杂种优势育种原理
草育种学杂种优势利用
就是当前最常用测配方法 如:利用人工去雄制种得玉米、棉花;
甜菜三交种选育; 利用雄性不育系制种得水稻、高粱、甘蓝型油菜和玉米恢复系选育; 不育系得选育时配合力测定
3、测定时期 (1) 早代测定
在S1～S2 (F2-F3)代进行,甚至在F1代进行 仅能测出一般配合力。 依据:一般配合力受基因加性效应控制,可遗传得 因此一般配合力在早代与晚代呈正相关。 缺点:早代分离,可靠性差。 原则:测验种少(1-2个),选择标准低 意义:有效控制群体规模,减少后代测配数量 适用范围:群体品种改良
P
AA BB cc dd × aa bb CC DD
12 10 4 3
6586
29
25
↓
F1
Aa Bb Cc Dd
等位基因显性效应值 非等位基因累计效应值
假设完全显性 无显性 不完全显性
12+10+8+6=36 (12+6+10+5+4+8+3+6) ÷ 2 =27 (双亲平均值) 27< F1 <36
(一) 配合力高
(二) 亲缘关系相对较远 地理远缘 血缘较远 类型和性状差异较大
(三) 综合性状良好,双亲间性状互补
(四) 亲本自身产量高,花期相近,易于授粉
玉米马齿型和硬粒型杂交
五、杂种品种得类型(玉米)
(一)品种间杂种品种
(二) 品种-自交系间杂种品种 顶交种
(三)自交系间杂种品种 1、单交种 用两个自交系组配而成。
C
方法:采用完全或部分双列杂交法。
…
完全双列杂交:n(n—1)个杂交组合(含正交和反交)
杂交育种原理
杂交育种原理
杂交育种原理是指通过人为干预和控制，将不同品种或亚种的个体进行有目的的交配，从而产生新的个体，在后代中表现出理想的遗传特征。
这一过程依赖于遗传和生物学的知识以及人工选择和繁殖技术。
下面将介绍杂交育种的原理。
首先，杂交育种利用了优势杂种的原理。
优势杂种指的是杂交后代在一些方面表现出远远优于纯种个体的特点。
这是因为杂交后代继承了父母品种的一些有利基因，使其在生长速度、抗病性、产量等方面都表现出更好的性状。
这种优势现象被称为杂种优势或杂种强度。
其次，杂交育种利用了杂种增强的原理。
杂种增强是指通过杂交，将两个基因组中的优点结合起来，产生具有更好性状的后代。
比如将一种植物的耐旱性与另一种植物的抗病性结合，得到具有既耐旱又抗病的后代。
这种增强效应有助于提高作物的适应性和产量。
此外，杂交育种还依赖于基因的重新组合和重新配对过程。
通过杂交，可以将不同品种或亚种的基因组重新组合，增加基因的多样性。
这种多样性有助于提高种群的适应性和适应范围，增加遗传变异的机会，从而有利于选择和培育出更适应特定环境条件的新品种。
总结起来，杂交育种原理包括利用优势杂种、杂种增强和基因重新组合配对三个方面。
通过合理选择和交配，可以在后代中选择和固定出理想的遗传特征，从而推动植物和动物的育种进
程。
这项技术的运用可以显著提高农作物的产量和品质，促进农业的可持续发展。
生物育种的原理与方法
生物育种的原理与方法生物育种是指通过选择优良品种进行繁殖，以改良农业生产中的植物和动物的遗传特性，提高产量、抗病性及品质等方面的目标。
在实现农业可持续发展和粮食安全方面，生物育种起着至关重要的作用。
本文将从生物育种的原理和方法两个方面进行阐述。
一、生物育种的原理生物育种的原理主要涉及遗传学中的选择、杂交和变异三个基本原理。
（一）选择原理选择是通过选取具有优良遗传特性的个体，使其后代中所含的有利基因频率增大，从而提高整个种群中有利基因的占比。
选择的方法包括家族选择、单株选择和群体选择。
家族选择在亲代间进行，通过育种人员对亲代进行淘汰和选优，使子代中有利基因得到遗传并累积。
单株选择是在同一族群中通过独立选择的方法取消了亲代的亲缘关系，使有利基因在子代中得到自由地互相组合。
群体选择是将亲代群体作为一个整体进行选择，通过挑选出群体中具有高产、抗病、抗逆等有利性状的个体进行繁殖。
