用体细胞杂交法克服甘薯组种间杂交不亲和性的研究课件.ppt

1、第九章 近亲繁殖和杂种优势第一节第一节 近亲繁殖及其遗传效应近亲繁殖及其遗传效应 一、近亲繁殖的概念一、近亲繁殖的概念异交：异交：亲缘关系较远的个体间相互亲缘关系较远的个体间相互交配交配近交：近交：亲缘关系相近的个体间交配亲缘关系相近的个体间交配按亲缘关系远近程度，可分为：按亲缘关系远近程度，可分为：全同胞、半同胞、亲表兄妹全同胞、半同胞、亲表兄妹植物还有：自交、回交植物还有：自交、回交自交是最极端的方式自交是最极端的方式自交 回交（父女或母子交配）全同胞交配（同父母的兄妹交配）半同胞交配（同父或同母的兄妹交配）表兄妹交配 品种内交配 品种间交配 远缘杂交（种间及其以上)近亲繁殖的程度，用近亲

2、繁殖的程度，用近交系数近交系数(F)来度来度量：指个体的某个基因位点上两个等量：指个体的某个基因位点上两个等位基因来源于共同祖先某个基因的概位基因来源于共同祖先某个基因的概率。率。F =0 1二、自交的遗传效应二、自交的遗传效应1、杂合体通过自交，、杂合体通过自交，使后代群体中的使后代群体中的遗传组成迅速趋于纯合化遗传组成迅速趋于纯合化 自交自交 AAaaaa 杂合体杂合体 纯合体纯合体 代数代数 Aa AA+aa F1 0 Aa (1/2)0 0 F2 1 1 AA 2Aa 1aa (1/2)1 1-(1/2)1 F3 2 4AA 2 AA 4Aa 2aa 4aa (1/2)2 1-(1/2

3、)2 .Fr+1 r (1/2)r 1-(1/2)r设有设有n对异质基因，自交对异质基因，自交r代代 1则则 纯合体频率纯合体频率x=(1-)n 2r某一种纯合基因型的频率：某一种纯合基因型的频率：1 1 (1-)n 2r 2nn对基因均杂合的个体的频率：对基因均杂合的个体的频率：1+(2r-1)n的展开为的展开为Fr+1群体中各种个体数的分布群体中各种个体数的分布如：如：n=3 r=51+(25-1)3=1+93+2883+29791ny21nr图9-2 杂种所涉及的基因对数与自交后代纯合的关系(育种)2、杂合体通过自交导致等位基因、杂合体通过自交导致等位基因 纯合，纯合，淘汰有害隐性纯合体

4、淘汰有害隐性纯合体3、杂合体通过自交，、杂合体通过自交，获取不同获取不同 纯合基因型纯合基因型。利用该点选育利用该点选育 自交系、新品种自交系、新品种三、回交的遗传效应三、回交的遗传效应回交回交（back cross）：杂种后代与其）：杂种后代与其两个亲本之一再次交配两个亲本之一再次交配如如ABF1F1BBC1，BC1BBC2F1ABC1，B C1ABC2BC1表示回交一代表示回交一代BC2表示回交二代，其余类推表示回交二代，其余类推 甲甲 乙乙 甲：非轮回亲本甲：非轮回亲本 乙：轮回亲本乙：轮回亲本()F1 乙乙 BC1乙乙 BC2乙乙 回交也能使回交后代回交也能使回交后代基因型纯合，基因型

5、纯合，但是但是:1、纯合基因型严格受、纯合基因型严格受 轮回亲本的控制，轮回亲本的控制，1种纯合基因型；种纯合基因型；自交是自交是 2n种纯合种纯合 基因型。基因型。2、纯合率同样用：、纯合率同样用：1 纯合体频率纯合体频率 x=(1-)n 2r但是，纯合率包含的内容不同但是，纯合率包含的内容不同自交后代每一种基因型的纯合率为：自交后代每一种基因型的纯合率为：1 1 (1-)n ()n 2r 2回交后代最后只有一种接近轮回亲本的回交后代最后只有一种接近轮回亲本的纯合基因型，纯合率为：纯合基因型，纯合率为：1 (1-)n 因此，回交在基因型纯合因此，回交在基因型纯合 2r 进度上大于自交，一般回

6、进度上大于自交，一般回 交交5-6代即可代即可 1、假设一个群体内杂合体（、假设一个群体内杂合体（Aa）占占25%，自交两代后，这个群体内，自交两代后，这个群体内杂合体和纯合体的比例各占多少？杂合体和纯合体的比例各占多少？2、有一杂合（、有一杂合（Aa）的群体，需要）的群体，需要经过连续自交几代才能得到经过连续自交几代才能得到93.75%的纯合体？的纯合体？第二节第二节 纯系学说纯系学说 纯系学说：纯系学说：约翰生约翰生1909年提出。他以自花年提出。他以自花授粉的菜豆天然混杂群体为试验材料，按授粉的菜豆天然混杂群体为试验材料，按豆粒的轻重分别播种，从中选出豆粒的轻重分别播种，从中选出19个单

