远缘杂交

2、远缘杂交不亲和性的原因 、
（1） 双亲受精因素的差异 生理差异：双亲遗传差异大表现出生理差异：柱头呼吸酶活性、pH值 生理差异：双亲遗传差异大表现出生理差异：柱头呼吸酶活性、pH值、柱 头分泌的生理活性物质、花粉和柱头渗透压差异等生理、生化状况的不同， 头分泌的生理活性物质、花粉和柱头渗透压差异等生理、生化状况的不同， 可阻止外来花粉的萌发、花粉管的生长和受精作用。 可阻止外来花粉的萌发、花粉管的生长和受精作用。
第八章 远缘杂交育种
6、研究生物的亲缘关系和进化 、 许多物种是通过天然的远缘杂交演化而来的 如普通小麦（由二粒小麦与山羊草） 如普通小麦（由二粒小麦与山羊草） 可根据远缘杂交的可交配性、细胞遗传学（染色体配对） 同源性、 可根据远缘杂交的可交配性、细胞遗传学（染色体配对）、DNA同源性、性 可交配性 同源性 状互补程度等方面的研究 可判断物种的进化和确定物种间的亲缘关系， 等方面的研究， 状互补程度等方面的研究，可判断物种的进化和确定物种间的亲缘关系，有 助于进一步阐明某些物种或类型形成与演变的规律。 助于进一步阐明某些物种或类型形成与演变的规律。
等材料具有小麦属内没有的黄矮病新抗源 如中4、中5等材料具有小麦属内没有的黄矮病新抗源 、 等材料具有小麦属内没有的
龙麦10号被加拿大国家黄矮病鉴定中心列为抗病对照 龙麦 号被加拿大国家黄矮病鉴定中心列为抗病对照
普通小麦 小偃麦6号
第八章 远缘杂交育种
2、创造新作物类型 、 导入不同种、属的染色体组，可以创造新作物类型和新的物种。 野生的心叶烟草（ 2n=24,GG） ×与普通烟草（2n=48, TTSS） F1（TSG，加倍） 异源六倍体新种（2n=72, TTSSGG） 小黑麦的育成： 普通小麦（AABBDD）与黑麦（RR）杂交，经F1染色体加倍育成 八倍体小黑麦（AABBDDRR）； 硬粒小麦（AABB）与黑麦（RR）杂交，经F1染色体加倍而成 六倍体小黑麦（AABBRR）； 还有小麦与偃麦草合成的小偃麦； 小麦与山羊草合成的小山麦； 小麦与簇毛麦合成的小簇麦。
第八章 远缘杂交育种
花器结构差异：亚洲棉（短柱头） 雷蒙德氏棉（长柱头），花粉萌发、 花器结构差异：亚洲棉（短柱头）×雷蒙德氏棉（长柱头），花粉萌发、花 ），花粉萌发 粉管的伸长和受精作用均较正常；但反交时，父本花粉萌发，但花粉管很难 粉管的伸长和受精作用均较正常；但反交时，父本花粉萌发， 达到子房。 达到子房。
第八章 远缘杂交育种
第一节 远缘杂交的概念及育种学意义 一、概念：
不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交，称为远缘杂交 不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交，称为远缘杂交 包括：种间杂交。如普通小麦×硬粒小麦，陆地棉×海岛棉， 包括：种间杂交。如普通小麦×硬粒小麦，陆地棉×海岛棉， 甘蓝型油莱×白菜型油莱，栽培花生×野生花生等； 甘蓝型油莱×白菜型油莱，栽培花生×野生花生等； 属间杂交。如玉米×高梁，玉米×摩擦禾， 属间杂交。如玉米×高梁，玉米×摩擦禾， 普通小麦×山羊草或偃麦草等等。 普通小麦×山羊草或偃麦草等等。 另外还有不同科、纲植物间杂交。 另外还有不同科、纲植物间杂交。难度大 亚远缘杂交） 如籼稻×粳稻等。 亚种间的杂交 （亚远缘杂交）。如籼稻×粳稻等。
第八章 远缘杂交育种
