作物育种学(刘裕强)第十四章-群体改良与轮回选择课件.ppt
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- 作物 育种 刘裕强 第十四 群体 改良 轮回 选择 课件
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1、对变异群体进行周期性选择和重组来逐渐提对变异群体进行周期性选择和重组来逐渐提高群体中有利基因和基因型的频率高群体中有利基因和基因型的频率,以改进群以改进群体综合表现的育种方法。体综合表现的育种方法。第一节第一节 群体改良的意义群体改良的意义一一 、概念、概念群体改良群体改良(Population Improvement)创造新的种质资源创造新的种质资源 选育优良的综合品种选育优良的综合品种 改良外来种质的适应性改良外来种质的适应性群体改良的意义群体改良的意义第二节第二节 群体改良的原理群体改良的原理一、群体的概念一、群体的概念 遗传学上的遗传学上的群体群体:群体内个体间随机交配形成的遗传平群体
2、内个体间随机交配形成的遗传平衡群体。衡群体。二、群体遗传学基因平衡定律二、群体遗传学基因平衡定律 Hardy-Weinberg定律定律 1.在一个完全随机交配群体内,如果没有其他在一个完全随机交配群体内,如果没有其他因素干扰,则各世代的基因和基因型频率保持因素干扰,则各世代的基因和基因型频率保持不变。不变。2.在任何一个大群体内,不论基因频率和基因型在任何一个大群体内,不论基因频率和基因型频率如何,只要一代的随机交配,这个群体就频率如何,只要一代的随机交配,这个群体就可达到平衡。可达到平衡。3.3.一个群体在平衡状态时,基因频率一个群体在平衡状态时,基因频率和基因型频率的关系是:和基因型频率的
3、关系是:D=p2,H=2pq,R=q2 二倍体随机交配群体中:基 因 A a 频 率 p q 基因型 AA Aa aa 频 率 p2 2pq q2利用群体进化的法则,通过异源种质的合成,利用群体进化的法则,通过异源种质的合成,自由交配、鉴定选择等手段,促进基因重组,自由交配、鉴定选择等手段,促进基因重组,不断打破优良基因与不良基因的连锁,提高群不断打破优良基因与不良基因的连锁,提高群体优良基因频率和基因型频率。体优良基因频率和基因型频率。群体优良基因频率的提高,必然导致后代中出现优良基因重组群体优良基因频率的提高,必然导致后代中出现优良基因重组体可能性增大,即优良基因型的频率就必然增大。因而,
4、通过体可能性增大,即优良基因型的频率就必然增大。因而,通过作物群体改良,可以提高育种效率和育种水平。作物群体改良,可以提高育种效率和育种水平。四、群体改良的原理四、群体改良的原理v群体改良的实质是提高优良基因、基因型的群体改良的实质是提高优良基因、基因型的频率,在特定的群体下,优良基因和基因型频率,在特定的群体下,优良基因和基因型频率增加的基础在于频率增加的基础在于选择选择和和基因重组基因重组。v群体改良的方案应有助于选择和基因重组。群体改良的方案应有助于选择和基因重组。v优良的基因来源则依赖于基础群体的选择与优良的基因来源则依赖于基础群体的选择与合成。合成。人工合成群体将外来血缘或野生血人工
5、合成群体将外来血缘或野生血缘渗进种质库,再加以特殊的选择缘渗进种质库,再加以特殊的选择即可改良外来种质对环境的适应性,即可改良外来种质对环境的适应性,又能产生需要的优良基因重组体。又能产生需要的优良基因重组体。自身必须具有优良性状、类型和性状的具有多自身必须具有优良性状、类型和性状的具有多样性、基础材料要求亲缘关系要远。样性、基础材料要求亲缘关系要远。(二)(二)合成种质群体的方式合成种质群体的方式 1.1.一父多母或一母多父授粉法一父多母或一母多父授粉法 2.2.双列杂交法双列杂交法 3.3.等量种子混合种植等量种子混合种植隔离区内让新群体充分自由授粉,即随机交配,隔离区内让新群体充分自由授
