自交不亲和
蔬菜学资料
？一、名词1、自交不亲和性——植物花期正常授粉，自交不能正常结实的特性称为自交不亲和性。
2、远缘杂交——一般认为植物学上种以上分类单位之间杂交都是远缘杂交。
3、异源多倍体——来自不同种、属的染色体组构成的多倍体或者说由不同种、属间个体杂交得到的F1再经染色体加倍得到的多倍体。
二、简答1、大白菜自交不亲和系选育方法是怎样的？A 、首先在配合力强的亲本品种中选择若干优良植株的健壮花序套袋，进行花期人工自交，从中选出亲和指数（结子数÷授粉花数）很低的植株。
B 人选目标株的验证与选择这样初步获得的自交不亲和株系不一定是纯的，后代无论在不亲和性方面或其它经济性状方面都可能发生分离，同时验证也有利于纠正上年工作误差。
C 测定系内兄妹交的结实率2、番茄远缘杂交不亲和的克服方法是什么？（1）染色体加倍（2）适当选择选配亲本（3）媒介法可以选用亲缘关系与这两个种都较近的第三个种先与某一个种杂交产生杂种，然而用这个杂种再与另一个亲本种杂交，这个“第三者”起了有性媒介作用3、华南黄瓜与华南黄瓜特性比较。
华南黄瓜：茎叶茂盛，根系发达，抗病差，果实短棒状，果型指数4左右，果熟后黄褐色，少刺瘤，黑刺。
分布于我我国长江流域及以南地区。
代表品种广州二青、上海扬行、杭州青皮等。
华北黄瓜：茎节细长，根系弱，抗病，果实长棒状多刺病，白刺，果实指数﹥8。
分布于黄河流域及以北地区。
代表品种：宁阳大刺瓜、北京鞭瓜、新泰密刺等三、论述番茄杂交种子生产的方法是怎样的？1、亲本株的培育和选择种株培育的三项基本要求是：生长健壮、典型性及无病虫危害。
采取各种措施同时调整亲本花期，使之相遇。
2、父本花粉采集父本花粉最好从隔离条件下亲本株当天盛开花朵上取得。
也可在花前一天取回父本花蕾干燥后取粉。
3、母本花去雄授粉母本在授粉前必须去除雄蕊以防自交。
去雄可在开花前一天下午。
授粉可在去雄后马上进行，也可在第二天开花后进行4、杂交标记、结果检查杂交后的花蕾去除1-2个萼片标记。
多倍体植物自交不亲和性研究进展
多倍体植物自交不亲和性研究进展【摘要】本篇文章主要围绕多倍体植物自交不亲和性展开研究，引言部分介绍了该领域的研究进展。
接着通过分析多倍体植物自交不亲和性的表现形式、机制、应用、调控途径和遗传学研究，深入探讨了自交不亲和性在多倍体植物繁育中的重要性及相关机制。
结论部分展望了该领域未来的研究方向，希望能够为多倍体植物自交不亲和性的深入研究提供新的思路和方法。
本文对于了解多倍体植物自交不亲和性的机制和应用具有重要参考价值，对于推动相关领域的研究和发展具有积极意义。
【关键词】多倍体植物、自交不亲和性、研究进展、表现形式、机制研究、繁育应用、调控途径、遗传学研究、未来展望。
1. 引言1.1 多倍体植物自交不亲和性研究进展多倍体植物自交不亲和性是植物繁育中一个重要的遗传特性，自交不亲和性的存在可以有效地阻止植物进行自交，从而维持种群的遗传多样性。
随着现代分子生物学和生物技术的发展，对多倍体植物自交不亲和性的研究也取得了新的进展。
自交不亲和性是多倍体植物的一种重要的生殖障碍，其表现形式复杂多样。
一些多倍体植物显示出明显的自交不亲和性，即禁止自花授粉或自花结实，从而减少自交频率；而另一些多倍体植物表现出不完全的自交不亲和性，需要通过其他形式的授粉或受精才能实现杂交。
在多倍体植物自交不亲和性的机制研究方面，研究人员逐渐揭示了一些重要的调控途径和遗传因子。
一些关键基因的突变或表达异常可以导致自交不亲和性的破坏，从而影响植物的生殖成功率。
2. 正文2.1 多倍体植物的自交不亲和性表现形式多倍体植物的自交不亲和性是指植物在自花授粉或异花授粉时，由于一系列的生理和遗传机制而导致受精作用受到阻碍，从而降低了结实率和繁殖成功率。
多倍体植物的自交不亲和性表现形式主要包括以下几个方面：1. 终结子弹性：多倍体植物自交后的子代常常出现不育、畸形或死亡现象，这种自交终结子弹性可以有效地阻止植物通过自花授粉方式进行自交繁殖。
2. 早期自交抑制：多倍体植物在花粉萌发和花粉管生长等早期阶段，其自交受精作用受到抑制，导致自交结实率较低。
如何理解烟草等植物的自交不亲和
如何理解烟草等植物的自交不亲和？自交不亲和问题的提出一个基因如果存在多种等位基因的形式，这种现象就称为复等位基因。
复等位基因除了教材上提到的A B O血型之外，还有复等位现象就是植物的自交不亲和。
