第三章-4作物育種方法.

1、第四節(jié)第四節(jié) 作作 物物 育育 種種 方方 法法 一、引種一、引種二、系統(tǒng)育種二、系統(tǒng)育種三、雜交育種三、雜交育種四、雜種優(yōu)勢的利用四、雜種優(yōu)勢的利用五、其他育種方法五、其他育種方法( (自學(xué)自學(xué)) )六、生物技術(shù)在育種中的應(yīng)用六、生物技術(shù)在育種中的應(yīng)用( (自學(xué)自學(xué)) )一、引一、引 種種（一）引種概念（一）引種概念 作為育種途徑之一，指將外地區(qū)或作為育種途徑之一，指將外地區(qū)或外國的品種、品系，經(jīng)過簡單的試外國的品種、品系，經(jīng)過簡單的試驗(yàn)，證明適合本地區(qū)栽培后，直接驗(yàn)，證明適合本地區(qū)栽培后，直接引入并在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的方法。引入并在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的方法。 （二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中

2、應(yīng)注意的問題11 1、生育期、生育期 一般指從出苗到成熟所需的時間。一般指從出苗到成熟所需的時間。 同一品種種植在不同的地區(qū)其生育期不同一品種種植在不同的地區(qū)其生育期不一樣。因此引進(jìn)品種原產(chǎn)地的生育期只能一樣。因此引進(jìn)品種原產(chǎn)地的生育期只能做參考。做參考。 一、引種一、引種l 在一定的地區(qū)范圍內(nèi)具有大致相同的在一定的地區(qū)范圍內(nèi)具有大致相同的生態(tài)環(huán)境，包括自然環(huán)境和耕作栽培條生態(tài)環(huán)境，包括自然環(huán)境和耕作栽培條 件，對于一種作物具有大致相同的生態(tài)件，對于一種作物具有大致相同的生態(tài)環(huán)境的地區(qū)，稱為生態(tài)區(qū)。如秈稻區(qū)、環(huán)境的地區(qū)，稱為生態(tài)區(qū)。如秈稻區(qū)、粳稻區(qū)粳稻區(qū) 。 l 表現(xiàn)在：生育期、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性

3、從相表現(xiàn)在：生育期、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性從相似的生態(tài)區(qū)引進(jìn)，即生態(tài)類型相近的作似的生態(tài)區(qū)引進(jìn)，即生態(tài)類型相近的作物品種易于成功。物品種易于成功。 （二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中應(yīng)注意的問題22、作物的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)類型、作物的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)類型一、引種一、引種3 3、氣候相似論、氣候相似論 20 20 世紀(jì)初，德國邁爾（世紀(jì)初，德國邁爾（H. MayrH. Mayr）提提出了氣候相似論（出了氣候相似論（theory of climatic theory of climatic analoguesanalogues） 基本要點(diǎn)：地區(qū)之間在影響作物生長基本要點(diǎn)：地區(qū)之間在影響作物生長的主要?dú)夂蛞蛩?/p>

4、上，應(yīng)相似到足以保證作的主要?dú)夂蛞蛩厣?，?yīng)相似到足以保證作物品種相互引種成功時物品種相互引種成功時, ,引種才有成功的引種才有成功的可能性?？赡苄浴?（二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中應(yīng)注意的問題3一、引種一、引種我國從美國主要植棉帶引入的陸地棉品種在我國從美國主要植棉帶引入的陸地棉品種在長江、黃河流域棉區(qū)都能很好適應(yīng)。長江、黃河流域棉區(qū)都能很好適應(yīng)。（二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中應(yīng)注意的問題3地區(qū)地區(qū) 緯度緯度 ( 0N)無霜期無霜期 （天）（天） 年雨量年雨量 （ mm ） 年平均年平均 溫度溫度 ( ) 7 月平均月平均 溫度溫度 ( )土壤土壤長長 江、江、黃黃 河流河流域域

