21世纪多媒体教学软件系列之一
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园艺植物育种学?杂种优势育种
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杂种优势育种的概念与利用价值杂种优势育种的一般程序杂交种子的生产雄性不育系的选育利用自交不亲和系的选育与利用
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杂种优势育种的概念与利用价值概 念产生原因度量方法杂种优势的表现及利用配合力的测定
B N
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杂种优势 自交衰退两个遗传组成不同的亲本杂交产生的 F1植株在生活力、
生长势、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象概 念异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，
如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象杂交显性自交隐性同一遗传效应
B N
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产生原因显性假说 （ dominance hypothesis）
超显性假说 （ overdominance hypothesis）
上位性与杂种优势基因组互补与杂种优势基因多态性与杂种优势基因网络系统与杂种优势
B N
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观点：优势来源于等位基因间的 显性效应 和非等位基因间这些显性效应的 累积 作用
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
A
b
c
D d
a
B
C
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
P1 P2F1
P1 P2
B N
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观点：优势来源于等位基因间的 互作,基因间无显、隐关系。
Aa ＞ AA和 aa
若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么
a1a2
a1a3
a1a4
…...
anan-1
＞
a1a1
a2a2
a3a3
…...
anan
B N
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观点：优势来源于非等位基因间的 互作,即基因位点间非加性遗传效应。
B N
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
A
b
c
D d
a
B
C
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
P1 P2F1
P1 P2
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杂种优势的度量中亲优势 （ mid-parent heterosis）
超亲优势 （ over-parent heterosis）
超标优势（ over-standare heterosis）
杂种优势指数（ index of heterosis）
Hm=(F1-MP)/MP?100%
Hp=(F1-Ph)/Ph? 100%
Hs=(F1-CK)/CK? 100%
Hi=F1/MP? 100%
注,MP = (P1+ P2 ) /2
离中优势 H =2(F1-MP)/( P1－ P2）? 100%
B N
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优势育种与杂交育种的比较相同点相异点基本原理和采用的手段相同杂种
1、所利用的遗传效应不同优势育种 杂交育种加性效应显性效应上位性效应
部分?
2、育种程序不同 先纯后杂 先杂后纯
3、制种方法不同 程序繁杂，成本高 方法简便，成本低
B N
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杂种优势的表现及利用杂种优势的表现特 点类 型相对性杂种优势的利用价值和方式利用价值的评价影响杂种种子成本的主要因素杂种优势的早期预测与固定杂种产生的经济效益 VS 生产杂种种子的成本生产用种量和繁殖系数；
去雄、授粉的劳动成本营养型生殖型适应性
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杂种优势的早期预测与固定早期预测群体遗传学方法生理遗传学方法分子遗传学方法固 定双二倍体法无性繁殖法二倍体无融合生殖法平衡致死法
B N
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生理遗传学方法线粒体、叶绿体和匀浆互补法酵母培养法同工酶和酶活性法酵 母
P1 P2≈ P1 ＋ P2 F1≈＜
杂种谱带类型（与双亲相比）
无差别型互补型杂种型单一亲本型
B N
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B N
RFLP(restriction fragment Length Polymorphism)
RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)
分子遗传学测定作物遗传差异的手段亲本的遗传差异测定杂种优势
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配合力的测定配合力的概念配合力与育种的关系配合力的测定方法
B N
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配合力的概念一般配合力特殊配合力又称组合力，是衡量亲本系在其所配的 F1中某种性状的好坏与强弱的指标。
指某一亲本系与其他亲本系所配的几个 F1某种性状平均值与该试验全部 F1的总平均值相比的差值。
指某特定组合的某性状的实测值与据双亲一般配合力算得的理论值的离差。
图解与实例
g.c.a
s.c.a
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SC3 =Xc3-u- gc- g3=11.6-10.6-0.3-0.1=0.6
10.2 11.0 10.6 10.8
10.1 10.0 9.6 9.8
9.2 12.0 11.6 10.8
10.6 10.3 11.1 11.5
10.7
9.9
10.9
10.9
10.0 10.9 10.7 10.7 10.6平均平均 g.c.a
0.1
-0.7
0.3
0.3
g.c.a -0.6 0.3 0.1 0.1
21 3 4
A
B
C
D
某亲本组合的性状调查值
B N
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配合力与育种的关系深入理解各种遗传效应配合力－遗传效应－育种途径加性效应非加性效应显性效应超显性效应上位性效应
g.c.a－加性效应－杂交育种
s.c.a －非加性效应－优势育种
B N
new
new
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加性效应一个个体的遗传组成所固有的遗传信息，它所含的基因位点数是一定的，能稳定地传递给后代。
也就是说各位点的基因各自所控制的遗传效应是相对独立地传递到下一代中的，在后代中它们表现为简单的相加关系。
A a b
B
c
c
ABc
Abc
aBc
abc
即无论是 A,a,B还是 b，它们传递到下一代基本不会改变,A还是 A，无论亲本间发生杂交与否，它本身所含的遗传信息不变。所有这些效应的积加构成加性效应。亲本携带的优良基因多，它与其它个体配组产生的优良性状也就多，表现为一般配合力好。
