作物育种7第七章回交育种
回交育种
乙品种：具有甲品种欠缺的优良性状；
方法：乙品种与甲杂交，F1及后代用甲品种进行多次回交和选 择，甲品种原有的优良性状通过回交而恢复，同时导入了原 欠缺的性状，获得性状改进的新品种（回交育种法） 甲品种 称为 轮回亲本或受体亲本； 乙品种 称为 非轮回亲本或供体亲本
意义：精确改良某个性状非常有效
控制育种群体发展方向
2.回交育种的局限性
（1）只限于改良单一性状，不能获得重大突破 （2）要求被转移的性状受少数基因控制，属于 数量遗传的性状不易导入。 （3）每回交一次需要做大量的杂交工作，工作 量大，费时费工。
3. 回交的用途
（1）用于改良现有品种 （2）用于雄性不育系选育
细胞质雄性不育系 雄性可育系（正常细胞质，无恢复核基因） ♀ × ♂ cms ↓ ↓ F1 × 雄性可育系 cms ↓ BC1F1 × 雄性可育系 cms ↓ ↓ BC2F1 × 雄性可育系 ↓ ↓ BCnF1 雄性可育系B cms （为A的保持系） 细胞质雄性不育系A
第三节.回交的特点及其应用价值
1.回交育种的有利性 （1）控制杂种群体按确定的目标方向发展 （2） 只要目标性状可以显现，在任何环境下 都可以对目标性状进行选择。又由于种植规 模小，为利用温室、异地、异季加代提供了 有利条件。 （3）有利于打破目标性状基因与不良基因连锁。 （4）育成的品种与原轮回亲本相近,不必进行 繁琐复杂的产比试验。
第七章 回交育种
第七章 回交育种
第一节.回交育种的意义及遗传效应 第二节.回交育种方法 第三节.回交
一.回交育种的意义 通过回交，将供体亲本的目标性状转移到受体亲本，替代受体 亲本的非目标性状，使受体亲本品种的个别缺点得以克服成 为改良品种的方法---回交育种法。杂交育种的一种特殊方式 甲品种：有许多优良性状，而个别性状有欠缺；
第四节回交育种
一、问答题 1. 回交育种有哪些用途及有何局限性？在什么情况下 回交育种最有效？ 2.. 什么是轮回亲本和非轮回亲本？在回交育种中它们 各有何作用？在选用轮回亲本和非轮回亲本时要注意 哪些问题？ 3.回交有什么遗传效应？与自交遗传效应有什么不同？ 4.如何利用回交培育新的雄性不育系和近等基因系？
2 37.5 75 3 43.75 87.5 4 46.88 3.75 5 48.44 96.88 6 49.22 98.44 7 49.61 99.22 8 50 100
第7章 回交育种
二、回交的遗传效应
（二）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 基因对 数(n)
F1 ×F1
1 2 3 4 5 6 7
n
1/4
1/16 1/64
1/256 1/1024 1/4096 1/16384 (1/4)n
F1 ×纯 合亲本
1/2 1/4
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
(1/2)n
三、回交育种步骤
年次 回交程式
第7章 回交育种
工作内容
1
A×B
杂交，A为轮回亲本，B为抗 病亲本， 抗病性为显性
m≥
M=所需的植株数； p=杂种群体中符合需要的基因型的期 望比率；α=几率水准。
第7章 回交育种
第7章 回交育种
表6-10 回交中所需要的植株数
需要转移的基因数 1
2
3
4
5
6
带有转移的优良基 1/2 因植株的预期比例 0.95 4.3 几率水准 0.99 6.6
回交育种介绍
回交育种介绍一回交育种的意义1 回交育种(backcross breeding method)：在两个亲本杂交的基础上，将其杂交后代再与亲本之一进行连续多次的杂交的育种方法。
2 回交育种的意义（1）改良个别性状时特别有效。
（2）杂种优势利用中，不育系和恢复系的转育。
（3）用于远缘杂交，解决杂种不育和分离世代过长等问题。
（4）打破基因连锁，综合双亲的优良性状。
（5）选育近等基因系和多系品种。
二回交的遗传效应在回交杂合基因群体中，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致的。
回交比自交达到纯合的频率快，控制某种基因型比率的效果要好。
三回交育种方法要点1 轮回亲本和非轮回亲本的选择轮回亲本是接受改良的对象，要求综合性状好、适应性强、有丰产潜力。
应选用在当地栽培时间长,综合性状好的推广品种或最有希望推广的优良品种。
