《回交育种》PPT课件
《回交育种》课件 (2)

总结和展望
总结
回交育种是一种重要的育种方法,可以快速引 入目标基因,提高育种效率。
展望
未来,回交育种将在农业领域发挥更大的作用, 为粮食安全和农业可持续发展做出贡献。
3 关键因素
选择合适的亲本、掌握 适当的交配技术,以及 合理的后代选择。目标基因,提高育种效率和经济性。
应用领域
广泛应用于农业、园艺、畜牧业等,用于改善植物和动物的性状。
成功案例
回交育种在小麦、水稻、玉米等作物中的成功应用。
回交育种的步骤和方法
1
步骤一
《回交育种》PPT课件 (2)
回交育种是一种重要的育种方法,本课件将介绍回交育种的概念、原理、步 骤、优点和应用,以及回交育种在农业领域的意义和前景。
回交育种的概念和原理
1 概念介绍
回交育种是通过将某个 物种的基因加入到另一 个物种中,以获得所需 的遗传特性。
2 原理解析
通过交叉杂交选育出某 一优良特性的物种,并 将其与目标物种进行杂 交,以引入该特性。
选择亲本并进行交叉杂交,获得具有目标特性的杂交体。
2
步骤二
将杂交体与目标品种进行回交,产生第一代后代。
3
步骤三
根据所需特性进行后代选择和重复回交,最终获得纯合目标品种。
回交育种的实例和成功案例
小麦回交育种
成功实现了小麦的抗病性和高 产性的改良。
水稻回交育种
通过回交育种,培育了多种具 有耐盐碱性和抗虫性的水稻品 种。
玉米回交育种
实现了玉米的耐旱性和高产性 的改进。
回交育种面临的挑战和限制
1 遗传背景
亲本间的遗传距离过远 会导致回交后代的不稳 定性。
2 繁杂的过程
回交育种需要多次回交 和选择,耗时且繁琐。
第六章回交育种

当进行多个目标性状基因的导入时,想通过回交同 时改进一个新品种的若干性状是十分困难的。例 如要培育具有多个不同抗病性基因的品种,或要 改进一个高产品种的抗病性和品质性状等。转移 多个性状可采用逐步回交,即在同一回交方案中 同时转移几个目标性状基因。选择几个分别具有 不同目标性状基因的授予亲本,这几个亲本的基 因应该都是独立遗传的。先以一个授予亲本进行 性状转移。获得一个性状得到改良的材料后,再 以它为轮回亲本,进行第二个性状的转移,如此 等等。关键问题在于获得大量回交种子,繁殖大 量BCFl或BCF2群体,要使其中会出现具有各种目 标性状的材料,以便和轮回亲本回交;或采用聚 合回交法。
三、回交的次数
(一)轮回亲本性状的恢复
回交育种的目的,是使育成的品种除了来自非轮回 亲本的性状外,其他性状必须恢复到和轮回亲本 相一致,进行回交的次数与从非轮回亲本需要转 移的基因数有关。在不存在基因连锁的情况下, 如果双亲间有,2对基因差异,则回交r次以后, 从轮回亲本导人基因的纯合体比率可按公式[1(1/2r)]n计算出来。如果,n=10,回交5次,其 纯合体百分率可达72.8%,回交6次可达85.5%。 连续回交由轮回亲本引进基因的纯合个体百分率 列于表6—1。
数量性状进行回交转育的第二个困难是环境条件对 目标性状基因表现的影响。回交能否成功决定于 每一世代对基因型的准确鉴定。当环境条件对性 状的一次,接着就进行自交一 次,并在BC1F2群体进行选择。因为要转育的目标 性状基因有的已处于纯合状态,比完全呈杂合状 态的BC1F1个体更容易鉴别。受环境因素影响极其 强烈的性状,以单株为基础进行鉴定和选择是不 十分可靠的,应该进行重复设计的后代比较试验, 在较好的品系内选择单株,继续进行回交。
6 .回交育种

亲本的相应不良基因的进程将要减缓,其减
缓程度依连锁的紧密程度即交换率的大小而
异。
第二节
一、回交亲本的选择
回交育种方法
1、轮回亲本(受体): ①具有良好的农艺性状,只存在个别缺 点。②改良后有发展前途。 2、非轮回亲本(供体) :①具有轮回亲本需要的目标性状;② 目标性状要突出;③目标性状遗传传递力强,受少数基因控制;
环境对基因表现的作用:
