第五章近亲繁殖与杂种优势

第二节杂种优势一、杂种优势的概念及表示方法•杂种优势的概念：•是指遗传组成不同的两个亲本杂交产生的F1，生长势、繁殖力、抗逆性、产量和品质等方面优于双亲的现象。•二、杂种优势的表现(一)杂种优势的表现类型(二)F1杂种优势表现的特点(三)F2的衰退表现(四)F2衰退表现特点(一)杂种优势的表现类型(二)F1杂种优势表现的特点•F1的优势表现具有以下特点：①综合性；②杂种优势大小取决于双亲间相对差异和双亲性状互补性；③杂种优势的大小与双亲基因型的高度纯合有密切关系；④杂种优势的大小与环境条件具有密切关系。(三)F2的衰退表现杂种F2产量性状的衰退表现(玉米)(四)F2衰退表现特点•亲本的纯合程度越高，性状差异愈大F1杂种优势越强，F2衰退现象也越明显–一方面，衰退是F2与F1相比较–另一方面，上述衰退的因素都会随F1的杂合性增加而加强•所以在杂种优势利用中，F2一般不再利用，每年都必须重新配制杂交种，以供生产应用三、杂种优势的遗传理论•杂种优势现象广泛存在，杂种优势又是如何产生的呢？也就是说杂种优势的遗传基础是什么呢？•遗传学家提出了各种各样的假说来解释杂种优势形成的机理，其中最主要、最基本的有两个：–显性假说–超显性假说1.显性假说(Bruce等,1910)•内容–显性基因对性状表现的贡献大于隐性基因–亲本分别具有不同的隐性纯合基因–杂种聚集了双亲全部显性基因，各基因位点均呈杂合状态，表现为显性性状–杂种优势来源于双亲显性性状的互补•例如–豌豆株高主要受两基因控制，其中一对基因控制节间长度(长对短为显性L/l)，另一对基因控制节数(多对少为显性M/m)–杂种(LlMm)表现为节间长、节间数多，因而株高可高于双亲，表现杂种优势2、超显性假说(1908)•超显性假说也称等位基因异质结合假说，认为：–等位基因间没有显隐性关系，但双亲基因异质结合后，等位基因间互作大于纯合基因型的作用•例如：–设a1/a2为一对等位基因：a1控制代谢功能A，a2控制代谢功能B(1)a1a1具有A功能，设其作用为10个单位(2)a2a2具有B功能，设其作用为4个单位(3)杂合体a1a2具有A、B两种代谢功能，可产生10个以上单位作用，超过最优亲本，即：a1a2a1a1；a1a2a2a2•超显性假说得到了许多试验资料的支持，同时也能从生物化学和生化遗传水平得到一些支持•但是它否认等位基因间的显隐性关系，忽视了显性基因的作用3、两种假说比较•两者的相似之处：–都立论于杂种优势来源于双亲基因间的相互关系.•两者的不同之处：–显性假说认为杂种优势是双亲显性基因间互补–超显性假说认为杂种优势是由于双亲等位基因间互作•事实上，生物不同性状的杂种优势可能是由于上述的某一个或几个遗传因素共同造成的四、杂种优势利用•将杂种F1作为生产品种(杂交种)种植成为栽培植物特别是农作物产量、品质提高的重要因素–我国的农作物杂种优势利用走在世界前列，杂交水稻对我国乃至全世界粮食问题起到不可估量的作用•农作物利用杂种优势的方法和难易程度也因其繁殖方式和授粉方式而异–无性繁殖作物杂种优势利用最为容易，只要通过有性繁殖获得优良杂种，即可通过无性繁殖方式保存/保持杂种优势有性繁殖作物杂种优势利用•有性繁殖作物杂种优势利用必须具备两个重要条件：–杂种优势要明显，增产效果明显–制种的成本要低，用种量要小•这是一个投入/产出问题，即：种植杂交种所增加的收益必须高于为此所增加的投入，所以在杂种优势利用时必须注意三个问题：1.杂交亲本的纯合度和典型性2.选配强优势组合(互补性及其它)3.制种技术与播种技术本章要点•杂交、自交、近交与回交，自交与回交遗传效应及比较•纯系学说的内容、意义及其发展•杂种优势及其表示方法，F1杂种优势表现特点、F2衰退表现的特点•显性假说和超显性假说对杂种优势形成的解释•杂种优势在不同类型作物中的应用