（二）杂交原理杂交是利用不同类型的优良基因通过异系亲本组合，产生优质的后代。
通过杂交可以使有利基因得到合理组合，增加杂种优势，提高种质利用率。
常见的杂交方法有自交系杂交、亲本杂交和细胞杂交等。
自交系杂交是指选取自交系作为父本，在与其他自交系异交产生的优势种的基础上进行杂交。
亲本杂交是指选取不同基因型的亲本进行杂交，以获得亲本间产生的优势后代。
细胞杂交是将雄性或雌性生殖细胞与另一种或相同种的配子体或胚胎进行细胞间或细胞与胚胎之间的杂交。
（三）变异原理变异是指物种个体之间存在的遗传差异，通过保留并合理利用其差异性，进一步推进育种工作。
变异的形式包括自然变异和诱变两种类型。
自然变异是自然界个体之间因遗传差异而呈现的一种现象，为育种工作提供了丰富的遗传资源。
诱变是指通过物理、化学或生物学等手段使物种产生一定程度的突变，进而创造新的基因型。
二、生物育种的方法生物育种的方法主要包括群体选择、亲本选择、育种中的交配、选择和回交、创新杂交等。
（一）群体选择群体选择是通过对种群群体中一定数量的个体进行选择，以提高群体遗传水平。
杂交育种的概念原理及应用
杂交育种的概念原理及应用概念杂交育种是指通过将两个不同的亲本进行交配，然后通过选择和育种的方法产生具有优良性状的后代的一种育种方法。
它是现代农业生产中常用的一种育种技术，广泛应用于农作物、果树、花卉等领域。
原理1.杂交育种利用杂种优势。
杂交后代往往比亲本更具有适应性、抗病性和生长速度快等优点，这是由于杂种产生的新基因组可以融合两个亲本的优势。
2.杂交育种通过基因的重新组合实现性状的改良。
亲本具有不同的基因组，通过杂交可以使各种基因之间重新组合，从而产生新的基因组合，进而实现对性状的改良。
3.杂交育种促进了基因的多样性。
通过杂交，可以增加物种的遗传多样性，提高物种的适应性和抗逆能力，减轻遗传疾病的风险。
应用杂交育种广泛应用于农作物、果树、花卉等领域，对农业生产和经济发展具有重要的意义。
农作物领域1.提高产量和品质。
通过杂交育种可以选育出高产的新品种，提高农作物的经济效益。
例如，通过杂交育种，水稻的产量明显提高，品质也得到了改善。
2.改良抗病性和抗虫性。
通过杂交育种可以获得对某些病毒、真菌和虫害具有抵抗力的品种，减少农药的使用，降低了农作物的生产成本。
果树领域1.提高果实的产量和口感。
通过杂交育种可以培育出产量高、口感佳的新品种，满足市场的需求。
2.调节果树的生长节律。
通过杂交育种可以培育出具有不同生长节律的果树品种，延长果树的生产期，增加果实的供应量。
花卉领域1.培育新的花色和花型。
通过杂交育种可以培育出新颖的花色和花型，丰富人们的视觉享受。
2.延长花期。
通过杂交育种可以培育早、中、晚三季的花期，保证全年有花可观赏。
总结杂交育种是一种通过将不同亲本进行交配并选择优良后代的育种方法，利用杂种优势和基因的重新组合实现对性状的改良。
在农作物、果树、花卉等领域广泛应用，可以提高产量和品质，改良抗病性和抗虫性，调节生长节律，培育新的花色和花型等，对农业生产和经济发展具有重要的意义。
通过杂交育种，我们可以不断创造出更好的品种，推动农业的可持续发展。
生物育种工作中的杂种优势
生物育种工作中的杂种优势我们学习遗传定律时在讲育种工作的应用时，常常遇到这样的例子：现有小麦高秆抗病、矮秆易染病的两纯合品种，需要获得优良品种，请设计快速育种的方案。
我们在处理此问题时，首先要进行杂交，将两优良性状组合到一起，最后获得纯合子。
但是实际生产中往往用的是杂交的杂种种植，在生物人教版选修全一册也有明示。
下面就为什么用杂种优势及其相关内容予以阐述。
杂种优势是指杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象，这是生物学普遍存在的现象。
产生杂种优势的性状多是数量性状，某个性状的杂种优势的大小，可以用F1的平均值超过双亲平均值的百分比来衡量。
