Chapter14 近亲繁殖与杂种优势
基本要求
14.1 概念
14.2 纯系学说
14.3 近交与杂交的 遗传效应
14.4 杂种优势
14.5 近交与杂交在育种上的 应用
复习 思考题
?掌握近交与杂交的基本概念及近交与杂交的遗传效应
?了解近交衰退现象及防止近交衰退的方法
?了解杂种优势理论及杂种优势表现的特点
?了解近交与杂交在育种上的用途
基本要求
14.1 概念
?近交（ inbreeding）, 即近亲繁殖或近亲交配，
是指亲缘关系相近的两个体间的交配；对某一性状
而言，是指基因型相同或相近的两个体间的交配。
?近交系数（ coefficient of inbreeding）, 指一
个合子中两个等位基因来自双亲共同祖先的同一基
因的概率，即一个个体中某一位点上两个基因共同
来源的概率，用 F表示。 F=的变化范围是 0～ 1。
?杂交（ cross breeding）, 指两个或更多个品种之
间、或同一品种的不同品系之间个体的交配；就某
一性状而言，指不同纯合子间的异型交配。
14.2 纯系学说（ pure line theory）
?纯系（ pure line） 是指从一个基因型纯合个体
自交产生的后代群体，其基因型也是纯一的。
?纯系学说的基本内容,在自花授粉植物的天然混
杂群中，可分离出许多基因型纯合的纯系，因此
在一个混杂群体中选择是有效的；但是，在纯系
内个体所表现的差异只是环境的影响，是不能遗
传的，所以在纯系内选择是无效的。
?注意,纯系是相对的而不是绝对的。
14.3 近交与杂交的遗传效应
?近交增加纯合子频率，杂交增加杂合子频率。
?近交降低群体均值，杂交提高群体均值。
?近交使群体分化，杂交使群体一致。
?近交加选择能加大群体间基因频率的差异，从而
提高杂种优势。
?近交产生近交衰退，杂交产生杂种优势。
?以一对基因为例介绍近交与杂交对基因型频率的影响
一对基因 A1 A2 杂合
子比
率
纯合子
比率 构成的基
因型 A1A1 A1A2 A2A2
近
交
代
数
0 0 1 0 1 0
1 1/4 1/2 1/4 1/2 1/2
2 3/8 1/4 3/8 1/4 3/4
… … … … … …
n
2
2
11 n?
?
??
?
??
2
2
11 n
?
?
??
?
?? n
??????? 211
n
?????? 21
n
?
?
??
?
?
2
1
?近交程度对基因纯合速度的影响
A,自交 6代，纯合体
几乎达 100%；
B,全同胞交配 8代纯
合子达 90%以上；
C,半同胞交配 16代
纯合体接近 90%；
D,更远亲缘交配 7代
后纯合体保持 60%
以上。
50
60
70
80
90
100
2 4 6 8 10 12 14 16
纯合子频率 (%)
世 代 数
A
B
C
D
?以一对基因为例讨论近交降低群体均值的量
基因
型
基因型
值
因近交而
改变的频率 因近交而改变的量
A1A1 a +（ 1/2） H0F +（ 1/2） H0Fa
A1A2 d - H0F - H0Fd
A2A2 -a -（ 1/2） H0F -（ 1/2） H0Fa
群体均值的组成,μ=∑a （ p-q） +∑Hd
其中,∑ a（ p-q） 为纯合子效应,∑ pqd为杂合子效应
近交降低群体均值的总量为,H0Fd
H0—— 零世代的杂合子频率； F—— 近交系数。
?连续近交使群体分化为若干个纯系
一对基因 A1和 A2分化为,A1A1和 A2A2两个纯系
两对基因 A1,A2和 B1,B2分化为,
A1A1B1B1,A1A1B2B2,A2A2B1B1和 A2A2B2B2四个纯系
n对基因 最后分化为 2n个纯系。
?近交衰退及其控制方法
? 近交衰退（ inbreeding depression）, 指近交使生
物个体的生活力、生产性能、群体均值都降低的现象。
近交对玉米株高和种子产量的影响
点线和短条线为连续自交；
连续直线为连续的全同胞交配。
(不进行任何选择）
(a)小鼠的窝产仔数。第一窝出生时平均活仔数对仔鼠的近交系数作图。
第一世代双表兄妹交配；此后全同胞交配。不进行任何选择。
(b)果蝇的生殖力。每天每对成年后裔的平均数对亲本的近交系数绘图。
连续的全同胞交配。
近交衰退影响生殖力的例子
?近交衰退的控制方法,
? 控制近交系数 F。
? 严格淘汰。
14.4 杂种优势的概念及表示方法
14.4.1 概念及表示方法
?杂种优势（ heterosis）, 指两个遗传组成不的亲
本杂交，产生的 F1代个体在生长速度、生活力、繁殖力、
应激能力、生产性能和产品质量等都优于双亲的现象。
?杂种优势的表示方法
1
1 ( % ) 1 0 0 %
FF HH P??