环境条件对数量性状影响大,鉴定选择可靠性差。
策略:每回交一次,自交1次,在BC1F2群体中选择;
BC1F3株系设置重复和比较试验,优良株系内
选择单株再回交
QTLs分子标记--苗期鉴定--成株期回交
多个性状的回交转移
超亲积累与回交结合的聚合杂交(聚合回交)
适合于质量性状的聚合
回交的表达方式[(A×B)×A]×A BC1 BC2 回交一次 回交二次 BC1F1 BC1F2
或A3×B;
回交一次的一代 回交一次自交一次的二代
苏香粳1号(感稻瘟病)
回交导入抗病基因
一、回交育种的意义 回交育种法速度快,在改良作物品种个别缺
点时是一种快速有效方法。
二、回交的遗传效应 1.回交育种杂合基因群体中,杂合基因型逐渐减 少,纯合基因型相应地增加。就一种纯合基因型 来说,回交比自交达到某种纯合基因型个体的频
超亲重组与不完全回交结合的聚合杂交
尤其适合数量性状的转育和聚合,是育种上常用的方法
三、回交的次数
1、轮回亲本性状的恢复程度与要求
双亲间有n对基因杂合时,连续回交,轮回亲
本基因的恢复度 (1-1/2r+1)n (n=基因数;r =
回交次数)
纯合个体频率 (1-1/2r)n
作物育种7第七章回交育种

基因频率%
轮回亲本
非轮回亲本
50
50
75
25
87.5
12.5
93.75
6.25
96.875
3.125
98.4375
1.5625
BCm
1-(1/2)m+1
(1/2)m+1
• 基因回复频率计算的是所有位点的等位基 因频率,与群体内纯合基因型比率是不同 的两个概念。例如:轮回亲本(AABB)和 非轮回亲本(aabb)存在2对基因的差异 ,BC1F1群体中会出现比例相同的4种基因 型:AABB、AABb、AaBB、AaBb。16 个等位基因中,有12个轮回亲本的等位基 因类型,占75%,符合公式1-(1/2)m+1的 计算结果,但4种基因型中,只有1种与轮 回亲本相同的纯合基因型,与公式(11/2m)n的计算结果相符。
一、回交的遗传基础
1.回交群体中纯合基因型比率
自交和回交群体纯合基因型变化的频率
均为(1-1/2r)n (n为杂种的杂合基因对数, r为自交或回交的次数) 。但自交后代群体
分离成2n种不同的基因型,而回交后代群 体聚合成一种纯合基因型。
回交各世代群体中纯合基因型比率
回
等位基因对数
交
世 代
1
2
3
4
作物育种7第七章回交育种
概念:两个品种杂交后,子一代与其亲本之
一再进行杂交,称为回交。
A× B F1 × B
BC1
BC1 × B BC2……
采用连续回交改进品种的个别性状的育种
×A…… A3×B A×3 / B
➢轮回亲本(recurrent parent)与 非轮回亲本(non-recurrent parent)
第六章回交育种

• 在不施加选择的条件下,轮回亲本的相 对基因置换连锁的不良基因的获得重组的 机率是: 1-(1-P)m+1 其中 P 是连锁基因的重组率, m 是 回交次数
二、回交的遗传效应
• 就一种纯合基因型来说,回交比自交达到 某种纯合基因型个体的频率快。
F1自交和回交后代群体内某种纯合基因型 (轮回亲本基因型)出现的频率
四、回交中所需要的植株数
log(1-a ) M≥
log(1-p)
m代表所需的植株数,p代表在杂种群 体中合乎需要的基因型的期望比率,α代表 机率平准。
在回交中所需要的植株数
需要转移的基因数
带有转移的优良基因 的植株的预期比例
机率平准
0.95 0.99
1
2
3
4
5
6
1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64
(3)最后一次回交后进行自交,育成两个品系,一 个具有B品种优良性状的A品系,一个具有A品种优 良性状的B品系。
(4)将A和B两个品系杂交,再自交,就会育成优于 双亲的改良品种。
B× A
B×A
F1 × A BC1 × A
每代选种皮柔嫩, B ×
