第七章 回交育种要点
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
07-第七章回交育种分3个知识点
第七章 回交育种7.1 The significance and genetic effect ofbackcross breedingConceptConceptConcept•Backcross•Backcross breeding:•the method of introducing thetarget traits of the donor intothe recipient through one or [ (A×B)×A ]×A ......more backcrossesConcept Concept Concept•Recurrent parent:•Parents used for multiplebackcrossing are called Recurrent parents •Non-recurrent parent:•Parents used only in the firsthybridization are called non-recurrent parents[ (A×B)×A ]×A ......Recurrent parent Non-recurrent parentConcept Concept Concept•Receptor parents:•Accepts favorable traits (target traits)•Donor parent:•provides of target traits•1) recovery of recurrent parent (selection of recurrent parent is critical) – Forward selection•2) incorporate a new trait from the donor parent-BackgroundThe significance of backcross breeding•Backcross breeding is the most effective method for improvingmaterials with good comprehensive traits but few unfavorabletraits, especially the unfavorable traits have high heritability(quality traits or main effect QTL)•Backcross breeding can effectively overcome the problems ofhybrid sterility and too long separation period in wide-crossbreeding•Backcrossing helps to break the genetic linkage dragGenetic effects of backcrossing•The genotype homozygous rate of backcross offspring was consistent with that of self-cross; ex: BC4, (25-1)/25 = 31/32 or 96.875%•The homozygous genotype of backcrossing offspring is controlled by the recurrent parent and is not completely consistent with thehomozygous direction of self-crossing offspring•Backcross is conducive to eliminate the probability of linkage drags7.2 Key points of backcross breedingSteps of the key pointsThe selection for the parentsThe selection for the offspringThe number of backcrossesperformed7.2.1 The selection for the parents•Recurrent parents:üHave good comprehensive traits üHave expected utilization value •Non-recurrent parents:üProvide target genesüNo serious shortcomings7.2.2 The selection for the offspringsBackcross and transfer of qualitative traits :ØTrait transfer controlled by a pair of dominant genesØTrait transfer controlled by a pair of recessive genesØTransfer of a dominant gene is accomplished more readily than arecessive gene Backcross transfer of quantitative traits ØPolygene; it takes long timeØDue to the influence of environment, progeny test is necessary, and sometraits need to create favorableenvironments for identificationØIncrease the population size to ensure that each backcross generation canappear the target genotypesØCombined with marker-assisted selectionTransfer of a dominant gene using backcrossing.Source: Stoskopf, 1993.Plant Breeding Theoryand Practice.Transfer of a recessive gene using backcrossingSource: Stoskopf, 1993.Plant Breeding Theory andPractice.7.2.3 The number of backcrosses performedØThe importance of recovering the traits of the recurrent parent ØThe number of selected plants during backcrossingØThe similarity between the recurrent and donor parentsØLinkage drags between desirable and undesirable genes7.3 The methods derived from backcross breedingFour main methods of backcrossingStepwise backcrossing Pedigree backcrossingDouble backcrossing Convergent backcrossing7.3.1 Stepwise backcrossingØWhen the target traits come from different donors, the backcross between the recipient parents and different donors can be carried out step by step, which is called stepwise backcrossing method.7.3.2 Pedigree backcrossingØIn order to enlarge the genetic influence of a parent on hybrid offspring, the parents and hybrid offspring can be backcrossed 1-2 times, and then the breeding can be continued by genealogyØIncomplete backcrossing of 1-2 times is also called limitedbackcrossing method7.3.3 Double backcrossingØWhen two parental inbred lines A and B of A superior singlecross A/B have better comprehensive traits and combining ability, but each has different defectsØThe defect of A can be overcome by B, and the defect of B can be overcome by A7.3.4 Convergent backcrossingØWhen the target traits come from more donors, the modified varieties and multiple donors can be backcrossed for several generations at the same time, and then the improved lines with the unique excellent traits of each donor parent can be selected and bred by multiple-hybridizations7.4 The characteristics and application of backcross breedingAdvantages of Backcross BreedingØPredictable - traits of the recurrent parent are recovered with one new trait introgressed.ØAn existing cultivar can be improved without risk of breaking up desirable gene combinations.ØThe location where the backcrossing procedure is conducted is independent of the area of adaptation.ØLess testing is required prior to releaseDisadvantages of Backcross BreedingØThere is no possibility of a desirable new recombination of traitsØNot useful in quantitatively inherited traits such as horizontal disease resistanceØLinkage drags may reduce the recovery of the recurrent parentgenotypeOther uses for backcrossingüDevelopment of isogenic lines or isolines or near-isogenic lines(lines differing from one another for only one trait)üBreeding multi-line varietiesüDevelopment of cytoplasmic male sterile lines1) Backcrossing “transgenes” into different backgrounds.2) Molecular markers are used to assist in backcrossing in TWO ways- to select for the gene of interest- to select plants with the least amount of DNA from the donor parent. (Markers spaced out over the entire genome)。
第七章回交育种
第七章回交育种
一学时数：2
二教学目标：
使学生了解回交的遗传效应和回交育种步骤；重点掌握显性单基因、隐性单基因目标性状回交转育的工作内容；回交的用途。
三教学重点：显性单基因、隐性单基因目标性状回交转育的步骤
四教学难点：回交的遗传效应
五教学内容及教学过程：
1.复习杂交育种重点内容，导入新课，讲述回交育种的概念；以及轮回亲本和非轮回亲本、供体亲本与受体亲本的概念；回交育种的应用条件。
10min.