从实际观点看，如果F1只是优于双亲的平均值，则没有多少利用价值，只有子一代的平均值优于双亲中的高值亲本的平均值，利用价值才大。
杂种优势一般具有下列特点：（1）表现出较强的代谢功能和生活力。
一般不表现在个别性状上，而是许多性状的综合表现，例如体型增大、器官发达、产量增加，或者抗逆性、生殖力和生存率提高等，往往在几个方面同时表现出来；（2）其大小取决于双亲之间遗传的差异和性状的互补程度。
在一定范围，双亲亲缘关系较远，生态和生理特性方面的差异较大，双亲间性状的优缺点能够彼此互补的，一般杂种优势较显著。
其大小还与双亲各自基因型的纯合度有关。
在有性繁殖生物杂种优势的利用中，一般只利用子一代，而子二代由于基因的分离和重组会衰退。
为什么生物具有杂种优势呢？现在普遍接受的有两大假说，即“显性假说”“超显性假说”。
“显性假说”是由于双亲显性基因全部聚集在杂种中而产生的，同时非等位基因之间往往还存在互补作用。
当然，纯合的优势更强则更好，这与我们做的遗传问题其实并不矛盾，主要是因为很多显性基因和隐性基因是连锁的，杂交后代要分离出完全的显性基因纯合体几乎是不可能的。
“超显性假说”认为，杂种优势来源于等位基因的异质结合，其结合能够引起基因之间的互作。
这种假说还认为产生杂种优势所涉及的等位基因之间没有明显的显隐性关系，在杂合体中它们分别以不同的方式影响代谢，两者结合起来往往优于纯合体，某些质量性状也具有杂种优势，例如某些植物花的颜色，粉红色×白色，F1表现为红色；淡红色×蓝色，F1表现为紫色，它们的F2都分离为1:2:1的比例，说明它们的花色是由一对不完全显性基因的控制，杂合体形成色素的能力比任何一个亲本强，这也是对“超显性假说”的有力支持。
作物育种学：10第九章 杂种优势利用
a1
b1
a2
b2
×
a1
b1
a2
b2
上位性效应：不同等
位基因之间的基因相
互作用的效应
a1
b1
a2
b2
32
CROP BREEDING
QTL的遗传分析为杂种优势的 研究提供了强大武器
Q1
Q2 Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
×
1992年，stuber等报道 超显性是玉米杂种优势 的遗传基础
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
1995年，xiao等报道显性是 水稻杂种优势的遗传基础
1997年，Yu等报道上位性 是水稻杂种优势的遗传基础
2002年，Hua等提出各种效 应在水稻中均可检测
33
CROP BREEDING
The results showed that the relative contributions of the genetic components varied with traits. Overdominance/pseudo-overdominance is the most important contributor to heterosis of yield, number of grains per panicle, and grain weight. Dominance × dominance interaction is important for heterosis of tillers per plant and grain weight and has roles in yield and grain number. Single-locus dominance has relatively small contributions in all of the traits. The results suggest that cumulative effects of these components may adequately explain the genetic basis of heterosis in the hybrid.
