5.1 有性杂交育种的基本概念和方法在线视频

大家好

我是中国农业大学园艺学院的杨文才

我们今天学习第五章内容

有性杂交育种

首先学习第一部分

有性杂交育种的基本概念和方法

本讲包括四个部分的内容

第一个内容是有性杂交育种的概念

我们常说的杂交

是指通过不同基因型个体之间的交配

或者重组个体的一种方法

是生物遗传变异的一个重要的来源

通过杂交获得后代

进行新品种选育的途径

就称为杂交育种

它是国内外广泛应用

且卓有成效的一种途径之一

根据是否有雌雄配子参与

可以将杂交分为

有性杂交和无性杂交两种

无性杂交将在后面的

细胞工程育种中介绍

这里只介绍有性杂交

所以有性杂交

是指不同基因型的雌雄配子

进行有性结合

产生杂种的方法

而通过有性杂交获得杂种

对杂种后代进行选择培育

获得新品种的方法

就称为有性杂交育种

我们为什么要开展有性杂交育种呢

这就需要了解有性杂交育种的特点

也就是本讲的第二个内容

有性杂交育种的特点有以下几个方面

第一

由于杂交过程中

涉及到两个或两个以上的亲本

不同亲本具有不同的优良性状

通过杂交能够综合亲本的优良性状

第二

杂交后不同亲本所携带的不同基因

能够产生互作

创造一个新的性状

第三

由于基因加性效应和上位效应

数量性状的累加作用

以及显性效应和超显性效应

杂交可以产生超亲现状

下面我们介绍本讲的第三个内容

有性杂交的方式

将不同基因型的材料杂交

根据参加杂交亲本的数量

可以分为两种杂交方式

一是两亲杂交

顾名思义

参加的杂交亲本只有两个

根据亲本参与杂交的次数

又可以将两亲杂交分为单交和回交

所谓单交

就是只进行一次杂交

也称为成对杂交

单交有正交和反交之分

但是这两个是相对而言的

多数情况下

正反交没有明显的差异

但是

如果存在母系遗传史

正反交结果不同

选择时应区别对待

单交的方法比较简便

容易控制

因此

在常规杂交育种中

普遍采用

而回交

就是将杂交第一代及其以后的世代

与其亲本之一继续杂交

这样可以增加轮回亲本在后代中的

遗传贡献率

关于回交育种

我们在后面会有专门的介绍

第二种杂交方式是多亲杂交

是指三个或者三个以上的亲本

参与的杂交

又称着复合杂交或者复交

我们知道

一次杂交只能涉及到两个亲本

因此

多亲杂交

需要考虑亲本参加杂交的顺序

这样又可以将多亲杂交

分为添加杂交和合成杂交两种

所谓添加杂交

就是将多个亲本逐个参与

每杂交一次加入一个亲本

添加的亲本越多

杂种的优良性状越多

当然也可能综合不良的性状

这就需要进行选择

但是

参与杂交的亲本也不宜太多

否则育种年限会延长

一般来说

以三到四个亲本为宜

这是添加杂交的一个示意图

我们从图中可以看出

亲本的加入的顺序对杂种的遗传组成

影响很大

越是最后加入的所占的比例越大

因此

一把遗传力高的放在前面

遗传力低的

综合性状好的放在后面加入

所谓合成杂交

就是参加杂交的亲本

先两两配置

单交杂种

然后加两个单交种再杂交

如果目标性状是隐性性状

应该把单交杂交

的种再自交

从后代中分离出

综合性状优良

且含有目标性状的个体

进行不同F2之间的杂交

那么这是合成杂交的示意图

从这个图中可以看出

在杂交过程中间

个个亲本排列是平行的

在遗传组成上各占四分之一

因此不是见到它们的先后顺序

另外

我们还常常听到聚合杂交一词

它实际上是合成杂交的延伸

是将多个亲本先配成单交的组合

然后单交组合之间

再进行一次或者多次的杂交

在配置单交组合时

某一个亲本可以参与多次

这种方法的优点是

可以综合四个以上亲本的性状

多亲杂交与两亲杂交相比

最大的优点

是将分散在多个亲本上的优良性状

综合于杂种中

丰富了杂种的遗传基础

增加了变异的类型

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

本讲的第四个内容是

杂交亲本的选择和选配

在开展杂交育种工作时

选择适合的亲本进行杂交

是决定杂交育种成败的关键之一

如果亲本选的不好

就会降低一种效率

或者难以实现预期的目标

所谓亲本选择

就是根据品种选育目标

选用具有优良性状的品种类型

作为杂交亲本

那么

如何来进行亲本选择呢

我们可以考虑以下几个问题

第一

广泛收集资源进行系统的评价

从资源中进行精选

第二

要有明确的育种目标

突出重点

目标性状要具体

要掌握目标性状的构成的因素

因为构成因素

比它们构成的综合性状的遗传

更为简单

更可操作

选择效果也更好

第三

数量性状受多基因控制

它的改良比质量性状要困难得多

因此

当数量性状和质量性状都要考虑时

应首先考虑数量性状的优劣

选择亲本

然后再考虑质量现状

并尽可能用

