論植物雜種優(yōu)勢利用中親本配合力改良

關于論植物雜種優(yōu)勢利用中親本配合力改良一.配合力概念二.改良方法

1.群體內(nèi)改良

2.群體間改良三.總結(jié)第2頁,共20頁，2024年2月25日，星期天一.配合力概念多年來的雜交試驗表明,親本本身的表現(xiàn)與其后代的表現(xiàn)并不一致,有些親本本身表現(xiàn)很好,但所產(chǎn)生的雜交后代并不理想;而有些親本本身并不優(yōu)越,但能從它們雜交后代分離出很優(yōu)良的個體或組合。因此,優(yōu)良品種并不一定是優(yōu)良的親本。這樣因親本交配組合不同表現(xiàn)了子代的差異,進而表明不同親本間有不同的組合能力,這種能力被稱為配合力,它是雜交組合中親本各性狀配合能力的一個指標。第3頁,共20頁，2024年2月25日，星期天配合力，指一個親本與另外的親本雜交后雜種一代的生產(chǎn)力或其他性狀指標的大小。配合力有兩種，即一般配合力（GCA）與特殊配合力（SCA）。一般配合力是指一個純系（自交系）親本與其他若干個品種（自交系）雜交后，其雜種一代在某個數(shù)量性狀上的平均表現(xiàn)。它是由基因的加性效應決定的，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的多少決定的，一個自交系所含的有利基因位點越多，其一般配合力越高，否則，一般配合力越低。第4頁,共20頁，2024年2月25日，星期天特殊配合力是指兩個特定親本所組配的雜交種的產(chǎn)量水平，又稱為某一特定組合F1的實測值與其雙親一般配合力得到的預測值之差。特殊配合力是由基因的非加性效應決定的，即受基因間的顯性，超顯性和上位性效應所控制，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。第5頁,共20頁，2024年2月25日，星期天一個雜交組合的優(yōu)劣,不僅取決于雙親的一般配合力效應,而且也取決于組合的特殊配合力效應,即F1代的表現(xiàn)應是各個性狀加性遺傳效應、顯性效應、上位效應等綜合作用的結(jié)果,因此用配合力總效應t.c.a.(t.c.a.=gi+gj+sij,gi、gj指一般配合力,sij指特殊配合力)的大小來衡量一個雜交組合的優(yōu)劣更為完全和合理。因此,只有2個親本的一般配合力效應值和組合特殊配合力效應值均為正向值,并且較高或中等時,組合的總配合力效應值才可能高;相反,只要有一方親本的一般配合力效應為負或組合特殊配合力較低時,都不會有較高的總配合力效應。第6頁,共20頁，2024年2月25日，星期天二改良方法1.群體內(nèi)改良方法A.混合選擇法:先進行單株選擇，次年用半分法種成穗行進行比較，然后根據(jù)穗行比較結(jié)果，將表現(xiàn)優(yōu)良德行的頂留種子進行混合繁殖，形成新的改良基礎群體。作用:就主要經(jīng)濟性狀配合力的改良效果而言，則混合選擇對一般配合力(GCA)的改良效果明顯大于對特殊配合力(SCA)的改良效果?；旌线x擇法適用于一些簡單遺傳性狀或主要受加性基因控制的性狀第7頁,共20頁，2024年2月25日，星期天B.輪回選擇半同胞輪回選擇:這是一種最為常用的群體改良方法。具體作法是，根據(jù)預定的遺傳改良目標，在被改良的基礎群體中，選擇100株以上的優(yōu)株自交，同時每個自交株又分別與測驗種進行側(cè)交，測驗種可為遺傳基礎比較復雜的品種，雙交種，綜合品種，復合品種，也可為遺傳基礎比較簡單的單交種和自交系或純合品系：測驗種的選擇，取決于育種方案及基因作用類型。第二年進行測交種比較試驗，經(jīng)產(chǎn)量及其他性狀鑒定后，選出10％左右表現(xiàn)最優(yōu)良的測交組合。第三年，將入選最優(yōu)測交組合的相對應自交株的種子(室內(nèi)保存)各取等量混合均勻后，播種于隔離區(qū)中，任其自由授粉和基因重組，形成第一輪回的改良群體。以后各個輪回改良按同樣方式進行(圖1)。第8頁,共20頁，2024年2月25日，星期天作用:國外研究表明，用遺傳基礎比較復雜的材料作測驗種，主要是改良群體的一般配合力(GCA)。例如，從堅稈綜合種(BSSS)第5輪和第6輪改良群體中選育出的玉米自交系氏和場的一般配合力，就顯著高于從堅稈綜合種原始群體中選育出的自交系B14和B37。而用遺傳基礎比較簡單或純合的材料作測驗種，則主要改良群體的特殊配合力(SCA)。若在同一輪次或不同輪次的改良中使用不同的自交系作為測驗種，則可以同時改良群體的GCA和SCA。第9頁,共20頁，2024年2月25日，星期天圖1輪回選擇基本模式原始群體（優(yōu)良自然群體或人工合成）第一年第二年第三年第四年選100以上優(yōu)株（S0）自交室內(nèi)妥善保存自交種子（S1）互交區(qū)第一輪改良群體（C1）以自交優(yōu)株與測驗種測交測交種×S0測交種比較試驗測交種×S0繼續(xù)在隔離區(qū)互交或開始第二輪選擇根據(jù)測交試驗選出10%優(yōu)系在隔離區(qū)進行自由授粉，獲得第一輪改良群體C1第10頁,共20頁，2024年2月25日，星期天