加性效应决定 g.c.a的优劣
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a a b
B
C
c
非加性效应显性效应超显性效应上位性效应
A A b
b
c
c
a a b
B
c
c
等位基因间的“互作”效应非等位基因间的“互作”效应
。 在各个不同的亲本个体中下述三种遗传效应在各种基因间发生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从而各亲本杂交所产生的后代在最终的性状表达上各不相同，即产生的优势不同，表现为各自配组的特殊配合力不同。
同加性效应一起产生杂种优势
B N
等位基因间的“显－隐”效应虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在各自的位点上出现的机会不同，或者它们之间的关系表现的机会不同。
决定 s.c.a的优劣
A a B
B
c
c
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第三节 杂交种子的生产一,简易制种法二,利用苗期标记性状的的制种法三,利用化学去雄剂的制种法四,利用雄性不育系的制种法五,利用自交不亲和系的制种法六,利用雌性系的制种法七,利用雌株系的制种法
B N
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杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概 念化学去雄剂的种类化学去雄的机理制 种 方 法返回
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杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概 念它是不经人工去雄,选用某种化学药剂,
在植株生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑制雄性器官,造成生理不育,以达到去雄的目的返回
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杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法所谓适宜的施用时期，是指能诱导最大的雄性不育度，而对雌蕊育性无影响或影响甚小，并不产生或极少产生其他不良效应的施用时期。
制 种 方 法返回选择适合的去雄剂；
选择适宜的时期；
选择浓度和剂量。
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杂交优势育种－利用雌性系的制种法概 念雌性系的选育雌性系是指具有雌性基因，只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系。
从国内外引进雌性系直接利用或转育；
从以雌性系为母本的 F1代杂种自交分离选育雌性系；
用雌雄株与完全花株或雌全株杂交，可以从后代内分离出纯雌株，再经回交、诱雄、自交得到。
继续
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杂交优势育种－利用雌性系的制种法制 种 方 法雌性系的繁殖需在隔离区用赤霉素、硝酸银或硫代硫酸钠处理促使部分雌性株产生雄花，利用天然授粉，采收的种子供下一代母本之用。赤霉素
（ GA3）诱雄的有效浓度是 1~1.5g/L； AgNO3为
50~500mg/L，硫代硫酸钠为 920mg/L。
返回雌 性 系 繁 殖
F1及父本的种子生产
1,3－ 5：
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杂交优势育种－利用雌株系的制种法返回菠菜雌株系的选育是从优良品种群体中选择优良的纯雌株作母本,以该品种中优良的强雌两性株作父本杂交,
其 F1就是纯株系 （ 纯雌株占 95％ 以上 ）。
利用雌株系的制种法下一节雌株系的获得制种方法基本方法同雌性系制种法，不同是雌株系的获得因植物不同而异。
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第四节 雄性不育系的选育利用一,雄性不育系的概念二,雄性不育系的选育三,利用雄性不育系制种的方法和步骤杂交优势育种－雄性不育系的选育利用
B N
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用雄性不育性与雄性不育系雄性不育的表现形式雄性不育的遗传类型雄性不育系的利用价值返回
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?概念雄性不育性雄性不育系两性花植物中，雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象，称为雄性不育性。
对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或 A系。
返回
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?表现形式雄蕊退化或变形花药异常雌雄蕊异长产 雌 性返回
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?遗传类型核不育型胞核不育型
（ Genetic male sterility，简称 GMS）
（ Cytoplasmic-genic male sterility，简称 CMS）
返回细胞质不育型
（ cytoplasmic male sterility）
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?利用价值省去了人工去雄提高杂种一代种子质量为一些因花器小，人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟了新途径返回上一级
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
1,原始雄性不育材料的获得和临时保存利用自然变异远缘杂交人工诱变自交和品种间杂交引种和选育获 得
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
1,原始雄性不育材料的获得和临时保存无性繁殖人工自交隔离区内自由授粉两亲回交法临时保存
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用来给雄性不育系授粉，使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交系。
用来给雄性不育系授粉，使每个后代植株继续保持着雄性不育特性的纯合自交系 。
杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
2,CMS系的选育和利用雄性不育系 （ 简称不育系或 A系 ）
是指具有雄性不育的特性且能稳定遗传的纯合系统。
雄性不育保持系 （ 简称保持系或 B系 ）
雄性不育恢复系 （ 简称恢复系或 C系 ）
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不育系和保持系的选育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育选育保持系常用的方法有测交筛选保持系和人工合成保持系两种。
测交筛选保持系的程序是在获得原始雄性不育株的品种群体或其他品种群体中，选择若干经济性状良好的植株，分别作两种交配，一是测交，测定各个父本株对雄性不育性的保持能力，二是各个父本株自交，繁殖后代
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父本母 本
（ 育性分离,淘汰 ）?
杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育父本株 （ S0代 ）
原始不育株
S (msms)
F（ msms）（ 1）
（ 3）
（ 2）
F （ MsMs ）
S （ MsMs ）
1S（ MsMs） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(msms)
(1)
S (msms)
全 是 不 育 株
（ 该 F1为雄性不育系 。 父本为保持系 ） 。
（ 3）
1S (Msms)∶ 1S (msms)
育性分离织 (继续筛选 ）
（ 2）
S (Msms)
全部是可育株的组合 （ 淘汰 ）
图
6-4
测交筛选保持系示意图
S1代群体
F（ msms） （ 保持系 ）
F（ MsMs）
S （ MsMs ）
(BC1代 ) S (msms)
不育系
F (msms)
保持系
S (Msms)
全可育
F (MsMs)
全可育 全可育育性分离
×
S1全可育
S (msms)× F (msms) S (msms)× F (MsMs) S (msms)× F (Msms)
F（ Msms）
S（ Msms）
人工合成保持系 N
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雄性不育系的转育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?转育通常的转育方法有直接转育法和间接转育法两种。
CMS系的利用图继续
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
S (msms) × F (msms)
甲品种不育系
S (msms) ×
乙品种测交筛选
F (msms)
S (msms)
乙品种 A系
F (msms)
乙品种 B系图 6-6 CMS系直接转育示意图返回
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3,GMS的选育和利用杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
GMS与两用系的概念
GMS系的选育将受一对隐性核基因支配的 GMS经选育可获得一个既作不育系用又作保持系用的稳定遗传的系统。
由一对核基因决定的雄性不育性，其基因型为
msms。两用系的选育就是把同一品种中的不育株
msms和杂合可育株 Msms筛选出来。再进行多代兄妹交即可。
图
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育原始不育株
msms
1msms,1MsMs,2Msms
全可育淘汰育性分离
50％不育株 50％可育株
msms × Msms
1msms∶ 1Msms
两用系多代兄妹交
× ×
图 6－ 7 GMS系选育示意图同品种可育株
MsMs
Msms?
全部可育 Msms
育性分离
50％不育株 50％可育株
返回
×
多代兄妹交
1msms∶ 1Msms
两用系
msms × Msms
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配合力的测定方法顶交法不等配组法半轮配法测验种亲本 测验者
X1 X2 X3 X4
优点缺点适用情况优点缺点适用情况
32 4
1
2
3
1
X12 X13 X14
X23 X24
X34
4
ni n ij ijni i XnnXnacg )2( 421..
ni n ij ijnj jni ini n ij ij XnnXXnXacs )2)(1( 4)(21..
B N
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雌雄异株异花授粉植物雌雄同株异花授粉植物雌雄同花自花授粉植物雌雄同花异花授粉植物隔离区制种区混播间行播种
1,3
隔离
B N
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利用苗期标记性状制种法苗期标记性状概 念要 求双亲特点制种方法在幼苗期用来区别真假杂种的隐性性状
1、稳定遗传的隐性质量性状
2、必须在苗期出现
3、极易目测辨认隐 显播种后及时拔除具隐性性状的假杂种
B N
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人工合成保持系父本株 （ S0代 ）
原始不育株
S (msms)
（ 1） S（ MsMs）
S1代群体
S（ MsMs）?×
（ 1） （ 育性分离,淘汰 ）? 1S（ MsMs） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(msms)S（ Msms）
（ 2） F（ MsMs）? F（ MsMs）
×S（ MsMs）
S (Msms)S（ MsMs）
S（ Msms） S（ Msms）
S（ msms）
(1)
S (Msms)
(2)
S (Msms)F（ MsMs） ×
F（ MsMs） F（ Msms）
S（ Msms） S（ Msms）
S（ msms）
1S（ msms） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(MsMs)
1S（ msms） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(MsMs)
S (msms)
不育系
S (Msms)1S (Msms)∶ 1S (msms)
F (msms)
保持系
F（ MsMs）
1F（ msms） ∶ 2F(Msms)∶ 1F(MsMs)
S（ MsMs）
S（ Msms）
S（ msms）
全可育
全可育
S（ MsMs）
B N
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自交系配合力的测定配组方式的确定优良自交系的选育杂种优势育种的一般程序
B N
优势育种与杂交育种的比较
21世纪多媒体教学软件系列之一
2009-7-20 园艺育种学－杂种优势育种 48
概 念评 价选育自交系的一般方法
“三高”、“两抗”、“一优”
选育自交系的理由优良自交系的选育
B N
轮回选择法选育自交系
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2009-7-20 园艺育种学－杂种优势育种 49B N
选育自交系的理由教你读书自交系选育的理论依据
P128
多代不利性状
A a B
b
c
c
A Ab
b
C
c
a AB
B
c
c
a a b
b
C
c
不同自交系遗传组成不同纯合 A AB
B
c
c
A Ab
b
C
C
A AB
B
c
c
a a b
b
C
C
S1 S2 S3 S4
正因为基因型纯合,F1才会整齐一致；性状间的互补才会明显杂 种 优 势
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选育自交系的一般方法原始材料的优株的选择与自交逐代自交选择淘汰搜集鉴定选择我单果 重高我抗病性强还适密植条件：丰产性好招聘广告满足条件者请速来报名我们合作会更强这样的成员我有上几个就可以了，
不必太多
B N
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原始群体
cs
根据配合力测定结果淘汰 S1株系S1
据经济性状优劣选优系，优系中选 优株
S2 针对经济性状，生活力选优株 同时要注意特殊优株的选择
S3 开始注意定向选择，以利优良性状的稳定纯合
S4 -S6 可育成优良的自交系
S0
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轮回选择法单轮回选择法配合力轮回选择法交互轮回选择法
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单轮回选择法第一个周期第二个周期选优株自交混合留种系间互交
B N
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杂交组合方式的确定配组的确定亲本选择选配的原则杂交组合方式的确定双亲的一般配合力高，特殊配合力高双亲性状优良，互补双亲亲缘关系差异适当双亲自身产量高，花期相近单交种 双交种 三交种
B N
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C C C C C