具有香味的个体 进行回交
F1 B × BC1
BC2 × A
不论是回交还是自交, 每增加一个世代,杂 合体 减少 1/2 ,纯合 体增加 1/2 ; 所不同的是在自交后 代, 纯合体中 AA 和 aa 基 因型各占一半, 而回交后代的全部纯 合体均属于与轮回亲 本相同的 AA 基因 型。
• 1. 在不加选择的情况下,回交的最后产物 为轮回亲本 ; 在选择的情况下可得到非轮回亲本的目 标性状 + 轮回亲本综合性状的后代 ,即 将供体亲本的目标性状转移到受体亲本。 2. 有利打破连锁 若非轮回亲本中目标性状基因与不良 基因连锁时,则轮回亲本优良基因置换非 轮回亲本的相应不良基因的进程将要减缓, 其减缓程度依连锁的紧密程度即交换价 ( C )的大小而异。 例:抗病亲本乙(抗病基因 R 与不良基因 b 连锁):
杂交育种和回交育种

(四)混合法优缺点
优点
缺点
(1)早代不选,混收混种工 (1)不能尽早掌握优良性
作简便;
状,不便于优中选优,育种
年限长;
(2)多基因控制的优良性状混合 (2)基因间竞争会导致不
法可以提高选择 的准确性,不易 同类型的消长;一些人类需
丢失。混合法可保存较多的类型 要的性状可能丢失,如:大
二、杂交方式
❖杂交方式:指杂交亲本的组合方式,即杂交组合用多 少亲本,以及各亲本间如何配置的问题。 ❖杂交方式是影响杂交育种成效的重要因素之一,并决 定杂种后代的变异程度。杂交方式一般根据育种目标的 性状要求、亲本材料的性状组成、性状的遗传规律以及 试验条件等决定亲本的组合方式。
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一、亲本选配工作的重要性
❖亲本选配是杂交育种成败的关键. 亲本选配得当,在 杂交后代中就能选育出优良品种。而亲本选配不当则往 往事倍功半,甚至劳而无获。 ❖提供了广泛而适宜的遗传基础. 有利基因一般存在于种内不
同变种、不同品种的不同种质内,亲本选配就是根据育种目 标选择携带不同有利基因的亲本,进行适当的组配,从而为 杂交后代提供恰当而广泛的遗传基础,创造出更多的选择机 会,为杂交育种的成功准备了必要的条件。
第二年
×
× A占25%
第三年
×
A占13%
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(2)根据超亲重组原理的聚合杂交
第一年 A×B A×C A×D A×E A占50%
第二年
×
×
A占50%
第三年
×
A占50%
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第6章-回交育种

第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法 回交育种方法
原始杂交 轮回亲本A RR × rr 抗锈品种B 轮回亲本 抗锈品种 ↙ F1(50%A) Rr × RR 轮回亲本 轮回亲本A 第一次回交 ( ) ↙ BC1F1(75%A) RR 自交 ( ) + Rr ↙⊕ ↙⊕ 轮回亲本A 第二次选株回交 BC1F2 RR淘汰 (RR+Rr)淘汰+ rr × RR 轮回亲本 淘汰 + )淘汰+ ↙ Rr × RR 轮回亲本 轮回亲本A 第三次选株回交 BC2F1(87.5%A) ( ) ↙ 自交 BC3F1(93.75%A) ( ) RR + Rr ↙⊕ ↙⊕ BC3F2 RR淘汰 (RR+Rr)淘汰+ rr 淘汰 + )淘汰+ 纯合抗病保留
作物育种学
第六章 回交育种
第六章 回交育种 . 第一节 回交育种的意义及遗传效应 回交育种的意义及遗传效应
第一节 回交育种的意义及遗传效应
一,回交育种的概念
回交育种是育种家采用回交的手段改 回交育种是育种家采用回交的手段改 进品种个别性状的一种方法, 进品种个别性状的一种方法,属于杂交育 种的范畴. 种的范畴.