优势杂交育种
13
2、 线粒体互补法：通过测定两亲本线粒体及其混 合物的呼吸率的差异预测杂种优势。强则？。 3、 同工酶分析法：利用两亲同工酶谱（过氧化物 酶、脂酶）的差异预测杂种优势。一样则？。此法 快速、简单、重复性好、取样量少、不伤植株。 4、 分子遗传学方法：杂种优势与根据分子标记计 算的遗传距离、与分子标记位点的杂合度有关系。
显性效应的累加作用； 显性基因有利于个体的生长与发育，隐性基因无
利或不利； 杂交使双亲的不利隐性基因不能表达而被掩盖，
使杂种显性位点多于任何亲本，因而表现杂种优势。
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2. 超显性假说（overdominance hypothesis）：
等位基因间有超过显隐关系的互作效应（即Aa大于 AA）；非等位基因间存在超过累加作用的互作效应。
2、 无性繁殖：是固定杂种优势的最好办法。常规无性繁殖 或组织培养的方法。但有性繁殖植物难以实现。
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3、 无融合生殖法：由未经减数分裂的珠心、珠被等 体细胞发育成种子，实际是无性繁殖的特殊形式。将 无融合生殖转育到杂种一代中可固定杂种优势。 4、 平衡致死法：通过染色体结构变异，基因同质结 合产生致死，异质结合生长正常，形成种子，因此， 杂种能在有性繁殖后代中一直保持杂种优势。
2、 育种程序不同： 常规杂交育种：有性繁殖植物----先杂后纯----定型品种
无性繁殖植物----先杂后固-----营养系品种； 优势杂交育种：有性繁殖植物----先纯后杂-----一代杂种。 3、 良种繁育不同：常规杂交育种较简单，可结合生产田自繁 自用；一代杂种必须年年制种。
2
第七章 优势杂交育种
F1-CK H = —————×100%
CK
杂种优势群的名词解释
杂种优势群的名词解释杂种优势群（Hybrid vigor）是指杂交后代相比于其父本品系或亲本品系表现出的更好的生长、适应性和生育能力等现象。
它是由于不同基因互补作用的结果，使得杂交后代具有更大的生物活力和适应环境的能力。
杂种优势群在生物学、农学和人类学等领域中具有广泛的研究和应用价值。
一、杂种优势群的基本原理杂种优势群的形成基于两个基本原理：显性增强和杂交恢复。
显性增强指的是杂交后代相比于其亲本的显性性状更加突出，例如更高的生长速度、更大的体型等。
这是由于不同基因座上的显性基因间的相互作用产生了增强效应。
杂交恢复是指由于亲本之间的遗传差异而导致的杂交后代生长性状的恢复，这种恢复主要是由于杂交降低了亲本之间的遗传相似度，从而增加了不同基因座之间的相互作用，优化了基因组的组合。
二、杂种优势群的应用领域1. 农业领域在农业生产中，杂种优势群被广泛应用于杂交育种中。
例如，在玉米、水稻、小麦等作物的杂交育种中，通过选取优质品系进行杂交，可以提高产量、抗病性和适应性等性状。
这种杂交育种的方法也被应用于蔬菜、果树和花卉等植物的育种中。
2. 动物养殖领域杂种优势群在动物养殖领域也有重要的应用价值。
例如，在肉鸡、肉牛和猪等畜禽养殖中，通过不同品种之间的杂交，可以提高生长速度、肉质品质和抗病能力等。
此外，杂交优势还可以延长动物的生产寿命和增加繁殖能力。
这种杂交优势的应用也被用于犬、猫等宠物品种的育种。
3. 生态学研究生态学研究中，杂种优势群对生物多样性和物种适应性的影响也备受关注。
杂种优势群的形成可以增加物种的遗传多样性，提高物种对环境变化的适应能力。
这对于保护和恢复生态系统的稳定性具有重要意义，特别是在面临环境压力和气候变化等挑战的情况下。
三、杂种优势群可能存在的问题虽然杂种优势群在多个领域都有应用价值，但也存在一些潜在的问题。
首先，如果杂交后代的表现差异很大，可能会影响育种的稳定性和可预测性。
其次，杂交后代可能会丧失一些适应特定环境的优良性状，从而导致对环境的适应性下降。
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杂 交
