第十章远缘杂交育种

第十章远缘杂交育种

一学时数：2

二教学目标：

了解远缘杂交的作用；重点掌握远缘杂交的困难及其克服方法，远缘杂交后代分离特点及处理方法

三教学重点：远缘杂交的困难及其克服方法，远缘杂交后代处理

四教学难点：远缘杂交的困难及其克服方法

五教学内容及教学过程：

1. 从植物分类中的纲、目、科、属、种引出远缘杂交概念：将植物分类学上用于不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交。5min

2. 通过一些远缘杂交成功的实例，说明远缘杂交在作物育种中的重要性：（1）培育新品种和种质系；（2）创造新作物类型；（3）创造异染色体系；（4）诱导单倍体；（5）有效利用杂种优势；（6）可以研究生物的进化。25min

3. 阐述远缘杂交的困难，主要表现在三个方面：远缘杂交的不亲和性；远缘杂交杂种夭亡、不育；远缘杂交杂种后代疯狂分离等。针对远缘杂交遇到的困难，提出解决远缘杂交不易成功的办法：亲本选择上，尽量以栽培种为母本，以染体数目多的作母本，以品种间杂种为母本，通过广泛测交选择母本等；通过染色体预先加倍法，通过桥梁品种法；或采用混合花粉授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、射线处理等特殊授粉法；外源激素处理和柱头手术、子房受精、试管受精、体细胞融合等植物组织培养技术克服远缘杂交不亲和性。通过幼胚的离体培养法，杂种染色体加倍法，回交法，延长杂种的生育期等方法克服杂种夭亡、不育。通过F1染色体加倍法，回交法，诱导单倍体法，诱杂染色体易位等方法控制远缘杂种后代的疯狂分离。 68min

4. 小结，布置思考题。2min.

第十五章 倍性育种

第十五章倍性育种 提要：倍性育种是通过改变染色体组的数目，培育作物品种的一项技术手段和育种方法。倍性育种包括两个方向：一是利用染色体组加倍的多倍体育种，二是利用正常双倍体染色体数目减半的单倍体育种。本章要点：（1）多倍体的类型、特点、诱导（育种）方法及育种利用价值，（2）单倍体的诱导、鉴定及育种利用。 第一节多倍体育种 倍性育种是以人工诱发植物染色体数目发生变异后所产生的遗传效应为根据的育种技术。目前最常用的是整倍体，其中有两种形式：一是利用染色体数加倍的多倍体育种；一是染色体数目减半的单倍体育种。此外，在品种改良上也可利用非整倍体（如单体、缺体、三体等）作为特殊的育种材料。 一、植物的多倍性及其育种意义 （一）多倍体的概念 高等植物的生长发育及一切生理活动都受相应基因的控制，而基因的载体是染色体。一个属内各个物种所必需持有的最低限度数目的一组染色体叫染色体组。一组染色体内的染色体数目称染色体基数（x）。每个种的染色体基数都是恒定的，并且一个染色体组内各个染色体的形态、性质均不相同，它们联合起来构成一个完整而协调的整体。其中任何一条染色体的缺失，都会引起生物生长发育的异常，甚至死亡。植物不同属的染色体基数不同，如稻属x= 12，高粱属x=10，棉属x=13，小麦属x=7等。同一属的染色体基数相同，并且同一属的种或变种不仅染色体基数相同，而且彼此间在染色体数目上常与基数存在倍数关系，如小麦属的一粒小麦2x=14，二粒小麦4x=28，普通小麦6x=42等。因此，凡体细胞中具有2个以上染色体组的植物称多倍体（polyploid）。 （二）多倍体的种类 根据染色体来源的异同，多倍体可分为两大类： 1、同源多倍体（autopolyploid） 含有2组以上同一染色体组的个体。多由二倍体直接加倍而来。如四倍体黑麦2n=4x=28（RRRR）。同源多倍体的特征： （1）多数是多年生且无性繁殖。

