試驗(yàn)八有性繁殖園藝植物雜種一代育種計(jì)劃制定醫(yī)藥衛(wèi)生

1/1試驗(yàn)八有性繁殖園藝植物雜種一代育種計(jì)劃制定-醫(yī)藥衛(wèi)生

試驗(yàn)八有性繁殖園藝植物的雜種一代育種方案制定

（設(shè)計(jì)試驗(yàn)）

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)利用所學(xué)雜種優(yōu)勢(shì)育種及相關(guān)章節(jié)的育種學(xué)問(wèn)，制定詳細(xì)育種方案，加深對(duì)所學(xué)學(xué)問(wèn)的理解。

二、試驗(yàn)原理

優(yōu)勢(shì)育種是先使親本純化為自交系，然后使純化的兩個(gè)自交系獲得雜種一代用于生產(chǎn)。當(dāng)然，親本也可為品種，但自交系間的F1優(yōu)于品種間雜交。雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)弱主要打算于親本自交系或品種的協(xié)作力。因此雜種一代的育種實(shí)際上包括兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的育種步驟：一是自交系選育，有些作物還包括不育系、保持系、自交不親和系等的選育；二是協(xié)作力測(cè)定，主要進(jìn)行自交系或品種的協(xié)作力測(cè)定，篩選優(yōu)良雜交組合。考慮到F1種子生產(chǎn)的難易，在雜種一代選育過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)親本繁殖和配制雜種有關(guān)性狀的選擇。

1、親本的選擇和選配

要緊緊圍繞育種目標(biāo)來(lái)選擇選配親本，要依據(jù)目標(biāo)性狀的遺傳規(guī)律，留意構(gòu)成重要經(jīng)濟(jì)性狀的各目標(biāo)性狀之間的互補(bǔ)和積加，盡量使親本的優(yōu)良性狀能在F1充分表現(xiàn)出來(lái)。親本的選擇選配應(yīng)從品種開(kāi)頭，然后，在選定親本品種選育自交系，這樣可以縮小自交系的選育范圍，削減以后的工作量。

2、自交系的選育

優(yōu)勢(shì)育種的關(guān)鍵在于選擇優(yōu)良的自交系。自花授粉作物的品種近似自交系，可直接利用基因型純合的品種作親本或從品種中經(jīng)過(guò)1～2代選擇獲得自交系；異花授粉作物應(yīng)當(dāng)首先選擇優(yōu)良品種或雜交種強(qiáng)制自交育成純度很高的自交系。當(dāng)選定作為親本的材料是地方品種時(shí)，需要采納系譜法，經(jīng)過(guò)連續(xù)4～6代的自交、分別選擇，獲得性狀整齊全都，遺傳性穩(wěn)定的純合自交系，然后再進(jìn)行雜交組合的選配；當(dāng)選定的親本材料已經(jīng)是一個(gè)自交系，但在個(gè)別性狀上表現(xiàn)不良或不夠突出時(shí)，就需要對(duì)其進(jìn)行改造。一般可以采納輪回選擇法、回交法和多親聚

合改進(jìn)法來(lái)改造和提高自交系的質(zhì)量。為了加速自交系的選育進(jìn)度，可采納花粉（藥）培育法，培育單倍體植株，然后使單倍體加倍，獲得純合二倍體。

3、自交不親和系的選育

先對(duì)初選協(xié)作力高的親本，進(jìn)行自交不親和性的測(cè)定，選擇標(biāo)準(zhǔn)通常是花期自交親和指數(shù)小于0.5或1，蕾期自交系和指數(shù)大于5，可用熒光染色快速測(cè)定法測(cè)定自交不親和性。初步獲得的自交不親和株系純度不高，不親和性不穩(wěn)定，必需經(jīng)過(guò)多代（一般為4～5代）自交選擇。這樣選育出來(lái)的系統(tǒng)還要測(cè)定系內(nèi)兄妹交的親和指數(shù)，淘汰系內(nèi)兄妹交親和指數(shù)大于2的系統(tǒng)。常采納以下一些方法：

（1）全部混合授粉法把10株的花藥等量混合勻稱后采粉，授到供應(yīng)花粉的10株的柱頭上，測(cè)定親和指數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是比較省工。缺點(diǎn)是假如發(fā)覺(jué)有牢固指數(shù)超標(biāo)的組合時(shí)，不易推斷哪一個(gè)或哪幾個(gè)父本有問(wèn)題，不便于基因型分析和淘汰選擇。

（2）輪配法每一株既作父本又作母本分別與其他各株交配，包括全部株間組合的正反交和自交。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)定結(jié)果最牢靠，缺點(diǎn)是組合數(shù)太多、工作量大。

（3）隔離區(qū)自然授粉法把10株栽在一隔離區(qū)，任其自由授粉。優(yōu)點(diǎn)是省工省事，并且測(cè)驗(yàn)條件與實(shí)際制種條件相像。缺點(diǎn)是要同時(shí)測(cè)驗(yàn)幾個(gè)株系時(shí)需要幾個(gè)隔離區(qū)，而網(wǎng)室和溫室隔離往往使牢固指數(shù)偏低。

