園林育種學(xué)課件

緒論

一、人類生活需要催生作物育種與繁殖

1、原始人類f采集、利用野生植物。

2、原始農(nóng)業(yè)時期，有意識、有目的試種的栽培植物約3000種。

3、經(jīng)過長期選擇、傳播，現(xiàn)存的栽培植物約有1500種。

4、我國是世界上最早、最大的農(nóng)業(yè)發(fā)源地和栽培作物起源中心。

人類對植物的需求，決定了人類對植物的大規(guī)模栽培和改良。而植物的繁育正是植物優(yōu)良品

種發(fā)展和延續(xù)的橋梁。

二、人類文明進(jìn)步促進(jìn)園林植物育種與繁殖

三、科技進(jìn)步推動植物育種與繁殖技術(shù)創(chuàng)新

1、選擇和栽培條件的改善導(dǎo)致了栽培植物的形成。到公元前2世紀(jì)，栽培植物發(fā)展到人類

總食物量的50%以上。

2、科技發(fā)展加快了野生植物馴化為栽培作物的過程。遠(yuǎn)緣雜交、倍性育種、誘變（太空）

育種、生物技術(shù)育種，新技術(shù)、新方法層出不窮。

3、技術(shù)創(chuàng)新、品種創(chuàng)新，是植物生產(chǎn)的命脈。植物育種學(xué)（plantbreeding）,是研究選育

和繁殖植物優(yōu)良品種的理論與方法的科學(xué),也是以遺傳學(xué)、進(jìn)化論為基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用科學(xué)。

4、育種學(xué)家不僅需要科學(xué)造詣，還需要藝術(shù)修養(yǎng)。

第一章育種目標(biāo)

第一節(jié)園林植物育種的主要目標(biāo)性狀

一、品種的概念

品種是人類在一定的生態(tài)條件和經(jīng)濟(jì)條件下，根據(jù)人類的需要所選育的某種栽

培植物群體（population）o這個群體應(yīng)該具有比較穩(wěn)定的遺傳特性和生物學(xué)、

形態(tài)學(xué)以及經(jīng)濟(jì)性狀上的相對一致性，并且明顯區(qū)別于同一栽培植物的其他群

體。

二、園林花卉的主要目標(biāo)性狀

1.形態(tài)學(xué)方面

郁金香的花型與花色

2.生理特性方面

對病蟲害的耐受能力、抗逆性、耐儲性以及栽培、運輸過程是否低能耗等。

要明確品種對不良?xì)夂?、土壤、病蟲害等的耐受等級，以及能夠適應(yīng)的某種生態(tài)區(qū)域和耕

作制度。

3.其他方面

育種目標(biāo)的來源及內(nèi)容

■觀賞性狀：樹形、枝干、葉（葉形、葉色）、花（花型、花色、花徑）、果

■生物學(xué)性狀：展葉期、綠色持久期、開花期、開花期持久性、抗逆性（寒、旱、鹽

堿、病蟲）、耐修剪

■生態(tài)習(xí)性：水生、濕生、旱生、抗旱、抗寒、耐高溫、喜光、耐陰、鹽堿地植物、

酸性土植物

第二節(jié)確定育種目標(biāo)的原則

一、園林植物育種目標(biāo)的特點

1.多樣性

2.高效性

育種目標(biāo)應(yīng)盡可能滿足品種使用者和社會獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效

益。

3.季節(jié)性

應(yīng)注意篩選和培育不同物候期開花或?qū)庹找蟛⒉粐?yán)格、或?qū)貪穸冗m應(yīng)性更加寬

泛、或者抗性更強(qiáng)的品種。

4.兼用性

二、制定育種目標(biāo)的主要原則

1.預(yù)見性

對社會發(fā)展和市場需求有一定的“預(yù)見性”。選育一個優(yōu)秀的植物新品種通常需要很多年；

如果目標(biāo)沒有“提前量”，新品種誕生時可能已

喪失市場價值。

2.可操作性

藍(lán)色基因一月季愈傷組織f不分化一此路難行！

抗性基因一矮牽牛愈傷組織一成苗一(來自雄性不育株)一檢測鑒定一未能收獲種子一失

??！

3.可檢驗性

育種目標(biāo)是非常具體、明確和可操作的指標(biāo)，也是盡可能數(shù)量化和可以客觀檢驗的。只有

通過科學(xué)的鑒定，才能使新品種誕生。

第二章種質(zhì)資源

第一節(jié)種質(zhì)資源的概念

一、種質(zhì)和種質(zhì)資源

1.種質(zhì)(germplasm)

是指親代傳給子代的遺傳物質(zhì)。

2.種質(zhì)資源(germplasresources)

指具有種質(zhì)并能繁殖的生物體。

種質(zhì)資源包括三個層次：

(1)種(野生或栽培)

變種(或變型)

品種(人工選育或雜交培育)

(2)器官和組織

塊根、塊莖、鱗莖、葉、花、果實、

種子、鱗片、珠芽、愈傷組織、

分生組織、受精卵、花粉等。

(3)細(xì)胞和分子

原生質(zhì)體、染色體片斷、基因等。

3.種質(zhì)資源與育種

可以從現(xiàn)有的種質(zhì)資源中，選擇和利用符合人類需求的遺傳類型或特殊基因，經(jīng)

過若干育種環(huán)節(jié)，重新組成新的基因型，培育出新品種。因此，種質(zhì)資源又稱作遺傳資源

或基因資源。

,栽培植物的起源中心與自然分布中心

■園林植物的起源中心：中國、西亞、中南美三大起源中心

園林植物品種來源

■馴化漸變

■自發(fā)突變

■雜交分離

二、種質(zhì)資源的重要性

1.種質(zhì)資源是選育新品種和農(nóng)、林、牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)

2.種質(zhì)資源是生物學(xué)研究的重要材料

三、我國的種質(zhì)資源

我國植物種類繁多，種質(zhì)資源非常豐富。

1.現(xiàn)有3萬多種高等植物

2.特有的科、屬、種極多

3.原產(chǎn)的木本植物達(dá)8000余種

4.是很多觀賞植物的世界分布中心

蘭花

世界總數(shù)：50種

中國總數(shù)：30種

所占比例：62.5%

我國園林植物種質(zhì)資源的特點

,種類繁多

,分布集中

,變異豐富

,品質(zhì)優(yōu)良

山茶(Camelliaaponica)

世界總數(shù)：220種

中國總數(shù)：189種

所占比例：88.6%

月季

(Rosachinensis)