5、利用杂种优势： 、利用杂种优势：
（1）利用远缘物种的细胞质差异发掘细胞质雄性不育系 ） 细胞质不育与核恢复基因相伴而存，因此无法在表型上识别。通过远缘、 细胞质不育与核恢复基因相伴而存，因此无法在表型上识别。通过远缘、亚 远缘杂交、回交可以将细胞质不育与核不育结合在一起， 远缘杂交、回交可以将细胞质不育与核不育结合在一起，获得核质互作雄性 不育。 不育。 如高梁不育系3197A，小麦T型不育系，水稻的“野败”和棉花哈克尼西胞质 ，小麦 型不育系 水稻的“野败” 型不育系， 如高梁不育系 雄性不育系等，都是通过这种方法育成的。 雄性不育系等，都是通过这种方法育成的。 （2）远缘、亚远缘杂交也可直接利用其杂种优势 远缘、 如水稻的籼粳杂交和棉花的陆海杂交等。 如水稻的籼粳杂交和棉花的陆海杂交等。 （3）体细胞杂交产生核质杂种 ） 两个不同亲本的原生质体融合形成异核体，异核体再生出细胞壁， 两个不同亲本的原生质体融合形成异核体，异核体再生出细胞壁，在有丝分 异核体 裂过程中发生核融合（体细胞杂交） 裂过程中发生核融合（体细胞杂交） 体细胞杂交可以克服有性杂交的远缘隔阂，还可以鉴定分离出核质杂种。 体细胞杂交可以克服有性杂交的远缘隔阂，还可以鉴定分离出核质杂种。 核质杂种（质核来自不同物种），其基因之间的互作以及核质之间的互作均 核质杂种（质核来自不同物种），其基因之间的互作以及核质之间的互作均 ）， 可产生一定的优势。这种“双重杂种优势” 可能是获得高产、 可产生一定的优势。这种“双重杂种优势”，可能是获得高产、优质新品种 的一种新途径。 的一种新途径。
附加系染色体鉴定
第八章 远缘杂交育种
（2）异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代 ）异置换系： 来源： 附加系（ 来源：由附加系（2n+1）与单体（2n-1）杂交再自交得到 ） 单体（ ） 部分同源染色体间进行 染色体的代换通常在部分同源染色体 染色体的代换通常在部分同源染色体间进行 如普通小麦的4D与长穗偃麦草的 ） （如普通小麦的 与长穗偃麦草的 4E） （部分同源染色体在基因剂量、位置、DNA序列有很大差异， 部分同源染色体在基因剂量、位置、 序列有很大差异， 序列有很大差异 差异程度因不同染色体而异，它们在功能上有一定补偿能力） 差异程度因不同染色体而异，它们在功能上有一定补偿能力） 特性： 特性：染色体数目未变 细胞学和遗传学上都比相应的附加系稳定 有时可在生产上直接利用 （3）易位系：某物种的一段染色体与其它物种的染色体段发生交换。 ）易位系：某物种的一段染色体与其它物种的染色体段发生交换。 来源：异置换系、异附加系与栽培品种杂交、 来源：异置换系、异附加系与栽培品种杂交、回交产生 单价体， 同源染色体配对，外源染色体与对应的染色体均呈单价体 （同源染色体配对，外源染色体与对应的染色体均呈单价体， 可以发生部分同源配对、交换，形成易位系）； 可以发生部分同源配对、交换，形成易位系）； 辐射诱变、组织培养，增加染色体的遗传交换， 辐射诱变、组织培养，增加染色体的遗传交换，提高易位频率 特点：导入有用基因的染色体片段、 特点：导入有用基因的染色体片段、排除不利基因的染色体片段 细胞学和遗传学特性更稳定更平衡 可直接应用于生产
第八章 远缘杂交育种
3、克服远缘杂交不亲和性的方法