11FFH P P??
用绝对值表示,即 F1超过其双亲平均数的部分
用相对值表示,即 F1超过双亲平均数的百分率
1
1
( % ) 1 0 0 %FF HH
P
??
14.4.2 杂种优势的表现
按性状表现的性质分类：营养型、生殖型、适应型
杂种优势表现的特点,
?杂种优势不是某一两个性状表现突出，而是许多性状综
合表现突出。
?杂种优势的大小大多取决于双亲性状间的相对差异和相
互补充。
?杂种优势的大小与双亲基因型的高度纯合有密切联系。
?杂种优势的大小与环境条件的作用也有密切联系。
?杂种优势只在 F1代表现。
14.4.3 杂种优势理论
?显性假说（ dominance hypothesis）, 认为杂
种优势是由双亲的显性基因全部集中在杂种中
所引起的互补作用。
?超显性学说 （ overdominance theory）,认为
等位基因间无显隐性关系，基因杂合可引起某
些生理刺激而产生杂种优势，杂种优势来源于
双亲基因型异质结合所引起基因间的互作。
14.5 近交与杂交在育种上的应用
14.5.1 近亲繁殖在育种上的应用
?固定优良性状
?保持个别优秀个体的血统
?发现并淘汰隐性有害（不良）基因
14.5.2 杂交在育种和生产上的应用
? 在育种上,利用杂交组合不同品种、或品系、或类
群间的优良特性，培育具有多种特点的优良品种。
? 在生产上,主要利用杂交产生的杂种优势。
14.5.3 杂种优势利用中应注意的问题
? 杂交亲本要优良、纯合，且彼此间的遗传差异要大。
? 通过配合力的测定来确定最优杂交组合。
? 杂种优势的利用仅限于 F1代。
复习思考题
教材 P346,1,2题。
基本要求
14.1 概念
14.2 纯系学说
14.3 近交与杂交的 遗传效应
14.4 杂种优势
14.5 近交与杂交在育种上的 应用
复习 思考题
?掌握近交与杂交的基本概念及近交与杂交的遗传效应
?了解近交衰退现象及防止近交衰退的方法
?了解杂种优势理论及杂种优势表现的特点
?了解近交与杂交在育种上的用途
基本要求
14.1 概念
?近交（ inbreeding）, 即近亲繁殖或近亲交配，
是指亲缘关系相近的两个体间的交配；对某一性状
而言，是指基因型相同或相近的两个体间的交配。
?近交系数（ coefficient of inbreeding）, 指一
个合子中两个等位基因来自双亲共同祖先的同一基
因的概率，即一个个体中某一位点上两个基因共同
来源的概率，用 F表示。 F=的变化范围是 0～ 1。
?杂交（ cross breeding）, 指两个或更多个品种之
间、或同一品种的不同品系之间个体的交配；就某
一性状而言，指不同纯合子间的异型交配。
14.2 纯系学说（ pure line theory）
?纯系（ pure line） 是指从一个基因型纯合个体
自交产生的后代群体，其基因型也是纯一的。
?纯系学说的基本内容,在自花授粉植物的天然混
杂群中，可分离出许多基因型纯合的纯系，因此
在一个混杂群体中选择是有效的；但是，在纯系
内个体所表现的差异只是环境的影响，是不能遗
传的，所以在纯系内选择是无效的。
?注意,纯系是相对的而不是绝对的。
14.3 近交与杂交的遗传效应
?近交增加纯合子频率，杂交增加杂合子频率。
?近交降低群体均值，杂交提高群体均值。
?近交使群体分化，杂交使群体一致。
?近交加选择能加大群体间基因频率的差异，从而
提高杂种优势。
?近交产生近交衰退，杂交产生杂种优势。
?以一对基因为例介绍近交与杂交对基因型频率的影响
一对基因 A1 A2 杂合
子比
率
纯合子
比率 构成的基
因型 A1A1 A1A2 A2A2
近
交
代
数
0 0 1 0 1 0
1 1/4 1/2 1/4 1/2 1/2
2 3/8 1/4 3/8 1/4 3/4
… … … … … …
n
2
2
11 n?