世界總數(shù)：200種

中國總數(shù)：80種

所占比例：40%

百合

世界總數(shù)：80種

中國總數(shù)：40種

所占比例：50%

中國部分植物種類占世界總數(shù)百分比

中名學(xué)名中國總數(shù)世界總數(shù)%

臘梅Chimonanthus66100.0

山茶Camellia18922088.6

泡桐Paulownia99100.0

菊Dendranthema183060.0

Cymbidium305062.5

杜鵑Rhododendron53090058.9

薔薇Rosa8020040.0

中名學(xué)名中國總數(shù)世界總數(shù)%

石蒜Lycoris152075.0

百合Lilium408050.0

芍藥Paeonia153345.5

丁香Syringa273284.4

烏頭Aconitum7010070.0

龍膽Gentiana23040059.5

剛竹Phyllostachys455090.0

地錦Parthenocissus101566.7

根樹Tilia355070.0

木犀Osmanthus274067.5

中名學(xué)名中國總數(shù)世界總數(shù)%

紫藤Wisteria71070.0

械A(chǔ)cer15020075.0

含笑Michelia406066.7

枸子Cotoeaster609563.2

漫疏Deutzia406066.7

油杉Keteleeria101283.3

李Prunus14020070.0

鳳仙Impatiens15050030.0

石楠Photinia455581.8

報春Primula29450058.8

四、我國種質(zhì)資源保護(hù)中的問題

1.不科學(xué)的引種

2.破壞性采集挖掘

3.大樹進(jìn)城

4.建設(shè)性用地使種質(zhì)資源自然

分布區(qū)減小

第二節(jié)種質(zhì)資源的分類、

收集、保存和利用

一、種質(zhì)資源的分類

1.按植物親緣關(guān)系（科、屬）分

例如：豆科、菜豆屬

薔薇科、蘋果屬

銀杏科、銀杏屬

毛葭科、芍藥屬

2.按作物類別分

糧食資源、果樹資源、蔬菜資源

花卉資源、玉米資源、棉花資源

一級基因庫：各種質(zhì)資源間雜交可育，基因轉(zhuǎn)移簡單

二級基因庫：各種質(zhì)資源間雜交不結(jié)實、雜種不育，基因轉(zhuǎn)移可能

三級基因庫：各種質(zhì)資源間雜交不結(jié)實和雜種不育嚴(yán)重

二、種質(zhì)資源的保護(hù)與收集

1.種質(zhì)資源的保護(hù)

現(xiàn)狀：生態(tài)環(huán)境惡化

種質(zhì)資源破壞嚴(yán)重自然物種滅絕加速優(yōu)勢物種膨脹發(fā)展

后果：種質(zhì)資源丟失

2.種質(zhì)資源的收集

(1)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖占ぷ鲬B(tài)度；扎實、耐勞的收集工作作風(fēng)

(2)明確收集目的和要求

(3)確定收集對象、類別和數(shù)量

(4)收集范圍

先收集珍稀瀕危種；后收集有關(guān)種、變種、類型和變異個體。

(5)收集方法

直接考察收集、交換、購買、征集等。

三、種質(zhì)資源的保存與利用

1.種質(zhì)資源的保存

(1)名樹古木

就地保護(hù)

(2)野生植物

建立自然保護(hù)區(qū)或國家森林公園等。

(3)植物種子或營養(yǎng)繁殖器官

(4)組織培養(yǎng)：離體植物組織和細(xì)胞

的試管培養(yǎng)保存方法

培養(yǎng)物包括：

愈傷組織、懸浮細(xì)胞、花粉、

幼芽生長點、體細(xì)胞、花藥、

原生質(zhì)體、幼胚、組織塊等。

(5)植物種子的貯藏保存。

條件：低溫、干燥、缺氧環(huán)境。

趨勢：液氮保存。

(6)基因文庫保存種質(zhì)資源。

利用DNA重組技術(shù)，把種質(zhì)材料的總DNA或染色體所有片斷隨機(jī)連接到載體

上，再通過這些載體轉(zhuǎn)移到寄主細(xì)胞中，經(jīng)過細(xì)胞增殖，即構(gòu)成了各個不同DNA片斷的克

隆系。在超低溫條件下保存即可。

2.種質(zhì)資源的利用

在對種質(zhì)資源進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)育種目標(biāo)選擇最佳品種，培育新品

種。

種質(zhì)資源工作的主要內(nèi)容

■深入調(diào)查、廣泛收集、綜合評價、積極創(chuàng)新、充分利用

■立體保存、就地保存、遷地保存

種質(zhì)資源研究

,核心種質(zhì)的建立

,植物學(xué)與植物分類學(xué)研究

■生態(tài)學(xué)研究

,遺傳學(xué)與起源演化研究

■生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究

第三章引種馴化

■原始人采集野生植物食用。

■逐漸發(fā)現(xiàn)果實、種子、塊根(塊莖)等可以繁殖。

■逐步有意識、有目的的栽培某些植物。

■進(jìn)而從其他地區(qū)或國家引進(jìn)新植物，并且推廣種植。

■由此開始引種馴化。

第一節(jié)引種馴化的重要作用

引種(introduction)

把野生植物或栽培植物從原有分布區(qū)域或栽培區(qū)域人為遷移到其他地區(qū)種植

稱為引種。需要馴化的引種是馴化引種。

弓I種馴化(introductionanddomestication)

通過搜集、引進(jìn)種質(zhì)資源，在人類的選擇培育下，使野生植物成為栽培植物，

使外地的植物種或品種成為本地的植物種或品種的措施和過程。

引種馴化的意義

■我國植物品種資源豐富，在世界引種植物育種研究和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作

用。

■我國地形氣候復(fù)雜多樣，具有引進(jìn)利用國外不同地理環(huán)境下各種植物資源的優(yōu)越條

件。

?引種馴化增強(qiáng)了世界各地區(qū)植物資源的交流，為人類生活帶來新變化。

?我國優(yōu)越的地理條件和種質(zhì)資源，帶動了大量農(nóng)林作物引種馴化的成功。

■能夠滿足生產(chǎn)需要，充實育種物質(zhì)基礎(chǔ)和豐富遺傳資源。

■國內(nèi)不同地區(qū)的相互引種和換種大大促進(jìn)了農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