非轮回亲本必须具有改进轮回亲本缺点所必需的基因，其他性状也不能有严重的缺陷。
2 回交后代的选择（1）质量性状基因的回交转育a 当被转移的目标性状为显性时b 当被转移的目标性状为隐性时（2）数量性状基因的回交转育a 控制某一性状的基因的数目：b 环境条件对目标性状基因表现的影响3 回交的次数（1）轮回亲本性状的恢复轮回亲本性状的恢复在不存在基因连锁的情况下，如果双亲间有n对基因差异，则回交t次以后，从轮回亲本导入基因的纯合体比率可按公式（1-1/2t）n计算出来。
根据育种目标及亲本性状差异的大小，通常进行4—5次回交，即可恢复轮回亲本的大部分优良性状。
（2）非轮回亲本的目标性状和不利性状连锁的程度：除去不利基因的速度，由目标性状基因和不利基因之间的重组值来决定。
重组类型机率为： 1-（1-C）t （C：重组率；t：回交次数）（3）严格选择有助于轮回亲本性状的迅速恢复，可以减少回交次数。
4 回交中所需要的植株数四回交法的运用1 逐步回交法：即在同一回交方案中同时转移几个目标性状基因。
《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。
回交育种
例如要导入的抗锈基因是隐性基因(rr)，每 次回交后代将分离出两种基因型RR和Rr。 因为在这种情况下，含有抗性基因的杂合 体(Rr)不可能在表型上与RR区分开，必须 使杂种自交一代，以便在和轮回亲本回交 之前，发现抗性(rr)植株，继续与轮回亲 本杂交。
(二)数量性状基因的回交转育 当导人数量性状基因时，回交工作是否 成功，以及回交工作进展的难易受两种因 素的影响，一是控制某一性状的基因的数 目，二是环境对基因表现的作用。
(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。
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 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 合基因型抗病植株(RR)。
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。
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。
回交育种的作用
回交育种的作用一、引言回交育种是指将两个不同物种的个体进行交配，然后将产生的杂交后代与其中一个亲本进行连续回交，以达到改良或保留某种特征的目的。
回交育种作为一种重要的育种方法，在农业、园艺和畜牧业中发挥着重要的作用。
本文将从提高产量、改良品质、增强抗性、扩大遗传基础等方面探讨回交育种的作用。
二、提高产量回交育种可以通过将优良的性状与高产的亲本进行连续回交，逐步固定和提高目标性状，从而达到提高产量的目的。
以水稻为例，通过将高抗病性的野生稻与高产的栽培稻进行回交，可以获得既具有高抗病性又具有高产量的新品种。
这种育种方法不仅可以提高作物的适应性和耐性，还可以有效地提高农作物的产量。
三、改良品质回交育种也可以用于改良作物或畜禽的品质。
通过将具有优良品质的物种与高产的亲本进行回交，可以逐步固定和提高目标品质。
例如，在葡萄酿酒中，通过将具有优良酿酒特性的野生葡萄与高产的栽培葡萄进行回交，可以获得既具有高产量又具有优良酿酒特性的新品种。
这种育种方法可以提高作物或畜禽的品质，满足市场需求。
四、增强抗性回交育种可以通过将具有抗病、抗虫或耐逆性的物种与高产的亲本进行回交，获得具有抗病、抗虫或耐逆性的新品种。
例如，在玉米育种中，通过将抗虫性强的野生玉米与高产的栽培玉米进行回交，可以获得既具有高抗虫性又具有高产量的新品种。
这种育种方法可以提高作物或畜禽的抗性，减少病虫害对产量的影响，降低农药的使用。
五、扩大遗传基础回交育种可以通过引入新的基因，扩大遗传基础，提高作物或畜禽的遗传多样性。
通过将野生物种或近缘物种的优良特性引入到栽培物种中，可以增加物种的抗性、耐性和适应性。
例如，在苹果育种中，通过将野生苹果或近缘物种与栽培苹果进行回交，可以引入新的抗病基因，提高苹果的抗病能力，避免病害的流行。
六、结论回交育种作为一种重要的育种方法，可以通过提高产量、改良品质、增强抗性和扩大遗传基础等方面发挥作用。
通过合理选择亲本、优化回交方案和加强选种工作，可以实现更好的育种效果。
回交育种的名词解释
