近亲繁殖和杂种优势优秀课件.ppt

第九章第九章 近亲繁殖与杂种优势近亲繁殖与杂种优势第一节　近亲繁殖及其遗传效应第一节　近亲繁殖及其遗传效应自交（自体受精或自花授粉）回交（父女或母子交配）全同胞交配（同父母的兄妹交配）半同胞交配（同父或同母的兄妹交配）表兄妹交配品种内交配品种间交配远缘杂交（种间或亲缘关系更远个体间的杂交）一、近交的概念一、近交的概念异异交交：：亲亲缘缘关关系系较较远远的的个个体体间间随随机机相相互互交配交配近交：亲缘关系相近的个体间交配近交：亲缘关系相近的个体间交配　　按亲缘关系远近程度，可分为：　　按亲缘关系远近程度，可分为：　　　　全同胞、半同胞、亲表兄妹　　　　全同胞、半同胞、亲表兄妹　　　　植物还有：自交、回交　　　　植物还有：自交、回交　　　　自交是最极端的方式　　　　自交是最极端的方式近亲繁殖和杂种优势优秀课件近亲繁殖的程度，用近亲繁殖的程度，用近交系数近交系数（（F F）来度量：）来度量：　　　　指指个个体体的的某某个个基基因因位位点点上上两两个个等等位位基基因因来来源源于于共共同祖先某个基因的概率同祖先某个基因的概率 F F = 0 = 0 ~ 1 1近亲繁殖和杂种优势优秀课件二、自交的遗传效应•（（1 1）导致杂合基因型的纯合）导致杂合基因型的纯合　　　杂合体通过自交导致后代基因分离，使后代　　　杂合体通过自交导致后代基因分离，使后代群体中的遗传组成迅速趋于纯合化。

群体中的遗传组成迅速趋于纯合化•（（2 2）淘汰有害隐性纯合体淘汰有害隐性纯合体　　　　如利用该点选育自交系　　　　如利用该点选育自交系•（（3 3）获得不同的纯合基因型获得不同的纯合基因型近亲繁殖和杂种优势优秀课件 世代自交代数基因型的比数杂合体（Aa）纯合体（AA+aa）比数％比数％F10Aa1100%00F211/4 AA 1/2 Aa 1/4 aa1/21/21=50%1/21-1/21=50%F323/8 AA 1/4 Aa 3/8 aa1/41/22=25%3/41-1/22=75%F437/16 AA 1/8 Aa 7/16 aa1/81/23=12.5%7/81-1/23=87.5%F5415/32 AA 1/16 Aa 15/32 aa1/161/24=6.25%15/161-1/24=93.75%………………Fn+1n1/2n→01-1/2n→100%表9-1　一对杂合基因（Aa）连续自交的后代基因型比例的变化近亲繁殖和杂种优势优秀课件•设有设有n n对异质基因，自交对异质基因，自交r r代代• 　　　　1•则则 纯合体频率纯合体频率：：X= (1 - )n•　　　　　　 2r　　　　•　　X＝[1+(2r-1)]n×(1/2)nr•应用上述公式必须具备应用上述公式必须具备2 2个条件：个条件：　　（　　（1 1）各对基因独立遗传；）各对基因独立遗传；　　（　　（2 2）各种基因型后代繁殖能力相同。

各种基因型后代繁殖能力相同近亲繁殖和杂种优势优秀课件基因对数与自交后代纯合率近亲繁殖和杂种优势优秀课件回交：杂种后代与其两个亲本之一的再次交配回交：杂种后代与其两个亲本之一的再次交配 甲甲× 乙乙 甲：非轮回亲本甲：非轮回亲本 ↓ 乙：轮回亲本乙：轮回亲本(♂♂) F1× 乙乙 ↓ BC1×乙乙 ↓ BC2×乙乙 ↓↓ …… 三、回交的遗传效应三、回交的遗传效应近亲繁殖和杂种优势优秀课件世代交配方式基因型频率AAAaPAA×aaF1Aa×AABC1(1/2 AA+1/2 Aa)×AA1/21/2BC2(3/4 AA+1/4 Aa)×AA3/41/4BC3(7/8 AA+1/8 Aa)×AA7/81/8BC4(15/16 AA+1/16 Aa)×AA15/161/16………BCn1-(1/2)n(1/2)n表9-2　回交后代的遗传组成近亲繁殖和杂种优势优秀课件回交也能使回交后代基因型纯合，但是回交也能使回交后代基因型纯合，但是（（1 1））纯纯合合基基因因型型严严格格受受轮轮回回亲亲本本的的控控制制，，1 1种种纯纯合合基基因型；而自交是因型；而自交是2 2n n种纯合基因型。