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??????? 211
n
?????? 21
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2
1
?近交程度对基因纯合速度的影响
A,自交 6代，纯合体
几乎达 100%；
B,全同胞交配 8代纯
合子达 90%以上；
C,半同胞交配 16代
纯合体接近 90%；
D,更远亲缘交配 7代
后纯合体保持 60%
以上。
50
60
70
80
90
100
2 4 6 8 10 12 14 16
纯合子频率 (%)
世 代 数
A
B
C
D
?以一对基因为例讨论近交降低群体均值的量
基因
型
基因型
值
因近交而
改变的频率 因近交而改变的量
A1A1 a +（ 1/2） H0F +（ 1/2） H0Fa
A1A2 d - H0F - H0Fd
A2A2 -a -（ 1/2） H0F -（ 1/2） H0Fa
群体均值的组成,μ=∑a （ p-q） +∑Hd
其中,∑ a（ p-q） 为纯合子效应,∑ pqd为杂合子效应
近交降低群体均值的总量为,H0Fd
H0—— 零世代的杂合子频率； F—— 近交系数。
?连续近交使群体分化为若干个纯系
一对基因 A1和 A2分化为,A1A1和 A2A2两个纯系
两对基因 A1,A2和 B1,B2分化为,
A1A1B1B1,A1A1B2B2,A2A2B1B1和 A2A2B2B2四个纯系
n对基因 最后分化为 2n个纯系。
?近交衰退及其控制方法
? 近交衰退（ inbreeding depression）, 指近交使生
物个体的生活力、生产性能、群体均值都降低的现象。
近交对玉米株高和种子产量的影响
点线和短条线为连续自交；
连续直线为连续的全同胞交配。
(不进行任何选择）
(a)小鼠的窝产仔数。第一窝出生时平均活仔数对仔鼠的近交系数作图。
第一世代双表兄妹交配；此后全同胞交配。不进行任何选择。
(b)果蝇的生殖力。每天每对成年后裔的平均数对亲本的近交系数绘图。
连续的全同胞交配。
近交衰退影响生殖力的例子
?近交衰退的控制方法,
? 控制近交系数 F。
? 严格淘汰。
14.4 杂种优势的概念及表示方法
14.4.1 概念及表示方法
?杂种优势（ heterosis）, 指两个遗传组成不的亲
本杂交，产生的 F1代个体在生长速度、生活力、繁殖力、
应激能力、生产性能和产品质量等都优于双亲的现象。
?杂种优势的表示方法
1
1 ( % ) 1 0 0 %
FF HH P??
11FFH P P??
用绝对值表示,即 F1超过其双亲平均数的部分
用相对值表示,即 F1超过双亲平均数的百分率
1
1
( % ) 1 0 0 %FF HH
P
??
14.4.2 杂种优势的表现
按性状表现的性质分类：营养型、生殖型、适应型
杂种优势表现的特点,
?杂种优势不是某一两个性状表现突出，而是许多性状综
合表现突出。
?杂种优势的大小大多取决于双亲性状间的相对差异和相
互补充。
?杂种优势的大小与双亲基因型的高度纯合有密切联系。
?杂种优势的大小与环境条件的作用也有密切联系。
?杂种优势只在 F1代表现。
14.4.3 杂种优势理论
?显性假说（ dominance hypothesis）, 认为杂
种优势是由双亲的显性基因全部集中在杂种中
所引起的互补作用。
?超显性学说 （ overdominance theory）,认为
等位基因间无显隐性关系，基因杂合可引起某
些生理刺激而产生杂种优势，杂种优势来源于
双亲基因型异质结合所引起基因间的互作。
14.5 近交与杂交在育种上的应用
14.5.1 近亲繁殖在育种上的应用
?固定优良性状
?保持个别优秀个体的血统
?发现并淘汰隐性有害（不良）基因
14.5.2 杂交在育种和生产上的应用
? 在育种上,利用杂交组合不同品种、或品系、或类
群间的优良特性，培育具有多种特点的优良品种。
? 在生产上,主要利用杂交产生的杂种优势。
14.5.3 杂种优势利用中应注意的问题
? 杂交亲本要优良、纯合，且彼此间的遗传差异要大。
? 通过配合力的测定来确定最优杂交组合。
? 杂种优势的利用仅限于 F1代。
复习思考题
教材 P346,1,2题。