回交育种的名词解释回交育种是一种常用于植物或动物育种的方法，通过将目标物种与另一物种进行杂交，并将后代再次与目标物种进行杂交，以逐渐混合和固定目标物种的基因。
这一过程中，回交的概念至关重要。
回交是指将杂交后代的某一代，与其中一方的原亲本重新杂交的过程。
当目标物种与另一物种进行杂交后，公司希望提取目标物种中的某些有利基因，并将其传递给下一代。
然而，这个过程中往往会产生许多杂交后代，其中既包括所需的有利基因的携带者，也包括目标物种之外的一些不希望的性状的表现者。
为了筛选出所需的有利基因并淘汰不希望的性状，育种者通常会利用回交的方法。
在回交过程中，育种者将目标物种中的某一代与原亲本重新杂交，以便将不需要的杂种血统逐渐淘汰，从而逐渐纯化目标物种的性状。
在每一代回交中，只保留具有目标性状的个体，并将其与目标物种再次杂交，以增加目标物种中有利基因的比例。
回交育种除了可以去除不需要的杂交后代的性状，还可以使目标物种更好地适应环境。
通过回交育种，目标物种的适应性可以得到提高，因为在与其他物种进行杂交后，其遗传多样性增加，这有助于增加植物或动物的适应能力和抗病性。
此外，回交育种还可以促使目标物种中的优良性状的快速固定。
如果某种性状在目标物种中只是部分表现，通过与另一物种进行杂交，可以增加该性状在后代中的表达频率。
再通过回交，可以逐步淘汰非目标性状，最终使目标物种中的该性状固定下来。
然而，回交育种也存在一些困难和挑战。
首先，由于与其他物种进行杂交，可能会导致一些不稳定的性状的出现，因此需要进行反复的回交以稳定目标物种的性状。
其次，回交育种需要大量的时间和劳动投入，而且在确定目标物种具有所需性状的个体之前，可能需要进行多次回交。
尽管回交育种存在一些困难，但它仍然是一种非常重要且常用的育种方法。
通过回交育种，育种者可以逐步固定目标物种中的有利基因，并改良植物或动物的性状，以适应日益严峻的环境条件和人类需求。
这种方法的应用范围广泛，涉及农作物、家禽、家畜等领域，为育种研究提供了有力的工具和策略。
第七章回交育种
第七章回交育种第七章回交育种本章讲3节§1 回交育种的意义及回交的遗传效应§2 回交育种的技术要点§3 回交法的灵活应用第一节回交育种的意义及回交的遗传效应一、回交育种的概念回交(Backcross)：杂种后代与两个亲本之一再进行杂交。
回交育种：两品种杂交后，与亲本之一连续多代重复回交，把亲本的某些特性导入另一亲本的育种方法。
表达方式：[（A×B）×A]×A 或A3×B 、A×3/B用BC1---回交一次；BC2---回交二次；以BC1F1表示回交一次的自交一代；BC1F2回交一次的自交二代。
A (轮回亲本)×B (非轮回亲本)↓F1×A↓BC1F1×A↓BC2F1×A↓BC3F1×A↓BC4F1×A↓┇回交育种进程示意图轮回亲本----用于多次回交的亲本，也称受体亲本(是特定有利性状的接受者)。
非轮回亲本------只在第一次杂交时用的亲本，也称供体亲本(是特定有利性状的提供者)。
二、回交法的用途回交育种是杂交育种的一种特殊形式，它提供了一种较为精确的控制杂种群体、选育改良品种的方法。
1、用于改良品种的个别缺点，而保持其优良性状是抗病育种的有效手段，当优良品种感染某种病害时，可将抗病品种作为非轮回亲本，以原品种做轮回亲本，将抗病基因导入原品种中，育成抗病且具有原品种全部优良性能的新品种。
2、杂种优势利用中，不育系和恢复系的回交转育在杂种优势利用中，回交是创造不育系、转育不育系和转育恢复系的主要方法。
3、用于远缘杂交，解决杂种不育和分离世代过长等问题例如（籼×粳）×籼----偏籼型；（籼×粳）×粳----偏粳型。
草棉与陆地棉杂交，用陆地棉的花粉回交可提高杂种的结实率。
4、打破基因连锁例：抗病亲本乙（抗病基因R与不良基因b连锁）：5、选育近等基因系合成多系品种（第三章讲过）如在抗病育种中，将携带不同抗性基因的品种，用回交法同时转移到一个综合性状好的品种中去，育成一个农艺性状相似又兼抗多个生理小种的近等基因系，然后混合在一起，组成一个多系品种。
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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)
3.回交消除不利基因连锁的概率
消除和目标性状连锁的不利基因的概率
=1-(1-p)n+1。 p为连锁基因的重组率；n为回交次数。
回交和自交后代消除非目标基因的概率
重组率