7、株个单株。这。这19个单株的后代，即个单株的后代，即19个株系，在平个株系，在平均粒重上彼此具有明显的差异，而且是能均粒重上彼此具有明显的差异，而且是能够稳定遗传的。他又在够稳定遗传的。他又在19个株系中分别选个株系中分别选择最轻和最重的两类种子分别种植，如此择最轻和最重的两类种子分别种植，如此连续进行连续进行6年，年，发现在各年份里同一株系发现在各年份里同一株系内轻粒和重粒的后代平均粒重几乎没有差内轻粒和重粒的后代平均粒重几乎没有差异异。纯系学说纯系学说：(1)在自花授粉植物的天然混杂群体中，在自花授粉植物的天然混杂群体中，可分离出许多基因型纯合的纯系。在可分离出许多基因型纯合的纯系。在 一

8、个混杂群体中选择是有效的。一个混杂群体中选择是有效的。(2)在纯系内个体所表现的差异，那只是在纯系内个体所表现的差异，那只是 环境的影响，是不能遗传的。所以，环境的影响，是不能遗传的。所以，在纯系内继续选择是无效的。在纯系内继续选择是无效的。局限性局限性纯系纯系:从一个基因型纯合个体自交产生的从一个基因型纯合个体自交产生的后代。后代。（自交系）（自交系）第三节第三节 杂种优势杂种优势 一、杂种优势表现一、杂种优势表现杂种优势：杂种优势：两个遗传组成不同的亲本两个遗传组成不同的亲本 杂交产生的杂种杂交产生的杂种F1在生长势、生活力在生长势、生活力 、繁殖力、抗逆性、产量、品质等上、繁殖力、抗逆性

9、、产量、品质等上 优越于双亲的现象。杂种优势所涉及的优越于双亲的现象。杂种优势所涉及的性状大都为数量性状。性状大都为数量性状。XF1如果杂种的性状表现超过双亲的均值，如果杂种的性状表现超过双亲的均值，这种优势称为这种优势称为中亲优势（平均优势）中亲优势（平均优势）F F1 1-MP-MP 中亲优势（中亲优势（%）=100%100%MP MP在实际育种中常使用在实际育种中常使用超亲优势超亲优势，即超越，即超越优亲的杂种优势优亲的杂种优势 F F1 1-HP-HP 超亲优势（超亲优势（%）=100%100%HP HP杂种优势表现类型杂种优势表现类型营养型：杂种营养体发育较旺营养型：杂种营养体发育较

10、旺生殖型：生殖器官发育较盛生殖型：生殖器官发育较盛适应型：杂种对外界不良环境适适应型：杂种对外界不良环境适 应能力较强应能力较强杂种优势表现特点杂种优势表现特点不是某一二个性状单独表现突出，而不是某一二个性状单独表现突出，而 是许多性状综合表现突出。是许多性状综合表现突出。如产量如产量杂种优势的大小，取决于双亲性状间杂种优势的大小，取决于双亲性状间 的相对差异和相互补充。的相对差异和相互补充。亲本选配亲本选配杂种优势的大小与双亲杂种优势的大小与双亲 基因型的高度纯合有关。基因型的高度纯合有关。单交种、双交种、品种间单交种、双交种、品种间杂种优势大小与环境条件有关。杂种优势大小与环境条件有关。F

11、1表现杂种优势，表现杂种优势，F2出现衰退现象，出现衰退现象，因为因为F2会出现性状分离。会出现性状分离。二、杂种优势理论二、杂种优势理论显性假说显性假说双亲的显性基因全部聚集在杂种中产生互双亲的显性基因全部聚集在杂种中产生互补作用。补作用。不能有效解释数量性状杂种优势不能有效解释数量性状杂种优势的遗传机理的遗传机理。超显性假说超显性假说（等位基因异质结合假说）（等位基因异质结合假说）杂种优势来源于双亲基因型的异质结合所杂种优势来源于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的互作。引起的等位基因间的互作。未考虑不同基未考虑不同基因位点之间相互作用即上位性效应因位点之间相互作用即上位性效应。上位性

12、假说上位性假说 杂种优势的遗传实质上在于数量性状基因杂种优势的遗传实质上在于数量性状基因各个遗传效应的综合作用：加性、显性、各个遗传效应的综合作用：加性、显性、上位性、上位性、GEGE互作效应。互作效应。第四节第四节 近亲繁殖与杂种优势的利用近亲繁殖与杂种优势的利用 一、近亲繁殖在育种上的利用一、近亲繁殖在育种上的利用（自学）二、杂种优势利用二、杂种优势利用无性繁殖作物直接利用无性繁殖作物直接利用(甘薯甘薯)人工去雄，直接利用人工去雄，直接利用(玉米玉米)雄性不育系的利用雄性不育系的利用(水稻水稻)化学杀雄化学杀雄(小麦小麦)三、杂种优势固定三、杂种优势固定 无性繁殖法无性繁殖法 无融合生殖法无融合生殖法 多倍体法多倍体法(双二倍体双二倍体-永久杂种永久杂种)平衡致死法平衡致死法(易位，纯合结合易位，纯合结合子子 致死致死)人工种子人工种子