种纯合基因型2 2）纯合率同样用：）纯合率同样用： 1 1 纯合体频率纯合体频率:X= ( 1 - ):X= ( 1 - )n n 2 2r r近亲繁殖和杂种优势优秀课件但是，纯合率包含的内容不同但是，纯合率包含的内容不同自交后代每一种基因型的纯合率为：自交后代每一种基因型的纯合率为： 1 1 (1 - )n × × ( )n 2r 2回回交交后后代代最最后后只只有有一一种种接接近近轮轮回回亲亲本本的的纯纯合合基基因因型型，，纯纯合率为：合率为： 1 (1 - )n 2r 因因此此，，回回交交在在基基因因型型纯纯合合进进度度上上大大于于自自交交，，一一般般回回交交5-65-6代即可代即可。

近亲繁殖和杂种优势优秀课件连续回交及其遗传效应近亲繁殖和杂种优势优秀课件第二节　纯系学说•(一)、约翰生的菜豆粒重遗传试验•(二)、纯系学说的内容•(三)、 纯系学说的意义•(四)、 纯系学说的发展近亲繁殖和杂种优势优秀课件19个株系内6年连续选择(一)、约翰生的菜豆粒重遗传试验近亲繁殖和杂种优势优秀课件(二)、纯系学说的内容•纯系与纯系学说：–约翰生把菜豆这类严格自花授粉植物一个植株的后代(株系)称为纯系，即：纯系是一个基因型纯合个体的自交后代(株系)，且后代群体基因型也是纯一的并认为：1.自花授粉植物天然混杂群体，可以(选择)分离出许多纯系因此，在一个混杂群体内选择是有效的2.纯系内个体间差异由环境影响造成，不能遗传所以在纯系内继续选择是无效的•基因型和表现型也是由约翰生根据上述试验提出的近亲繁殖和杂种优势优秀课件(三)、 纯系学说的意义•理论意义：–区分了遗传变异和不可遗传变异，指出选择遗传变异的重要性，并对遗传、环境及其与个体发育性状表现关系研究起了很大推动作用•实践意义：–直接指导自花授粉植物的育种，即：可以在混杂群体(如地方品种群体)内进行单株选择得到不同的纯系；但在纯系中继续选择无效。

近亲繁殖和杂种优势优秀课件(四)、 纯系学说的发展1. 纯系的纯是相对的、暂时的纯系繁育过程中，由于突变、天然杂交和机械混杂等因素必然会导致纯系不纯–应用：良种繁育工作中，要保持品种纯度，必须注意防止机械混杂、作好去杂工作2. 纯系内继续选择可能是有效的纯系中可能由于突变、天然杂交等产生新的遗传变异，也可能出现更优个体–应用：优良品种内继续选择(优中选优)是自花授粉植物系统育种的理论依据近亲繁殖和杂种优势优秀课件第三节　杂种优势第三节　杂种优势•一、杂种优势的表现一、杂种优势的表现　杂种优势：两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等上优越于双亲的现象杂种优势所涉及的性状大都为数量性状近亲繁殖和杂种优势优秀课件如果杂种的性状表现超过双亲的均值，这种优势称为中亲优势中亲优势在实际育种中常使用超亲优势超亲优势，即超越优亲的杂种优势 F F1 1- MP - MP 中亲优势（中亲优势（% %））= ×100%= ×100% MP MP F F1 1- HP - HP 中亲优势（中亲优势（% %））= ×100%= ×100% HP HP近亲繁殖和杂种优势优秀课件杂种优势表现类型杂种优势表现类型营养型：杂种营养体发育较旺营养型：杂种营养体发育较旺生殖型：生殖器官发育较盛生殖型：生殖器官发育较盛适应型：杂种对外界不良环境适应能力较强适应型：杂种对外界不良环境适应能力较强近亲繁殖和杂种优势优秀课件杂种优势表现特点杂种优势表现特点①①不不是是某某一一二二个个性性状状单单独独表表现现突突出出，，而而是是许许多多性性状状综综合合表表现现突出。

