常规杂交育种.docx

常规杂交育种基因型不同的类型间配子结合产生杂种 , 谓之杂交它是生物遗传变异的重要来源杂交的 遗传学基础是基因重组, 通过杂交途径获得新品种叫 杂交育种 （cross breeding） 本节知识要点：一、常规杂交育种的概念与意义二、常规杂交育种的杂交方式（一）两亲杂交1、 单交2、 回交（二） 多亲杂交1、 添加杂交2、 合成杂交三、 杂交亲本的选择与选配（一）亲本的选择1、亲本选择的意义2、亲本选择的原则（二）亲本的选配（三） 回交、多亲杂交亲本选配的特点四、 杂交技术（一） 杂交前的准备1、 制定杂交计划2、 亲本柱种机杂交花的培育选择（二） 隔离和去雄1、隔离2、去雄三）花粉的制备（四）授粉、标记和登记（五）套袋后的管理五、杂交后代的管理（一）杂种的培育（二）杂种的选择常规杂交育种 （conventional cross breeding） 也称组合育种, 是通过人工杂交, 把分散于不 同亲本上的优良性状组合到杂种中 , 对其后代进行多代培育选择, 获得基因型纯合或接近纯合 的新品种的育种途径根据杂交亲本亲缘关系的远近, 可分为近缘杂交和远缘杂交常规杂交育种一般是指不存 在杂交障碍的同一物种之内不同品种或变种之间的杂交。

远缘杂交是指种以上类型之间的杂交孟德尔的杂交试验奠定了杂交在育种中的重要地位由于杂交可以实现基因重组, 能分离出 更多的变异类型, 可为优良品种的选育提供更多的机会, 被植物育种家广泛采用通过这种途径 已选育了大量品种常规杂交育种一直是传统的重要的育种方式通过基因重组, 它可以用有利 位点代替不利位点（ 包括质量性状和数量性状）; 改善位点间的互作关系产生新性状; 打破不利 的连锁关系一）两亲杂交两亲杂交是指参加杂交的原始亲本只有两个如果只杂交一次叫做单交如果某一个亲本杂 交多次称为回交1. 单交（single cross）单交又叫成对杂交A X B示A为母本，B为父本单 交有正反交之分正反交是相对而言的 如A X B叫正交，则B X A为反交单交的方法 简便， 变异较易控制， 在常规杂交育种中普遍采用2. 回交 （backcross） 多次参加回交的亲本叫轮回亲本 （recurrent parent）， 只参加 一次杂交的亲本称作非轮回亲本 （nonrecurrent parent） 如大花型的麝香石竹与花色丰富的 中国石竹杂交， 因 F1 花型不够大， 就与廓香石竹进行回交， 取得了花型较大的回交后代。

杂种 一代与亲本回交的后代为回交一代，记作BC1（或BCF1）, BC1再与轮回亲本回交，其后代为BC2 或bc2Fi, BC1自交一代叫BCiF2杂种一代无论与哪个亲本杂交都叫回交一代叫多次回交 使回交后代的性状与轮回亲本基本一致, 这种回交叫饱和回交从回交后代可培育轮回亲本的近 等基因系 (near isogenic lines) 回交可以增加杂种后代内具有轮回亲本性状个体的比率随着回交世代的增加, 后代中纯合体的比率与自交一样都按下式增加：[(2r — 1)/2] n式中r为回交世代数；n为杂合基因对 数自交后代中包含不同基因型的纯合体，如aabb X AABB的匚自交一代中纯合体的比率为：[(2r-1)/2]n =(1/2)2=1/4这 1/4 纯合体中包含 aaBB 、 AAbb 及两种亲本基因型 (aabb 、 AABB) 纯合体就某一 基因型的纯合体而言， 则为：[(2r-1)/2 ]n(1/2)n上例中某一基因型的纯合体为(1/4) (1/4)=1/16 回交可以增加杂种后代内具轮回亲本性状个体的比率在各对基因独立分配的情况下 ， F1 自交与回交造成后代内某种纯合基因型的频率差异 如表。