全同胞輪回選擇:這是一種同時對群體的雙親進行改良的輪回選擇方法。該方法具體作法是，根據(jù)一定的改良目標，在被改良群體中，選擇200株以上的優(yōu)良植株，并將這些優(yōu)良植株進行成對雜交(即S0×S0)，這樣就可獲得100個以上的成對雜交組合。第二年，利用半分法進行成對雜交組合的比較試驗，試驗中用原始群體作對照。經(jīng)產(chǎn)量及其他性狀鑒定后，從中選出約10％的最優(yōu)成對雜交組合。第三年，將入選優(yōu)良成對雜交組合預留種子取等量均勻混合后于隔離區(qū)播種，任其自由授粉、重組，形成第一輪回的改良群體。按同樣方式，可進行以后各個輪回的選擇。第11頁,共20頁，2024年2月25日，星期天作用:在某些群體中，全同胞輪回選擇的改良效果優(yōu)于半同胞輪回選擇和交互輪回選擇。四川農(nóng)業(yè)大學(1978，1990)對玉米群體改良效果的研究也表明，如以選擇周期計算效益，全同胞輪回選擇對群體自身產(chǎn)量的改良效果以及對群體多數(shù)經(jīng)濟性狀一般配合力和特殊配合力的改良效果也明顯優(yōu)于混合選擇。顯然，全同胞輪回選擇對群體的一般配合力和特殊配合力的改良都是有效的。第12頁,共20頁，2024年2月25日，星期天2.群體間改良方法半同胞相互輪回選擇:半同胞相互輪回選擇法的具體作法以玉米為例子說明：第—年，在兩個異源種質(zhì)群體(A、B)中，根據(jù)改良日標分別選優(yōu)株自交(一般選10D株以上)。同時，兩個群體又互為測驗種進行測交，即A群體的自交株與B群體的幾個隨機取樣的植株(一般為5株)進行測交，得BxAl，用同樣的方法得BXA2、B×A3、……、B×An以及A×B1、AXB2、A×B3、……、AxBn(如圖2所示)。自交穗單穗脫粒，同一測交組合的5穗等量取樣混合脫粒。第二年，分別進行A群體和B群體的測交組合比較試驗，試驗中用A、B兩個起始群體作對照。然后根據(jù)測交種的表現(xiàn)，在A群體和B群體中均選留10％左右的優(yōu)良測交組合。第三年，將入選優(yōu)良測交組合對應的自交株的種子各取等量，分A、B兩個群體各自混合均勻后，分別播于兩個隔離區(qū)中，任其自由授粉，隨機支配，形成第一輪回的改良群體AC1和BC1，如此循環(huán)，進行以后各輪的選擇(圖2)第13頁,共20頁，2024年2月25日，星期天圖2半同胞交互輪回選擇模式圖

S0第一年S1第一輪改良群體AC1開始第二輪選擇第二年測交種比較試驗第三年B×AS0A群體

選取優(yōu)株自交取得自交種子S0S1第一輪改良群體AC1開始第二輪選擇A×BS0測交種比較試驗B群體

室內(nèi)保存各自交系的種子以B（A）群體為測驗種對優(yōu)株分別進行測驗交形成第一輪改良群體經(jīng)測交種比較試驗選出的優(yōu)系之間進行互交經(jīng)測交種比較試驗選出的優(yōu)系之間進行互交，形成第一輪改良群體第14頁,共20頁，2024年2月25日，星期天全同胞相互輪回選擇:全同胞相互輪回選擇的前提是被改良的兩個群體中的各個單株必須為雙穗、因為同—株的一個果穗要用作自交留種，另一果穗要用作測交．故該法在群體改良中使用較少。其模式圖可見圖3.第15頁,共20頁，2024年2月25日，星期天以玉米為例，第一季：采用交互全同胞家系選擇的前提條件必須是雙穗類型玉米群體。在群體A中選擇雙穗植株，一穗自交，另一穗與群體B中優(yōu)株成對雜交，組配成全同胞家系(S0×S0)。收獲時分別收取自交穗(S1)和雜交種穗(S0×S0)。第二季；種植全同胞家系(S0×S0)進行產(chǎn)量鑒定；種植自交S1以便作雜交。首先確定最優(yōu)的S0×S0雜交織合，然后對最優(yōu)組合相應的自交S1代果穗作兩種處理，第一把同一群體的優(yōu)系輪交或自交授粉合成第一輪的改良群體；第二，把兩群體的優(yōu)系組成A×B……等單交種。至于各自的優(yōu)系也應繼續(xù)鑒定、選擇、優(yōu)中選優(yōu)，以形成新的優(yōu)系。第16頁,共20頁，2024年2月25日，星期天圖3全同胞相互輪回選擇一般程序原始群體A原始群體B其余種子S1其余種子S1第一輪再組合群體A第一輪再組合群體B其余種子S1其余種子S1第二輪再組合群體A第二輪再組合群體B鑒定S0×S0產(chǎn)生A×B單交組合鑒定S0×S0產(chǎn)生A×B單交組合第17頁,共20頁，2024年2月25日，星期天三.總結(jié)配合力是親本選取的重要指標之一,我們要獲得高配合力的親本最主要的方法是通過輪回選擇,無論是群體內(nèi)的輪回選擇或是群體間的輪回選擇都對配合力有著積極的影響,區(qū)別在于是對一般配合力起的作用大還是對特殊配合力起的作用大,測交種的選擇對于這個影響因素起著決定性的作用.一般遺傳基礎復雜的材料主要改良一般配合力,遺傳基礎簡單或純合的改良特殊配合力.第18頁,共20頁，2024年2月25日，星期天對于配合力這種群體效