5、棉區(qū)棉區(qū)2740 180260 5001200 1115 36 以下以下沖積土沖積土 為主為主美國主美國主 要植棉要植棉 帶帶2537 200260 7001250 15 2629 沖積土沖積土 為主為主一、引種一、引種4 4、緯度、海拔、品種習(xí)性、緯度、海拔、品種習(xí)性 （二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中應(yīng)注意的問題4溫度溫度：一般在北半球，高緯度地區(qū)溫度低于：一般在北半球，高緯度地區(qū)溫度低于低緯度地區(qū)，高海拔地區(qū)溫度低于平原地區(qū)。低緯度地區(qū)，高海拔地區(qū)溫度低于平原地區(qū)。光照光照： 在北半球，從春分到秋分，高緯度地在北半球，從春分到秋分，高緯度地區(qū)日照時數(shù)長于低緯度地區(qū)；從秋分到春分，區(qū)日照

6、時數(shù)長于低緯度地區(qū)；從秋分到春分，高緯度地區(qū)的日照時數(shù)短于低緯度地區(qū)。高緯度地區(qū)的日照時數(shù)短于低緯度地區(qū)。作物的發(fā)育特征作物的發(fā)育特征：根據(jù)作物對溫度、光照的：根據(jù)作物對溫度、光照的要求不同，可把一年生作物分成兩大類，即要求不同，可把一年生作物分成兩大類，即長長日低溫作物日低溫作物和和短日高溫作物短日高溫作物。一、引種一、引種表表1 1 緯度、作物的發(fā)育特征與引種的關(guān)系緯度、作物的發(fā)育特征與引種的關(guān)系 （二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中應(yīng)注意的問題4由南方引種由南方引種至北方至北方 由北方引種由北方引種至南方至南方短日高溫作物短日高溫作物 延遲成熟延遲成熟 提早成熟，株提早成熟，株 穗粒變小

7、穗粒變小長日低溫作物長日低溫作物 生育期縮短生育期縮短生育期延長，生育期延長， 營養(yǎng)器官加大營養(yǎng)器官加大一、引種一、引種5 5、其他自然和生產(chǎn)條件、其他自然和生產(chǎn)條件 對耕作制度的影響以及對病蟲對耕作制度的影響以及對病蟲害的抗性等。害的抗性等。 （二）引種中應(yīng)注意的問題（二）引種中應(yīng)注意的問題5（三）引種的工作環(huán)節(jié)（三）引種的工作環(huán)節(jié)1 1、引種目標(biāo)的確定：要引什么樣的品種，、引種目標(biāo)的確定：要引什么樣的品種，與當(dāng)?shù)貤l件適應(yīng)，解決問題。與當(dāng)?shù)貤l件適應(yīng)，解決問題。 2 2、引種材料的收集。、引種材料的收集。 3 3、引種試驗(yàn)：引種必須經(jīng)過試驗(yàn)，這是、引種試驗(yàn)：引種必須經(jīng)過試驗(yàn)，這是育種工作育種工

8、作 者對引種工作必須牢牢掌握者對引種工作必須牢牢掌握的原則。的原則。 （三）引種的工作環(huán)節(jié)（三）引種的工作環(huán)節(jié)4 4、檢疫工作：、檢疫工作： 引種常是病蟲害和雜草傳播的重要引種常是病蟲害和雜草傳播的重要途徑，很有可能同時帶進(jìn)本國或本地區(qū)途徑，很有可能同時帶進(jìn)本國或本地區(qū)所沒有的病蟲和雜草，以致后患無窮。所沒有的病蟲和雜草，以致后患無窮。 矮腳南等品種引入使白葉枯病成了矮腳南等品種引入使白葉枯病成了長江流域稻區(qū)生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。長江流域稻區(qū)生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。二、系統(tǒng)育種二、系統(tǒng)育種（一）系統(tǒng)育種的概念（一）系統(tǒng)育種的概念 Line breeding, Line breeding,直接從自然變異中直接

9、從自然變異中進(jìn)行選擇并通過比較試驗(yàn)選育新品進(jìn)行選擇并通過比較試驗(yàn)選育新品種的途徑。種的途徑。此方法主要用于自花授粉作物、常異交此方法主要用于自花授粉作物、常異交作物和無性繁殖作物。作物和無性繁殖作物。（二）系統(tǒng)育種的特點(diǎn)：（二）系統(tǒng)育種的特點(diǎn)：11. 優(yōu)中選優(yōu)，連續(xù)選出新品種：優(yōu)中選優(yōu)，連續(xù)選出新品種： 一個較純的品種在廣大地區(qū)長期栽培過程一個較純的品種在廣大地區(qū)長期栽培過程中，產(chǎn)生新的變異，進(jìn)行選擇育成新品種，中，產(chǎn)生新的變異，進(jìn)行選擇育成新品種，新品種又不斷變異，為進(jìn)一步的選擇提供了新品種又不斷變異，為進(jìn)一步的選擇提供了材料。材料。 例：鄱陽早例：鄱陽早南特號南特號南特南特 16 16 號