可见，涉及的基因数越多，回交与自交 后代群体内某种纯合基因型所占比率相差越大因此 ， 回交杂种分离世代种植的群体(二) 多亲杂交参加杂交的亲本为3或3个以上的杂交叫多亲杂交(multiple cross),又称复合杂交或复 交根据亲本参加杂交的次序不同可分为添加杂交和合成杂交1. 添加杂交多个亲本逐个参与杂交的叫添加杂交每杂交一次， 加入一个亲本的性状添加的亲本越多， 杂种综合优良性状越多， 当然也可能综合不良性状， 这就需要选择但参与杂交的亲本也不宜太 多，否则育种年限会延长一般以 3-4 个亲本为宜添加杂交示意图2. 合成杂交参加杂交的亲本先两两配成单交杂种 , 然后将两个单交杂种杂交这种多亲杂交方式叫做合 成杂交（ 双杂交, 图2）若目标性状是隐性性状 , 应把单交杂种自交 , 从分离的 F2 中选出综 合性状优良且含目标性状的个体进行不同 F2 之间的杂交合成杂交示意图多亲杂交与两亲杂交相比 , 最大的优点是将分散于多数亲本上的优良性状综合于杂种中 ,丰富了杂种的遗传基础, 增加了变异类型, 为选育出适应性强, 综合经济性状优良的品种 , 提供了更多的机会冀蜜1 号（多亲杂交实例） 河北农业大学园艺系采用 多元复合杂交育成，河北农作物 品种审定委员会于 1988 年审定。

一）亲本的选择1.亲本选择的意义根据育种目标, 选用亲本是杂种后代性状形成的基础 , 亲本选用得如何直接影响到杂交育 种的效果如果亲本选得不好 , 则降低育种效率 , 或难以实现预期目标因此, 必须认真选择最 符合要求的原始材 料作亲本2. 亲本选择原则（1）从大量种质资源中精选亲本首先应该尽可能多地搜集资源 , 然后从中精选具有育种目标性状的材料作亲本2）尽可能选用优良性状多的种质材料作亲本 优良性状越多，需要改良完善的性状越少3）明确目标性状 , 突出重点目标性状要具体, 更重要的是要明确目标性状的构成性状 因为许多经济性状如产量、品质 等都可以分解成许多构成性状构成性状比由它们构成的综合性状的遗传更简单 , 更具可操作性, 选择效果更好在抗病育种中要明确抵抗的具体病害的种类和主次 （主抗和兼抗）, 生理小种（或 株系）, 期望达到的抗病水平 （病情指数）育种目标涉及的性状很多 , 要求所有性状均优良的材 料是不现实的在这种情况下只能根据育种目标 , 突出主要性状4）重视选用地方品种 地方品种是当地长期自然选择和人工选择的产物，对当地的自然条件和栽培条件都有良好的 适应性, 也适合当地的消费习惯。

用它们做亲本选育的品种对当地条件适应性强 , 容易在当地推 广因为很多园艺植物产品受欢迎的程度与当地的消费或欣赏习惯有很大的关系 如华南人偏爱 无刺瘤、短棒状的黄瓜 , 北方人喜欢有刺瘤 , 长条形黄瓜等5）用一般配合力高的材料作亲本 一般配合力是指某一亲本品种或品系与其它品种或品系杂交的全部组合的平均表现 它主要 决定于可以固定遗传的加性效应一般配合力高，反映了杂种后代的表现受亲本性状值的影响较 大但是一般配合力高低目前还不能根据亲本性状的表现估算 , 只能根据杂种的表现来判断三、杂交亲本的选择与选配（二）亲本的选配亲本的选配是指从入选的亲本中选用哪些亲本配组杂交多亲杂交时 , 应确定采取添加杂交 还是合成杂交合成杂交时 , 应确定哪两个亲本先配成单交种 , 然后再用它们配组杂交亲本选 配得当, 可以提高育种效率亲本选配的原则主要有：1. 父母本性状互补性状互补是指父本或母本的缺点能被另一方的优点弥补 配组亲本双方可以有共同的优点 , 而且愈多愈好但不允许有共同的缺点，特别是难以改进的缺点亲本性状互补, 后代并非完全表现优亲的性状数量性状, 杂种往往难以超过大值亲本 （优 亲）, 甚至连中亲值都达不到。