2. 利用公式、表格讲述回交的遗传效应：轮回亲本的基因频率逐渐增加，非轮回亲本的基因频率逐渐减少；回交后代达到一种纯合基因型的速度更快；可以更有效地打破不利基因的连锁。
10min.
3.讲述回交育种工作包括杂交、回交、选株连续回交、自交稳定和产量比较五个环节的基础上，分别讲述与回交育种过程相关的轮回亲本、非轮回亲本的选择指标；回交的次数；回交所需的植株数等问题。
20min.
4. 结合回交育种程序，讲述显性单基因和隐性单基因控制性状的回交转育步骤；比较两类性状回交转移步骤地异同。
20min.
5. 明确对多个目标性状的导入可采用逐步回交和聚合回交的方法，图示说明聚合回交的两种策略。
15min.
6. 通过与杂交育种的对比，总结回交育种的优势和局限性。
10min.
7. 阐述回交的用途，除了用于改良品种的个别缺点的作用外，还可用于近等基因系的培育、雄性不育系的转育和克服远缘杂交困难等方面。
13min.
8. 小结，布置思考题。
2min.。
《植物育种学》第七章回交育种复习题及答案
《植物育种学》第七章回交育种复习题及答案一．选择题1）下列不是回交的表示方式的是________（以AB表示两亲本）（C）A. [（AxB）xA]xAB. A 3xBC. AxBxAxAD. A3 /B2）轮回亲本应具有的特点________（B）①适应性强②产量高③良好的农艺性状④改良后仍有发展潜力⑤只存在个别缺点⑥可以和不利基因有一定的连锁A. ①②③④⑤⑥B. ①②③④⑤C. ③④⑤D. ①②⑥3）基因纯合率公式是________（D）A. （1-1/2r）n-1B. （1-1/2r-1）nC. （1-1/2r-1）n-1D. （1-1/2r）n4）下列不是非轮回亲本应具有的特点的是_______（A）A. 目标性状突出，适应性强B. 目标性状不与不良基因连锁C. 具有改进轮回亲本所需要的性状或基因D. 目标性状突出，最好是显性5）以下哪一个是以A亲本为轮回亲本的回交育种______ （D）A. AXBXCB. (AXB)XBC. AXBXBD. A/B//A6）回交育种要求改良后仍具有发展潜力，要求在_______ 年内。
（C）A. 2~3B. 3~4C. 5~6D. 7~87）回交育种中，控制需要转育的目标性状的基因数目为一对，则回交一代出现带有所需目标基因的个体频率为______（B）A. 1/3B. 1/2C. 1/4D. 1/88）回交育种所利用的亲本不包括（B）A. 优质品种B. 高干亲本C. 轮回亲本D. 非轮回亲本9）回交育种法中，目标性状的提供者称为（B）A. 轮回亲本B. 非轮回亲本C. 母本D. 父本10）回交育种法中，目标性状的接受者者称为（A）A. 轮回亲本B. 非轮回亲本C. 母本D. 父本11）既可以保持亲本基本性状，有可以添加特定的目标性状，再通过筛选而培育出新品种的育种方法是（C）A. 引种B. 杂交育种C. 回交育种D. 诱变育种12）回交育种中，无论回交次数多少，最后都得（D）A. 杂交B. 测交C. 选择D.自交13)回交后代的杂种群体已具有目标性状与轮回亲本优良性状基本相似时，为选择显性性状纯合个体，需自交次；隐性性状纯合个体需自交次（B）A. 1 , 1B. 2 ，1C. 1 ，2D. 2 ，214）回交育种法可以在、加代中进行回交和选择，缩短育种年限。
《回交育种》课件
回交育种的基本步骤
01
02
03
04
05
选择合适的供体 品种和受…
进行回交操作
回交世代的选择 与鉴定
连续回交与自交
品系鉴定与推广
选择具有优良性状、遗传 背景清晰的供体品种，以 及遗传背景清晰、易于回 交的受体品种。
将供体品种的花粉授给受 体品种，获得回交世代。
在回交世代中，对改良的 性状进行选择和鉴定，选 育出符合育种目标的品系 。
可预测性
通过回交育种，可以在一定程 度上预测新品种的表现，有助
于提前评估和选择。
