第四章-杂交育种.ppt
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杂杂交交育育种种crossingbreeding一、杂交育种的概念及意义一、杂交育种的概念及意义1、概念、概念以基因型不同的植物种或品种进行交以基因型不同的植物种或品种进行交配或结合形成杂种,通过培育选择,配或结合形成杂种,通过培育选择,获得新品种的方法。
获得新品种的方法。
2、杂交的分类、杂交的分类1)按杂交性质划分)按杂交性质划分无性杂交无性杂交:
体细胞融合体细胞融合形成杂种。
形成杂种。
有性杂交有性杂交:
雌雄配子受精雌雄配子受精结合形成杂种。
结合形成杂种。
2)根据亲本亲缘关系划分)根据亲本亲缘关系划分近缘杂交近缘杂交:
种内个体间种内个体间杂交。
杂交。
远缘杂交远缘杂交:
种间、属间种间、属间个体杂交,或个体杂交,或地理上相地理上相隔较远的种内个体隔较远的种内个体杂交。
杂交。
3、杂交的意义、杂交的意义1)杂交是创造新品种的重要手段。
)杂交是创造新品种的重要手段。
抗病性抗病性:
美国板栗美国板栗中国板栗(美国);美国五针松中国板栗(美国);美国五针松乔松(美国);乔松(美国);白榆白榆椿榆(荷兰等国);日本落叶松椿榆(荷兰等国);日本落叶松欧洲落叶松(欧洲)。
欧洲落叶松(欧洲)。
抗寒性抗寒性:
欧洲白蜡树欧洲白蜡树美国白蜡树(美国);刚松美国白蜡树(美国);刚松火炬松(朝鲜);火炬松(朝鲜);狭果松狭果松辐射松(新西兰)辐射松(新西兰)2)杂交是自然界提供变异最大的因素。
)杂交是自然界提供变异最大的因素。
3)杂交是研究遗传理论的重要方法之一)杂交是研究遗传理论的重要方法之一4)为建立林木种子园提供科学依据)为建立林木种子园提供科学依据4、杂交的表示方法、杂交的表示方法母本母本:
接受花粉的植株,用符号:
接受花粉的植株,用符号“”表示;表示;父本父本:
供给花粉的植株,用符号:
供给花粉的植株,用符号“”表示;表示;父本和母本统称父本和母本统称亲本亲本;杂交用杂交用“”号表示,母本在前,父本在后;号表示,母本在前,父本在后;杂交所得种子及其长成的植株,叫杂交所得种子及其长成的植株,叫杂种第一代杂种第一代,用用Fl表示;杂种第二代用表示;杂种第二代用F2表示,依此类推。
表示,依此类推。
5、杂种优势及其表示方法、杂种优势及其表示方法两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代,在生两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代,在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象。
越的现象。
杂种优势的估算方法杂种优势的估算方法,农业育种上应用的有以下,农业育种上应用的有以下四种:
四种:
(1)把杂种)把杂种F1同两亲本平均值比较同两亲本平均值比较杂种优势杂种优势%=【F1-(P1P2)/2/(P1P2)/2】100=(F1-Pcp)/Pcp100(P1,P2分别代表两个亲本,分别代表两个亲本,Pcp代表两个亲本的平均值)代表两个亲本的平均值)
(2)把杂种同较好亲本相比较)把杂种同较好亲本相比较杂种优势杂种优势%=(F1-L)/L100(L为较好亲本)为较好亲本)(3)把杂种)把杂种F1同对照品种比较同对照品种比较杂种优势杂种优势%=(F1-CK)/CK100(CK为对照品种)为对照品种)(4)F2代以后杂种优势的降低可用下式表示代以后杂种优势的降低可用下式表示杂种优势降低杂种优势降低%=(F1F2)/F1100二、杂交育种的程序二、杂交育种的程序1、制定育种目标(、制定育种目标(生长量、抗性、品质生长量、抗性、品质)2、研究育种原始材料研究育种原始材料3、选择杂交亲本选择杂交亲本4、控制授粉控制授粉5、杂种的培育和选择、杂种的培育和选择6、杂种命名、杂种命名7、杂种繁殖和推广、杂种繁殖和推广三、杂交育种关键技术三、杂交育种关键技术
