第五章常见作物杂种优势利用与制种

四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种第五章常见作物杂种优势利用与制种第一节作物杂种优势第二节玉米杂交种的选育第三节水稻杂交种的选育四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种第一节作物杂种优势一、作物杂种优势现象二、杂种优势利用的特点和基本原则三、杂种优势利用的途径四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种一、作物杂种优势现象杂种优势的概念杂种优势表示方法杂种优势的表现四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂种优势的概念杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本(物种、亚种、品种或自交系)杂交，产生的杂种F1在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、适应性、产量及品质等方面比其双亲及其后代都表现优越的现象。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂种优势表示方法1.平均优势法以子一代平均值超过双亲平均值的百分比表示。即2.超亲优势法以子一代平均值超过最优亲本平均值的百分比表示。即3.对照优势法以子一代平均值超过对照种平均值的百分法表示。即100(%)1双亲平均值双亲平均值的平均值平均优势F100(%)1最优亲本平均值最优亲本平均值的平均值超亲优势F100(%)1对照种平均值对照种平均值的平均值对照优势F四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂种优势的表现杂种优势在产量上的表现杂种优势在生长发育上的表现杂种优势在抗逆能力上的表现杂种优势在光合作用上的表现杂种优势在品质上的表现四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种二、杂种优势利用的特点和基本原则杂种优势利用的特点利用杂种优势的基本原则四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂种优势利用的特点无性繁殖作物只要通过品种间杂交产生F1，然后选择杂种优势强的单株进行无性繁殖，即可育成一个新的优良品种，在生产上应用推广。有性繁殖作物的杂种优势，一般只能利用F1。F2因基因重组导致性状分离，优势减退，生活力下降。特别是用不育系和恢复系配制的杂种，后代还会出现部分不育株，使产量下降。因此，每年都必须生产优势强的F1种子供生产使用。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种利用杂种优势的基本原则选配优良杂交组合提高杂交亲本的纯合性简便易行的杂交制种技术四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种三、杂种优势利用的途径人工去雄生产杂交种子利用化学药剂杀雄利用自交不亲和系利用雄性不育系利用雄性不育系生产杂交种子，要有“三系配套做基础。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种“三系“三系”的概念相互关系“三系”应具备的优良性能四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种“三系”的概念及其相互关系“三系”是指雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系。简称不育系(用A表示)、保持系(用B表示)和恢复系(用R表示)。雄性不育系雄性不育系是雄性器官退化或发育异常，无花粉或花粉败育，但雌性器官发育正常的品系。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种雄性不育系可分为三种类型:一是无花粉型，二是花粉败育型，其中花药细小，花粉粒皱缩畸形，遇碘不染色的，叫典败花粉；花粉粒圆形，但较五常花粉粒小，遇碘不染色的，叫圆败花粉；粉粒圆形，遇碘染色，但无生命力的，叫染败花粉。典败、圆败和染败的花粉粒都没有受精能力，当前使用的不育系大多属这种类型(图5-1)。三是花药退化型，花药高度退化，里面无花粉。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种表5-1水稻雄性不育系和相应保持系性状的区别四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种雄性不育保持系雄性不育保持系是相应不育系的同型系。它的雌雄器官发育正常，能自交结实;花粉授给不育系能使不育系受精结实，并保持其不育的特性。不育系和相应保持系的主要性状相似，但也有些区别雄性不育恢复系雄性不育恢复系的雌雄器官发育五常，自交能结实，用它的花粉授给不育系能使不育系受精结实，产生的杂种F1能恢复正常自交结实的能力，并产生杂种优势。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种图5-2不育系和相应保持系的雄蕊比较图1.不育颖花内观2.不育花药外观3.败育花粉粒4.保持系颖花内观5.保持系正常的花药6.正常的花粉粒四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种三系的相互关系四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种“三系”应具备的优良性能一个优良的不育系不仅要具有优良的经济性状，还要求具有下列性能，(1)雄性不育性稳定不因多代繁殖或环境条件变化，特别是温度影响，而发生育性的变化，出现自交结实现象;(2)可恢复性良好有较多的恢复品种，以利于选出适应各种栽培条件的强优势组合;配制的杂交F1种子结实率高而稳定，受环境条件影响小；(3)具有良好的花器和开花习性开花正常，柱头发达外露，开花时开颖角度大，时间长，便于繁殖制种。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种优良的保持系除能保持不育系后代的不育特性外，还要求：(1)品种纯度高，性状稳定，生长整齐一致，性状好，并且传递给不育系的遗传能力强；(2)花药发这，花粉量大，开颖散粉正常，有利于提高不育系的产量。