图例第一个周期
S C S C S C S C S C
G1
G2
G3 S S S
第二个周期
B N
选优株
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A0群体 B0群体Y1Y1
测验交对入选优株同时进行
BxA0 A1
测验交
AxB0 B1
Y22 F11 F11
B N
Y33
入选株系间互交
2群体 2群体
CMS两区三系制种法杂交一代制种区 不育系繁殖区
×
杂种一代种子恢复系 不育系 保持系×
不育系种子恢复系种子
部分保持系种子
部分保持系种子
部分
×
不育系种子恢复系种子
部分
× ×
×
杂种一代种子
B N
21世纪多媒体教学软件系列之一
2009-7-20 园艺育种学－杂种优势育种 58
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自交不亲和系的选育和利用自交不亲和系自交不亲和性的遗传和生理机制选育自交不亲和系的方法利用自交不亲和系制种的方法自交不亲和系的繁殖
B N
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自交不亲和系概 念意 义指两性花植物，雌雄性器官 正常,在不同基因型的株间授粉能正常结籽，但是 花期自交不能 结籽或结籽率 极低 的特性自交不亲和性
self-incompatibility
自交不亲和系 通过连续多代自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系
B N
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自交不亲和性的类型和遗传机制自交不亲和性异型
SI
同型
SI
二形三形配子体孢子体孢子体 -配子体型报春花科、荞麦千屈菜科单基因单基因梧桐科可可双基因多基因茄科、豆科禾本科毛莨科多基因十字花科、菊科十字花科芝麻菜自交不亲和性生理机制
B N
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异型不亲和示意图 -------二形花柱
B N
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异型不亲和示意图 -------三形花柱
B N
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配子体自交不亲和性
S
s
雌蕊花粉
Ss
1、存在相同基因和雌配子体具有不同 S
基因的花粉为亲和花粉反之，为不亲和花粉纯 x 杂
2、无相同基因纯 x 纯、杂 x 杂 完全相同部分相同完全不同完全不亲和部分亲和完全亲和
S1 S1 X S1 S1 S1 S2 X S1 S2
S1 S1 x S1 S2
S1 S1 X S2 S2 S1 S1 X S2 S3 B N
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孢子体自交不亲和性亲和与否取决于产生花粉的个体携带的 S基因是 否 相 同
B N
SsS s
Sx Sy
Sx Sx Sy SyI
Sx < Sy Sx < Sy
Sx Sx Sy Sy
Sx Sy
III
Sx > Sy Sx < Sy
Sx Sx Sy Sy
Sx Sy
IV
Sx * Sy Sx * Sy
Sx Sx Sy Sy
Sx Sy
II
Sx,SySx,Sy
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自交不亲和性生理机制认可反应假说糖蛋白假说
B N
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P1
A A
BB
c c
D D
A
c
B
D
显 隐超显性上位性逐代自交选择可定型
A或 a
B 或 b
C 或 c
D或 d
利用的是加性效应，主要考查性状 g.c.a的好坏有性杂交育种非加性效应优势育种，则只杂交一次综合起作用可能产生强优势利用的是加性效应，主要考查性状 g.c.a的好坏
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选育自交不亲和系的方法优良自交不亲和系应具备的条件高度稳定的花期自交不亲和性较高的蕾期自交亲和指数自交多代生活力衰退不显著选育的方法入选的 S0代做两种自交选 SI性强、配合力高、综合性状优良的植株
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利用 SI系制种的方法
SI x 亲和系父本繁殖区制 种 区
,2-4,1
蕾期自交留种其余株成熟后去杂去劣混留严选去劣优株套袋姊妹交花期杂交得F
1
下年
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利用 SI系制种的方法
SI x SI
B N
一区制种法两区制种法三区制种法注：共同的特点是父母本上都可收 F1
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自交不亲和系的繁殖蕾期人工授粉隔离区自然授粉钢刷授粉电助授粉控制环境 CO2浓度花粉或柱头处理
GMS三区三系制种法
×
杂种一代种子父本系 两用系
×
杂种一代种子
B N
父本系繁殖区 两用系繁殖区杂种一代制种区两用系父本系
父本系种子父本系 两用系种子
两用系保持系种子
部分父本系种子
×父本系 两用系
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MsMsIi
MsMsii
Msmsii
msmsii
Msmsii
MsMsii
MsMsIi
Msmsii
msmsii
Msms
核基因互作模式复等位基因互作模式
50%
50%
50%
50%
MsMs
MsfMs MsMs
MsfMs 50%
50%
Msms
msms Msms
msms 50%
50%
甲型两用系乙型两用系甲型两用系乙型两用系
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园艺植物育种学?杂种优势育种
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杂种优势育种的概念与利用价值杂种优势育种的一般程序杂交种子的生产雄性不育系的选育利用自交不亲和系的选育与利用
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杂种优势育种的概念与利用价值概 念产生原因度量方法杂种优势的表现及利用配合力的测定
B N
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杂种优势 自交衰退两个遗传组成不同的亲本杂交产生的 F1植株在生活力、
生长势、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象概 念异花授粉植物连续自交多代出现生理机能衰退，
如植株生长势及抗性减弱，生活力下降，经济性状退化，产量降低的现象杂交显性自交隐性同一遗传效应
B N
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产生原因显性假说 （ dominance hypothesis）
超显性假说 （ overdominance hypothesis）
上位性与杂种优势基因组互补与杂种优势基因多态性与杂种优势基因网络系统与杂种优势
B N
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观点：优势来源于等位基因间的 显性效应 和非等位基因间这些显性效应的 累积 作用
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
A
b
c
D d
a
B
C
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
P1 P2F1
P1 P2
B N
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观点：优势来源于等位基因间的 互作,基因间无显、隐关系。
Aa ＞ AA和 aa
若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么
a1a2
a1a3
a1a4
…...