育种学习题

下篇《园林植物育种学》复习思考题 绪论 思考题 1．园林植物品种与良种的异同点； 2．园林植物品种改良的主要途径； 3．简述优新品种培育的基本程序。 第二章园林植物的育种目标 思考题 1．园林植物育种目标的定义； 2．制定园林植物育种目标时的原则； 第三章园林植物的种质资源 思考题 1．种质资源的概念； 2．种质资源的范围； 3．各类种质资源的特点； 4．简述世界范围内各种质资源起源中心的植物的特点； 5．简述我国8个植被区域的主要特点； 6．简述我国观赏植物种质资源的特点及其形成原因; 7．如何保护我国花卉种质资源； 8．种质资源考察应注意哪些问题； 9．种质资源保存的方法有哪些。 主要参考文献 1．张德慈著，常汝镇等译，植物遗传资源—未来植物生产的关键。北京，中国农业科学技术出版社，1998。 2．Chen Junyu, Chinese flora germplasm resources and their superioties. In: Chinese Society for Horticulture Science. International Symposium on Horticulture Germplasm, Cultivated and Wild, Part III Ornamental Plants, Beijing: International Academic Publisher, 1989. 第四章引种驯化 思考题 1 试述简单引种与驯化引种的区别。 2 引种驯化时应注意些什么问题？ 3 南树北移与北树南移在栽培上应采取和措施？ 4 为什么要对引入的种或品种进行评价？ 主要参考文献 1 盛诚桂，张宇和. 植物的驯服，上海：科学出版社，1979 2 吴中伦. 国外树木引种. 北京：科学出版社，1988 第五章选择育种 思考题

福建农林大学-研究生复试-作物育种学-第8章-远缘杂交与倍性育种

第8章远缘杂交与倍性育种 要求：熟悉远缘杂交的概念，了解克服远缘杂交困难的基本方法。了解多倍体的来源及特点，多倍体产生的途径，多倍体育种的基本步骤。掌握单倍体产生的途径，单倍体的鉴定及育种步骤。 内容： 一、远缘杂交 （一）远缘杂交的作用 （二）远缘杂交障碍克服及后代选择 二、倍性育种 （一）多倍体育种 （二）单倍体育种 ?一、远缘杂交 （一）远缘杂交的作用 1、远缘杂交的概念 不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间的有性杂交 属间杂交：水稻×玉米；水稻×竹子； 水稻×李氏禾；玉米×高粱； 小麦×大麦；小麦×黑麦 种间杂交：陆地棉×海岛棉；普通小麦×硬粒小麦； 甘蓝型油菜×白菜型油菜。 ?远缘杂交的主要特征是生殖隔离 从育种的角度出发，栽培作物与其野生种的杂交、种内亚种杂交以及不同生态型间的杂交，也属远缘杂交。但一般不存在严重的生殖隔离，因此，特称为亚远缘杂交。 如栽培稻×野生稻，籼稻×粳稻、冬小麦×春小麦等。 ?2、远缘杂交的作用 （1）有利基因转移。将异源种属植物有利性状引入栽培作物品种，提高抗逆、抗病性，培育新品种或创造新材料。 普通小麦×长穗偃麦草（抗条锈病）（2n=42）[1956] ↓ 小偃6号[1979] 高产、优质、抗条锈病、抗逆（耐干热风） 推广面积近70万hm2。更重要的是小偃6号已成为我国小麦育种的骨干亲本（长达15年以上），其衍生品种达50多个，累计推广3亿多亩，增产小麦150亿多斤。 ?小偃6号：20年磨一剑 小偃6号的耐干热风特性是这样发现的。当时，小麦成熟前连续40天阴雨，6月14日天气突然暴晴，一天中几乎所有的小麦都青干了，除小偃6号的祖父（小偃55－6）和长穗偃麦草仍保持着金黄颜色外，其他材料全部青干，这个材料经过两次杂交，育成了小偃6号。 2006年度唯一获得国家最高科学技术奖的科学家。 竹稻：30年磨一剑 广东梅洲市农校