10、號矮腳矮腳南南 特特青子金早青子金早 （二）系統(tǒng)育種的特點(diǎn)：（二）系統(tǒng)育種的特點(diǎn)：22. 簡便快速：簡便快速： 立足于選：省去人工創(chuàng)造變異的環(huán)節(jié)；立足于選：省去人工創(chuàng)造變異的環(huán)節(jié)； 純合快：所選個體一般為同質(zhì)結(jié)合；純合快：所選個體一般為同質(zhì)結(jié)合； 推廣應(yīng)用快：只在原推廣品種基礎(chǔ)中選推廣應(yīng)用快：只在原推廣品種基礎(chǔ)中選改進(jìn)了部分性狀，適應(yīng)性強(qiáng)。改進(jìn)了部分性狀，適應(yīng)性強(qiáng)。 （二）系統(tǒng)育種的特點(diǎn)：（二）系統(tǒng)育種的特點(diǎn)：33. 有一定局限性：有一定局限性： 依靠自然變異，不能有目的的創(chuàng)新；依靠自然變異，不能有目的的創(chuàng)新； 個別性狀上改進(jìn)，綜合性狀上較難突個別性狀上改進(jìn)，綜合性狀上較難突破；破； （三）系

11、統(tǒng)育種的程序（三）系統(tǒng)育種的程序三、雜交育種三、雜交育種（一）雜交育種的概念（一）雜交育種的概念（二（二）雜交育種的遺傳學(xué)原理雜交育種的遺傳學(xué)原理（三）親本選配的原則（三）親本選配的原則（四）雜交的組合方式（四）雜交的組合方式（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇（六）雜交育種的程序（六）雜交育種的程序（一）雜交育種的概念（一）雜交育種的概念 Cross breeding, 是通過不同親本間的是通過不同親本間的雜交在后代中創(chuàng)造變異并從中選育新品雜交在后代中創(chuàng)造變異并從中選育新品種的方法。種的方法。 雜交育種的目的是將兩個或多個親本的理想基因整合到同一個品種中。雜交種目前占我國推廣品種的雜交種

12、目前占我國推廣品種的50%以上以上。（二（二）雜交育種的遺傳學(xué)原理雜交育種的遺傳學(xué)原理1、 基因重組綜合雙親優(yōu)良性狀基因重組綜合雙親優(yōu)良性狀 早熟早熟 不抗病不抗病 AAbb 晚熟晚熟 抗病抗病 aaBBAaBbA-B-(AABB) Aabb aaBB aabb（二（二）雜交育種的遺傳學(xué)原理雜交育種的遺傳學(xué)原理2、基因互作產(chǎn)生新的性狀基因互作產(chǎn)生新的性狀 感病品種感病品種 感病品種感病品種 RRss rrSSRrSsR-S- RRss rrSS rrss9抗抗 : 7感感（二（二）雜交育種的遺傳學(xué)原理雜交育種的遺傳學(xué)原理3、基因積累產(chǎn)生超親性狀基因積累產(chǎn)生超親性狀 早熟早熟 早熟早熟 Aabb

13、 aaBBAaBbA-B- AAbb aaBB aabb更早更早 早早 晚晚 9： 6： 1（三）親本選配的原則（三）親本選配的原則除了根據(jù)育種目標(biāo)選擇親本之外，還應(yīng)遵除了根據(jù)育種目標(biāo)選擇親本之外，還應(yīng)遵守以下原則：守以下原則：1.1.親本的優(yōu)點(diǎn)多，缺點(diǎn)少，且優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)親本的優(yōu)點(diǎn)多，缺點(diǎn)少，且優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。數(shù)量性狀的微效基因具有累加效應(yīng)，雜交數(shù)量性狀的微效基因具有累加效應(yīng)，雜交后代的平均值往往介于兩個親本之間。后代的平均值往往介于兩個親本之間。2.2. 親本的遺傳差異較大。親本的遺傳差異較大。不同遺傳基礎(chǔ)的親本雜交后代將出現(xiàn)豐富不同遺傳基礎(chǔ)的親本雜交后代將出現(xiàn)豐富的遺傳變異。的遺傳變異。（三）親