anan-1
＞
a1a1
a2a2
a3a3
…...
anan
B N
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观点：优势来源于非等位基因间的 互作,即基因位点间非加性遗传效应。
B N
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
A
b
c
D d
a
B
C
D
A A
b b
c c
D d
a a
B B
C C
d
P1 P2F1
P1 P2
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杂种优势的度量中亲优势 （ mid-parent heterosis）
超亲优势 （ over-parent heterosis）
超标优势（ over-standare heterosis）
杂种优势指数（ index of heterosis）
Hm=(F1-MP)/MP?100%
Hp=(F1-Ph)/Ph? 100%
Hs=(F1-CK)/CK? 100%
Hi=F1/MP? 100%
注,MP = (P1+ P2 ) /2
离中优势 H =2(F1-MP)/( P1－ P2）? 100%
B N
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优势育种与杂交育种的比较相同点相异点基本原理和采用的手段相同杂种
1、所利用的遗传效应不同优势育种 杂交育种加性效应显性效应上位性效应
部分?
2、育种程序不同 先纯后杂 先杂后纯
3、制种方法不同 程序繁杂，成本高 方法简便，成本低
B N
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杂种优势的表现及利用杂种优势的表现特 点类 型相对性杂种优势的利用价值和方式利用价值的评价影响杂种种子成本的主要因素杂种优势的早期预测与固定杂种产生的经济效益 VS 生产杂种种子的成本生产用种量和繁殖系数；
去雄、授粉的劳动成本营养型生殖型适应性
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杂种优势的早期预测与固定早期预测群体遗传学方法生理遗传学方法分子遗传学方法固 定双二倍体法无性繁殖法二倍体无融合生殖法平衡致死法
B N
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生理遗传学方法线粒体、叶绿体和匀浆互补法酵母培养法同工酶和酶活性法酵 母
P1 P2≈ P1 ＋ P2 F1≈＜
杂种谱带类型（与双亲相比）
无差别型互补型杂种型单一亲本型
B N
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B N
RFLP(restriction fragment Length Polymorphism)
RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)
分子遗传学测定作物遗传差异的手段亲本的遗传差异测定杂种优势
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配合力的测定配合力的概念配合力与育种的关系配合力的测定方法
B N
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配合力的概念一般配合力特殊配合力又称组合力，是衡量亲本系在其所配的 F1中某种性状的好坏与强弱的指标。
指某一亲本系与其他亲本系所配的几个 F1某种性状平均值与该试验全部 F1的总平均值相比的差值。
指某特定组合的某性状的实测值与据双亲一般配合力算得的理论值的离差。
图解与实例
g.c.a
s.c.a
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SC3 =Xc3-u- gc- g3=11.6-10.6-0.3-0.1=0.6
10.2 11.0 10.6 10.8
10.1 10.0 9.6 9.8
9.2 12.0 11.6 10.8
10.6 10.3 11.1 11.5
10.7
9.9
10.9
10.9
10.0 10.9 10.7 10.7 10.6平均平均 g.c.a
0.1
-0.7
0.3
0.3
g.c.a -0.6 0.3 0.1 0.1
21 3 4
A
B
C
D
某亲本组合的性状调查值
B N
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配合力与育种的关系深入理解各种遗传效应配合力－遗传效应－育种途径加性效应非加性效应显性效应超显性效应上位性效应
g.c.a－加性效应－杂交育种
s.c.a －非加性效应－优势育种
B N
new
new
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加性效应一个个体的遗传组成所固有的遗传信息，它所含的基因位点数是一定的，能稳定地传递给后代。
也就是说各位点的基因各自所控制的遗传效应是相对独立地传递到下一代中的，在后代中它们表现为简单的相加关系。
A a b
B
c
c
ABc
Abc
aBc
abc
即无论是 A,a,B还是 b，它们传递到下一代基本不会改变,A还是 A，无论亲本间发生杂交与否，它本身所含的遗传信息不变。所有这些效应的积加构成加性效应。亲本携带的优良基因多，它与其它个体配组产生的优良性状也就多，表现为一般配合力好。
加性效应决定 g.c.a的优劣
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a a b
B
C
c
非加性效应显性效应超显性效应上位性效应
A A b
b
c
c
a a b
B
c
c
等位基因间的“互作”效应非等位基因间的“互作”效应
。 在各个不同的亲本个体中下述三种遗传效应在各种基因间发生或说出现的几率是不定的，也就是说三者出现的机会不等，从而各亲本杂交所产生的后代在最终的性状表达上各不相同，即产生的优势不同，表现为各自配组的特殊配合力不同。
同加性效应一起产生杂种优势
B N
等位基因间的“显－隐”效应虽然各个亲本所携带的遗传信息能稳定传递到后代，它们在各自的位点上出现的机会不同，或者它们之间的关系表现的机会不同。
决定 s.c.a的优劣
A a B
B
c
c
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第三节 杂交种子的生产一,简易制种法二,利用苗期标记性状的的制种法三,利用化学去雄剂的制种法四,利用雄性不育系的制种法五,利用自交不亲和系的制种法六,利用雌性系的制种法七,利用雌株系的制种法