如产量突出如产量②②杂杂种种优优势势的的大大小小，，取取决决于于双双亲亲性性状状间间的的相相对对差差异异和和相相互互补补充③③杂种优势的大小与双亲基因型的高度纯合有关杂种优势的大小与双亲基因型的高度纯合有关 单交种、双交种、品种间单交种、双交种、品种间④④杂种优势大小与环境条件有关杂种优势大小与环境条件有关F F1 1表现杂种优势，表现杂种优势，F F2 2出现出现衰退现象衰退现象，，因为因为F F2 2会出现性状分离会出现性状分离近亲繁殖和杂种优势优秀课件二、杂种优势的遗传假说二、杂种优势的遗传假说•(1)显性假说　　　杂交亲本的有利性状大都由显性基因控制，不利性状大都由隐性基因控制通过杂交，使双亲的显性基因全部集中在杂种里，杂种优势是由于双亲的有利显性基因全部聚集在杂种里所引起的互补作用的结果近亲繁殖和杂种优势优秀课件•Jones（1917）又提出了显性连锁基因假说作了补充解释，认为一些显性基因与一些隐性基因位于各个同源染色体上，形成一定的连锁关系而且控制某些有利性状的显性基因是非常多的，即n很大时，则F2将不是偏态分布而是正态分布了 近亲繁殖和杂种优势优秀课件例：两个玉米自交系杂交近亲繁殖和杂种优势优秀课件（二）超显性假说•也称等位基因异质结合假说，由Shull（1908）首先提出。

这个假说的基本论点是：杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的相互作用的结果等位基因间没有显隐性关系，杂合的等位基因间相互作用大于纯合等位基因间的作用 近亲繁殖和杂种优势优秀课件例：两个玉米自交系杂交近亲繁殖和杂种优势优秀课件（三）基因效应与杂种优势•1、基因的加性效应　　显性假说主要指非等位基因的加性效应•2、显性效应　　超显性假说实际上是由显性效应所致的杂种优势而言的•3、互作效应（上位性效应）　　非等位基因间的相互作用即上位性效应对杂种优势具有明显影响，即上位性假说 近亲繁殖和杂种优势优秀课件（四）杂种优势的分子机理•杂种优势形成与杂种和亲本基因表达差异有关•杂种优势的形成是因为对杂种优势具有正效应基因的表达和具有负效应基因的抑制所造成的近亲繁殖和杂种优势优秀课件第四节　近亲繁殖与杂种优势在育种上的利用第四节　近亲繁殖与杂种优势在育种上的利用 一、近亲繁殖在育种上的利用一、近亲繁殖在育种上的利用　主要作用：通过近亲繁殖，使其异质基因分离，从而导致基因型的纯合，使其后代群体具有相对纯合的基因型，形成通常所指的纯系 近亲繁殖和杂种优势优秀课件二、杂种优势在育种上的利用二、杂种优势在育种上的利用　　　在农业生产上，杂种优势的利用已经成为提高产量和改进品质的重要措施之一。

　1、无性繁殖植物　2、有性繁殖植物　（1）杂交亲本的纯合性和典型性 　（2）亲本杂交组合的选配　（3）杂交制种技术（去雄和授粉）需要简便易行，同时种子繁殖系数要高近亲繁殖和杂种优势优秀课件三、杂种优势的固定三、杂种优势的固定（一）无性繁殖法　　无性繁殖被看成是固定杂种优势的途径之一 （二）无融合生殖法（三）多倍体法　　通过“双二倍体”的获得也是有效固定杂种优势的可能途径之一四）平衡致死法近亲繁殖和杂种优势优秀课件（五）人工种子近亲繁殖和杂种优势优秀课件本章重点•自交和回交的遗传效应•纯系学说内容与意义•杂种优势的概念与表现特点•杂种优势解释假说•杂种优势的固定近亲繁殖和杂种优势优秀课件。