(一)杂交亲本选配
(一)杂交亲本选配1、杂交亲本选配的原则(杂交组合选择)、杂交亲本选配的原则(杂交组合选择)1)亲本具有育种目标所需要的优良性状,或具备该性状)亲本具有育种目标所需要的优良性状,或具备该性状的遗传潜力;两个亲本的优缺点要能互补。
的遗传潜力;两个亲本的优缺点要能互补。
2)选择在地理上较远的、生态类型不同的材料作亲本。
)选择在地理上较远的、生态类型不同的材料作亲本。
3)考虑两个亲本遗传传递能力的强弱。
)考虑两个亲本遗传传递能力的强弱。
(尽可能选择优良性状较多的作母本)(尽可能选择优良性状较多的作母本)4)选择的亲本一般配合力要高。
)选择的亲本一般配合力要高。
5)选择结实性强的种类做母本、花粉多而正常的做父本。
)选择结实性强的种类做母本、花粉多而正常的做父本。
2、杂交母树的选择、杂交母树的选择1)选择优良种源。
)选择优良种源。
2)选择优良单株。
)选择优良单株。
3)无病虫害。
)无病虫害。
4)结实性强的和花粉量大的。
)结实性强的和花粉量大的。
(二)杂交方式的确定
(二)杂交方式的确定1、单交:
两亲本的一次性杂交、单交:
两亲本的一次性杂交以以AB(正交)或(正交)或BA(反交)表示。
(反交)表示。
方法简便,杂种后代的变异较为稳定;综合的亲本优方法简便,杂种后代的变异较为稳定;综合的亲本优良性状数目少良性状数目少。
当两个亲本优缺点能互补,性状总体基本上能符合育当两个亲本优缺点能互补,性状总体基本上能符合育种目标时采用。
种目标时采用。
2、复合杂交:
两个以上亲本间的杂交。
、复合杂交:
两个以上亲本间的杂交。
三交三交:
(AB)C;双交:
双交:
(AB)(CD);四交:
四交:
(AB)CD能综合较多亲本的优良性状;年限较长,工作量大,能综合较多亲本的优良性状;年限较长,工作量大,所需试验地面积,人力、物力都较多。
所需试验地面积,人力、物力都较多。
当某一亲本或某一中心亲本需要改造的性状不是一个,当某一亲本或某一中心亲本需要改造的性状不是一个,而与另一亲本杂交达不到目的时采用。
而与另一亲本杂交达不到目的时采用。
一般将综合性状好的或者具有主要目标性状的亲本放在一般将综合性状好的或者具有主要目标性状的亲本放在最后一次杂交;对具有显性性状的亲本应先进行杂交最后一次杂交;对具有显性性状的亲本应先进行杂交3、回交:
、回交:
F1与某一亲本杂交。
一个亲本与其后代多与某一亲本杂交。
一个亲本与其后代多次回交,称为轮回杂交。
次回交,称为轮回杂交。
(AB)AA使亲本的优良性状在杂种中慢慢加强,最终把亲本的某一优使亲本的优良性状在杂种中慢慢加强,最终把亲本的某一优点转移到杂种中。
点转移到杂种中。
主要用于培育抗性品种或用于远缘杂交中恢复可孕性和恢复主要用于培育抗性品种或用于远缘杂交中恢复可孕性和恢复栽培品种优点等。
栽培品种优点等。
轮回亲本轮回亲本:
杂种优势的主要来源杂种优势的主要来源,要求:
,要求:
抗逆性强、丰产性抗逆性强、丰产性好,有推广价值好,有推广价值。
非轮回亲本非轮回亲本:
目标性状的唯一来源目标性状的唯一来源,要求:
,要求:
目标性状突出、目标性状突出、遗传传递力强遗传传递力强。
4、多父本混合授粉、多父本混合授粉以一个以上的父本品种花粉混合授给一个母本品种的方式。
以一个以上的父本品种花粉混合授给一个母本品种的方式。
去雄后任其自由授粉实质上也是多父本混合授粉。
去雄后任其自由授粉实质上也是多父本混合授粉。
父本不清楚,但比较简单易行,而且后代分离类型比较父本不清楚,但比较简单易行,而且后代分离类型比较丰富,有利于选择。
丰富,有利于选择。
(三)花粉技术(三)花粉技术1、花粉的收集与贮藏、花粉的收集与贮藏1)花粉的收集花粉的收集
(1)树上采集树上采集松、杉等针叶树常用。
雄球花成熟开始散粉前,及松、杉等针叶树常用。