（1）亲本选择与组配 ） 广泛测交与正反交筛选 以栽培种为母本 以染色体数目多的物种作母本 如小麦（ 与黑麦(2n=14) 如小麦（2n=42)与黑麦 与黑麦 甘蓝型油菜（ 甘蓝型油菜（2n=38）与白菜型油菜（2n＝20） ）与白菜型油菜（ ＝ ） 杂种为母本 （2）染色体预先加倍法：染色体数目少的亲本人工加倍 ）染色体预先加倍法： （3）桥梁（媒介）法 ）桥梁（媒介） （4）特殊的授粉方法 ：混合授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、射线处理 ） 混合授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、 （5）外源激素处理，调节雌、雄性器官生理状态（如生长素、GA、维生素） ）外源激素处理，调节雌、雄性器官生理状态（如生长素、GA、维生素） （6）柱头手术和子房受精：如雷蒙德氏棉 柱头手术和子房受精： （7）植物组织培养：试管受精、体细胞融合 植物组织培养：试管受精、
第八章 远缘杂交育种
第八章 远缘杂交育种
3、创造异染色பைடு நூலகம்系 、
远缘杂交通常引入全套的异源染色体组，因此往往带来不良性状。 远缘杂交通常引入全套的异源染色体组，因此往往带来不良性状。 引入全套的异源染色体组 导入或置换某个异源染色体或染色体片段，创造异附加系、异替换系、 导入或置换某个异源染色体或染色体片段，创造异附加系、异替换系、易 异附加系 位系等 更好地利用异源物种的有利性状，改良现有品种。 位系等，更好地利用异源物种的有利性状，改良现有品种。 （1）异附加系：在某物种染色体组的基础上，增加数量不等的异源染色体。 ）异附加系：在某物种染色体组的基础上，增加数量不等的异源染色体。 为非整倍体。 为非整倍体。 单体附加系：附加一条外源染色体的个体。 单体附加系：附加一条外源染色体的个体。 二体附加系：附加一对外源染色体的个体。 二体附加系：附加一对外源染色体的个体。 双单体附加系：附加二条不同的染色体。 双单体附加系：附加二条不同的染色体。 特点：染色体数目不稳定， 特点：染色体数目不稳定，容易恢复到二倍体 育性减退 异源染色体可能伴有不良性状 不能用于生产， 不能用于生产，但可用于创造异替换系和易位系 普通小麦与其它很多不同属物种培育出附加系 陆地棉附加系
（2）双亲基因的差异
控制可交配性基因：小麦在5 染色体上分别载有显性的Kr Kr1 Kr2基因， 控制可交配性基因：小麦在5B 和5A 染色体上分别载有显性的Kr1和Kr2基因， 可阻止小麦与黑麦、小麦与球茎大麦的可交配性（crossability） 可阻止小麦与黑麦、小麦与球茎大麦的可交配性（crossability）。 中国春”小麦的这二个位点上，分别载有隐性的等位基因kr 但“中国春”小麦的这二个位点上，分别载有隐性的等位基因kr1和kr2，因 而易于与黑麦和球茎大麦杂交。 而易于与黑麦和球茎大麦杂交。 基因互补的致死基因：戴维逊氏棉与所有异源四倍体种杂交时， 基因互补的致死基因：戴维逊氏棉与所有异源四倍体种杂交时，即使应用组 织培养技术也未成功。其主要原因是戴维逊氏棉具有Le 致死基因， 织培养技术也未成功 。其主要原因是戴维逊氏棉具有 Le2dav 致死基因 ，而异 源四倍体种具有Le 基因， 互补时，就可使棉苗致死。 源四倍体种具有Le1、Le2基因，当Le1与Le2dav互补时，就可使棉苗致死。
远 缘
第 七 章 远 缘 杂 交 育 种
杂 交 、 回 交 产 生 易 位 系
易位系鉴定
第八章 远缘杂交育种
4、诱导单倍体 、