引種馴化的遺傳學(xué)原理

■植物群體中不同有性繁殖后代的個體間存在遺傳組成上的差異

■植物基因表達(dá)調(diào)控的原理

,突變現(xiàn)象的存在

P=G+E

第二節(jié)引種馴化的條件

?引種植物原產(chǎn)地和引種地生態(tài)因子的相似程度和引種植物系統(tǒng)發(fā)育歷史的生態(tài)條

件，是引種馴化成敗的主要因素。

■其中有關(guān)鍵作用的生態(tài)因子包括：

☆溫度

☆光照

☆降水和空氣濕度

☆土壤

一、溫度

?引種前不僅要考慮原產(chǎn)地和引種地年平均氣溫要基本相同，還要考慮全年最高、最

低溫度及持續(xù)時間。

?高溫限制（北方植物南移）

?低溫限制（南方植物北移）

?季節(jié)交替影響

?植物生長發(fā)育的特殊要求

二、光照

?光照因素：植物的光周期現(xiàn)象與日照長度

☆地球上不同緯度地區(qū)的不同季節(jié)日照長度不同。

從春分到秋分，我國北方的日照長度大于南方。

從秋分到春分，北方地區(qū)的日照則短于南方。

☆不同植物種類對光周期反應(yīng)不同。

三、降水和空氣濕度

?降水和空氣濕度是限制植物生存的重要因素。

包括年降水量、降水在四季的分布和空氣濕度。

■對于多年生木本植物來說，年降水量的多少是決定樹種分布的重要因素之一。

?對于園林植物來說，空氣濕度的影響最為重要。

,降水的季節(jié)性變化也成為植物生長的限制因子。

四、土壤

■土壤的理化性質(zhì)、含鹽量、酸堿度以及地下水位的高低，都會影響植物的生長發(fā)育。其中

含鹽量和酸堿度是多數(shù)植物種類和品種分布的限制因子。

五、生態(tài)因子的綜合限制

■任何生態(tài)因子都不是孤立地影響某種植物的引種馴化，多因子的協(xié)同作用是必須思考的問

題，我們必須綜合比較植物原產(chǎn)地和引種地區(qū)的生態(tài)條件。

■可以通過改進(jìn)栽培措施將熱帶、亞熱帶某些植物引種到溫帶、寒溫帶栽培。

?某些植物必須考慮引種地區(qū)與原產(chǎn)地間全年各種生態(tài)條件和不同年份生態(tài)條件的變化。

■不同植物的適應(yīng)能力有很大差別，對植物的歷史生態(tài)條件進(jìn)行分析，是選擇引種對象的重

要步驟。一般來說，進(jìn)化程度高、經(jīng)歷過的歷史條件復(fù)雜，潛在的適應(yīng)能力往往比較強(qiáng)，

引種成功的把握也就比較大。

第三節(jié)引種馴化的工作程序

一、確定引種目標(biāo)和收集引種材料

二、引種試驗

三、引種栽培的技術(shù)措施

一、確定引種目標(biāo)和收集引種材料

1.應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境條件，以當(dāng)?shù)厥袌鲂枨笃贩N為主攻方向；其次是新、奇、特和

抗逆性。

2.搜集引種材料時，必須逐個進(jìn)行詳細(xì)登記并編號。登記項目包括種類、品種名稱、繁殖

材料的種類、材料來源、數(shù)量、日期以及采取的處理措施。

3.對每份材料的植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、原產(chǎn)地生態(tài)特點等均應(yīng)記載說明，分別裝入相同

編號的檔案袋內(nèi)備用。

4.引種具有傳播病蟲害和雜草的危險性。為杜絕危險，從外地區(qū)特別是外國引種時，引種

材料必須先通過植物檢疫部門的嚴(yán)格檢疫。為確保安全，必要時還應(yīng)隔離種植。

5.引種材料的選擇（小結(jié)）

■明確影響引種植物適應(yīng)性的主要生態(tài)因子

■研究引種植物的分布范圍

■根據(jù)中心產(chǎn)區(qū)和引種方向之間的關(guān)系進(jìn)行引種

■根據(jù)植物親緣關(guān)系進(jìn)行引種

■從病蟲害及災(zāi)害發(fā)生頻繁的地區(qū)引入抗病性類型

■盡量引入經(jīng)過遺傳改良的材料

■借鑒前人引種的經(jīng)驗教訓(xùn)

二、引種試驗

1.種源試驗

是對某種植物來自不同地理環(huán)境下的多個種源，如種子或苗木的對比栽培試驗。

不同地理環(huán)境下的多個不同種源的栽培對比實驗可以初步篩選有希望的品種，以

便進(jìn)入下一步的品種比較試驗。

2.品種比較實驗

3.區(qū)域化試驗

是在完成或基本完成品種比較試驗的條件下開始的。目的是要查明適于引進(jìn)植物

的推廣范圍。是將少數(shù)地區(qū)的品種試驗得到的初步成果拿到更大范圍和更多試驗點進(jìn)行栽

培。

3.區(qū)域化試驗

是在完成或基本完成品種比較試驗的條件下開始的。目的是要查明適于引進(jìn)植物

的推廣范圍。是將少數(shù)地區(qū)的品種試驗得到的初步成果拿到更大范圍和更多試驗點進(jìn)行栽

培。

4.栽培推廣

引種馴化成功的植物，還必須經(jīng)過生產(chǎn)栽培推廣以后才能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

區(qū)域試驗后要進(jìn)行較大面積的栽培試驗，最后做出綜合評價。經(jīng)過專業(yè)人員的

綜合評價和鑒定以后，新品種才能推廣和面市。

三、引種栽培的技術(shù)措施

技術(shù)要項自南向北引種自北向南引種

適當(dāng)晚播，減少生長量，以提適當(dāng)早播，增加生長量，以

播種時期

高越冬抗寒能力提高越夏能力

高溫、低溫、變溫處理，促進(jìn)種子萌發(fā)。萌發(fā)后干燥處理，可提

種子處理

高抗旱能力，一定濃度鹽水處理，提高抗鹽能力

簇播或適當(dāng)密植，讓群體中形適當(dāng)加大株行距，利于通風(fēng)

栽培密度

成個體間相互保護(hù)，提高抗寒性散熱，使植物正常生長

生長季后期節(jié)制水肥，控制生

多施氮肥并追肥，促進(jìn)植物

長；提高抗寒性。生長前期施氮肥,

肥水管理生長。增加灌溉次數(shù)，加大土壤、

后期改施磷、鉀肥，促進(jìn)木質(zhì)化，

空氣濕度，降低溫度

提高抗寒性

幼苗期遮去早晚光（8—lOh短人工補光（長日照），延長生

光照處理日照），縮短生長期，增強(qiáng)木質(zhì)化,長期，生長量，提高耐熱、抗病

提高抗寒性蟲害能力

選山林隙地微酸性土，或施微施用生石灰，提高土壤

土壤酸堿度

酸性水肥。進(jìn)行土壤改良。pH值

苗木生長第1一2年冬季需防

防寒遮蔭寒保護(hù)，如設(shè)塑料棚、風(fēng)障、培土、可搭蔭棚抵御夏季炎熱

假植、覆草等

某些樹種及豆科植物需要某些共生微生物。引種時應(yīng)同時引入土

共生微生物

壤微生物，以確保引種成功

要檢驗種子含水量、發(fā)芽勢、發(fā)芽率、純度、凈度等，符合規(guī)定

種子檢驗

標(biāo)準(zhǔn)才能引入，以避免造成經(jīng)濟(jì)損失

第四節(jié)防止引種過程中的生物入侵

引種馴化成功的標(biāo)準(zhǔn)