B N
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杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概 念化学去雄剂的种类化学去雄的机理制 种 方 法返回
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杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法概 念它是不经人工去雄,选用某种化学药剂,
在植株生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑制雄性器官,造成生理不育,以达到去雄的目的返回
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杂交优势育种－利用化学去雄剂的制种法所谓适宜的施用时期，是指能诱导最大的雄性不育度，而对雌蕊育性无影响或影响甚小，并不产生或极少产生其他不良效应的施用时期。
制 种 方 法返回选择适合的去雄剂；
选择适宜的时期；
选择浓度和剂量。
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杂交优势育种－利用雌性系的制种法概 念雌性系的选育雌性系是指具有雌性基因，只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系。
从国内外引进雌性系直接利用或转育；
从以雌性系为母本的 F1代杂种自交分离选育雌性系；
用雌雄株与完全花株或雌全株杂交，可以从后代内分离出纯雌株，再经回交、诱雄、自交得到。
继续
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杂交优势育种－利用雌性系的制种法制 种 方 法雌性系的繁殖需在隔离区用赤霉素、硝酸银或硫代硫酸钠处理促使部分雌性株产生雄花，利用天然授粉，采收的种子供下一代母本之用。赤霉素
（ GA3）诱雄的有效浓度是 1~1.5g/L； AgNO3为
50~500mg/L，硫代硫酸钠为 920mg/L。
返回雌 性 系 繁 殖
F1及父本的种子生产
1,3－ 5：
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杂交优势育种－利用雌株系的制种法返回菠菜雌株系的选育是从优良品种群体中选择优良的纯雌株作母本,以该品种中优良的强雌两性株作父本杂交,
其 F1就是纯株系 （ 纯雌株占 95％ 以上 ）。
利用雌株系的制种法下一节雌株系的获得制种方法基本方法同雌性系制种法，不同是雌株系的获得因植物不同而异。
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第四节 雄性不育系的选育利用一,雄性不育系的概念二,雄性不育系的选育三,利用雄性不育系制种的方法和步骤杂交优势育种－雄性不育系的选育利用
B N
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用雄性不育性与雄性不育系雄性不育的表现形式雄性不育的遗传类型雄性不育系的利用价值返回
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?概念雄性不育性雄性不育系两性花植物中，雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象，称为雄性不育性。
对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或 A系。
返回
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?表现形式雄蕊退化或变形花药异常雌雄蕊异长产 雌 性返回
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?遗传类型核不育型胞核不育型
（ Genetic male sterility，简称 GMS）
（ Cytoplasmic-genic male sterility，简称 CMS）
返回细胞质不育型
（ cytoplasmic male sterility）
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?利用价值省去了人工去雄提高杂种一代种子质量为一些因花器小，人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟了新途径返回上一级
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
1,原始雄性不育材料的获得和临时保存利用自然变异远缘杂交人工诱变自交和品种间杂交引种和选育获 得
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
1,原始雄性不育材料的获得和临时保存无性繁殖人工自交隔离区内自由授粉两亲回交法临时保存
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用来给雄性不育系授粉，使杂种一代品种群体中每个植株恢复雄性繁殖能力的纯合自交系。
用来给雄性不育系授粉，使每个后代植株继续保持着雄性不育特性的纯合自交系 。
杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
2,CMS系的选育和利用雄性不育系 （ 简称不育系或 A系 ）
是指具有雄性不育的特性且能稳定遗传的纯合系统。
雄性不育保持系 （ 简称保持系或 B系 ）
雄性不育恢复系 （ 简称恢复系或 C系 ）
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不育系和保持系的选育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育选育保持系常用的方法有测交筛选保持系和人工合成保持系两种。
测交筛选保持系的程序是在获得原始雄性不育株的品种群体或其他品种群体中，选择若干经济性状良好的植株，分别作两种交配，一是测交，测定各个父本株对雄性不育性的保持能力，二是各个父本株自交，繁殖后代
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父本母 本
（ 育性分离,淘汰 ）?
杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育父本株 （ S0代 ）
原始不育株
S (msms)
F（ msms）（ 1）
（ 3）
（ 2）
F （ MsMs ）
S （ MsMs ）
1S（ MsMs） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(msms)
(1)
S (msms)
全 是 不 育 株
（ 该 F1为雄性不育系 。 父本为保持系 ） 。
（ 3）
1S (Msms)∶ 1S (msms)
育性分离织 (继续筛选 ）
（ 2）
S (Msms)
全部是可育株的组合 （ 淘汰 ）
图
6-4
测交筛选保持系示意图
S1代群体
F（ msms） （ 保持系 ）
F（ MsMs）
S （ MsMs ）
(BC1代 ) S (msms)
不育系
F (msms)
保持系
S (Msms)
全可育
F (MsMs)
全可育 全可育育性分离
×
S1全可育
S (msms)× F (msms) S (msms)× F (MsMs) S (msms)× F (Msms)
F（ Msms）
S（ Msms）
人工合成保持系 N
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雄性不育系的转育杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?转育通常的转育方法有直接转育法和间接转育法两种。
CMS系的利用图继续
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
S (msms) × F (msms)
甲品种不育系
S (msms) ×
乙品种测交筛选
F (msms)
S (msms)
乙品种 A系
F (msms)
乙品种 B系图 6-6 CMS系直接转育示意图返回
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3,GMS的选育和利用杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育
GMS与两用系的概念
GMS系的选育将受一对隐性核基因支配的 GMS经选育可获得一个既作不育系用又作保持系用的稳定遗传的系统。
由一对核基因决定的雄性不育性，其基因型为
msms。两用系的选育就是把同一品种中的不育株
msms和杂合可育株 Msms筛选出来。再进行多代兄妹交即可。
图
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杂交优势育种－雄性不育系的选育利用?选育原始不育株
msms
1msms,1MsMs,2Msms
全可育淘汰育性分离
50％不育株 50％可育株
msms × Msms
1msms∶ 1Msms
两用系多代兄妹交
× ×
图 6－ 7 GMS系选育示意图同品种可育株
MsMs
Msms?
全部可育 Msms
育性分离
50％不育株 50％可育株
返回
×
多代兄妹交
1msms∶ 1Msms
两用系
msms × Msms
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配合力的测定方法顶交法不等配组法半轮配法测验种亲本 测验者
X1 X2 X3 X4
优点缺点适用情况优点缺点适用情况
32 4
1
2
3
1
X12 X13 X14
X23 X24
X34
4
ni n ij ijni i XnnXnacg )2( 421..
ni n ij ijnj jni ini n ij ij XnnXXnXacs )2)(1( 4)(21..
B N
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雌雄异株异花授粉植物雌雄同株异花授粉植物雌雄同花自花授粉植物雌雄同花异花授粉植物隔离区制种区混播间行播种
1,3
隔离
B N
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利用苗期标记性状制种法苗期标记性状概 念要 求双亲特点制种方法在幼苗期用来区别真假杂种的隐性性状
1、稳定遗传的隐性质量性状
2、必须在苗期出现
3、极易目测辨认隐 显播种后及时拔除具隐性性状的假杂种
B N
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人工合成保持系父本株 （ S0代 ）
原始不育株
S (msms)
（ 1） S（ MsMs）
S1代群体
S（ MsMs）?×
（ 1） （ 育性分离,淘汰 ）? 1S（ MsMs） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(msms)S（ Msms）
（ 2） F（ MsMs）? F（ MsMs）
×S（ MsMs）
S (Msms)S（ MsMs）
S（ Msms） S（ Msms）
S（ msms）
(1)
S (Msms)
(2)
S (Msms)F（ MsMs） ×
F（ MsMs） F（ Msms）
S（ Msms） S（ Msms）
S（ msms）
1S（ msms） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(MsMs)
1S（ msms） ∶ 2S(Msms)∶ 1S(MsMs)
S (msms)
不育系
S (Msms)1S (Msms)∶ 1S (msms)
F (msms)
保持系
F（ MsMs）
1F（ msms） ∶ 2F(Msms)∶ 1F(MsMs)
S（ MsMs）
S（ Msms）
S（ msms）
全可育
全可育
S（ MsMs）
B N
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自交系配合力的测定配组方式的确定优良自交系的选育杂种优势育种的一般程序
B N
优势育种与杂交育种的比较
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概 念评 价选育自交系的一般方法
“三高”、“两抗”、“一优”
选育自交系的理由优良自交系的选育
B N
轮回选择法选育自交系
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选育自交系的理由教你读书自交系选育的理论依据
P128
多代不利性状
A a B
b
c
c
A Ab
b
C
c
a AB
B
c
c
a a b
b
C
c
不同自交系遗传组成不同纯合 A AB
B
c
c
A Ab
b
C
C
A AB
B
c
c
a a b
b
C
C
S1 S2 S3 S4
正因为基因型纯合,F1才会整齐一致；性状间的互补才会明显杂 种 优 势
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选育自交系的一般方法原始材料的优株的选择与自交逐代自交选择淘汰搜集鉴定选择我单果 重高我抗病性强还适密植条件：丰产性好招聘广告满足条件者请速来报名我们合作会更强这样的成员我有上几个就可以了，
不必太多
B N
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原始群体