远缘杂交在育种上的运用

第十一章远缘杂交在育种上的应用 教学内容：远缘杂交育种的重要意义；远缘杂交的困难及其克服方法；远缘杂交后代的分离与选择。 教学目标：了解远缘杂交的作用；重点掌握远缘杂交不亲和性及其克服方法，杂种夭亡、不育的原因及其克服方法，远缘杂交后代分离特点及处理方 法。 教学重点：系统掌握克服远缘杂交不亲和、杂种夭亡和不育、杂种后代分离无规律等困难的方法。 教学难点：远缘杂交的两大困难及其克服方法。 一远缘杂交的意义与作用 远缘杂交（wide cross）：将植物分类学上用于不同种、属或亲缘关系更远的物种 间杂交。产生的后代为远缘杂种。 分为：种间杂交（interspecific hybridization）、属间杂交（intergeneric hybridization）和亚远缘杂交（sub-wide cross）。 1 培育新品种和种质系 2 创造新的物种 3 创造异染色体系 4 诱导单倍体 5 有效地利用杂种优势 6 研究生物的进化 二远缘杂交不亲和性及其克服方法 1 远缘杂交不亲和性及其原因 由于双亲的亲缘关系较远，遗传差异大，染色体数目、结构不同，生理上也常不协调，这些都会影响受精过程。 远缘杂交不亲合性的关键——生殖隔离 具体原因： (1) 亲缘关系较远的双亲在结构上、生理上的差异，不能完成正常的受精作用（2）远缘杂交的不亲和性与双亲的基因组成有关 2 克服远缘杂交不亲和性的方法 （1）亲本的选择与组配 a 栽培种和野生种杂交时，应以栽培种为母本。 b 在染色体数目不同的远缘杂交中，一般以染色体数目多的作母本。 c 以杂种为母本 d 广泛测交，选择适当亲本组配，并注意细胞质的作用。 （2）染色体预先加倍法 先将的染色体数目少的亲本进行人工加倍后再进行杂交，可提高杂交的结实率。

第五章 杂交育种

第五章杂交育种 第一节杂交育种的意义 不同品种间杂交获得杂种，继而在杂种后代进行选择以育成符合生产要求的新品种，称杂交育种。 自然界通过生物群体间的天然杂交而产生变异，成为自然选择和生物进化的物质基础，具有重大的创造性意义。人类通过人工杂交和选择，有意识地将不同亲本的理想基因组合在一起，创造新的种质资源，选育前所未有的优良新品种，具有更大的创造性意义。 杂交育种是当前作物育种中最常用和最有效的育种方法。我国作物育种工作，通过杂交育种获得了极为显著的成效。 小麦 据《中国小麦品种及其系谱》（1983）统计，以杂交育种方法育成的品种占50%。又据统计，1986到1988 年间各单位育成并通过审定的品种28个，其中27个是杂交育成。 蚂蚱麦×碧玉麦→碧蚂１号，二十世纪五十年代在黄河流域中下游八个省推广面积曾达9000多万亩。 我国20世纪60至70年代小麦推广品种育成途径 水稻 （品种间杂交指籼稻或品种间杂交育种和杂种优势利用是我国水稻育种的主要途径。 粳稻亚种内的品种之间的杂交。籼稻品种和粳稻品种之间的杂交，则为亚种间杂交。）20世纪50年代迄今，采用品种间杂交育种方法，育成大批优良品种。如：早籼广陆矮4号（广场3784／陆财号）、二九青（29矮 7号／青小金早）、湘矮早9号（IR8／湘矮早4号）、南京11号（南京6号／二九矮4号）等。 棉花 我国50年以来育成的新品种中，约有1/3 是应用杂交育种法育成，其中绝大多数是通过品种间杂交育成。如鲁棉1号、泗棉2号等，这些品种丰产性好，但品质较差。丰产而品质较优的品种有徐州514 、豫棉1号、冀棉8号、鲁棉6号等。 大豆 杂交育种是迄今大豆育种最主要、最通用、最有成效的途径。我国20世纪60年代以来育成的新品种，大都由杂交育成。如北方夏大豆区的冀豆4号、豫豆8号、鲁豆7号、中豆19，南方多播季区的南农73－935、浙春2豆、湘春豆13等。 中国采用不同育种途径分年代育成的大豆品种数 杂交育种的遗传原理 （1）基因重组 （2）基因互作 （3）基因积累