■引種植物能在不加保護(hù)或稍加保護(hù)的條件下正常生長

■引種植物能以正常的有性或無性繁殖方式進(jìn)行繁殖

,引種植物的原有觀賞價值和生態(tài)價值沒有明顯的降低

橡膠的引種馴化與發(fā)展

第四章選擇育種

虞美人的定向選擇實驗

選擇育種：

從現(xiàn)有種類、品種的自然變異群體中，挑選符合人類需要的優(yōu)良變異類型,

經(jīng)過

比較、鑒定，培育出新品種的方法，被稱為選擇育種。

選擇的實質(zhì)是差別繁殖。即按照人類需要的方向和目標(biāo)，通過連續(xù)選擇使變

異逐漸積累、鞏固和加強(qiáng)的過程。雖然不能創(chuàng)造變異，也沒有創(chuàng)造新的基因和

基因型，但卻可以改變種群內(nèi)部某些基因或基因型的頻率，從而創(chuàng)造了植物的

新品種。

選擇的遺傳機(jī)制就是通過選擇改變?nèi)后w內(nèi)的基因頻率和基因型頻率，就是

不斷鞏固和強(qiáng)化目的基因變異，使具有這些基因的個體在群體內(nèi)逐漸占優(yōu)勢，

導(dǎo)致群體向提高這些基因的頻率及基因型頻率的方向改變。

選擇應(yīng)滿足的條件

,選擇要在產(chǎn)生變異的群體中進(jìn)行

■供選擇育種的群體要足夠大

■選擇要在相對一致的環(huán)境條件下進(jìn)行

?選擇要根據(jù)綜合性狀有重點地進(jìn)行

,有性繁殖又稱實生繁殖，產(chǎn)生的后代為實生群體

■無性繁殖又稱營養(yǎng)繁殖，產(chǎn)生的后代為無性系

選擇育種的方法

第一節(jié)有性生殖選種

植物的有性生殖產(chǎn)生種子，由種子播種長成的苗木叫做實生苗。

對種子萌發(fā)長成的苗木進(jìn)行選擇性繁育，叫做實生苗選擇，簡稱實生選種。

一、單株選擇法

第一年，選擇優(yōu)良單株收獲種子，單采單收

第二年，分別播種，比較鑒定收獲種子，單采單收

第三年，比較鑒定，選優(yōu)推廣

☆多次單株選擇法

混合選擇法

第二節(jié)無性生殖選種

一、芽變選種

1.芽變選種的原理和意義

芽變選種是指對芽變發(fā)生的變異進(jìn)行選擇,從而培育出新品種的

選擇育種方法。

芽變是常無性繁殖植物的新變異源泉?？梢灾苯訌难孔冎羞x育新品

種，也可以豐富和充實原有種質(zhì)資源庫。芽變選種還可以修繕改良優(yōu)

良品種的個別缺點，優(yōu)中選優(yōu)，并基本保持原有優(yōu)良性狀不變。由于

芽變一經(jīng)選出可以立即投入無性繁殖，所以在生產(chǎn)上還具有投入少、

見效快的優(yōu)點。

2.芽變選種的特點

多樣性與重演性

嵌合性

平行性

除了多樣性、重演性、平行性、嵌合性以外，芽變還具有穩(wěn)定性、可逆性和局限性等。

3.芽變的分析、鑒定

當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個變異后，應(yīng)區(qū)別它是芽變還是受外界影響產(chǎn)生的飾變。

■直接鑒定法：直接檢查遺傳物質(zhì)

■間接鑒定法：移植鑒定

■綜合分析法

4.園林植物芽變選種的一般步驟

?初選

■復(fù)選

?決選

二、營養(yǎng)系微突變選種

簡稱營養(yǎng)系選種(clonalselection)o

與芽變區(qū)別：芽變是質(zhì)量性狀基因的突變，性狀表現(xiàn)明顯易于發(fā)

現(xiàn)；而營養(yǎng)系微突變是數(shù)量性狀微效基因的突變，變異性狀表現(xiàn)

型效應(yīng)小，不容易發(fā)現(xiàn)。但微效基因位點多、突變頻率大，如果

經(jīng)過長期逐代積累，也會形成品種內(nèi)株系間一系列性狀上的顯著

差異。

選擇育種的方法(小結(jié))

?單株選擇

■混合選擇

■評分比較選擇法

■相關(guān)性狀選擇法

■全息定域選種法

■無性系選擇法

■分子標(biāo)記輔助選擇育種

第五章雜交育種

第一節(jié)雜交育種的概念和意義

一、雜交育種的概念

遺傳類型不同的生物體相互交配或結(jié)合產(chǎn)生雜種的過程叫做雜交

(cross)0

根據(jù)是否通過生殖器官：有性雜交、無性雜交

根據(jù)雜交親本親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近：1.遠(yuǎn)緣雜交(distanthybridization)>

2.種內(nèi)雜交(intraspeci:ficcrossing)

通常我們把通過種內(nèi)的不同品種間有性雜交創(chuàng)造新變異，并對雜

種后代進(jìn)行培育、選擇以育成新品種的方法叫做雜交育種(cross

breeding)o

二、雜交育種的意義

人工雜交可以把2個甚至多個親本的優(yōu)良特性集合于雜種，把野

生的優(yōu)良性狀輸送到栽培品種中，把不同種間、屬間的性狀集中于雜

種。加大了優(yōu)良性狀基因獲得重組的范圍和機(jī)會，也加速了植物進(jìn)化

的過程。人工雜交能夠有意識地創(chuàng)造變異，使植物新品種的培育更富

有預(yù)見性和創(chuàng)造性。

例：全球原有薔薇屬植物約150個種，現(xiàn)有品種約20000個，其中70%是經(jīng)雜交育種

選育的。數(shù)量已大大超過原有數(shù)量的100倍。極大地豐富了薔薇屬種質(zhì)資源。

自然選擇作用下，植物總是向著有利于自身繁衍和生存的方向發(fā)展。人工雜交育種則

是以滿足人類的需要為目的，并讓植物沿著人類需要的方向發(fā)展。通過雜交育種，觀賞植

物的花色越來越鮮艷，花型越來越豐富，觀賞價值越來越高，農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)越來越

符合人們的追求，藥用植物的有效成份也越來越高。

第二節(jié)雜交方式

一、單雜交

是一個母本對一個父本的成對雜交。以AXB（A為母本，B為父本）表示。

例：美洲黃蓮X中國蓮

黃色品種

（花色深淺不一，重瓣或單瓣的多個品種）

AXB：正交

BXA：反交

二、復(fù)合雜交

是兩個以上親本的雜交。一般總是先配成單交，根據(jù)單交缺點再選配另一單交組合或

親本，以便使得多個親本的優(yōu)缺點能夠互相彌補。復(fù)交的方式按照采用的親本數(shù)量和雜交

方式又分為三交、雙交、四交等

1、三交

單交的F1再與第三個親本雜交，即（AXB）XC

例1：紅花建蓮X寸三蓮

FlX太空蓮2號

2、雙交

是兩個不同單交的雜種再進(jìn)行一次雜交，

即（AXB）X（CXD）或（AXB）X（AXC）

例：（毛白楊X新疆楊）X（銀白楊X灰楊）

3、四交

是將三交的雜種后代再與另一個親本雜交，即|（AXB）XC]XD

依此類推，還可以有五交、六交等復(fù)交方式。添加的親本越多，雜交組合的優(yōu)良性狀

越多；但育種年限延長，工作量大，所需試驗地面積、人力、物力都較多。

例:英國野生雛菊X栽培雛菊

I（花小、白色、單瓣）

FlX德國雛菊

I5-6年選擇

FlX日本雛菊

I（白、中徑、重瓣）

理想型沙斯塔雛菊

（大花、純白、高度重瓣）

例:月月紅X突厥薔薇

I

波邦薔薇X法國薔薇

I

雜種波邦X月月紅

I

雜種長春月季X香水月季

I

雜種茶香月季

三、回交

指兩親本雜交后代F1再與親本之一進(jìn)行雜交。

一般在第一次雜交時選更為優(yōu)良的作母本，并在以后各次回交時作父本，這個親

本叫輪回親本。

AXBA-輪回親本

I

FIXAB-非輪回親本

BIXABl-回交第一代

四、多父本混合授粉

選擇一個以上的父本，把它們的花粉混

合后授給一個母本的雜交方式；

即AX（B+C+D+........）.

