園林植物育種學(xué)：第八章 雜種優(yōu)勢(shì)利用

1、第8章 雜交優(yōu)勢(shì)育種曼 佗 羅本章提要雜種優(yōu)勢(shì)概念雜種優(yōu)勢(shì)的度量方法雜種優(yōu)勢(shì)早期預(yù)測(cè)與固定雜種種子生產(chǎn)8.1 雜種優(yōu)勢(shì)的概念和應(yīng)用概況 8.1.1 雜種優(yōu)勢(shì)的概念 8.1.1.1 雜種優(yōu)勢(shì)的概念：兩個(gè)不同基因型的親本雜交所產(chǎn)生的F1植株在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖能力、抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面優(yōu)于雙親的現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢(shì)。 自交衰退：異花授粉植物一般自交后都會(huì)發(fā)生不同程度的衰退。8.1.1.2 雜種優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)雜種優(yōu)勢(shì)不是一兩個(gè)性狀單獨(dú)地表現(xiàn)突出，而是許多性狀綜合地表現(xiàn)優(yōu)良。雜種優(yōu)勢(shì)的大小，取決于雙親的遺傳差異和互補(bǔ)程度。親本基因型的純合程度不同，雜種優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)弱也不同。雜種優(yōu)勢(shì)在F1代表現(xiàn)最明顯，F(xiàn)2代

2、以后逐漸減弱。8.1.1.3 雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)形式營(yíng)養(yǎng)型：表現(xiàn)為雜種第一代營(yíng)養(yǎng)體發(fā)育旺盛，植物的根系發(fā)達(dá)，莖葉生長(zhǎng)繁茂，營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)。生殖型：表現(xiàn)為雜種第一代生殖器官發(fā)育較強(qiáng)，植物開花多，果實(shí)及種子產(chǎn)量高，品質(zhì)好。適應(yīng)型：表現(xiàn)為雜種第一代有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在抵抗不良環(huán)境、抵抗病蟲害方面超過雙親。 8.1.2 雜交優(yōu)勢(shì)育種概念 利用植物的雜種優(yōu)勢(shì)，選用合適的雜交親本，通過特定的育種程序和制種技術(shù)培育超親品種的育種方法稱優(yōu)勢(shì)雜交育種，簡(jiǎn)稱優(yōu)勢(shì)育種。優(yōu)勢(shì)雜交育種與常規(guī)雜交育種的比較優(yōu)勢(shì)雜交育種常規(guī)雜交育種相同點(diǎn)都需要選配親本，進(jìn)行有性雜交不同點(diǎn)先使親本自交純化，后使純化的自交系雜交獲得雜種F1用于生

3、產(chǎn)（先純后雜）先進(jìn)行親本的雜交，后使雜種后代純化成為定型的品種用于生產(chǎn)（先雜后純）需要專設(shè)親本繁殖區(qū)和制種田8.1.3 雜種優(yōu)勢(shì)利用的概況沙爾于1914年首次提出“雜種優(yōu)勢(shì)”概念。園林植物鵝掌楸屬、泡桐屬、松屬、楊屬等已育成雜種優(yōu)勢(shì)種類。8.1.4 影響雜種優(yōu)勢(shì)的因素雜交親本的純合性雜交親本間的差異雜交組合的方式8.2 雜種優(yōu)勢(shì)的機(jī)理顯性假說：認(rèn)為優(yōu)勢(shì)來源于等位基因的顯性效應(yīng)和位點(diǎn)間顯性效應(yīng)的累加作用，顯性基因?qū)ιL(zhǎng)有利，隱性基因?qū)ιL(zhǎng)無利或不利。超顯性假說：認(rèn)為等位基因之間有超過顯隱性關(guān)系的互作效應(yīng)。還認(rèn)為非等位基因之間也存在超過累加作用的互作效應(yīng)。 8.3 雜種優(yōu)勢(shì)的衡量方法：平均優(yōu)勢(shì)：通

4、常以雜種一代某一性狀超越雙親相應(yīng)性狀平均值的百分率表示稱平均優(yōu)勢(shì)。平均優(yōu)勢(shì)=（F1-雙親平均值）/雙親平均值*100%超親優(yōu)勢(shì)：超過較好親本值的百分率稱超親優(yōu)勢(shì)。超親優(yōu)勢(shì)=（F1-較好親本值）/較好親本值*100%超標(biāo)優(yōu)勢(shì)：超過對(duì)照品種值百分率稱超標(biāo)優(yōu)勢(shì)。超標(biāo)優(yōu)勢(shì)= （F1-對(duì)照品種值）/超標(biāo)品種值*100%8.4 雜種優(yōu)勢(shì)的早期預(yù)測(cè)和固定8.4.1 早期預(yù)測(cè)酵母測(cè)定法：利用親本和F1的浸出液對(duì)酵母生長(zhǎng)刺激作用上的差別，來分析預(yù)測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)。線粒體互補(bǔ)法：同工酶分析法分子生物方法8.4.2 雜種優(yōu)勢(shì)的固定染色體加倍法（雙二倍體法）無性繁殖無融合生殖法平衡致死法8.5 雜種優(yōu)勢(shì)利用的程序 8.5.