雄球花成熟开始散粉前,及时套上塑料袋或透明纸袋,使花粉散落在袋中。
时套上塑料袋或透明纸袋,使花粉散落在袋中。
(2)摘下花序采集摘下花序采集将撒粉的花序摊在纸上阴干,待花粉散出后既收。
将撒粉的花序摊在纸上阴干,待花粉散出后既收。
严防花粉相互污染;严防花粉相互污染;(3)培养花枝收集)培养花枝收集2)花粉的贮藏)花粉的贮藏花粉花粉寿命寿命与与遗传因素遗传因素、环境因素环境因素(主要是(主要是温度温度、湿湿度度和和光照光照)有关。
)有关。
通常高温高湿花粉呼吸旺盛,很快失去生命力;但通常高温高湿花粉呼吸旺盛,很快失去生命力;但在极干的条件下,花粉失去水分,也不利于保存。
在极干的条件下,花粉失去水分,也不利于保存。
有利于花粉长期保存的有利于花粉长期保存的条件条件是是:
低温、干燥、黑暗低温、干燥、黑暗。
一般方法一般方法:
收集花粉自然干燥后,除去杂物,装在小瓶里,:
收集花粉自然干燥后,除去杂物,装在小瓶里,数量以小瓶容量的数量以小瓶容量的1312为宜,瓶口扎以纱布,然后贴为宜,瓶口扎以纱布,然后贴上标签,注明品种,采集花粉的时间。
小瓶置于干燥器内,上标签,注明品种,采集花粉的时间。
小瓶置于干燥器内,干燥器内底腔盛无水氯化钙。
干燥器放于明凉、黑暗的地方,干燥器内底腔盛无水氯化钙。
干燥器放于明凉、黑暗的地方,最好放于冰箱内,冰箱温度保持在最好放于冰箱内,冰箱温度保持在02左右左右2、花粉活力测定、花粉活力测定1)形态观察法)形态观察法干扁、皱缩、结块、发霉的花粉无活力。
干扁、皱缩、结块、发霉的花粉无活力。
2)直接授粉法)直接授粉法同种植物柱头授粉、隔离,观察是否有种子产生。
同种植物柱头授粉、隔离,观察是否有种子产生。
同种植物柱头授粉、隔离、同种植物柱头授粉、隔离、1-3天后切下花柱,天后切下花柱,FAA固定,固定,1%本胺蓝溶液染色,压片,有染成蓝色伸长本胺蓝溶液染色,压片,有染成蓝色伸长的花粉管为有活力。
的花粉管为有活力。
3)花粉发芽法)花粉发芽法4)染色法)染色法3)花粉发芽法)花粉发芽法蔗糖、琼脂、硼元素。
蔗糖、琼脂、硼元素。
4)染色法)染色法A.0.025的次甲基兰染色。
的次甲基兰染色。
凡无生活力者染色深兰色,有生活力者褪为不同程度的凡无生活力者染色深兰色,有生活力者褪为不同程度的浅兰色或灰色。
浅兰色或灰色。
B.0.5%的的2、3、5-氯化三苯基四唑氯化三苯基四唑(TTC)染色。
染色。
有活力的染成红色。
有活力的染成红色。
(四)花期调整技术(四)花期调整技术对于种子小,成熟快的树木可进行切枝水培对于种子小,成熟快的树木可进行切枝水培。
把花枝放进温室可提前开花;阴凉地方,可延期开花。
对于光周期不严格的植物可以进行分期播种对于光周期不严格的植物可以进行分期播种隔二周播一批,连播几批,就有可能花期相遇了。
光照、温度控制光照、温度控制菊花:
小于10小时短日照,提早开花;多于10小时长日照,可延迟开花。
玫瑰:
花前气温高,开花早;花前气温低,开花晚摘心、修剪、环剥、嫁接等措施,可提前或推后开花摘心、修剪、环剥、嫁接等措施,可提前或推后开花摘心可推迟花期;而环剥、环切、或嫁接可提前开花。
花期相隔太远的,用贮藏花粉的办法调整花期花期相隔太远的,用贮藏花粉的办法调整花期(五)树体授粉技术(五)树体授粉技术1、去雄、去雄目的目的:
防止自花授粉防止自花授粉。
时间时间:
雌雄蕊即将成熟、:
雌雄蕊即将成熟、花粉散粉前花粉散粉前(花蕾松软、花药(花蕾松软、花药黄绿色)黄绿色)工具工具:
镊子、剪刀。
:
镊子、剪刀。
注意注意:
彻底、不污染彻底、不污染。
2、套袋隔离、套袋隔离目的目的:
防止计划外花粉的干扰防止计划外花粉的干扰。
时间时间:
两性花:
两性花去雄后去雄后立即进行,单性花雌雄蕊即将成立即进行,单性花雌雄蕊即将成熟、熟、花粉散粉前花粉散粉前。
材料材料:
防水、透气、透光(羊皮纸、硫酸纸袋)。
:
防水、透气、透光(羊皮纸、硫酸纸袋)。
注意注意:
袋子大小要适合树种开花结实习性;套袋后挂标袋子大小要适合树种开花结实习性;套袋后挂标签,写明去雄日期签,写明去雄日期。
3、授粉、授粉时间时间:
阔叶树阔叶树柱头分泌粘液柱头分泌粘液而发亮时;针叶树雌球花而发亮时;针叶树雌球花珠珠鳞张口鳞张口时。
时。
工具工具:
毛笔、橡皮头、喷粉器。
:
毛笔、橡皮头、喷粉器。
注意注意:
多次重复授粉;一套工具只能供一个杂交组合使多次重复授粉;一套工具只能供一个杂交组合使用;在标签上标注杂交组合、授粉日期、次数等。
用;在标签上标注杂交组合、授粉日期、次数等。
4、去袋、去袋时间时间:
阔叶树如阔叶树如柱头萎蔫柱头萎蔫,针叶树雌球花,针叶树雌球花珠鳞增厚、闭合珠鳞增厚、闭合。
5、果实发育期的管理、果实发育期的管理创造良好的有利于杂种种子发育的条件;创造良好的有利于杂种种子发育的条件;花灌木要随时摘心,去蘖,以增加杂交种子的饱满度;花灌木要随时摘心,去蘖,以增加杂交种子的饱满度;注意观察记载,及时防治病虫害和防止人为的破坏;注意观察记载,及时防治病虫害和防止人为的破坏;分批成熟,要分批采收;分批成熟,要分批采收;为防止种子飞散及鸟兽危害,成熟前要套上纱布袋;为防止种子飞散及鸟兽危害,成熟前要套上纱布袋;采收时将种子或果实连同纸牌放入牛皮纸袋中,注明收获日采收时将种子或果实连同纸牌放入牛皮纸袋中,注明收获日期,分别脱粒贮藏。
期,分别脱粒贮藏。
(六)室内切枝水培杂交(六)室内切枝水培杂交适用适用:
种子小、成熟期短的树种,如杨、柳、榆:
种子小、成熟期短的树种,如杨、柳、榆。
1、枝条采取与修剪、枝条采取与修剪选粗壮无病害枝条;剪徒长枝、病害枝;雄花枝保选粗壮无病害枝条;剪徒长枝、病害枝;雄花枝保留全部花芽,雌花枝保留留全部花芽,雌花枝保留1-2个叶芽及个叶芽及3-5个花芽。
个花芽。
2、水培花枝、水培花枝3、其它步骤与树体杂交相似、其它步骤与树体杂交相似注意:
注意:
条件允许,可用空间隔离,一个杂交组合放在一条件允许,可用空间隔离,一个杂交组合放在一个房间。
个房间。
(七)克服远缘杂交不可配的方法(七)克服远缘杂交不可配的方法远缘杂交的两个障碍:
远缘杂交的两个障碍:
杂交不亲和:
杂交不亲和:
杂交不能得到种子。
杂交不能得到种子。
杂种不育:
杂种不育:
杂种成活性差或结实性差。
杂种成活性差或结实性差。
1、选择适当亲本并注意正反杂交选择适当亲本并注意正反杂交如:
江梅型梅花杏结实率高朱砂型梅花杏结实率低2、混合花粉和多次重复授粉、混合花粉和多次重复授粉在选定的父本花粉内,掺入少量其他品种或母本的死花在选定的父本花粉内,掺入少量其他品种或母本的死花粉,然后授于母本花朵柱头上。
粉,然后授于母本花朵柱头上。
这是米丘林克服果树远缘这是米丘林克服果树远缘杂交不亲和性常用的一种方法。
杂交不亲和性常用的一种方法。
如:
小叶杨如:
小叶杨(美杨(美杨+旱柳)旱柳)群众杨。
群众杨。
金花茶远缘杂交中采用混合授粉坐果率比单交增高。
3、选择第二次开花的幼龄杂种实生苗作母本、选择第二次开花的幼龄杂种实生苗作母本4、柱头移植、剪短法、柱头移植、剪短法5、预先无性接近、预先无性接近6、媒介法、媒介法7、化学药剂处理、化学药剂处理赤霉素、荼乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸、硼酸等,如,赤霉素、荼乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸、硼酸等,如,百合杂交中用生长素处理子房基部、梅花杂交中用赤霉素百合杂交中用生长素处理子房基部、梅花杂交中用赤霉素处理柱头。
处理柱头。
8、胚培养、胚培养9、低剂量射线照射花粉、低剂量射线照射花粉
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- 第四 杂交育种