優(yōu)點：簡便易行，雜種后代遺傳基礎(chǔ)較豐富，容易選出優(yōu)良品種。

缺點：不易控制花粉來源，不知雜種父本是誰？后代往往會出現(xiàn)某些性狀的退化。

五、聚合雜交

方案1,各親本在雜種中的遺傳比例相同。

第一年AXBCXDEXFGXH

III!

第二年FlXFlFlXFl

II

第三年FlXFl

I

方案2,以某親本（A）為基礎(chǔ)親本，

雜種中基礎(chǔ)親本的遺傳比例占1/2?

第一年AXBAXCAXDAXE

第

-年

第三年F1

方案3,采用不完全回交的

雜種中基礎(chǔ)親本占3/4。

第一年AXB

I

第二年FlXA

I

第三年B1

第四年

六、親本的選擇和選配

1.親本選擇

（1）明確選擇親本的目標(biāo)性狀，分清主次

（2）掌握育種目標(biāo)所要求的大量原始材料

（3）親本應(yīng)具有盡可能多的優(yōu)良性狀

（4）優(yōu)先考慮一些少見的有利性狀和珍貴類型

（5）親本優(yōu)良性狀的遺傳力一定要強(qiáng)

（6）重視選用本地種質(zhì)資源

2.親本選配

（1）性狀互補。雙親可有共同優(yōu)點，不能

有共同缺點。

例：普通秋菊X五九菊

花大色多花小色單

花期晚花期早

☆性狀的遺傳是復(fù)雜的，性狀互補的雜交組合不一定都能得到性狀互補的后代。

(2)挑選地理起源較遠(yuǎn)、生態(tài)類型差別較大的親本相配合。

一球懸鈴木X多球懸鈴木

(美國懸鈴木)(法國懸鈴木)

二球懸鈴木

(英國懸鈴木)

例2:地被菊雜交育種：

美國品種，美矮粉，X我國的毛華菊

地被菊優(yōu)良品種

(幾十個)

應(yīng)選擇優(yōu)良性狀多的作母本。實際工作中，常用栽培品種作母本，野生者作父本；當(dāng)?shù)仄?/p>

種作母本，外地者作父本。

(3)應(yīng)選擇優(yōu)良性狀更多的作母本

因為母本對雜種后代的影響常比父本強(qiáng)，雜交后代中出現(xiàn)綜合性狀優(yōu)良的個體會比較

(4)應(yīng)以一般配合力高的親本配合成對

一般配合力是指某一親本品種或品系在與其他品種雜交時，某一數(shù)量性狀在后代的平

均表現(xiàn)。它反映了這個品種與其他品種雜交產(chǎn)生雜種后代的能力。

(5)親本育性

應(yīng)該選擇雌蕊發(fā)育好、結(jié)實性強(qiáng)的作母本，花粉量大而生活力強(qiáng)的作父本。

例：品種月季，特嬌，培育過程：

P：，多特蒙德，X，北林紅，

抗性好花期長花粉量大

結(jié)實率高萌發(fā)率高

，特嬌，

(6)親本的雜交親和性

父母本的繁殖器官都發(fā)育健全，但雌雄配子之間不相適應(yīng)而不能結(jié)子，叫做雜交的不

親和性。

親本搭配時也不能使用親緣關(guān)系太近的品種作組合。親緣關(guān)系太近的品種遺傳差異較

小，很難得到優(yōu)良性狀超過雙親的雜種。

七、雜交技術(shù)(一般步驟)

1.準(zhǔn)備工作

(1)制定雜交計劃

包括雜交組合數(shù)、配組方式、父母本、是否正反交，以及每個雜交組合需要雜交的花

數(shù)等。

(2)了解花器結(jié)構(gòu)和開花習(xí)性

(3)準(zhǔn)備雜交用具

鏡子、硫酸紙袋、棉花簽或毛筆、標(biāo)志牌和鉛筆、干燥器及酒精等。

2.親本培育和雜交用花的選擇

父母本應(yīng)在適宜播種期下播或適時移栽成苗，并采用正確的栽培管理措施促使親本性

狀充分表現(xiàn)，以保證有足夠數(shù)量的親本植株和雜交用花。

注意光照、溫度、水肥控制。

選擇健壯的花枝和花蕾，才能保證雜交果實的生長和種子充實飽滿。

注意雜交時期和及時疏花疏果。

最好在初花期雜交，以縮短雜種童期。選擇植株中上部并向陽的花蕾，每枝條保留3-5

朵花；疏去過多花蕾、花朵、果實和花枝，保證雜交種子的質(zhì)量。

3.去雄與隔離

目的：防止母本自交或非目標(biāo)花粉的授粉。

時間、方法：因不同植物而異，一般在清晨10：00前完成。

例：月季去雄時用鎰子剝開花蕾，小心去除雄蕊。選擇即將開放的花蕾，

去雄時勿傷雌蕊。去雄后套袋隔離并掛牌。

4.花粉制備

5.人工授粉

應(yīng)選擇母本雌蕊和父本花粉的生活力最強(qiáng)時進(jìn)行，以提高雜交結(jié)實率。

大多數(shù)植物開花當(dāng)天的雌蕊和花粉生活力最強(qiáng)。

例：月季去雄后第二天上午10：00前，柱頭分泌黏液發(fā)亮，這時授粉最好。

6.雜交的后續(xù)工作

母本植株的管理

雜種的收獲和貯存

雜種的培育

雜交后代的選擇

八、提高雜交效率的方法

1.提高雜交受精率的方法

?利用雌蕊不同發(fā)育時期授粉

■采用正反交

■調(diào)節(jié)親本花期

?異地采粉或花粉貯藏

2.提高雜交結(jié)實率和種子數(shù)的方法

,盡可能選雜交結(jié)實率高的品種作為母本，優(yōu)化雜交方法，操作小心。

?晚熟品種作為母本、多授粉以及開花當(dāng)天授粉等。

?3.提高雜交工作效率

.對于自交不結(jié)實的母本植株，不需去雄

■蕾期進(jìn)行授粉

■化學(xué)去雄

■采用去花冠去雄法

■用稀釋的花粉授粉、以及利用噴霧器授粉

■對于蟲媒花植物可利用尼龍紗直接罩蓋整株植株

第三節(jié)遠(yuǎn)緣雜交和選擇遠(yuǎn)緣雜種

遠(yuǎn)緣雜交(distanthybridization)