远缘杂交在育种上的运用

远缘杂交在育种上的运用 Prepared on 22 November 2020

第十一章远缘杂交在育种上的应用 教学内容：远缘杂交育种的重要意义；远缘杂交的困难及其克服方法；远缘杂交后代的分离与选择。 教学目标：了解远缘杂交的作用；重点掌握远缘杂交不亲和性及其克服方法，杂种夭亡、不育的原因及其克服方法，远缘杂交后代分离特点及处 理方法。 教学重点：系统掌握克服远缘杂交不亲和、杂种夭亡和不育、杂种后代分离无规律等困难的方法。 教学难点：远缘杂交的两大困难及其克服方法。 一远缘杂交的意义与作用 远缘杂交（wide cross）：将植物分类学上用于不同种、属或亲缘关系更远的物 种间杂交。产生的后代为远缘杂种。 分为：种间杂交（interspecific hybridization）、属间杂交（intergeneric hybridization）和亚远缘杂交（sub-wide cross）。 1 培育新品种和种质系 2 创造新的物种 3 创造异染色体系 4 诱导单倍体 5 有效地利用杂种优势 6 研究生物的进化 二远缘杂交不亲和性及其克服方法 1 远缘杂交不亲和性及其原因 由于双亲的亲缘关系较远，遗传差异大，染色体数目、结构不同，生理上也常不协调，这些都会影响受精过程。 远缘杂交不亲合性的关键——生殖隔离 具体原因： (1) 亲缘关系较远的双亲在结构上、生理上的差异，不能完成正常的受精作用（2）远缘杂交的不亲和性与双亲的基因组成有关 2 克服远缘杂交不亲和性的方法 （1）亲本的选择与组配 a 栽培种和野生种杂交时，应以栽培种为母本。 b 在染色体数目不同的远缘杂交中，一般以染色体数目多的作母本。 c 以杂种为母本 d 广泛测交，选择适当亲本组配，并注意细胞质的作用。 （2）染色体预先加倍法

第八章 远缘杂交育种

第八章远缘杂交育种 通常将植物分类学上属于不同种 (species)属 (genus)或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交，称为远缘杂交 (wide cross或distant hybridization)。 所产生的杂种称远缘杂种。 远缘杂交又可区分为： ①种间杂交 ②属间杂交 ③亚远缘杂交（ sub-wide cross ） ?远缘杂交是物种形成的重要途径，是生物进化的重要因素之一，远缘杂交可打破种（或科、属）之间的界限，使不同物种间的遗传物质进行交流或结合，将两个或多个物种经过长期进化积累起来的有益特性结合起来，再经过染色体组天然加倍和自然选择，形成生命力更强的新物种。 ?特点 ① . 杂交不亲和，即交配不易成功。例：粳稻品种农垦 58 ×高粱（四个品种混合花粉），共做 357 朵花，只得 1 粒 F 1 种子，杂交成功率 0.28% ② . 杂种易夭亡：幼苗发育不良，易中途死亡。 ③ . 杂种结实率低，甚至完全不育：水稻×稗草， F 1 结实率 <5% 。 ④ . 杂种后代强烈分离：分离范围广，时间长，中间类型不易稳定。 第一节远缘杂交育种的重要性 ?培育新品种和种质系 ?创造新作物类型 ?创造异染色体系 ?诱导单倍体 ?利用杂种优势 ?研究生物的进化 ?培育新品种和种质系 培育高产、优质、早熟和高度抗逆性的突破性品种。 例： 普通小麦×长穗偃麦草小偃4号、5号、6号 二. 创造新作物类型 根据新合成的物种是否完全含有双亲的染色体组，可将远缘杂交创造的新物种分为二类：

