第十二章 群体改良和轮回选择

自花和常异花授粉作物基础群体的建 立要导入雄性核不育基因建立异交群体。
杂交 回交导入不育基 因到每个品系
等量种子 混合种植
第四节
群体改良的方法
群体改良的方法，先后经历了从简单到复
杂、从目测到后裔测验、从一个群体的群体内 改良到两个群体间改良等几个重要发展阶段。 常用的方法可以分为：
一、群体内改良法
提高群体内数量性状有利基因的频率。 打破不利基因链锁，增加有利基因间重 组的机会。 使群体不断得到改良，并保持较高的遗 传变异水平，增强适应性。 作为育种工作的战略思想，把短期的、 中期的和长期的育种目标结合起来。


4. 基础群体的培育
对基础群体的要求：
亲本性状优良，亲本间具有不同的
亲缘关系

创造新的种质资源
选育优良的综合品种 改良外来种质的适应性

二、群体改良的意义
使原始品种群体聚集大量基因，扩大其 变异范围并具有丰富的遗传基础；
从改良的群体中能够不断地分离出优良 类型；
群体本身仍能保持一定的变异范围，供 人们继续选择和利用； 杂种群体常选常新，成为日益充实、永 不耗竭的种质库。
自身必须具有优良性状、类型和性状的具 有多样性、基础材料要求亲缘关系要远。
（二） 合成种质群体的方式
1. 一父多母或一母多父授粉法
2. 双列杂交法
3. 等量种子混合种植
（三）充分重组，提高优良基 因重组体出现的频率
隔离区内让新群体充分自由授粉， 即随机交配，3-5代后开始轮回选择。
返回
（四）自花授粉作物的异交化问题
二、基础群体的合成
单一品种很难同时含有人们所
需要的众多有利基因，单纯利用某 一自然授粉品种或其他品种群体作 为改良的基础群体，难以满足育种 实际需要。
人工合成群体将外来血缘
或野生血缘渗进种质库，再加
以特殊的选择即可改良外来种 质对环境的适应性，又能产生
需要的优良基因重组体。
（一） 基本材料的选择
成功的轮回选择应达到的要求：
①原始群体得到改良，其平均表现超 过原始群体。 ②改良后的群体的遗传变异范围并未 缩小。
2. 轮回选择的意义
： ①改良后的群体，可作为栽培品 种直接用于生产。 ②作为杂交育种的亲本。
③作为培育自交系、纯系、无性 系和合成品系的优良个体来源。
3. 轮回选择的作用

群体间改良（相互轮回选择）方法
用两个群体互为测验种，同时进行群体改良：
半同胞相互轮回选择 全同胞相互轮回选择
根据测交后代选择,改良配合力 根据姊妹交后代选择,改良配合力
（二）群体间改良的轮回选择法
两能 的 主 个够 改 要 群互 良 目 体相 ， 的 的补 使 通 杂充 它 过 种， 们 两 优从 的 个 势而 优 群 。提 缺 体 高点 :
二、群体间改良法
群体内改良的方法
方 法 选择根据
自身表型选择 后裔表现选择 后裔表现选择 测交表现选择,配合力改良 姊妹交后代表现选择 自交一代表现选择 自交二代表现选择 混合选择法 穗行选择法 改良穗行选择法 半同胞轮回选择(HS) 全同胞轮回选择(FS) S1选择法 S2选择法
（一）混合选择法（mixed bulk selection）
F1 F1
第一季
种植每个群体的F2,从中分别选择 具有目标性状的不育和可育株， 不育株与其它群体的可育株杂交， 混收杂交种子。
第二季 将所有F1杂交种子混播，不选择， 混收种子。 第三季 种植F2,选不育株与可育株杂交。