缺点
01
02
03
04
复杂性
回交育种需要大量的人工操作 和时间投入，同时需要精确控 制回交的次数和亲本的选择。
遗传背景狭窄
回交育种通常在有限的遗传背 景下进行，可能导致新品种的
遗传多样性降低。
潜在风险
回交育种可能导致基因污染或 基因漂移，对生态环境造成潜
在威胁。
不确定性
回交育种的成功与否很大程度 上取决于亲本的配合和环境条 件，具有一定的不确定性。
改进措施
加强基础研究
深入研究回交育种的原 理和机制，为实际操作
提供理论支持。
优化技术流程
简化操作流程，提高效 率，降低成本。
加强监测与评估
对新品种进行长期监测 和评估，确保其安全性
和稳定性。
加强合作与交流
ห้องสมุดไป่ตู้交育种的历史与发展
历史
回交育种最早可追溯到20世纪初， 随着分子生物学和基因工程技术的不 断发展，回交育种技术也在不断改进 和完善。
发展
现代回交育种技术结合了分子标记辅 助选择和转基因技术，大大提高了育 种效率和准确性。
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)
回交育种介绍
4、回交后代所需群体大小 相对自交群体小。关于回交所需植株数可用下式计算。
n>lg(1-a)/ lg(1－P)
2、F1及回交后代的处理
显性基因
隐性基因
抗病基因分子辅助选择
3、回交次数 关系到轮回亲本优良农艺性状的恢复和非轮回亲本目标
性状的导人程度。 在大多数情况下经过4～6次回交并结合早代严格的选择，
即可达到预期的目标。 一般双亲差异小，回交次数可少；相反，亲本差异大
(如种间杂交)或者需要转移的基因与不良基因之间存在连 锁关系等情况时，应适当增加回交次数。
2、回交育种的应用 • 提高优良品种的抗病性、抗逆性 • 转育雄性不育系 • 克服远缘杂种不育 • 改善杂交材料的性状
二、回交的遗传效应 1、增加杂种后代群体内具有轮回亲本性状个体比例
2、增强杂种后代的轮回亲本性状
三、回交育种方法要点 1、亲本选择选配的特点 •轮回亲本综合性状优良，仅一两个性状需要改良； •供体亲本输出性状优良，应由少数基因控制； •轮回亲本在生产上应具较长的预期寿命； •可选同类型的其他亲本作轮回亲本，防生活力衰退；
念和应用 • 回交的遗传效应 • 回交育种的方法
一、回交育种的相关概念及应用 1、回交育种相关概念 回交：杂交第一代及其以后世代与其亲本之一再进行杂交称 为回交。 回交育种：应用多次回交方法育成新品种（系）称为回交育 种。 轮回亲本：多次参与回交的亲本称为轮回亲本。 非轮回亲本：只参加一次杂交的亲本称为非轮回亲本。
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Aa aa 1/2 a¾
Aa aa ½ 2aa a 7/8
第一节回交育种的意义及遗传效应 二、回交育种的遗传效应
1、回交显著增加轮回亲本的基因频率 杂种和轮回亲本每回交一次：轮回亲本的基因
在原有基础上增加1∕2。例如回交BC4F1 轮回 亲本的基因频率已达96.875%；而非轮回亲本 的基因频率仅剩3.125%。 所以，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。
世代数 1
2
3
4
5
6
7
8
Aa×Aa 25.0 37.5 43.75 46.88 48.44 49.22 49.61 50
Aa×AA 50.0 75 87.5 93.75 96.88 98.44 99.22 100
二、回交育种的遗传效应
第一节回交育种的意义及遗传效应
3、回交有利打破连锁
如果非轮回亲本的目标性状基因与不良性状基
一、亲本选择
第二节回交育种方法
1、轮回亲本的选择----轮回亲本是欲改良的对象
要求：
（1）综合性状好，丰产潜力大，适应性强；
（2）只存在个别缺点。经改良后仍有发展前途.