cs
根据配合力测定结果淘汰 S1株系S1
据经济性状优劣选优系，优系中选 优株
S2 针对经济性状，生活力选优株 同时要注意特殊优株的选择
S3 开始注意定向选择，以利优良性状的稳定纯合
S4 -S6 可育成优良的自交系
S0
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轮回选择法单轮回选择法配合力轮回选择法交互轮回选择法
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单轮回选择法第一个周期第二个周期选优株自交混合留种系间互交
B N
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杂交组合方式的确定配组的确定亲本选择选配的原则杂交组合方式的确定双亲的一般配合力高，特殊配合力高双亲性状优良，互补双亲亲缘关系差异适当双亲自身产量高，花期相近单交种 双交种 三交种
B N
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C C C C C
图例第一个周期
S C S C S C S C S C
G1
G2
G3 S S S
第二个周期
B N
选优株
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A0群体 B0群体Y1Y1
测验交对入选优株同时进行
BxA0 A1
测验交
AxB0 B1
Y22 F11 F11
B N
Y33
入选株系间互交
2群体 2群体
CMS两区三系制种法杂交一代制种区 不育系繁殖区
×
杂种一代种子恢复系 不育系 保持系×
不育系种子恢复系种子
部分保持系种子
部分保持系种子
部分
×
不育系种子恢复系种子
部分
× ×
×
杂种一代种子
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自交不亲和系的选育和利用自交不亲和系自交不亲和性的遗传和生理机制选育自交不亲和系的方法利用自交不亲和系制种的方法自交不亲和系的繁殖
B N
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自交不亲和系概 念意 义指两性花植物，雌雄性器官 正常,在不同基因型的株间授粉能正常结籽，但是 花期自交不能 结籽或结籽率 极低 的特性自交不亲和性
self-incompatibility
自交不亲和系 通过连续多代自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系
B N
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自交不亲和性的类型和遗传机制自交不亲和性异型
SI
同型
SI
二形三形配子体孢子体孢子体 -配子体型报春花科、荞麦千屈菜科单基因单基因梧桐科可可双基因多基因茄科、豆科禾本科毛莨科多基因十字花科、菊科十字花科芝麻菜自交不亲和性生理机制
B N
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异型不亲和示意图 -------二形花柱
B N
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异型不亲和示意图 -------三形花柱
B N
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配子体自交不亲和性
S
s
雌蕊花粉
Ss
1、存在相同基因和雌配子体具有不同 S
基因的花粉为亲和花粉反之，为不亲和花粉纯 x 杂
2、无相同基因纯 x 纯、杂 x 杂 完全相同部分相同完全不同完全不亲和部分亲和完全亲和
S1 S1 X S1 S1 S1 S2 X S1 S2
S1 S1 x S1 S2
S1 S1 X S2 S2 S1 S1 X S2 S3 B N
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孢子体自交不亲和性亲和与否取决于产生花粉的个体携带的 S基因是 否 相 同
B N
SsS s
Sx Sy
Sx Sx Sy SyI
Sx < Sy Sx < Sy
Sx Sx Sy Sy
Sx Sy
III
Sx > Sy Sx < Sy
Sx Sx Sy Sy
Sx Sy
IV
Sx * Sy Sx * Sy
Sx Sx Sy Sy
Sx Sy
II
Sx,SySx,Sy
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自交不亲和性生理机制认可反应假说糖蛋白假说
B N
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P1
A A
BB
c c
D D
A
c
B
D
显 隐超显性上位性逐代自交选择可定型
A或 a
B 或 b
C 或 c
D或 d
利用的是加性效应，主要考查性状 g.c.a的好坏有性杂交育种非加性效应优势育种，则只杂交一次综合起作用可能产生强优势利用的是加性效应，主要考查性状 g.c.a的好坏
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选育自交不亲和系的方法优良自交不亲和系应具备的条件高度稳定的花期自交不亲和性较高的蕾期自交亲和指数自交多代生活力衰退不显著选育的方法入选的 S0代做两种自交选 SI性强、配合力高、综合性状优良的植株
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利用 SI系制种的方法
SI x 亲和系父本繁殖区制 种 区
,2-4,1
蕾期自交留种其余株成熟后去杂去劣混留严选去劣优株套袋姊妹交花期杂交得F
1
下年
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利用 SI系制种的方法
SI x SI
B N
一区制种法两区制种法三区制种法注：共同的特点是父母本上都可收 F1
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自交不亲和系的繁殖蕾期人工授粉隔离区自然授粉钢刷授粉电助授粉控制环境 CO2浓度花粉或柱头处理
GMS三区三系制种法
×
杂种一代种子父本系 两用系
×
杂种一代种子
B N
父本系繁殖区 两用系繁殖区杂种一代制种区两用系父本系
父本系种子父本系 两用系种子
两用系保持系种子
部分父本系种子
×父本系 两用系
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MsMsIi
MsMsii
Msmsii
msmsii
Msmsii
MsMsii
MsMsIi
Msmsii
msmsii
Msms
核基因互作模式复等位基因互作模式
50%
50%
50%
50%
MsMs
MsfMs MsMs
MsfMs 50%
50%
Msms
msms Msms
msms 50%
50%
甲型两用系乙型两用系甲型两用系乙型两用系
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2009-7-20 园艺育种学－杂种优势育种 74