是生物種間、屬間或地理上相隔很遠(yuǎn)的不同生態(tài)類型之間的雜交。

一、遠(yuǎn)緣雜交的意義

1.培育植物新品種

2.栽培品種與野生植物雜交，提高后代抗性

3.提高品種品質(zhì)

4.雜交后代的廣泛分離為選擇提供更多機(jī)會

5.創(chuàng)造雄性不育、誘導(dǎo)孤雌生殖、研究進(jìn)化起源等

二、遠(yuǎn)緣雜交的不親和性和解決方法

遠(yuǎn)緣雜交的親本之間親緣關(guān)系遠(yuǎn)，遺傳差大，生理上也不協(xié)調(diào)。這些都會影響受精過

程，導(dǎo)致雌雄配子不能結(jié)合。這就是遠(yuǎn)緣雜交的不親和性或者叫做不可交配性。

常見問題：

花粉不能在異種的柱頭上萌發(fā)；

花粉萌發(fā)但花粉管不能伸入柱頭；

花粉管伸入柱頭后生長緩慢或破裂；

花粉管長度不夠，不能到達(dá)子房；

花粉管到達(dá)子房但不能完成受精作用等。

解決辦法：

1.染色體加倍法：甘藍(lán)X白菜一不易雜交

2n=2x

I

甘藍(lán)X白菜一成功

2n=4x

2.選擇配子親和力高的雜交組合：

金花茶遠(yuǎn)緣雜交正反交親和性差異

組合結(jié)果率(％)

防城金花茶X攸縣油茶0.7

攸縣油茶X防城金花茶4.8

防城金花茶X茶梅4.6

茶梅X防城金花茶1.3

染色體數(shù)多或染色體倍性數(shù)高的種作」4本，結(jié)實率較高。

雜種植株或幼齡植株作母本雜交成功的可能性也較大。

3.使用“橋梁種”

蘿卜X蕓耋一不親和

蘿卜X甘藍(lán)型油菜（橋梁種）

FlX蕓基一容易成功

矮生扁桃X山毛桃（橋梁種）

FIX普通桃成功

4.混合授粉、多次重復(fù)授粉或射線處理

防城金花茶X（五寶山茶花粉+星桃山茶花粉

+高劑量射線殺死的防城金花茶花粉）

結(jié)實率

5.花柱截短或父本柱頭組織移植

大衛(wèi)百合X王百合（花粉）

（切去部分花柱）

遠(yuǎn)緣雜種

6.使用化學(xué)藥劑

赤霉素、蔡乙酸、生長素、硼酸、蔗糖溶液、維生素等涂抹或噴灑雌蕊，有助于花粉

萌發(fā)和花粉管伸長。

7.預(yù)先無性接近法

，多特蒙德，X腺果大葉薔薇不結(jié)實

（品種月季）（野生）

，多特蒙德，X嫁接在，多特蒙德，上的腺果大葉薔薇

（品種月季）

結(jié)實

8.注意環(huán)境條件

創(chuàng)造適合花粉萌發(fā)和受精的環(huán)境條件也很重要。在金花茶與山茶的遠(yuǎn)緣雜交中，溫暖

少雨比低溫多雨的氣候條件更能夠顯著提高結(jié)實率。

三、遠(yuǎn)緣雜種不育的解決方法

1.胚培養(yǎng)

2.種子處理

3.誘導(dǎo)雜種染色體加倍

4.回交技術(shù)

5.無性嫁接

6.延長生育期

7.加強(qiáng)管理

四、選擇遠(yuǎn)緣雜種

遠(yuǎn)緣雜種分離的范圍遠(yuǎn)較品種間雜種廣泛。

遠(yuǎn)緣雜種的“劇烈分離”可能會產(chǎn)生近緣雜交所不能產(chǎn)生的新類型。

遠(yuǎn)緣雜種的“劇烈分離”不容易穩(wěn)定，使育種周期延長?；蛞螂p親巨大差異導(dǎo)致雜種生

活力衰退。

■遠(yuǎn)緣雜種的分離沒有任何規(guī)律，比品種間雜交具有更大的多樣性和復(fù)雜性。遠(yuǎn)緣雜種后代

的分離大致可歸納為以下類型：

（1）綜合性狀類型

（2）親本性狀類型

(3)新物種類型

■由于遠(yuǎn)緣雜種的分離具有多樣性，對雜種真?zhèn)渭捌浜蟠M(jìn)行早期鑒定與選擇，除采用形態(tài)

學(xué)的方法外，還應(yīng)進(jìn)一步采用現(xiàn)代技術(shù)手段，如電鏡技術(shù)、核型分析技術(shù)、同工醒分析技

術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)等。

小結(jié)

1.受精前的雜交障礙

■受稍前雜交障礙的表現(xiàn)

親緣關(guān)系愈遠(yuǎn)，雜交障礙就愈明顯。受精前雜交障礙的主要表現(xiàn)有第一，由于

異種植物柱頭環(huán)境和柱頭分泌物差異太大，致使花粉在異種植物的柱頭上不能萌發(fā)；第二,

即使花粉在柱頭上萌發(fā)，但花粉管不能進(jìn)入柱頭；第三，花粉管生長緩慢，不能進(jìn)入子房

到達(dá)胚囊中；第四，花扮管雖能進(jìn)入子房，到達(dá)胚囊，但不能受精。

2.受精前雜交障礙的克服方法

(1)注章親本的選擇選配

?選擇親和性較好的種類作為雜交親本，經(jīng)選定作母本的某一物種，對于接受不同物種的

雄配于和它的卵核、極核的融合能力有很大的遺傳差異。例如，用防城茶作母本，分別用

i?七星白i，i?五寶1一、連蕊茶、i?早桃紅i-和i?獅子頭，為父本，其結(jié)實率差別較大，

分別為0、1.6%、4.3%、5.5%和2.5%.

?遠(yuǎn)緣雜交還常常出現(xiàn)正反交結(jié)果不同的現(xiàn)象。

■采用染色體數(shù)較多或染色體倍性高的種作為母本較易成功。例如，北京林業(yè)大學(xué)在茶花遠(yuǎn)