4、雄性不育系的選育

4.1原始不育材料的獲得利用自然變異、人工引變、遠(yuǎn)緣雜交、自交和品種間雜交、引種等途徑獲得原始不育材料。

4.2核基因雄性不育系選育下面以一對(duì)隱性核基因掌握的雄性不育兩用系為例介紹選育方法。

（1）選株：依據(jù)核不育的特點(diǎn)，應(yīng)在花期參照花器不育形態(tài)選株。同時(shí)將入選株花器進(jìn)行鏡檢，選留無(wú)花粉或花粉粒變形的不育株。

（2）測(cè)交得到不育株：應(yīng)選擇幾個(gè)父本品種測(cè)交，以期限獲得下一代育性分別，比例為半數(shù)可育株，半數(shù)為不育株。詳細(xì)做法是用選得的不育株和某些品種測(cè)交，同時(shí)將測(cè)交父本進(jìn)行自交保存。

（3）測(cè)交后代觀看：測(cè)交一代能育株和不育株比例接近1∶1的組合，應(yīng)屬

核質(zhì)不育類型，擇優(yōu)保存，于下一年進(jìn)一步將不育株和同系姊妹可育株進(jìn)行其次次測(cè)交。如此連續(xù)測(cè)交3～5代，獲得能育株和不育株分別的比例為1∶1的穩(wěn)定株系，即為兩用系。

4.3質(zhì)核互作雄性不育系的選育

（1）測(cè)交及連續(xù)回交篩選保持系以不育株為母本，選用預(yù)備作親本之一的品系內(nèi)若干可育株作為父本成對(duì)雜交，選出F1全為不育株，其母本為不育系，父本為相應(yīng)的保持系。

隨后以保持系自交，同時(shí)作為輪回親本和不育系進(jìn)行飽和回交，直到不育系和保持系性狀全都為止。

（2）人工合成保持系比較麻煩，只有通過(guò)其他途徑得不到保持系時(shí)，才考慮使用，詳細(xì)途徑請(qǐng)參考《園藝植物育種學(xué)》有關(guān)雄性不育系選育的章節(jié)。

4.4雄性不育系的轉(zhuǎn)育通過(guò)上述方法獲得了雄性不育系后，如其他性狀不符合要求或協(xié)作力不高時(shí)，就需要把雄性不育系的不育性轉(zhuǎn)移到協(xié)作力高的系統(tǒng)上去，并要保持原有的優(yōu)良性狀，成為一個(gè)新的雄性不育系，這一工作通常采納連續(xù)回交和反復(fù)選擇的方法。詳細(xì)步驟因作物雄性不育性的遺傳類型不同而有部分區(qū)分。如甘藍(lán)型油菜的質(zhì)核互作雄性不育系Polima的不育細(xì)胞質(zhì)已被勝利地轉(zhuǎn)育到白菜中，育成了結(jié)球和不結(jié)球白菜的質(zhì)核互作雄性不育系。

5、協(xié)作力測(cè)定

雜種優(yōu)勢(shì)主要由等位基因間的顯性效應(yīng)和非等位基因間的互作效應(yīng)造成，雜交組合優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)弱，主要取決于特別協(xié)作力。在親本材料的自交純化、自交不親和系和雄性不育系選育取得肯定進(jìn)展的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)一般協(xié)作力和特別協(xié)作力的測(cè)定，確定符合育種目標(biāo)要求的優(yōu)良組合，以自交不親和系或雄性不育系作母本配制雜交種時(shí)，協(xié)作力的測(cè)定采納半輪配法；以自交系配組是時(shí)，可采納輪配法。

6、配組方式的確定

（1）單交種是指用兩個(gè)自交系配成的雜種一代，主要優(yōu)點(diǎn)為基因型雜合程度最高，株間全都性強(qiáng)，制種程序簡(jiǎn)潔，是目前常用的一種配組方式。

（2）雙交種是由四個(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)的雜種一代品種。優(yōu)點(diǎn)是降低雜種種子生產(chǎn)成本，但雜種優(yōu)勢(shì)和群體的整齊性不如單交種。

（3）三交種先用兩個(gè)自交系配成單交種，再用另一個(gè)自交系和單交種雜交得到的雜交種，優(yōu)點(diǎn)是降低雜種種子生產(chǎn)成本；缺點(diǎn)為雜種優(yōu)勢(shì)和群體的整齊度不如單交種。

（4）綜合品種將多個(gè)協(xié)作力高的異花授粉或自由授粉植物親本在隔離區(qū)任其自由傳粉所得到的品種，適應(yīng)性更強(qiáng)，但整齊度較差。

三、試驗(yàn)步驟

育種工在開(kāi)頭工作之前，應(yīng)當(dāng)有一個(gè)較為完整的育種方案方案，以免事倍功半。育種方案的制定因育種目標(biāo)、選育方法、環(huán)境、人力和物力條件而異，無(wú)固定模式可循。

