù)雜種形勢(shì)形成的規(guī)律進(jìn)行的。三系雜交種的生產(chǎn)利用：質(zhì)核互作雄性不育的特點(diǎn)是能夠獲得三系，并通過三系法利用雜種優(yōu)勢(shì)。三 系法 配制雜種品種包括繁殖和制種兩個(gè)過程，分別在不同的隔離區(qū)進(jìn)行。繁殖田 由不育系 和保持系組成，主

39、要目的是繁殖不育系種子，供下代繁殖和制種用。制種田 由不育系 和恢復(fù)系組成，主要目的是獲得商品雜種種子供大田生產(chǎn)應(yīng)用。按照雄性不育 花粉敗育發(fā)生過程分為：1. 孢子 體不育 是指花粉育性的表現(xiàn)由孢子體（母體植株）的基因型控制，與配 子體（花粉）本身的基因無關(guān)?；ǚ蹟∮l(fā)生在孢子體階段。孢子體不育的特 點(diǎn)是：不育系與恢復(fù)系雜交，所獲得的雜種一代，花粉全部正常，結(jié)實(shí)亦全部正常， 但雜種二代因不育基因分離重組，將有不育株產(chǎn)生。水稻野敗型、矮敗型和印水型， 玉米 T 型不育系就屬于這一類型。不育系與恢復(fù)系配制的 F1 雜交種 S（R r） 產(chǎn)生兩種不同基因的花粉。S（R ）和 S（r）都是可育花粉，但

40、 F2 出現(xiàn)育性分離。2. 配子 體不育 是指不育系的花粉敗育發(fā)生在雄配子體階段，花粉的育性受配子 體本身基因型控制，因此配子體基因不育時(shí)花粉表現(xiàn)不育，配子體基因可育時(shí) 花粉表現(xiàn)正常。因此，配子體不育的特點(diǎn)是：不育系與恢復(fù)系雜交所獲得的雜種一 代，花粉 有兩類即不育和可育，且各占一半，因此，子代的花粉只有半數(shù)左右是正常 的，但是 它并不影響結(jié)實(shí)，子一代的結(jié)實(shí)率全部正常，由于子一代帶不育基因的花粉 敗育不參 加受精，因此子二代植株有 2 種基因型（ RR、Rr）存在，但搜結(jié)實(shí)正常，沒有不育株 出現(xiàn)。水稻包臺(tái)型（ BT），玉米 S 型均屬此一類型。不育系與恢復(fù)系雜交所獲得的雜種一代S（Rr），花粉

41、有可育 S（R）和不育 S（r），各占 一半，為半不育 ，結(jié)實(shí)正常。不育雄配子不能參與受精傳給下一代， F2 結(jié)實(shí)全部正常。有價(jià)值的雄性 不育系應(yīng)具備的基本條件：（問答題）1、不育性穩(wěn)定徹底；2、不育性能夠穩(wěn)定遺傳；3、性狀整齊一致，與它的保持系相似；3、雌性器官發(fā)育正常。具有應(yīng)用價(jià)值 的優(yōu)良不育系，還要具有：1、配合力好；2、恢保面廣，可恢復(fù)性好；3、異交習(xí)性好（花時(shí)同步、張穎角度大、柱頭大，外露率高，生活力強(qiáng)）；4、品質(zhì)好；4、抗性好；6、細(xì)胞質(zhì)不具嚴(yán)重弊病?；謴?fù)系選育的 方法1、測(cè)交 篩選法 就是利用現(xiàn)有常規(guī)品種（系）與不育系進(jìn)行測(cè)交，從 中篩選出恢復(fù)力 強(qiáng)、農(nóng)藝性狀、雜種優(yōu)勢(shì)都達(dá)到目標(biāo)的要求的品種（系）稱為恢復(fù)系，這是 一種最簡(jiǎn) 單而且效果很好的方法。分為初測(cè)和復(fù)測(cè)。2、雜交選育法3、回交轉(zhuǎn)育法4、人工誘變法恢復(fù)系必須具 備三個(gè)基本條件：1、是一個(gè)群體性狀一致結(jié)實(shí)正常的純系；2、它能使不育系的不育性完全恢復(fù)正常；3、恢復(fù)性穩(wěn)定遺傳，恢復(fù)性不因世代的增加或環(huán)境的改變而變化。 優(yōu)良恢復(fù)系還必須具備以下優(yōu)良特性：1、恢復(fù)力強(qiáng)；2、配合力好；3、遺傳基礎(chǔ)豐富，能與不育系保持有較大的遺傳距離；4、株高稍高于不育