消除非目标基因的概率
回交5次
自交5代
0.50
0.98
0.50
0.20
0.74
0.20
0.10
0.47
0.10
0.02
0.11
0.02
99 98 97 96 96 95 94 93 92 91 89
2.回交群体中轮回亲本基因回复频率
轮回亲本基因恢复的频率=1-(1/2)n+1。n 为回交次数。每回交一次，轮回亲本的基 因频率在原有基础上增加1/2，而非轮回亲 本的频率相应的减少。
回交各世代群体基因回复频率
回交世代
F1 BC1 BC2 BC3 BC4 BC5
非轮回亲本（或供体亲本）：
供体亲本是目标性状的提供者，它必须 具备轮回亲本所缺少的那一、二个优良性 状，而且这一、二个优良性状要非常突出。 控制该性状的基因只能有一、两个，最好 是显性的，以利于回交后代的选择。尽可 能没有严重缺点。
2、回交的代数
2.1轮回亲本性状的恢复程度
在回交工作中，根据育种目标及亲本性 状差异的大小，通常进行4－5次回交， 即可恢复轮回亲本的大部分优良性状。
用于多次回交的亲本称轮回亲本（亲本 A）；只在第一次杂交时应用的亲本称 非轮回亲（亲本B）。
[（A×B）×A]×A……
➢受体亲本(receptor)与供体亲本(donor)
有利性状（目标性状）的接受者，称受 体亲本（亲本A）；目标性状的提供者，称 供体亲本（亲本B） 。
[（A×B）×A] ×A……
0.01
0.06
0.01
0.001
0.006
0.001
二、回交育种方法
回交育种的一般程序可概括为：杂交、回交、 选株连续回交、自交稳定和产量比较五个 环节。
年次 回交程式 1 A×B
工作内容
杂交，A为轮回亲本，B为 抗病亲本，
2
F1×A
F1回交于A
3
BC1F1×A
从回交一代中选择抗病株回
交于A
4
0.001 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
2.3轮回亲本性状的选择强度
2.2 非轮回亲本的目标性状和不利性状 连锁的程度：
假如用p表示重组率，那么打破不利的连 锁，获得希望的重组类型的机率为1-（1-p）
n+1。 n表示回交的次数。
不同重组率下经不同次数的回交后出现重组类型的频率（%）
回交次数
(n)
0.5
0 50
1 75
2 87.5
3 93.8
4 96.9
5 98.4
6 99.2
7 99.6
8 99.8
连锁基因的交换值(c) 0.2 0.1 0.02 0.01 20.0 10.0 2.0 1.0 36.0 19.0 4.0 2.0 48.8 27.1 5.9 3.0 59.0 34.4 7.8 3.9 67.2 40.9 9.2 4.9 73.8 46.9 11.4 5.9 79.0 52.2 13.2 6.8 83.2 57.0 14.9 7.7 87.1 61.3 16.6 8.6
6. 1
4
93 87 82 77 72 67 63 59 52 46 25 .8 .9 .4 .2 .4 .9 .6 .6 .4 .1 .8
5
96 93 90 88 85 82 80 77 72 68 51 .9 .9 .9 .1 .3 .7 .1 .6 .8 .4 .4
6
98 96 95 93 92 91 89 88 85 82 71 .4 .9 .4 .9 .4 .0 .6 .2 .8 .8 .9
BC2F1×A 从二次回交一代中选择抗病
株回交于A
年次 5
6
7
回交程式
工作内容
BC3F1×A 从三次回交一代中选择抗病株 回交于A
BC4F1 四次回交F1自交并选择优良抗 病株
BC4F2 自交选择稳定抗病株系
1、回交亲本选择
轮回亲本（受体亲本）
轮回亲本是接受改良的对象，要求综合性状 好、适应性强、有丰产潜力。应选用在当地栽 培时间长,综合性状好的推广品种或最有希望 推广的优良品种。这些品种某一、二个性状存 在缺点。这些缺点经回交可以得到改良，并在 改良后仍能在生产上有较长时期的使用价值。
5
6
7
8 10 12 21
1
50 25 12 .0 .0 .5
6. 3
3. 4
1. 6
0. 6
0. 4
0. 1
0. 0
0. 0
2
75 56 42 31 23 17 13 10 .0 .3 .2 .6 .7 .8 .4 .0
5. 6
3. 2
0. 2
3
87 76 67 58 51 44 39 34 26 20 .5 .6 .0 .6 .3 .9 .3 .4 .3 .1