5.4 回交育种在线视频

大家好

我们今天来一起学习回交育种

在生产上呢

经常会遇到这么一个现象

一个品种

除了个别或极少数性状不符合要求

而其它性状都非常优秀

那么这就需要我们

对个别或者极少数的性状来进行改良

如何进行呢

回交育种

是优良性状转育

和聚合育种经常采用的方法

本讲呢有四个内容

第一个呢

我们先来看一下

回交育种的概念和作用

什么是回交育种呢

前面我们已经学过

回交是一种特殊形式的杂交方式

它是将杂交第一代

以及以后的世代与其亲本之一

再进行杂交

而应用多次回交方法育成新品种

就称为回交育种

在回交育种中

参加回交的亲本称为轮回亲本

只参加一次杂交的亲本

称为非轮回亲本

也称为供体

那么回交育种的书写的符号呢

一次回交的杂种为BC1

或者是BC1F1

二次回交的呢称为BC2

或者是BC2F1

那么

如果把一次回交的杂种自交

或者中间交配呢

那么它的后代就成为了BC1F2

那么其余的这个命名方法是类推的

为什么要开展回交

回交的作用有两个

一是要增加杂种后代轮回亲本的性状

二是呢增加杂交后代中具有轮回

亲本性状个体的比例使得基因纯合

例如我们通过六次回交呢

后代中轮回亲本的基因组

可以占到99%以上

那么本讲第二个内容呢

是回交育种的方法与要点

与其它杂交育种一样

回交也需要选择和选配亲本

除了前面介绍的亲本选择选配的原则以外

回交育种选配

的亲本还应该注意以下几点

第一轮回亲本

必须是综合性状优良

只在一到两个性状上需要改良的材料

缺点较多的材料是不能作为轮回亲本

第二供给亲本

必须具有轮回亲本所缺少的

也就是我们需要改良的那个目标性状

且优良性状必须突出

由单基因或者是主基因控制

便于选择

经过回交数次以后

仍能保持足够的强度

同时

其它性状也不能有严重的缺陷

第三

轮回亲本必须是生产上已经推广

或者准备推广的品种

经过数年改良后

仍然有发展前途

否则经过几次回交以后

选育的新品种落后于生产形势的需要

那么就将前功尽弃

第四

为了提高轮回

亲本在后代中的表达强度呢

可采用其它

同类型的品种的作为轮回亲本

这样可以避免了由于多次回交

而导致的遗传退化现象

确定回交亲本以后

根据性状的特点呢我们来进行回交

那性状呢一般有两个显著的特点

一是完全显性基因控制的性状

第二个呢完全隐性控制的性状

回交的方式是不同的

完全显性的性状

杂交一代就能够显现

可以直接回交

而完全隐形的性状呢

在杂交一代不能够显现

需要经过自交

才能从后代中分离出隐性性状的个体

再用轮回亲本

与分离出来的个体进行回交

那么这个呢

就是完全显性基因控制的

性状的回交示意图

让轮回亲本

可以直接与杂种亲本进行杂交

后代进行杂交

然后再自交

直到目标性状不再分离

基因纯合为止

那这个图呢

是我们演示的

完全隐性基因回交的一个示意图

杂交后代呢

需要自交以后得到目标性状

得到目标性状的个体

然后继续与轮回亲本杂交

那么

通过这个从这个图上就可以看出了

与完全显性基因控制性状相比呢

回交世代呢增加了一倍

然后在进行回交时

到底回交多少次为好呢

回交的次数

要视具体的情况而不同

如果目标性状是单基因遗传的时

可以采用四到六代的

饱和回交

而目标性状是不完全的显性

或者有修饰基因

或者是少数基因控制的

数量性状的时候呢

一般采用一到三次的不饱和回交

防止在回交过程中

把目标性状削弱或者丢失

那么经过一定次数的回交以后

轮回亲本的优良性状得到恢复

同时又获得了供给亲本的优良性状

但回交后代

需要改良的性状处于杂合状态的

因此在最后一次回交以后呢

需要经过自交分离

才能获得纯合的材料

那么从前面的回交示意图可以看出

无论是完全显性基因

还是完全隐性基因控制的性状

通过回交得到改良

个体需要的时间都比较长

我们利用分子标记辅助选择

可以提高这个选择效率

特别是完全隐性的性状

就没有必要再进行自交

而用分子标记进行选择

就可以大大加速了回交的进程

那么本讲第三个内容是

回交法的优点和缺点

我们先看优点

第一

由于是有针对性的对轮回亲本

进行一到两个性状的改良

容易预测新品种的遗传的组成

第二回交育成品种的形态

适宜范围

栽培条件等

与轮回亲本相似

不需要经过品种比较试验

区域试验和生产试验呢

就可以在生产中试种

而且在轮回亲本推广的地区呢

容易为生产单位所接受