综合性状优良的种子材料做亲本

第四

要考虑亲本的基因型和育种值

目标性状的传递力和亲本的配合力

一般用

一般配合力高的材料做亲本

第五

地方品种

是当季长期自然选择和人工选择的产物

对当地的自然条件和

栽培条件具有良好的适应性

也适合当地的消费习惯

用它们作亲本

能够显示出对当季的适应性强

容易推广的新品种

因此要优先选择

当季的优良品种和地方品种

第六

在现有的种子资源中

有些珍惜可贵的性状

出现的频率很低

如黄瓜的雌性系

在育种中要优先考虑

使用稀有可贵性状的材料做亲本

第七

野生与半栽培资源

虽然有一些特殊的性状

但也带有大量的不利性状

在育种过程中一定要慎用

第八

通过实生育种

选择的材料也要需要

严格选择实生群体中间的优株

亲本选择以后

是不是随意进行杂交配制呢

当然不是

在得到优良的亲本之后

还要进行亲本的选配

所谓亲本选配

是指从入选的亲本中

选用合适的亲本配制组合

亲本选配得当

可以提高育种的效率

开展杂交亲本选配

也需要遵循一些原则

第一

尽可能是亲本间优缺点互补

性状互补

是指父本和母本的缺点

能被另一方的优点弥补

性状互补

还包括同一性状不同构成因素的互补

配组亲本双方可以有共同的优点

而且共同的优点越多越好

但不允许有共同的缺点

特别是难以改进的缺点

第二

应该考虑主要经济性状的遗传差异

在一定的范围内

亲本的遗传差异越大

后代中选择出来的亲本类型越多

选出理想类型的机会也越大

第三

要根据亲本的生态起源

选配组合

起源地不同的亲本

一般来说

遗传差异相对较大

后代变异类型比较多

第四

选拔优选率是最高的理想组合

这就需要借鉴别人的经验

容易取得成功的材料做亲本

可提高选育优良新品种的可能性

第五

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

只具有少数特殊优异性状的

材料做父本

在实际育种中

用栽培种与野生种杂交的时候

一般我们用栽培种做模板

用外地品种与本地品种做杂交的时候

一般用本地的品种作母本

第六

应该考虑亲本的育性和交配亲和性

用雌性器官发育正常

和结实率正好的材料做母本

用雄性器官发育正常

花粉量多的材料做父本

并且要考虑

亲本杂交的亲和性和后代的育性

本讲的第五个内容

是有性杂交育种的技术

根据整个育种计划要求

和育种中对象的开花授粉的习性

我们可以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

以及每个杂交组合杂交的花束等等

那么杂交的具体

步骤和方法可以包括以下几条

第一

母本选择和花朵的选择

我们要选择符合典型特性的

且生长正常的单株上的正常的花朵

来作为母本

这样母本的隔离和去雄

隔离的目的是防止外来花粉的侵入

隔离的方法大致可以分为空间隔离

器械隔离和时间隔离三个大类

去雄

就是去除隔离范围内的花粉的来源

包括雄株

雄花和雄蕊

对于两性花

除自交不亲和系和雄性不育系外

在花药开裂前

必须去雄

去雄时间因植物的种类而异

第三

父本花的隔离花粉采集和贮藏

它的隔离方式与母本是相同的

一般从父本植株

当天开放的花朵中采集花粉

花粉可以低温干燥处保存的

第四授粉

授粉是将花粉

传播到柱头上的操作的一个过程

如果配制的杂交组合较少

少量的授粉

可以直接将正在散粉的父本雄蕊

触碰母本的柱头

也可以用镊子挑取花粉

直接涂抹在母本的柱头上

如果授粉量大或者

用专门储备的花粉来授粉的话

这需要采用授粉的工具

授粉的工具比较多

包括我们常用的铅笔上的橡皮头

海绵头

毛笔

风棒等等

那么在实际育种中呢

我们经常会遇到由于亲本的

生育期等原因

导致亲本不能同时开花

也就是我们常说的花期不遇

这个时候可以通过调整播种期

利用我们的保护设施

控制环境条件

水肥管理

植株调整

激素处理等来调节花期

使得父母本花期能够相遇

也可以进行花粉的贮藏

另外

园艺作物的有性杂交育种过程中

常采用蕾期授粉

它是利用

雌蕊在开放前一到两天

就能接受花粉能力的特点

在去雄的同时进行授粉

虽然蕾期授粉比

开花期授粉结实率略低

但蕾期授粉的手续比较简单

节约时间和用工

杂交结束以后

我们需要调查杂交是否成功

可通过观察记载

计算子房的膨大率

座果率

成果率

和种子率来确定成功率

杂交果实成熟之后

我们按照杂交的组合来采收

那么最后我们讲一下

如何来提高杂交效率

提高杂交效率

可通过提高杂交的成功率

和杂交工作效率来实现

而提高杂交的成功率

可以通过提高杂交受精的可能性

杂交的结实率和种子数数来达到

那这里面常用的方法

就是重复授粉后独自授粉

关于有限杂交育种的基本的概念方法

就讲到这里

再见