6、粉,即随机交配,3-53-5代后开始轮回选择。代后开始轮回选择。返回返回(四)自花授粉作物的异交化问题(四)自花授粉作物的异交化问题 自花和常异花授粉作物基础群体的建立要自花和常异花授粉作物基础群体的建立要导入雄性核不育基因建立异交群体。导入雄性核不育基因建立异交群体。第四节第四节 群体改良的轮回选择方法群体改良的轮回选择方法群体改良的方法,先后经历了从简单到复杂、从目测群体改良的方法,先后经历了从简单到复杂、从目测到后裔测验、从一个群体的群体内改良到两个群体间到后裔测验、从一个群体的群体内改良到两个群体间改良等几个重要发展阶段。改良等几个重要发展阶段。常用的方法可以分为:群体内改良:群体内改
7、良:改良单一群体,目的为了培育新品种,供生产直接应改良单一群体,目的为了培育新品种,供生产直接应用或作为杂交亲本。用或作为杂交亲本。群体间改良:群体间改良:改良两个群体,目的为了获得两个改良群体,当它们改良两个群体,目的为了获得两个改良群体,当它们相互杂交时,能表现高度的杂种优势。相互杂交时,能表现高度的杂种优势。群体内改良的方法群体内改良的方法 方方 法法 选选 择择 根根 据据 混合选择法自身表型选择混合选择法自身表型选择 穗行选择法后裔表现选择穗行选择法后裔表现选择 改良穗行选择法后裔表现选择改良穗行选择法后裔表现选择 半同胞轮回选择半同胞轮回选择(HS)(HS)测交表现选择测交表现选择
8、,配合力改良配合力改良 全同胞轮回选择全同胞轮回选择(FS)(FS)姊妹交后代表现选择姊妹交后代表现选择 S S1 1选择法选择法 自交一代表现选择自交一代表现选择 S S2 2选择法选择法 自交二代表现选择自交二代表现选择l混合选择法:混合选择法:按改良目标,进行表型选择,选择优良按改良目标,进行表型选择,选择优良的表现型,淘汰不良的表现型。受环境影响和有效淘汰的表现型,淘汰不良的表现型。受环境影响和有效淘汰不良基因型。不良基因型。l改良混合选择法:改良混合选择法:先进行单株选择,次年用半分法种先进行单株选择,次年用半分法种成穗行进行比较,然后根据穗行比较结果,将表现优良成穗行进行比较,然后
9、根据穗行比较结果,将表现优良穗行的预留种质进行混合繁殖,形成新的改良基础群体。穗行的预留种质进行混合繁殖,形成新的改良基础群体。适用于简单遗传性状或主要受加性基因控制的性状。适用于简单遗传性状或主要受加性基因控制的性状。(一)混合选择法(一)混合选择法 (Mass selection)基础群体基础群体 按表型进行单株选择按表型进行单株选择 混合播种混合播种 第一轮改良群体第一轮改良群体 重复以上步骤重复以上步骤 第二轮改良群体第二轮改良群体 从被改良的基础群体中,根据改良目标,按从被改良的基础群体中,根据改良目标,按表型选择表型选择250个优株,入选优株单穗脱粒后个优株,入选优株单穗脱粒后保存
10、。保存。次年将种质一分为三,分别播种在次年将种质一分为三,分别播种在3个生态个生态条件不同的地点,这条件不同的地点,这3个试点中,一个试点个试点中,一个试点在隔离区内。在隔离区内。(三)自交后代选择(三)自交后代选择(S S1 1 or S or S2 2 selection selection)利用单株自交进行试验的群体内改良的利用单株自交进行试验的群体内改良的方法。根据自交后代的性状进行鉴定。方法。根据自交后代的性状进行鉴定。S0选株自交,选株自交,200株以上,收获中株以上,收获中选的选的S1种子种子半份法半份法S1代按穗行种植、鉴定代按穗行种植、鉴定入选入选10%优良优良S1家系的预留
11、种子各取等量均家系的预留种子各取等量均匀混合后,在隔离区播种,实行自由授粉,匀混合后,在隔离区播种,实行自由授粉,完成第一轮回的改良。完成第一轮回的改良。基础群体基础群体C01.S1选择(选择(S1 progeny selection)2.S2代选择代选择(S2 progeny recurrent selection)S2S2选择是在选择是在S1S1的基础上,继续选优株自交以获得的基础上,继续选优株自交以获得S2S2家系,然后按穗行种植并进行家系,然后按穗行种植并进行S2S2家系的鉴定和家系的鉴定和选择,同样选留选择,同样选留10%10%左右的最优良左右的最优良S2S2家系,从预家系,从预留种
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