第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法 回交育种方法
二,回交育种的方法
(一)质量性状基因的回交转育
1,显性单基因的导入 , 2,隐性单基因的导入:(1) 2,隐性单基因的导入:(1)隔代回交法 :( (2)自交鉴定逐代回交法 ) 3,多个目标性状基因的导入:( )逐步改良回交法 ,多个目标性状基因的导入:(1) :( (2)聚合回交法 ) (3)修饰回交 )
第六章 回交育种 . 第二节 回交育种方法 回交育种方法
第六章回交育种

第六章回交育种第一节回交育种的意义及遗传效应(一)几个概念回交:两亲本杂交以后,子一代和双亲之一重复杂交。
回交育种:从回交后代中选择特定的植株,再回交于该亲本,如此循环进行若干次,再经自交,选择育成品种。
轮回亲本(受体亲本):用于多次回交的亲本。
非轮回亲本(供体亲本):只在第一次杂交时应用的亲本。
(二)意义1、抗病虫育种。
2、改良现有良种的个别缺点。
3、在杂种优势利用工作中,进行雄性不育系的转育。
4、克服远缘杂交中的困难。
5、克服连锁遗传的障碍。
(三)遗传效应在回交育种杂合基因群体中,杂合基因型逐渐减少,纯合基因型逐渐增加。
纯合基因型为轮回亲本的基因型。
假定两个品种有一对不同的等位基因,其基因型分别为AA和aa,杂种一代为Aa,现分别让Aa自交以及同AA回交,在不施加选择的情况下,所产生的两种杂种群体的基因型变化如下:不论是回交还是自交,每增加一个世代,杂合体减少 1/2 ,纯合体增加 1/2 。
所不同的是在自交后代,纯合体中 AA 和 aa 基因型各占一半,而回交后代的全部纯合体均属于与轮回亲本相同的 AA 基因型。
第二节回交育种方法一、亲本的选择二、回交后代的选择三、回交的次数四、回交所需的植株数五、修饰回交育种方法一、亲本的选择轮回亲本具备的条件:(1)适应性强、产量高,综合性状好的推广品种;(2)有个别缺点的新育成品种。
非轮回亲本具备的条件:(1)具有改进轮回亲本缺点所必需的基因;(2)目标性状不与不利性状连锁;(3)其他性状不能有严重缺陷;(4)被转移的性状受简单的显性基因控制;或有较高遗传力的性状。
亲本选定后,在第一次杂交中,哪一个亲本为母本呢?一般在轮回亲本和非轮回亲本的亲缘关系较远,或是轮回亲本的综合性状存在“母体效应”时,轮回亲本作母本。
如不存在这些问题,用哪一个亲本做母本都一样。
二、回交后代的选择(一)质量性状基因的回交转育1、被转移的目标性状为显性时在回交后代中,选择具有目标性状的个体与轮回亲本回交数次,当具有目标性状的个体已完全恢复轮回亲本的优良性状后,再自交两次,选出显性目标性状的纯合体,即为所需要的新品种。
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本实例所说明的回交方法是比较容易实行的, 因为抗锈性是由显性单基因所控制,而且 每一回交后代中,抗病植株容易借人工接 种加以鉴定,育种过程如图6—2。其育种 过程与上面提及的一般回交育种的步骤相 同。
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如果导人的性状隐性遗传时,可将回交一代 自交,在分离的自交后代中选株回交(图 6—3),或在回交一代中作较多的回交,同 时在回交株上自交,将回交与自交后代对
第六章 回交育种
第一节 回交育种的意义及遗传效应 回交:两个亲本材料的杂交后代,再与原亲
本之一重复进行杂交称为回交。 回交育种:从杂种一代起多次用杂种与亲本
之一继续杂交,从而育成新品种的方法。
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回交育种法是育种家改进品种个别性状的一 种有效方法。
当A品种有许多优良性状,而个别性状有欠缺 时,可选择具有A所缺性状的另一品种B和 A杂交,Fl及以后各世代又用A进行多次回 交和选择,准备改进的性状借选择以保持, A品种原有的优良性状通过回交而恢复。因 此,回交育种法速度快,在改良农作物品 种个别缺点时有独特的功效。
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第二节 回交育种方法
一、亲本的选择
轮回亲本必须是各方面农艺性状都很好,只有个 别缺点需要改造的品种。缺点较多的品种不能用 作轮回亲本。应该特别注意对轮回亲本的选择, 要确保经过改造以后的轮回亲本,即新选育的品 种在生产上有继续利用的价值。如果轮回亲本选 得不准,经过几次回交后,选育的新品种落后于 生产形势的要求,就将前功尽弃。所以,轮回亲 本最好是在当地适应性强、产量高、综合性状较 好,经数年改良后仍有发展前途的推广品种。
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回交和自交后代群体中纯合基因型的性质不一