?完全双二倍体新物种：由 2 个亲本，两套来源和性质不同的染色体组结合形成杂种。如小黑麦。 ?不完全双二倍体新物种：由双亲的一部分染色体组结合而成，如八倍体小偃麦。 三. 创造异染色体系 ?异附加系： 在一个物种正常染色体组的基础上添加另一物种的一对染色体而形成的新类型。选育的基本方法是：杂交、回交、分离、选择，并辅以细胞学鉴定。 如小偃麦，西北植物所选出了“ 小偃759 ” 系在普通小麦染色体组基础上附加了一对长穗偃麦草的染色体，其外部形态，除旗叶扭曲外，与普通小麦无明显差异。但有一个突出特点：利用它与普通小麦杂交的 F1 植株进行花粉培养很容易成功，不仅形成的愈伤组织多，分化为绿苗的单倍体植株的比例也大。中科院遗传所利用它与其他小麦杂交，通过花培育成了“ 花培 1 号” 小麦品种。 b. 异代换系和易位系： 异代换系是某物种的一对或几对染色体被另一物种的一对或几对染色体所代换形成的新系统。 易位系是某物种的一段染色体被另一物种的一段染色体所代换后形成的新系统。 国内外的研究表明，在黑麦、中间偃麦草、长穗偃麦草和几种山羊草中的有些染色体，可自发地代换小麦中的某些染色体。如黑麦中的 1R 与小麦中的 1B ，长穗偃麦草，中间偃麦草和山羊草中的某携带抗叶锈和秆锈基因的染色体，容易代换普通小麦 6A 、 6D 、 3D 和 7D 染色体，从而得到抗叶锈和秆锈的普通小麦异代换系。 四. 诱导单倍体 小麦与玉米杂交诱导小麦单倍体。 小麦 玉米产生双单倍体 1、杂交获得单倍体胚：小麦去雄，3、4天后两次授粉。第二次授粉后5-6小时，用100mg/L 2, 4-D溶液蘸穗处理，隔一天再进行一次。胚产生频率可达30%。 2、胚培养获得单倍体植株：授粉后13-14天剥取籽粒，灭菌取胚，在1/2MS培养基上进行胚培养。植株产生率一般70%-80%。 3、染色体加倍获得双单倍体：加倍率可达60%-70%。 五. 利用杂种优势 S(RR) ×F (rr) 连续回交，核置换 S(rr) 六. 研究生物的进化 通过远缘杂交结合细胞遗传学研究，可重现物种在进化过程中的一系列中间类型，有助于阐明物种形成与演变的规律。

品种选育学第七章

第七章总结 一、名词解释： 杂交：指遗传类型不同的生物体相互交配或结合而产生杂种的过程。 按杂交是否通过性器官分为有性杂交和无性杂交；按杂交亲本亲缘关系分为远缘杂交和近缘杂交；按杂交机理及后代影响分为组合育种和优势育种。 杂交育种：通过杂交途径培育新品种。 优势利用（♀自交系×♂自交系）→F1（杂种）利用，F2衰退，先纯后杂； 杂交育种（甲×乙）→杂交种自交→选择新品种，遗传稳定，先杂后纯。 近缘杂交：指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种之间的杂交。 远缘杂交：指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。 常规杂交育种：又称组合育种，重组育种。通过人工杂交，把分散在不同亲本上的优良性状组合到杂种中，对其后代进行多代培育选择，比较鉴定，以获得遗传相对稳定，具有栽培利用价值的定型新品种的一种育种途径。 单交：杂交亲本为两个，又称成对杂交。 回交：杂种第一代及其以后世代与其亲本之一进行杂交称之为回交 只参加一次杂交的亲本为非轮回亲本，参加多次回交的亲本为轮回亲本. 添加杂交：多个亲本本逐个参与杂交的叫添加杂交。 合成杂交：参加杂交的亲本先两两单交，然后两个单交种再杂交。 多父本授粉：用一个以上父本品种的混合花粉授给一个母本品种的方式称多父本授粉。 多亲交配：又称复合杂交，复交；多个（3 个或3 个以上）亲本参与杂交 亲本选择：指根据育种目标选用哪些品种类型作为杂交亲本。 亲本间优缺点互补：指亲本间若干优良性状综合起来应能够满足育种目标的要求，一方的优