下面以甘藍(lán)為例，說(shuō)明甘藍(lán)雜種一代新品種選育方案方案設(shè)計(jì)的制定以供參考。

（一）確定育種目標(biāo)及達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

目前，從甘藍(lán)生產(chǎn)及市場(chǎng)進(jìn)展趨勢(shì)分析，今后甘藍(lán)的總需求量不會(huì)大量增加，但期望周期周年均有甘藍(lán)供應(yīng)，并且要求高品質(zhì)、小型化。因此，優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)是目前及今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)甘藍(lán)育種的主要目標(biāo)。

國(guó)家“七五”及“八五”攻關(guān)項(xiàng)目“甘藍(lán)新品種選育技術(shù)討論”專題，詳細(xì)的育種目標(biāo)為：

1．品質(zhì)：葉球外觀符合當(dāng)?shù)叵M(fèi)者的要求，葉球幫葉比不高于30%；葉球緊實(shí)度0.5以上，球內(nèi)中心柱長(zhǎng)不超過(guò)球高的1/2；葉質(zhì)脆嫩，風(fēng)味品質(zhì)優(yōu)良，無(wú)異味；維生素C每100g含量在45mg以上，粗纖維少。

2．抗病性抗病毒病（TuMV）兼抗黑腐病。3．產(chǎn)量高于同類主栽品種10%。（二）技術(shù)路線及實(shí)施方案

1．通過(guò)多種途徑廣泛收集甘藍(lán)種質(zhì)資源，為項(xiàng)目的實(shí)施打下基礎(chǔ)對(duì)收集到的資源材料進(jìn)行整理與觀看。在當(dāng)?shù)馗仕{(lán)種植季節(jié)，在田間設(shè)觀看圃地進(jìn)行栽培，按當(dāng)?shù)氐姆N植習(xí)慣，在同樣的栽培管理?xiàng)l件下，對(duì)其植物學(xué)性狀和生物學(xué)特性作觀看鑒定。觀看記錄項(xiàng)目有：

（1）植物學(xué)性狀：株高、開(kāi)張度、外葉外形、葉片大小、外葉數(shù)、葉色、

葉面特征、葉球外形等。

（2）生物學(xué)特性：整齊度、抗病性（主要是病毒病、黑腐病等）、產(chǎn)量（包括全株重、葉球重）、凈菜率、緊實(shí)度、生育期等。

通過(guò)觀看鑒定從中初步選出基本符合育種目標(biāo)，并有利用價(jià)值的原始材料，進(jìn)一步自交純化,選出優(yōu)良的自交不親和系。

2.自交不親和系的選育甘藍(lán)是典型的異花授粉植物,雜種優(yōu)勢(shì)非常明顯,加之群體內(nèi)自交不親和基因頻率較高,通過(guò)選擇可以得到穩(wěn)定的自交不親和系供配制雜種一代用,因此雜種優(yōu)勢(shì)已成為甘藍(lán)育種最為主要的育種途徑。

甘藍(lán)雜優(yōu)利用的正常工作程序是先從協(xié)作力強(qiáng)的品種中選育經(jīng)濟(jì)性狀好的自交不親和系，再用選出的自交不親和系配成不同的組合，測(cè)定其產(chǎn)量及其他經(jīng)濟(jì)性狀，最終選出最佳組合。但為了縮短育種年限，一般都實(shí)行經(jīng)濟(jì)性狀選擇純化，自交不親和系選育和協(xié)作力測(cè)驗(yàn)等工作同時(shí)進(jìn)行的育種程序。在以上程序中，自交不親和系的選育打算了能否獲得抱負(fù)的親本，是甘藍(lán)雜種一代選育的關(guān)鍵。

自交不親和系的選育以選擇具有良好經(jīng)濟(jì)性狀，符合育種目標(biāo)的地方品種、常規(guī)品種或F1品種作為選育自交不親和系的親本材料。在S0代進(jìn)行單株自交，每品種可入選20～30株進(jìn)行自交不親和性的測(cè)定。在嚴(yán)格的隔離條件下，花期自花授粉測(cè)定親和指數(shù)，同時(shí)在相同植株的不同花枝上進(jìn)行蕾期自交授粉，以保存種子和測(cè)定蕾期親和指數(shù)。對(duì)初選出的優(yōu)良自交不親和植株，還應(yīng)連續(xù)進(jìn)行花期和蕾期自交分別、純化，并嚴(yán)格測(cè)定自交不親和性，每代都留意選擇那些自交不親和性與經(jīng)濟(jì)性狀綜合表現(xiàn)好，抗病性強(qiáng)的植株留種（每系統(tǒng)10株左右），直到自交不親和性穩(wěn)定為止。優(yōu)良的自交不親和系除要求系統(tǒng)內(nèi)全部植株花期自交都不親和外，還要求同一系統(tǒng)內(nèi)全部植株在正?；ㄆ趦?nèi)相互授粉也表現(xiàn)不親和。一般在S3，S4代可采納混合花粉授粉法（取四五株花粉混合）或成對(duì)法進(jìn)行花期系內(nèi)兄妹交測(cè)定親和指數(shù)，如測(cè)定結(jié)果為不親和，即為自交不親和系，花期親和指數(shù)（指花期授粉