5、1 優(yōu)良自交系的選育 自交系是指從某品種的一個(gè)單株連續(xù)自交多代，結(jié)合選擇而產(chǎn)生的性狀整齊一致，遺傳性相對(duì)穩(wěn)定的自交后代系統(tǒng)。一個(gè)優(yōu)良的自交系應(yīng)該具備以下特性：配合力高；抗病性強(qiáng)；觀賞價(jià)值高；產(chǎn)量高；多數(shù)性狀是可遺傳的8.5.1.1 選育自交系的一般方法和步驟1 基礎(chǔ)材料的選擇：選用最新推廣的品種或優(yōu)良的地方品種。一般10個(gè)（基本株=S0）。2 選擇優(yōu)良的單株進(jìn)行自交：S1=50-200株3 逐代選擇淘汰：S2=20-100株4 配合力測(cè)定8.5.2 配合力測(cè)定配合力概念：作為親本雜交后代F1表現(xiàn)是否優(yōu)良的能力。一般配合力：一個(gè)親本自交系或品種在一系列的雜交組合中的產(chǎn)量的平均表現(xiàn)。特殊配合力：指

6、某特定組合的實(shí)際產(chǎn)量與根據(jù)雙親的一般配合力所預(yù)測(cè)的平均產(chǎn)量的差值。親本1234平均一般配合力59.28.99.08.58.90.068.49.18.78.28.6-0.379.09.49.68.89.2+0.389.19.39.28.89.1+0.298.88.89.08.28.7-0.2平均8.99.19.18.58.9一般配合力0+0.2+0.2-0.44個(gè)父本和5個(gè)母本的產(chǎn)量性狀（一般配合力）8.5.3 自交系間配組方式的確定單交種：指用兩個(gè)自交系配成的雜種一代。主要優(yōu)點(diǎn)：基因型雜合程度高；株間一致性強(qiáng)；制種程序簡(jiǎn)單。雙交種：有四個(gè)自交系先配成兩個(gè)單交種，再用兩個(gè)單交種配成用于生產(chǎn)的雜種

7、一代品種。三交種：先用兩個(gè)自交系配成單交種，再用另一個(gè)自交系與單交種雜交得到的雜交種品種。8.6 雜種種子生產(chǎn)8.6.1 人工去雄制種：對(duì)某些雌雄異株或同株異花授粉花卉和雌雄同花花卉可將父母本按適當(dāng)比例種植，利用人工拔除母本雄株，摘除母本雄花或人工去雄授粉等方法獲得一代雜種種子。8.6.2 利用苗期標(biāo)記性狀制種：在苗期容易目測(cè)，可以直接用來鑒別親本和雜種的植物學(xué)性狀叫苗期標(biāo)記性狀制種。標(biāo)記性狀應(yīng)具備兩個(gè)條件：植物學(xué)性狀必須在苗期就表現(xiàn)明顯差異，而且容易目測(cè)識(shí)別。這個(gè)性狀的遺傳表現(xiàn)必須穩(wěn)定。薔 薇8.6.3 化學(xué)去雄制種 利用化學(xué)去雄藥劑，噴灑母本植株，破壞雄性配子的正常發(fā)育或改變植物的性分化傾

8、向，達(dá)到去雄目的，再與相應(yīng)父本按適當(dāng)比例隔行種植生產(chǎn)一代雜種。天 門 冬8.7 雄性不育系及其利用8.7.1 利用雄性不育系制種的意義雄性不育概念：在兩性花植物中雄蕊敗育現(xiàn)象叫做雄性不育。產(chǎn)生雄性不育的原因有兩種：1雄蕊在發(fā)育中受到不良環(huán)境的影響或不適宜的生理?xiàng)l件造成的，不能遺傳。2受某些質(zhì)基因和核基因或由兩類基因共同決定的。能遺傳。8.7.2 雄性不育的遺傳類型細(xì)胞質(zhì)雄性不育類型細(xì)胞核雄性不育類型核質(zhì)互作雄性不育類型：有雄性不育細(xì)胞質(zhì)基因，細(xì)胞核內(nèi)還有純合不育隱性基因，兩種基因同時(shí)發(fā)生互作，才能表現(xiàn)雄性不育。 8.7.3 利用雄性不育系制種的方法和步驟利用質(zhì)核互作雄性不育系生產(chǎn)一代雜種種子：

9、必須三系配套。父本必須是恢復(fù)系。設(shè)立兩個(gè)隔離區(qū)。一個(gè)為雄性不育系和保持系繁殖區(qū)。另一個(gè)隔離區(qū)為制種田。8.8自交不親和系的選育和利用8.8.1自交不親和系的概念和意義自交不親和系的概念：具有自交不親和性的系統(tǒng)或品系叫自交不親和系。意義：可以節(jié)省人工去雄的勞力，降低種子生產(chǎn)成本，保證較高的雜種率。8.8.2自交不親和性的遺傳和生理機(jī)制 8.8.2.1自交不親和的遺傳機(jī)制： 當(dāng)雌雄性器官具有相同的基因時(shí)，交配不親和，雌雄雙方的基因不同時(shí)，交配能親和?；蚩刂频牟挥H和性可以分為兩類：配子體型不親和性孢子體型不親和性：8.8.2.2 自交不親和性的生理機(jī)制免疫學(xué)說：植物表現(xiàn)不親和時(shí)，從花粉管分泌出抗原，