自 交Βιβλιοθήκη 显 性隐 性异花授粉植物连 续自交多代出现 生理机能衰退， 生理机能衰退， 如植株生长势及 抗性减弱， 抗性减弱，生活 力下降， 力下降，经济性 状退化， 状退化，产量降 低的现象
杂种优势
同一遗传效应
自交衰退
杂种优势育种原理
3.1杂种优势产生的原因与杂种优势的度量 杂种优势产生的原因与杂种优势的度量
杂种优势 是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的 F1植株在生 植株在生 活力、生长势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象. 超过双亲的现象 活力、生长势、适应性、抗逆性和丰产性等方面超过双亲的现象
两个遗传组成 不同的亲本杂 交产生的F 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
A b c D P1
A b c D
A b c D F1
a B C d
a B C d P2
a B C d
***超显性假说：由G.H.Schull等提出 优势来源于等位基 超显性假说： 等提出.优势来源于等位基 超显性假说 等提出 因间的互作 基因间无显、隐关系。 因间的互作，基因间无显、隐关系。由于具有不同作用的 互作， 一对等位基因在生理上相互刺激， 一对等位基因在生理上相互刺激，使杂合个体比任何纯合 个体在生活力和适应性都有优势。 个体在生活力和适应性都有优势。
Aa ＞ AA和 aa 和
若在一基因位点上存在若干复等位基因， 若在一基因位点上存在若干复等位基因，那么 复等位基因
a1a2 a1a3 a1a4 …... anan-1
a1a1 a2a2
＞
a3a3 …... anan
***上位性与杂种优势 上位性与杂种优势 上位性是指非等位基因的相互作用， 非等位基因的相互作用 上位性是指非等位基因的相互作用，当两对基因在一起相互作用 其基因型值偏离两者相加之值。 时，其基因型值偏离两者相加之值。 ***基因组互补与杂种优势 基因组互补与杂种优势 认为杂种优势是由于杂种一代DNA复制、RNA转录和蛋白质转译 复制、 认为杂种优势是由于杂种一代 复制 转录和蛋白质转译 上量的增加，是遗传信息量和核糖体DNA重复数的增加，是由于 重复数的增加， 上量的增加，是遗传信息量和核糖体 重复数的增加 杂种细胞中各种酶和调控单元工作效率的提高。 杂种细胞中各种酶和调控单元工作效率的提高。 ***基因网络系统与杂种优势 基因网络系统与杂种优势 认为不同基因型的生物都有一套 有一套保证个体正常生长与发育的遗传 认为不同基因型的生物都有一套保证个体正常生长与发育的遗传 信息。基因组将这些信息编码在DNA上，组成了一个使基因有序 信息。基因组将这些信息编码在 上 组成了一个使基因有序 表达的网络 通过遗传程序将各种基因的活动联系在一起， 网络， 表达的网络，通过遗传程序将各种基因的活动联系在一起，如果 某些基因发生了突变，则会影响到网络中的其他成员 影响到网络中的其他成员， 某些基因发生了突变，则会影响到网络中的其他成员，并通过网 络系统进一步扩大其影响，发展成为可见的变异。 络系统进一步扩大其影响，发展成为可见的变异。 杂种优势是将两个不同的基因群组合在一起形成新的网络系统 是将两个不同的基因群组合在一起形成新的网络系统。 杂种优势是将两个不同的基因群组合在一起形成新的网络系统。 在这个新的网络系统中，等位基因成员可以处在最佳的工作状态， 最佳的工作状态 在这个新的网络系统中，等位基因成员可以处在最佳的工作状态， 使整个遗传体系发挥最佳效能。 使整个遗传体系发挥最佳效能。
3.1.1杂种优势产生的原因 杂种优势产生的原因
***显性假说 A.B.Bruce等首先提出 优势来源于等位基因间的显性效应和非等 显性假说 等首先提出.优势来源于等位基因间的显性效应和非等 等首先提出 优势来源于等位基因间的显性效应 累积作用 位基因间这些显性效应的累积 位基因间这些显性效应的累积作用 P1 A b c D A b c D a B C d a B C d P2