如小果、抗病的番茄与大果不抗病的番茄杂交 , 杂种一代的果实 重量多接近于双亲的几何平均值，而不是算术平均值 因此要选育大果抗病的品种 , 必须避免 选用小果亲本2. 选用不同生态型的亲本配组 近年来国内在甜瓜育种中，利用大陆性气候生态群和东亚生态群的品种间杂交育成了一批 优质、高产、抗病、适应性广的新品种 , 使厚皮甜瓜的栽培区由传统的大西北东移到华北各地3. 用经济性状优良遗传差异大的亲本配组在一定的范围内, 亲本间的遗传差异愈大, 后代中分离出的变异类型愈多 , 选出理想类 型的机会愈大4. 以具有较多优良性状的亲本作母本为了使胞质基因控制的有用性状也得到充分利用 , 一般应以具有较多优良性状的亲本作母 本, 只具少数特殊优良性状的材料作父本在实际育种工作中 , 用栽培品种与野生类型杂交时 , 一 般用栽培品种作母本外地品种与本地品种杂交时 , 一般用本地品种作母本5. 借鉴前人的经验 前人所得出的成功经验可以反映所用亲本材料具有较高的一般配合力6. 繁殖器官的能育性和结实性用雌性器官发育正常和结实性好的材料作母本用雄性器官发育正常 , 花粉量多的材料作父 本7. 开花期如果两个亲本的花期不遇 , 则用开花晚的材料做母本 , 开花早的材料做父本。

因为花粉可在 适当的条件下贮藏一段时间 , 等到晚开花亲本开花后授粉以上只是一般的指导原则由于园艺植物的种类多 , 性状多, 群体小, 至今仍有很多园艺植 物的许多性状的遗传规律尚不清楚只能通过大量地配制杂交组合 , 来增加选出优良品种的机 会三）回交、多亲杂交亲本选配的特点1. 回交的亲本选配特点在回交中除了要遵循亲本选配的一般原则外 ,还要根据回交自身的特点 , 考虑以下原则:（1）轮回亲本的综合性状优良，而且使用寿命长 回交后代的性状会逐渐趋向于轮回亲本如果轮回亲本的综合性状 （ 大多数性状 ）不优良, 很难选出既具非轮回亲本的优良性状 , 其它经济性状也优良的个体2）非轮回亲本的目标性状很突出如要求改良的性状为抗某一种病害 , 非轮回亲本必须对这种病害高抗 , 甚至是免疫的目标 性状必须是单基因或少数基因控制的质量性状否则目标性状难以达到要求3）要求非轮回亲本的目标性状不要与不良性状紧密连锁或一因多效一因多效基因是无法把优良的目标性状与不良性状分开的 在一个连锁群中, 如果两个基因 位点连锁得太紧密则难以打破4）为了保持轮回亲本综合优良性状在回交后代中的强度 , 防止多代近交导致生活力衰 退, 可选用同类型的其它品种作轮回亲本 （ 改良回交 ）。

2. 多亲杂交的亲本选配特点多亲杂交的亲本选配除了应遵循前面所介绍的一般原则外 , 还应根据多亲杂交自身的特点 考虑1）添加杂交中先参加杂交的亲本对后代的影响较小 , 因此应使优良性状多的亲本及性状 的遗传力低的亲本较晚地参加杂交2） 隐性目标性状在杂结合状态时无法根据表型进行选择 , 通常须通过自交或互交 , 使隐 性目标性状不致在添加杂交过程中丢失四、杂交技术园艺植物的种类繁多 , 花器结构和授粉习性有很大的差异这里主要介绍共性的杂交技术环节一）杂交前的准备1. 制定杂交计划根据整个育种计划要求 , 育种对象的开花授粉习性 , 制定详细的杂交工作计划 包括杂交 组合数; 具体的杂交组合（是否进行正反交等 ）; 每个杂交组合杂交株数和每株杂交的花数等2. 亲本种株及杂交花的培育选择选择具有亲本典型特征特性的植株 , 用适当的栽培条件和管理技术 , 使植株发育健壮, 性 状充分表现， 以保证有足够数量的母本植株和杂交用花 , 并能获得充实饱满的杂交种子如果 种株生长瘦弱, 既会影响柱头接受花粉的能力以及父本花粉的生活力 , 也会影响杂交种子的发 育, 严重时得不到。