14、本選配的原則（三）親本選配的原則具有不同的遺傳基礎(chǔ)和優(yōu)缺點(diǎn)，雜交后，具有不同的遺傳基礎(chǔ)和優(yōu)缺點(diǎn)，雜交后，分離范圍廣，會出現(xiàn)很多的變異類型或產(chǎn)生分離范圍廣，會出現(xiàn)很多的變異類型或產(chǎn)生超親類型。超親類型。雙親產(chǎn)生在不同的生態(tài)條件下，雜交后，雙親產(chǎn)生在不同的生態(tài)條件下，雜交后，容易出現(xiàn)適應(yīng)性好、適應(yīng)范圍廣的后代。容易出現(xiàn)適應(yīng)性好、適應(yīng)范圍廣的后代。有可能引進(jìn)當(dāng)?shù)貨]有的新種質(zhì)，克服當(dāng)?shù)赜锌赡芤M(jìn)當(dāng)?shù)貨]有的新種質(zhì)，克服當(dāng)?shù)夭牧系娜秉c(diǎn)。材料的缺點(diǎn)。親本的遺傳差異大，后代的雜種優(yōu)勢就大，親本的遺傳差異大，后代的雜種優(yōu)勢就大，出現(xiàn)的變異類型就多，選擇的機(jī)會就多。出現(xiàn)的變異類型就多，選擇的機(jī)會就多。（三）親本選

15、配的原則（三）親本選配的原則3.3. 親本的一般配合力較高。親本的一般配合力較高。親本的一般配合力取決于遺傳基礎(chǔ)，與親本的一般配合力取決于遺傳基礎(chǔ)，與親本的自身性狀的好壞有一定的關(guān)系但親本的自身性狀的好壞有一定的關(guān)系但又不完全一致；特殊配合力的大小與雙又不完全一致；特殊配合力的大小與雙親的遺傳差異有關(guān)，主要表現(xiàn)在親的遺傳差異有關(guān)，主要表現(xiàn)在F1F1代。代。4 4. . 用當(dāng)?shù)赝茝V品種作為親本之一。用當(dāng)?shù)赝茝V品種作為親本之一。生態(tài)適應(yīng)、綜合性狀、做母本。生態(tài)適應(yīng)、綜合性狀、做母本。 （四）雜交的組合方式（四）雜交的組合方式1.1. 單交（單交（single crosssingle cross）:

16、 :即兩個親即兩個親本成對雜交，用本成對雜交，用A A* *B B或或A/BA/B表示。表示。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 只進(jìn)行一次雜交，簡單易行。只進(jìn)行一次雜交，簡單易行。 分離時間短，穩(wěn)定的快。分離時間短，穩(wěn)定的快。 雜交的數(shù)量和后代群體規(guī)模小。雜交的數(shù)量和后代群體規(guī)模小。（四）雜交的組合方式（四）雜交的組合方式2.2.復(fù)交（復(fù)交（multiple crossmultiple cross）：）：指多指多個親本之間的雜交。個親本之間的雜交。復(fù)交復(fù)交三交三交 （AB）C A/B/C雙交雙交 （AB）（）（CD） A/B/C/D （AB）（）（AC） A/B/A/C四交四交 （AB）CD A/B/C/3/D五

17、交五交 （AB）CDE A/B/C/3/D/4/E聚合雜交聚合雜交 （AB）（）（CD）（EF）（）（GH）（四）雜交的組合方式（四）雜交的組合方式特點(diǎn)：特點(diǎn)：遺傳基礎(chǔ)豐富。遺傳基礎(chǔ)豐富。分離早，分離時間長，類型多。分離早，分離時間長，類型多。雜交的數(shù)量和后代群體規(guī)模相對大雜交的數(shù)量和后代群體規(guī)模相對大一般用當(dāng)?shù)赝茝V品種或優(yōu)點(diǎn)較多的品種作一般用當(dāng)?shù)赝茝V品種或優(yōu)點(diǎn)較多的品種作為最后一次雜交的親本，以增加該親本性為最后一次雜交的親本，以增加該親本性狀在雜種后代遺傳中的比重。狀在雜種后代遺傳中的比重。（四）雜交的組合方式（四）雜交的組合方式3.3.回交（回交（back crossback cross