点能在很大程度上克服对方的缺点。 亲本选配：指从入选亲本中选用哪两个（几个）亲本组配杂交以及采用何种组配方式。 去雄: 即除去雄蕊的花，准备人工杂交授粉的技术措施。 标记: 在生物化学、分子生物学领域为了识别而对分子作的记号。常用的标记物质有放射性或稳定性核素、生物素、酶类、荧光素、地高辛精等。 杂交: 两条单链DNA或RNA的碱基配对。遗传学中经典的也是常用的实验方法。通过不同的基因型的个体之间的交配而取得某些双亲基因重新组合的个体的方法。一般情况下，把通过生殖细胞相互融合而达到这一目的过程称为杂交；而把由体细胞相互融合达到这一结果的过程称为体细胞杂交。 系谱法：系谱法是杂交育种中最常用的选择方法。选择从杂种的第一次分离世代开始，其后各代以入选单株为单位分系种植，经过连续多代单株选择直至株系的性状稳定一致，才将入选株系混收为新品系。 杂种：杂交产生的子代种系 基因型：某一生物个体全部基因组合的总称。它反映生物体的遗传构成，即从双亲获得的全部基因的总和。 基因：是遗传的物质基础，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。 简答： 1、杂交育种分类 杂交育种分为有性杂交育种和无性杂交育种。有性杂交育种分为常规杂交育种，回交育种，远缘杂交育种和杂种优势育种。无性杂交育种分为营养系杂交育种，基因工程育种和细胞融合育种 2、杂交育种遗传学原理

第八章 远缘杂交育种

第八章远缘杂交育种 远缘杂交(wide cross或distant hybridization)：通常将植物分类学上用于不同种(species)、属(genus)或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交。 远缘杂交又可区分为种间杂交：如普通小麦×硬粒小麦、陆地棉×海岛棉、甘蓝型油菜×白菜型油菜、栽培花生×野生花生等。 属间杂交：如玉米×高梁、玉米×摩擦禾、普通小麦×山羊草或偃麦草等。 亚远缘杂交(sub-wild cross)：种内不同类型或亚种间的杂交称为，如籼稻×粳稻等。 用途：克服品种间杂交难以完全满足育种目标要求的情况下，使育种工作有所突破，打破种间界限；充分利用野生资源所蕴藏的独特的特征、特性，扩大基因重组和染色体间相互关系变化的范围，创造出更加丰富的变异类型。 第一节远缘杂交育种的重要性 一、培育新品种和种质系 远缘杂交在一定程度上打破了物种间的界限，人为地促进不同物种的基因渐渗和交流，从而把不同生物类型各自所具有的独特性状相结合，创造出新的品种。 ①1956年李振声等利用长穗偃麦草与小麦杂交，先后育成了一大批抗病的八倍体、异附加系、异置换系和易位系，为小麦育种提供了重要的亲本材料，同时培育成小偃4号、5号、6号品种在生产上推广。②Laurenoe等(1975)用普通燕麦×野生燕麦，再用普通燕麦回交，将野生燕麦的抗性基因转入栽培品种。③美国南卡罗莱纳州的PeeDee试验站，利用亚洲棉、瑟伯氏棉和陆地棉三种杂交，所得的三元杂种(即ATH型)，再与陆地棉品种多次回交后，培育出一系列具有高纤维强度的PD品种和种质系。 二、创造新作物类型 通过导入不同种、属的染色体组，可以创造新作物类型和新的物种。 ①人类最早利用远缘杂交创造新物种的例子是用野生的心叶烟草(2n=24，GG)与普通烟草(2n=48，TTSS)杂交，F1加倍后，创造了结合两个亲本染色体组的异源六倍体新种(2n=72，TTSSGG)。 ②利用远缘杂交创造出具有生产意义的新物种，并予以新属名的范例是小黑麦(Triticale) 的育成。人工创造的小黑麦有二种类型，即由普通小麦与黑麦杂交，经染色体加倍的AABBDDRR八倍体小黑麦，以及由硬粒小麦与黑麦杂交，经染色体加倍而成的AABBRR 六倍体小黑麦。这二类小黑麦均具有小麦的丰产性，又具有黑麦的抗逆性，取得良好的社会经济效益。 ③此外，还有小麦与偃麦草(冰草或鹅冠草)合成的小偃麦(Agrotriticum)，小麦与山羊草合成的小山麦(Aegilotritum)，小麦与簇毛麦(Haynaldia villose)合成的小簇麦(Haynaldtriticum)等图（8-1)。 三、创造异染色体系 通过远缘杂交，导入异源染色体或其片段，可创造出异附加系、异替换系和易位系，用以改良现有品种。