緣雜交育種中，以六倍體的云南山茶(2n=6x=90)為母本，二倍體山茶(2n=2x=30)為父本

時結(jié)實率為8.7%。其反交的結(jié)實率只有2.7%,,

,選擇第一次開花的幼齡雜種實生苗作母本。米丘林認(rèn)為若雙親均是第一次開花的幼齡雜

種，對于克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性較為有利。

(2)混合授粉和多次重復(fù)授粉

■混合授粉就是在選定的父本花粉內(nèi)，摻入少量其他品種甚至包括母本的花粉，然后授于母

本花朵的柱頭上?；旌匣ǚ劭梢允侨舾煞N遠(yuǎn)緣花粉的混合物，也可混入經(jīng)殺死的母本花粉

以及未經(jīng)殺死的母本花粉。混合花粉成員數(shù)，一般認(rèn)為以不超過3-5個為宜。在金花茶的

遠(yuǎn)緣雜交中，用山茶品種，五寶，和，松子，授粉，結(jié)果率分別為1.6%和0,而兩個品種的花

粉混合后再給金花茶授粉，其結(jié)實率增加到12%。

■重復(fù)授粉是指在同一母本花的蕾期、開放期和花朵即將凋謝等不同的時期，進(jìn)行多次重

復(fù)授粉。

(3)柱頭移植和花柱短截法

■柱頭移植的方法通常有兩種.一是將父本花粉先授于同種植物柱頭上，在花粉管尚未

完全伸長前，切下柱頭，移植到異種的母本花柱上；二是先進(jìn)行異種柱頭嫁接，待一兩天

接口處愈合后再行授粉。

?花柱短截法是把母本花柱切除或剪短，把父本花粉直接授在切面上，或?qū)⒒ǚ鄣膽腋∫?/p>

注入子房，使花粉不需要通過柱頭和花柱直接使胚珠受精。

(4)媒介法

(5)試管受精：從母本花朵中取出帶胎座或不帶胎座的胚珠，置于試管中培養(yǎng)，并在

試管中進(jìn)行人工受精，以克服遠(yuǎn)緣雜交中花粉不萌發(fā)、花粉管不能伸長或伸長過慢等障礙。

(6)化學(xué)藥劑處理：應(yīng)用赤霉酸、荼乙酸、硼酸等化學(xué)藥劑，涂抹或噴灑處理母本雌

蕊，能促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管的伸長，有利于完成受精作用。

(7)應(yīng)用溫室或保護(hù)地雜交，改善授粉受精條件

例如，在金花茶與山茶的遠(yuǎn)緣雜交中，2月份如果溫暖少雨，結(jié)實率顯

著提高；如低溫多雨，結(jié)實率下降，甚至不結(jié)實。百合OA遠(yuǎn)緣雜交中，雜交時的氣溫為

30℃時，花粉管在胚珠中的穿透率僅為0.4%,當(dāng)氣溫為34tle時，穿透率提高到1.1%。

(8)花粉預(yù)先用低劑量輻射處理，再進(jìn)行雜交

(9)體細(xì)胞融合技術(shù)

(10)外源DNA導(dǎo)入技術(shù)

3.遠(yuǎn)緣雜交受精后胚敗育的表現(xiàn)及原因

?遠(yuǎn)緣雜交受精后雜種胚敗育的主要表現(xiàn)：第一，受精后的幼胚不發(fā)育，發(fā)育不正常或中途

停止發(fā)育；第二，雜種幼胚、胚乳和子房組織之間缺乏協(xié)調(diào)性，特別是胚乳發(fā)育不正常，

影響胚的正常發(fā)育，致使雜種胚部分或全部壞死；第三，雖能得到包含雜種胚的種子，但

種子不能發(fā)芽，或雖能發(fā)芽，但在苗期或成株前天亡。這些現(xiàn)象發(fā)生在受精之后，因此又

稱為雜種衰亡。

■造成種胚敗育或幼苗早夭現(xiàn)象的主要原因：第一，由于兩親的遺傳差異大，引起受精過程

不正常和幼胚細(xì)胞分裂的高度不規(guī)則，因而使胚胎發(fā)育中途停頓流亡；第二，由于小苗在

生理上的不協(xié)調(diào)，因而影響了雜種的成苗成株。例如在金花茶與山茶、攸縣油茶的遠(yuǎn)緣雜

交中，有的雜種種子根本不能發(fā)芽，有的發(fā)芽后開始生長正常，但不久后逐漸枯死。

4.受精后胚敗育的克服方法

(1)雜種胚的離體培養(yǎng)

(2)嫁接

(3)改善營養(yǎng)條件

(4)人工輔助授粉

5.遠(yuǎn)緣雜種的不育性

?遠(yuǎn)緣雜種不育性的主要表現(xiàn)：第一，雜種營養(yǎng)體雖生長繁茂，但不能正常開花；第二，能

正常開花但其構(gòu)造、功能不正常、不能產(chǎn)生有活力的雌、雄配子；第三，配子雖有活力，

但不能完成正常的受精過程，不能結(jié)籽。

6.遠(yuǎn)緣雜種不育性的克服方法

(1)雜種染色體的加倍

(2)回交法

(3)延長選擇世代

第四節(jié)雜種優(yōu)勢利用

雜種優(yōu)勢(heterosis)是指兩個遺傳組成不同的親本雜交，產(chǎn)生的雜種第一代(F1)

在生長勢、株高、花徑、成熟期、抗病蟲害及不良環(huán)境的能力等方面超過雙親的現(xiàn)象。僅

僅利用F1代雜種優(yōu)勢的育種方法叫做雜種優(yōu)勢利用，也叫做優(yōu)勢育種或一代雜種育種。

雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的程度因雜交親本組合的不同而不同，其優(yōu)勢有強(qiáng)有弱，數(shù)值上有正有

負(fù)。這意味著不是所有Fl都存在雜種優(yōu)勢，也就是說雜種劣勢同樣存在，此時其值為負(fù)。

另一方面，同一組合（同一F1）在不同環(huán)境條件下種植，優(yōu)勢的表現(xiàn)也不同，這是環(huán)境因

子與基因互作的結(jié)果。

與雜種優(yōu)勢相對應(yīng)的是自交衰退（inbreedingdepression）。自交衰退也是生物界普遍存

在的現(xiàn)象。對于異花授粉植物來說，一般自交后都會發(fā)生不同程度的衰退，衰退的程度因

種類不同而異。在自交的初期階段，衰退較快，隨著自交代數(shù)的增加，衰退有變慢的趨勢。

而自花授粉植物在長期的進(jìn)化過程中，不適應(yīng)自交的植株已被自然淘汰，因此自交衰退不

明顯或基本上不衰退。自交衰退是與純合基因型同時產(chǎn)生的，自交后代群體中的純合率可

用下式估算：

2'-

--]x100%

2'/

雜種優(yōu)勢具有以下特點：

第一，雜種優(yōu)勢不是某一兩個性狀單獨地表現(xiàn)突出，而是許多性狀綜合地表現(xiàn)優(yōu)良。

第二，雜種優(yōu)勢的大小，取決于雙親的遺傳差異和互補程度。

第三，親本基因型的純合程度不同，雜種優(yōu)勢的強(qiáng)弱也不同。

第四，雜種優(yōu)勢在F1代表現(xiàn)最明顯，F(xiàn)2代以后逐漸減弱。

雜種優(yōu)勢常常以雜種一代的某一個性狀超越雙

親相應(yīng)性狀平均值的百分比表示，稱為平均優(yōu)勢。

超過較好親本值的百分比則稱為超親優(yōu)勢。

超過對照品種值的百分比稱為超標(biāo)優(yōu)勢。

平均優(yōu)勢（％）=[（F1-雙親平均值）/雙親平均值|X100%

超親優(yōu)勢（％）=[（F1-較好品種值）俄好品種值]X100%

超標(biāo)優(yōu)勢（%）=[（F1-對照品種值）/對照品種值]X100%

當(dāng)F1等于雙親平均值時，雜種優(yōu)勢等于零；F1大于雙親的平均值時為正向優(yōu)勢；F1

小于雙親的平均值時為負(fù)向優(yōu)勢。

雜種優(yōu)勢利用與雜交育種異同：

相同：都需要選配親本并進(jìn)行有性雜交。

不同：

雜交育種：先雜后純；即先雜交，然后自交分離選擇，最后得到基因型純合的定

型品種。

雜種優(yōu)勢利用：先純后雜；需要首先使親本自交純化，然后使高度純合的親本雜

交獲得雜種F1用于生產(chǎn)。

優(yōu)勢育種與常規(guī)雜交育種都需要大量收集種質(zhì)資源，選配親本，進(jìn)行有性雜交、進(jìn)行

品種的比較試驗、區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗、申請品種審定和進(jìn)行品種登錄。對于木本園林植