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种优良的恢复系影响配制杂交种子的数量，且与杂种F1的产量有密切关系，必须具备以下条件：(1)恢复能力强，配制的杂交种结实率要远距离在80%以上；(2)与不育系配制杂交种的杂种优势明显，配合力高，经济性状优良；(3)植株比不育系稍高，生育期与不育系相近或略长，(4)花药发达，花粉量多，开花散粉正常，给不育系授粉，不育系结实率高。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种第二节玉米杂交种的选育一、玉米杂交种的种类二、玉米自交系的选育三、杂交种的选育四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种一、玉米杂交种的种类品种间杂交种品种与自交系间杂交种(又称顶交种)自交系间杂文种•单交种•三交种•双交种综合种四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种二、玉米自交系的选育玉米自交系的概念及优良自交系应具各的条件选育自交系的基本材料及自交后代的选择自交系配合力的测定四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种玉米自交系的概念及优良自交系应具备的条件玉米自交系是从玉米品种群体或各类杂交种经过连续多代自交和选择分离出的基因型纯合的后代系统。优良自交系应具备的条件•配合力高•农艺性状好•抗逆性强•适宜繁殖制种的性状四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种选育自交系的基本材料及自交后代的选择选育自交系的基本材料自交后代的选择四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种选育自交系的基本材料玉米品种凡是用玉米品种作基本材料选育成的自交系称为一环系。杂交种凡是以杂交种为基本材料选育成的自交系称为二环系。•选育二环系时，要注意不能长期使用少数优良自交系组配的杂交种。这样反复利用选育的自交系亲缘越来越近，遗传基础狭窄，难以组配强优势的杂交种。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种自交后代的选择自交后代的选择自交一代(S1)的选择自交二代(S2)的选择自交三代(S3)及以后自交世代的选择四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种自交系配合力的测定自交系的配合力指一个自交系和其它自交系(或杂交种，品种)组配杂交种的能力，是通过它所组配的杂交种的产量进行估算的。自交系的配合力分一般配合力和特殊配合力。一般配合力是指一个自交系与多个自交系(或杂交种、品种)杂交所产生的杂种一代的产量平均值。特殊配合力是指一个自交系与一个特定自交系杂交的杂种一代表现的最高产量。•由此可见，只有用一般配合力高的自交系为亲本，再经过自交系间合理组配，以获得高的特殊配合力，才能选育出最优的杂交种。所以选育自交系时，必须进行配合力测定，按配合力的高低，对自交系进一步选择。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种自交系配合力的测定方法：顶交法双列杂交法多系测定法四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种三、杂交种的选育杂交亲本选配的原则玉米杂交种的选育程序四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂交亲本选配的原则选择配合力高的自交系做亲本选择优良性状多，且性状互补的自交系作亲本选择亲缘关系较远、生态型差异大的自交系做亲本选用抗逆性强的自交系做亲本选用抗逆性强的自交系做亲本四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种玉米杂交种的选育程序组合评选产量比较试验区域性试验四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种第三节水稻杂交种的选育一、雄性不育系及其保持系的选育二、雄性不育恢复系的选育三、强优势组合的选育四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种一、雄性不育系及其保持系的选育远缘杂交选育不育系及其保持系利用现有不育系转育四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种远缘杂交选育不育系及其保持系远缘杂交配组的类别连续回交四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种远缘杂交配组的类别种间杂交亚种间杂交地理远距离品种间杂交四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种连续回交图5-4二九南1号A、B的选育过程四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种利用现有不育系转育广泛测交选优回交四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种二、雄性不育恢复系的选育测交筛选法杂文转育法四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种测交筛选法恢复系测交材料的选择从不育系原始母本亲缘较近的品种中筛选要选择具有广谱性恢复力的恢复系从经济性状好，而且与不育系性状遗传差异大的品种中筛选测交筛选的方法四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂交转育法一次杂交选育法复合杂交选育法多代回交转育法四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种三、强优势组合的选育杂交亲本选配的原则杂文稻育种的程序四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂交亲本选配的原则选择具有一定程度遗传差异的双亲配组选用经济性状优良且能互补的双亲杂交选用配合力高的双亲配组亲本之一的丰产性能要好四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件遗传与作物育种杂文稻育种的程序