18、） (A (A* *B)B)* *B B或（或（A A* *B B）* *A A：指兩個親本的指兩個親本的雜交后代再與親本之一重復(fù)雜交。用來雜交后代再與親本之一重復(fù)雜交。用來重復(fù)雜交的親本稱為重復(fù)雜交的親本稱為輪回親本輪回親本( (recurrent parent)recurrent parent)。（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇1.1. 系譜選擇系譜選擇（pedigree pedigree selectionselection）法：用于質(zhì)量性狀法：用于質(zhì)量性狀效果較好，用于數(shù)量性狀易丟失效果較好，用于數(shù)量性狀易丟失有利基因。有利基因。（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇自雜種第

19、一次分離世代自雜種第一次分離世代( (單交單交F F2 2復(fù)交復(fù)交F F1 1) )開始選株，開始選株，分別種成株行，每株行成為一個系統(tǒng)分別種成株行，每株行成為一個系統(tǒng)（株系），（株系），以后各世代在優(yōu)良系統(tǒng)中連續(xù)選單株，以后各世代在優(yōu)良系統(tǒng)中連續(xù)選單株，直到選出優(yōu)良一致系統(tǒng)，升級進(jìn)行產(chǎn)直到選出優(yōu)良一致系統(tǒng)，升級進(jìn)行產(chǎn)量試驗(yàn)。量試驗(yàn)。在選擇過程中，各世代都給以系統(tǒng)的在選擇過程中，各世代都給以系統(tǒng)的編號，以便查找系統(tǒng)史和血緣關(guān)系。編號，以便查找系統(tǒng)史和血緣關(guān)系。（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇2.2. 混合選擇混合選擇( (bulk selection)bulk selection)法：

20、需要較大的群體，但可以保法：需要較大的群體，但可以保留豐富的遺傳變異，不易丟失有留豐富的遺傳變異，不易丟失有利的數(shù)量性狀基因。利的數(shù)量性狀基因。（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇在雜種分離世代，按組合代代混合種在雜種分離世代，按組合代代混合種植，不選擇，植，不選擇，直到遺傳性趨于穩(wěn)定，純合個體達(dá)直到遺傳性趨于穩(wěn)定，純合個體達(dá)80%80%以上，選擇，以上，選擇，下年種成株系，選擇優(yōu)良株系，升級下年種成株系，選擇優(yōu)良株系，升級產(chǎn)量比較試驗(yàn)。產(chǎn)量比較試驗(yàn)。（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇對于質(zhì)量性狀和簡單遺傳的數(shù)量性狀，對于質(zhì)量性狀和簡單遺傳的數(shù)量性狀，系譜法早代選擇，能較早集中精力選

21、擇優(yōu)系。系譜法早代選擇，能較早集中精力選擇優(yōu)系?；旌戏ǜ叽x株，選擇數(shù)量大，后期工作量混合法高代選株，選擇數(shù)量大，后期工作量大，需要的年限也較長。大，需要的年限也較長?；旌戏ê拖底V法的比較：（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇系譜法對家系記載清楚，針對歷史表現(xiàn)系譜法對家系記載清楚，針對歷史表現(xiàn)評定取舍；評定取舍； 混合法混合法無法考證歷史，評無法考證歷史，評定取舍比較困難。定取舍比較困難。系譜法系譜法F F2 2起嚴(yán)格選株，中選率低，易丟起嚴(yán)格選株，中選率低，易丟失好類型；失好類型； 混合法混合法在同一個組合內(nèi)保在同一個組合內(nèi)保留多種類型，有更多的機(jī)會選到優(yōu)良的留多種類型，有更多的機(jī)會選到優(yōu)良的株系。株系。系譜法年年選擇，工作較繁瑣。系譜法年年選擇，工作較繁瑣。 混合法則比較簡單?；旌戏▌t比較簡單。（五）雜交后代的選擇（五）雜交后代的選擇3.3. 衍生系統(tǒng)衍生