可选用当地推广的优良品种，或即将推广的新 品种。
2、非轮回亲本的选择-----目标性状的提供者
（1）具有轮回亲本需要的目标性状；规进行产量比较试验，区域试 验，生产试验。
杂交和回交及连续选株回交、自交稳定、产 量比较称为回交育种四大环节。其核心是第二 步：选株具有目标性状的植株连续回交。
第二节回交育种方法
三、不同表现型遗传基因的导入（以抗病性为例) 1、显性单基因的导入----连续回交法 回交转移的性状是由显性单基因控制，容易在
BC1 回交一次 BC1F1 回交一次的一代 BC2 回交二次 BC1F2 回交一次自交一次二代
第一节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
二、回交育种的遗传效应
1、回交显著增加轮回亲本的基因频率
回交一次 轮回亲本 75%
回交二次 轮回亲本 87.5%
Aa ×aa
Aa×aa
aa×aa
杂种中识别，回交工作代代进行。 如把小麦抗锈病品种B（RR）转移到一个感病
丰产性好的品种A（rr）中去。方法： （1）杂交：感病丰产品种A(rr)×抗病品种B(RR),
再以A为轮回亲本回交， F1中抗病基因是杂合的（Rr）
三、不同表现型遗传基因的导入（以抗病性为例） 1、显性单基因的导入----连续回交法
因相连锁，与轮回亲本回交，提供了消除不利
连锁的机会。
消除连锁的不良基因的概率是：1-（1-P）m+1
其中 P 是连锁基因的重组率，m 是回交次数
如重组率为0.20，不通过选择，回交5次，不 良基因消除的概率为：1-（1-0.2）5+1=0.74而 自交5代不良连锁基因消除的概率仅为0.20。 可见：在不加选择的情况下，消除不利基因的 概率回交远比自交高。
二、回交育种的程序
第二节回交育种方法
2、回交：F1同轮回亲本（A）回交，产生回交一 代( BC1F1）。
从回交后代中选择具有目标性状（象非轮回亲 本）和综合性状（象轮回亲本）的植株与轮回 亲本连续回交4～6代；至性状似轮回亲本。
3、自交纯化：经过数次回交后，大多数性状已聚 合成和轮回亲本相同的纯合体。但对于目标性 状来说仍是杂合体，必须自交1～2代才能纯合。
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。 3、轮回亲本和非轮回亲本 （1）轮回亲本（受体亲本）：用于多次回交的 亲本。 （2）非轮回亲本（供体亲本）：只在第一次杂 交时应用的亲本。
第一节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
（3）回交的表达方式 [（A×B）×A]×A ; A3×B; A×3/B
二、回交育种的遗传效应
第一节回交育种的意义及遗传效应
2、回交可以控制某种基因型纯合率提高
aa的频率
Aa
Aa×aa
AA Aa aa ¼ 自交r n对基因
（(2r-1)/2r+1）n
Aa aa ½ 回交 r n对基因
（(2r-1)/2）n
二、回交育种的遗传效应
第一节回交育种的意义及遗传效应
回交与自交的作用一样，通过回交可使杂合基因
自交及回交后代消除非目标性状基因的概率 （ Allard,1960）
重组率
消除非目标性状基因的概率
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
0.01
0.06
0.01
0.001
0.006
0.001
第二节回交育种的技术要点
A ×B F1×A BC1F1×A BC2F1 ×A BC3F1 ×A BC4F1
第二节回交育种方法
（2）回交：当用A(rr)回交时，分离为Rr、rr两 种基因型
抗病的（Rr）小麦植株，感病的（rr）小麦植 株，在接种条件下很容易区别；
型逐代减少，纯合基因型相应增加。
二、回交育种的遗传效应
第一节回交育种的意义及遗传效应
但是，回交子代基因型的纯合是定向的，
在选定轮回亲本时，已经为回交子代确定了逐
代趋向纯合的基因型。而自交子代基因型的纯
合是多向的。在相同育种进程内，就一种纯合
基因型的纯合进度来说：回交纯合的速度＞自
交。
一对基因自交和回交群体内AA型个体的比率(%)
第七章 回交育种
本章主要内容
第一节 回交育种的意义及遗传效应 第二节 回交育种的技术要点 第三节 回交的特点及其应用价值 第四节 回交育种方法的灵活运用
第一节回交育种的意义及遗传效应
一、回交育种的概念 1、回交(Backcross)：杂种后代与两个亲本之一
再进行杂交。 2、回交育种：两品种杂交后，与亲本之一连续
（2）目标性状强度突出，遗传力高，受少数基
一、亲本选择
第二节回交育种方法
因控制，最好是显性的，易于识别选择；
（3）尽可能没有严重的缺点；
（4）目标性状最好与不良性状没有连锁。否则， 打破连锁，会增加回交次数。
二、回交育种的程序
由杂交→回交→自交→系统比较，几个内容 不同的部分组成。
1、杂交：根据育种目标和亲本选配的原则，选择 轮回亲本A与非轮回亲本B杂交，产生杂种F1 。