改良基础群体
从基础群体中，根据农艺性状和抗 病性对不育株进行表型混合选择，对可育 株进行单株选择。
第一年 从基础群体中选择200个以上优良单株，作成 对杂交获得100个以上成对杂交组合。 第二年 利用半分法进行成对交比较试验，用原始 群体作对照，选出10%左右最优组合。
第三年 将入选最优组合的相应预留株种子取等量混
合，隔离区内播种任其自由交配重组，形成 第一轮改良群体。该群体又可用作第二轮改 良的基础群体。
择、再杂交，将所需要的基 因集中起来，形成一个新群 体的育种方法。
轮回选择的基本方法包括三个阶段：
① 从原始群体中产生后代系 ② 根据有重复的小区试验评价后代系 ③ 选择最优后代系进行相互杂交，通过
重组形成新群体。
这是一个轮回，如此循环进行，直到群 体的目标性状达到预期的水平。
被选择 部分
返回
基础群体一定是遗传基础较为复杂 的群体，另外还应考虑目标性状遗传变 异的大小、平均值高低、加性遗传方差 大小及杂种优势等问题。
1、开放授粉品种（open-pollination variety）：地方品种、外来品种 、品种 杂交后代。 2、复合品种(composite variety)：由一 群品种或品系（自交系）通过复合杂交 而合成。 3、综合品种(synthesis variety)：由一群 优良自交系通过人工重组而合成。
组成基础群体的亲本数目要适当 亲本互交的世代数视实际情况而定
5. 轮回选择的方法
群体内改良：改良单一群体，目的为了
培育新品种，供生产直接应用或作为 杂交亲本。
群体间改良：改良两个群体，目的为了
获得两个改良群体，当它们相互杂交 时，能表现高度的杂种优势。
（1）群体内改良的轮回选择
表现型轮回选择
2.在任何一个大群体内，不论基因频
率和基因型频率如何，只要一代的随机 交配，这个群体就可达到平衡。
3.一个群体在平衡状态时，基因频率 和基因型频率的关系是：
D = p2，H = 2pq，R = q2
二倍体随机交配群体中：
基 因 频 率 基因型 A a p q AA Aa aa
频
率
p2 2pq q2
BC3F1
BC3F1
二、异花授粉作物综合品种育种法
综合品种（synthetic varieties）：
根据配合力的测定，选出一定数量的 基因型，在隔离条件下，经过几轮随机交配 繁殖形成的群体品种。
第一季 将入选的基因型，保留部分种子，其余 的种植在隔离区内，自由授粉，分别收 获天然多交的种子。 第二季 测定配合力，选出配合力最高的基因型 5-10个。 第三季 中选材料相应的原始个体或系统的自交 后代，种植在隔离区内自由授粉，这一 世代称综合-0(syn0)。 综合-0天然多交的种子混合，在隔离区 内繁殖，称综合—1。
在无选择条件下，一个随机交配群体 中的基因和基因型频率保持不变： 如：1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa ↓ 1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa ↓ 1/4AA + 1/2Aa + 1/4aa ┆
三、选择与重组是群体
进化主要动力
在有选择条件下，群体的基因和基 因型频率将不断变化，被选择的有利基 因频率不断提高，不利基因频率将不断 减少，有利基因型的频率也将不断增高， 群体的目标性状即可得到不断改良。
穗行选择法
（Ear-to-row Selection）
基础群体
按表型选择优良单株 自由授粉种子 1 分单株保存 后裔鉴定 最优家系自由传粉种子 混收（10－20%） 新的基础群体
继续 选择
自由授粉种子分单株 保存，半份留种 后裔鉴定 选择优良株系，将当选 株系的另一半种子混合 新的基础群体
继续 选择
选择的不育株与可育株互交的种子， 产生第一轮杂交群体（C1）。
单株选择的可育株种子可供后代鉴定 不育株上的种子产生第二轮杂种群体。
可育株经后代鉴定，选择优 良株系中优良单株，一半混合作 为下一轮互交群体中的授粉者， 另一半纳入常规育种试验。
第六节 杂种群体改良的其他途径
一、复合杂种群体的形成
4个以上亲本杂交形成的杂种群体。 第一种方法：
（一）混合选择法 （Mass selection）
基础群体 ↓
↓ 混合播种 ↓ 第一轮改良群体 ↓ 重复以上步骤 ↓ 第二轮改良群体
（二）改良穗行选择法 （modified ear-row selection）
从被改良的基础群体中，根据 改良目标，按表型选择250个优株， 入选优株单穗脱粒后保存。 次年将种质一分为三，分别播 种在3个生态条件不同的地点，这3个 试点中，一个试点在隔离区内。
A1 × B1 F1× A1 BC3F1 A2 × B2 F1× A2 BC3F1 A3 × B3 F1× A3 BC3F1
BC3F1互交, 以后选择优良个体随机杂交
一、复合杂种群体的形成
第二种方法:
A1 × B1 A2 × B2
F1× A2
BC1F1 × A3 BC3F1 × A4
F1× A3
BC1F1 × A4 BC3F1 × A1
（三）自交后代选择（S1 or S2 selection） 利用单株自交进行试验的群 体内改良的方法。根据自交后代
的性状进行鉴定。
1. S1轮回选择（S1 progeny recurrent selection）
基础群体C0
S0选株自交，收获中选的S1种子 S1代鉴定，若能在开花前进行选择 可对中选的S1株进行互交 中选的S1代互交形成C1群体
第十四章
群体改良与轮回选择
Chapter 14 Population Improvement and Recurrent Selection
第一节
一 、概念
群体改良的意义
群体改良(Population Improvement）
对变异群体进行周期性选择和
重组来逐渐提高群体中有利基因和 基因型的频率,以改进群体综合表现 的育种方法。
第三节
基础群体的建立
群体改良的实质是提高优良基因、基因型的
频率，在特定的群体下，优良基因和基因型 频率增加的基础在于选择和基因重组。