样。以一对杂合基因Aa为例,自交所形成 的2种纯合基因型是AA和aa;而回交 Aa×aa后代群体中,纯合基因型只有一种 aa,即为轮回亲本的基因型。在相同育种进 程内,就一种纯合基因型来说,回交比自交
达到某种纯合基因型个体的频率快。例如,
自交F4,AA或aa两种纯合基因型个体的频 率各有43.75%,而育种进程相同的 BC3F1中,aa一种纯合基因型个体的频率已 达87.5%,这说明回交比自交控制某种基 因型比率的效果要高得多。
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(一)质量性状基因的回交转育
如果要转移的性状是由显性单基因控制,那 么在回交过程中,转移的性状容易识别, 回交就比较容易进行。
例如,想通过回交,把抗锈病基因(RR)转移 到一个具有适应性但不抗病(rr)的小麦A品 种中去。
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可将品种A作为母本与非轮回亲本杂交,再以 A为轮回亲本进行回交育种,A含有育种家 希望能在新品种上恢复的适应性和高产性
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用于多次回交的亲本称轮回亲本,如A品种称 轮回亲本。因为也是有利性状(目标性状)的 接受者,又称受体亲本;只有第一次杂交
时应用的亲本,如品种B称非轮回亲本,它 是目标性状的提供者,故称供体亲本。回
交表达方式如: [(A×B)×A]×A……或 A3×B等。式内表明A为轮回亲本,在第一 次杂交时使用一次、回交使用二次。此外,
也用BC1或BC2分别表示回交一次或二次, 以BC1Fl、BC1F2分别表示回交一次的一 代和回交一次自交的二代。回交方法和步
骤总结于图6—1。
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在回交育种杂合基因群体中,杂合基因型逐 渐减少,纯合基因型相应地增加。纯合基 因型变化的频率都是(1—1/2r)n(n为杂种 的杂合基因对数,r为回交的次数)。这点和 自交群体是一样的。
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如果希望通过回交而转育的是一个质量性状, 应该选择一个其他性状和轮回亲本尽可能 相类似的非轮回亲本,这样可以减少为了 恢复轮回亲本理想性状所必需的回交次数。
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二、回交后代的选择
在回交后代中必须选择具备目标性状的个体再作回 交才有意义,这关系到目标性状能否被导人轮回 亲本,亦即回交计划的成败问题。为了更快地恢 复轮回亲本的优良农艺性状,应注意从回交后代, 尤其是在早代中选择具有目标性状而农艺性状又 与轮回亲本尽可能相似的个体进行回交。为了易 于鉴别和选择具有目标性状的个体,应创造使该 性状得以充分显现的条件。例如目标性状为抗病 性时,则需要创造病害流行条件。具体的做法, 因所转移的目标性状的显性和隐性、是质量性状 还是数量性状有所不同。
状的基因。在F1中锈病基因是杂合的(Rr)。 当杂种回交于A品种(n)时,将分离为两种 基因型(Rr和rr)。抗病(Rr)的小麦植株和感 病(rr)的植株在锈菌接种条件下很容易区别, 只要选择抗病植株(Rr)与轮回亲本A回交。 如此连续进行多次,直到获得抗锈而其他
性状和轮回亲本A品种接近的世代。这时, 抗病性状上仍是杂合的(Rr),它们必须自交 一代到两代,才能获得稳定的纯合基因型
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非轮回亲本(供体)的选择也是很重要的,它必 须具有改进轮回亲本缺点所必需的基因, 要求所要输出的性状必须经回交数次后, 仍能保持足够的强度,同时其他性状也不 能有严重的缺陷。非轮回亲本整体性状的 好坏,也影响轮回亲本性状的恢复程度和 必须进行回交的次数。非轮回亲本的目标 性状最好不与某一不利性状基因连锁,否 则,为了打破这种不利连锁,实现有利基 因的重组和转育,必须增加回交的次数。
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非轮回亲本被转移的性状最好是简单的显性 基因控制的,这样便于识别选择。如有困 难,也必须是有较高遗传力的性状,这是 十分必要的。因为在回交过程中,每一轮 回交,对正在被转移的性状都必须进行选 择,性状的遗传力强,选择的效果明显。 而且这一性状最好容易依靠目测能力加以 鉴定,这样在回交育种应用上就比较方便。
应种植。凡是自交后代在目标性状上呈现
分离者,说明其相应的回交后代中必有一
些带有目标性状基因,那就可以在该后代
中继续选株回交并自交。而自交后代不出
现分离的,其相应回交后代即可淘汰。如
果能筛选出与该隐性基因紧密连锁的分子 标记(详细见第17章),那么就可以借助于 分子标记进行连续的回交转育。