物兩種育種方法大體相同，而對于多數(shù)草本園林植物而言，兩者不同之處有以下幾點：

①從育種理論上看，常規(guī)雜交育種利用的只是加性效應(yīng)和部分上位效應(yīng)，是可以固定

遺傳的部分；優(yōu)勢雜交育種利用的是加性效應(yīng)和不能固定遺傳的非加性效應(yīng)。

②從育種程序上看，常規(guī)雜交育種是先雜交后純合，即先進(jìn)行雜交，然后自交分離選

擇，最后得到基因型純合的品種；優(yōu)勢雜交育種是先純合后雜交，通常首先選育自交系，

經(jīng)過配合力分析和選擇，最后選育出優(yōu)良的基因型雜合的雜交新品種。

③在種子生產(chǎn)上，常規(guī)雜交育種比較簡單，每年從生產(chǎn)田或者種子田內(nèi)的植株上收獲

種子，既可供下一年生產(chǎn)播種之用；優(yōu)勢雜交育種選育的雜交品種不能在生產(chǎn)田中留種，

必須每年設(shè)立專門的親本繁殖區(qū)和制種區(qū)。

影響雜種優(yōu)勢的因素

■雜交親本的純合性

■雜交親本間的差異

■雜交組合的方式

雜種優(yōu)勢的機(jī)理

?顯性假說

■超顯性假說

,上位互作效應(yīng)

雜種優(yōu)勢的固定

■無性繁殖法

?二倍體無融合生殖：是指不通過雌雄配子的核融合而產(chǎn)生后代的一類繁殖方式。

■雙二倍體法

■平衡致死法

育種實踐證明，外觀長勢好、產(chǎn)量高的親本，其雜種產(chǎn)量不一定有較高的水平；而有

些親本并不是特別優(yōu)良，但與另一親本交配后，后代卻非常優(yōu)良。究其原因是與親本的配

合力高低有關(guān)。配合力可分為一般配合力和特殊配合力。

(1)一般配合力(generalcombiningability,gca)：指一個親本自交系或品種(純合體)

在一系列的雜交組合中的產(chǎn)量(或其他經(jīng)濟(jì)性狀)的平均表現(xiàn)。

(2)特殊配合力(specificcombiningability,sea)：指某特定組合的實際產(chǎn)量(或其他

性狀值)與根據(jù)雙親的一般配合力所預(yù)測的平均產(chǎn)量(或其他性狀值)的差值。

在雜種優(yōu)勢利用中，通過測定一般配合力來選配雜交親本，可以減少選配雜交組合的

盲目性，并且只有在一般配合力高的親本的基礎(chǔ)上再選擇特殊配合力高的組合，才能獲得

最為理想的雜交組合。

一般配合力主要是由親本的基因加性效應(yīng)決定的，加性效應(yīng)決定于基因位點

數(shù)目。對某一固定親本來說基因位點數(shù)目是個定值，不會因雜交組合的不同而變化。所以

基因的加性效應(yīng)是可以穩(wěn)定遺傳的。因此，對于主要取決于一般配合力的性狀可以通過常

規(guī)雜交育種育成定型品種。特殊配合力則是受基因的顯性效應(yīng)和非等位基因互作效應(yīng)控制

的。雜種優(yōu)勢主要是由顯性效應(yīng)和非等位基因互作效應(yīng)導(dǎo)致的，因此對于主要取決于特殊

配合力，或一般配合力和特殊配合力都有很大影響的性狀，就需要充分利用F1的雜種優(yōu)勢。

雜種優(yōu)勢利用的優(yōu)點

1.雜種往往植株高大，枝葉生長繁茂，籽粒產(chǎn)

量高。

2.雜種還有較強(qiáng)的抗逆性和早熟等特點，穩(wěn)定

性好。

3.雜種一代的一致性較好。對于觀賞植物來說，

既有利于栽培管理，又有利于整體觀賞效果

的提高。

4.優(yōu)勢育種周期相對比較短，投入少，見效快，

效益好。

1.雄性不育系：雄性不育系是一種雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母水稻，

由于花粉無生活力，不能自花授粉結(jié)實，只有依靠外來的花粉才能受精結(jié)實。

2.保持系：這是一種正常的水稻品種，用它的花粉授給不育系后，所產(chǎn)生后代，仍然

是雄性不育的。3.恢復(fù)系：這也是一種正常的水稻品種，用它的花粉授給不育系后，所產(chǎn)

生的雜交種雄性恢復(fù)正常。由于保持系和恢復(fù)系本身的雌雄蕊都正常，各自進(jìn)行自花

授粉，所以各自結(jié)出的種子仍然是保持系和恢復(fù)系的后代。

三系系雜交稻的生產(chǎn)程序

wiixrwji

雜交稻種子

但是，三系法的育種程序和生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，以致選育新組合的周期長、效率低、推廣

環(huán)節(jié)多、速度慢。尤其要指出的是三系法的雜種優(yōu)勢利用途徑由于受到嚴(yán)格恢復(fù)和保持關(guān)

系制約，配組自由度小，因而造成了三系法雜交水稻在不育系和雜交組合方面都比較單一

的局面，束縛了雜種優(yōu)勢的充分發(fā)揮，這正是近20多年來雜交水稻產(chǎn)量徘徊不前的原因所

在。

利用光溫敏不育系發(fā)展雜交水稻有兩大優(yōu)越性。第一是免除了保持系，在夏季長日照

下可用來與恢復(fù)系制種，在秋季或在海南春季可以繁殖自身，不再需要借助保持系來繁殖

不育系，因此用光溫敏不育系配制的雜交稻叫做兩系雜交稻。兩系法在種子生產(chǎn)程序上減

少了一個環(huán)節(jié)，從而降低了種子生產(chǎn)成本。第二是配組自由，選配到優(yōu)良組合的機(jī)率大大

高于三系法，大量的試驗表明，95%以上的現(xiàn)有水稻品種，都能使兩系不育系的育性恢復(fù),

而只有不到5%的品種能恢復(fù)三系不育系的育性。由此可知，在選擇