第三

回交育种需要的育种群体很小

而且主要针对

需要改良的目标性状进行选择

因此

需要的环境条件不严格

只要使这一性状得以表现就行

在任何条件下都可以借鉴

从而可利用温室

异地或者异地加代的方法

来缩短育种的年限

第四

有些优良的品种

由于对生长环境要求严格

推广具有局限性

我们可以通过回交育种呢

将它的优良性状转移到

当地的推广的优良品种中间

使它能在当地

不适应的种质资源得到利用

但是回交育种的也有它的局限性

一是改良的目标性状有限

回交育种的最终结果

除了目标性状外

其它性状难以超越轮回亲本

经过几年时间

得到个别性状改良的品质

可能竞争不过

其他育种方式育成的品种

二是非轮回亲本不良性状的影响

回交群体恢复为轮回亲本基因型时

常常出现偏离

育种家期望回交群体最终恢复为

轮回亲本的基因型

但回交结果和理论上所期望的

常常发生偏差

主要呢就是由于非轮回亲本造成的

那么第四节课内容呢就是

回交育种的应用

首先呢

我们可以利用回交育种的方法来

提高优良品种的抗病性和抗逆性

如果在生产上有一个品种

除不抗某个病害或者逆境外

其余性状都非常优秀

这个时候呢

可以采用回交的方法

将抗病或者抗逆基因

导入到优良品种中间

从而提高其抗病性和抗逆性

这样

转育雄性不育系和恢复系基因

那么在雄性不育系杂种优势利用中呢

回交是转育不育系和恢复系的主要方法

采用回交育种的方法

将雄性不育或者

恢复基因

从一个品种转移到另一个优良品种中

培育优良的不育系和恢复系

具体的方法将在优势育种中来介绍

第三

克服远缘杂种的不稔性

那么在上一次课

我们介绍远缘杂交时

提到远缘杂交

有时会遇到杂种不稔的问题

克服远缘杂交不稔性的方法之一

就是将远缘杂种与栽培种连续回交

这样就有可能获得可稔的杂种后代

第四

改善杂交材料的性状

通过回交呢

我们可以改良自交系的某些性状

为优势育种提供优良的自交系

第五

创造新种质

将野生资源与栽培种杂交并连续回交呢

可以获得异源种质的新材料

第六

培育近等系用于遗传研究

那么我们可以通过连续回交

将不同基因

分别转育给同一个轮回亲本

培育成遗传背景相同

只有目标性状有差异的近等基因系

以便在同一遗传背景上

准确的鉴定

不同基因对经济性状的影响

同时也可以了解

不同遗传背景对同一基因的影响

第七呢培育多系品种

将不同的抗病主效基因

分别导入同一优良品种中

预存以该品种为遗传背景

但具有不同抗性基因的

多个近等基因系

然后按照需要

混合若干品系组成多系品种用于生产

多系品种既有综合性状上的一致性

又有抗病基因上的一致性

可以保持抗病性的稳定和持久

从而控制某种病害的流行和危害

那么下面我们以携带

番茄疮痂病

抗性基因Rx4近等基因系的

培育为例

来介绍回交育种的应用

番茄疮痂病的是由黄单胞杆菌

引起的一个细菌性病害

危害植株上的所有部位

造成严重的产量损失和果实品质下降

那么目前

栽培品种对该病是不具备抗病性的

所报道的抗病材料都是野生种

但是野生种具有很多不良的性状

比如我们这个右图中间的这个醋栗番茄

它的果实的重量只有一克左右

不符合我们生产的要求

为此我们

采用回交育种的办法

将野生种的抗性

导入到优良的加工番茄自交系

OH88119中

那么这个图呢

就是我们做了一个回交图

那么将OH88119与

携带的抗性基因的Rx4的野生材料呢

PI128216进行杂交

然后用OH88119为轮回

亲本回交六次

最后一次回交以后呢

又自交了五次

由于在这个过程中间

我们的Rx4基因

是一个已经克隆的抗性基因

有可用的分子标记

因此

在我们的整个回交和自交过程中

都采用了分子标记来进行辅助选择

来再结合抗性鉴定

最后呢

我们还采用了分子标记对获得的

近等基因系来进行了遗传背景的检测

那么

这是分子标记所获得的

对五个近等基因系

进行背景检测的结果

可以看到

虽然经过了六次回交和五次杂交

但是

得到的五个系所携带的

外源片段大小是不一样的

特别是这个1812这个材料

携带的外源基因的片段很大

不过我们经过抗性鉴定发现呢

这些近等基因系

对疮痂病的抗性表现是一样的

而且都与供给亲本的抗性相同

那么除抗性以外呢

近等基因系的田间表现与园艺性状

和轮回亲本呢也基本一致

表明

这个近等基因系的培育呢是成功的

那么关于回交育种呢

就讲到这里

再见