自交不亲和示意图问题：如何理解有些植物的自交不亲和？大多数高等植物是雌雄同株的，其中有些能正常自花授粉，但有部分植物如烟草等是自交不育的。
在烟草中至少有15个自交不亲和基因S1、S2、……S15构成一个复等位系列，相互间没有显隐性关系。
在烟草中，基因型为S1S2的植株的花粉会受到具有相同基因型S1S2的植株的花柱所抑阻，花粉不能萌发，但基因型为S1S2的花粉落在S2S3的柱头上时，S2的花粉受到仰阻，而S1的花粉不被抑阻，因而可以参加受精，生成S1S2和S2S3的合子（如图）。
自交不亲和可以分为三种：由于自交不亲和性，同一基因型的花粉落在同一基因型的柱头上是不能授精的，这在生产实践中就产生了这样一个问题，很多果树如苹果、梨、桃等都是通过扦插或是嫁接进行营养繁殖产生，它们的基因型是相同的，如果这些果树是自交不亲和的，那么整个果园的结实率就很低。
在这种情况下，通过在果园里添种一些不同基因型系列的授粉植物来供应合适基因型的花粉，从而可促使正常结实。
试题：自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。
如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代。
请回答问题：（1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S1、S2…S15）控制，烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精。
下表为不亲和基因的作用机制：将基因型为S1S4的花粉授于基因型为S2S4的烟草，则子代的基因型为；若将上述亲本进行反交，子代的基因型为。
自然条件下，烟草不存在S系列基因的纯合个体，分析原因是。
（2）科学家将某抗病基因M成功导入基因型为S2S4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株。
油菜杂交种种子生产技术—自交不亲和的原理
油菜自交不亲和系三系杂利用双交方式生产杂交种,后 又提出利用maintaince and multiplcation方 法生产双交杂种。
油菜自交不亲和系生产三杂交种
油菜自交不亲和制杂交种
甘蓝型油菜自交不亲和系配制杂种的原理
1、单交杂种
• 以甘蓝型油菜自交不亲和系作母本，以另一甘蓝型油菜品种 （或自交系）作为父本配成杂种。该法简单易行,但繁殖自交不
亲和系需要剥蕾授粉成本高,一般大田作物难以采用。
油菜自交不亲和系单交杂种生产模式
2、三系杂种
• 利用隐性的自交不亲和系通过三系法生产自交
作物育种学复习
作物育种学一、名词解释1、自交不亲和：是指具有完全花并能产生正常雌、雄蕊及正常雌、雄配子的植物,但自花授粉不能结实的特性;2、近等基因系：具有相似遗传背景、而只在个别性状上有差异的许多品种;3、种质资源：遗传育种领域内,把一切具有一定种质或基因的生物类型;4、育种目标：对所要育成品种的要求,即在一定地区的自然、栽培和经济条件下,对计划要选育出的品种应具有哪些优良性状以及各生物学和经济学性状上的具体指标;5、稳产：优良品种在推广的不同地区和不同年份间产量变化幅度较小,在环境多变的条件下能够保持均衡的增产作用;6、经济系数：收获指数harvest index,指生物产量转化为经济产量的效率,即经济产量与生物产量的比值;7、引种：广义的引种crop introduction指从外地或外国引入优良品种、新植物、新作物、品系以及供研究用的或有价值的种质资源或遗传资源材料;从生产的角度讲,引种是指从外地或外国引入优良新作物或新品种,通过适应性试验,直接在生产上推广种植;8、选择育种：是指对现有品种群体中出现的自然变异通过性状鉴定、选择,再经过品系比较试验,区域试验和生产试验培育农作物新品种的育种途径;9、驯化则是人类使植物适应新的地理环境能力、并对其加以改造和利用的过程10、间接鉴定：根据性状间的相关变异的原理,借助于与目标性状有高度相关的性状的表现来对目标性状进行的鉴定称为间接鉴定;11、直接鉴定：根据性状的直接表现对其进行鉴定的方法称为直接鉴定;12、田间鉴定：在田间栽培条件下,对有关性状进行的鉴定称为田间鉴定;13、室内鉴定：品质等生理生化性状则必须在实验室条件下,借助于某些实验仪器设备才能进行鉴定;14、自然鉴定：当被鉴定的性状在自然条件下能正常、充分地表现时在田间自然条件下对其进行的鉴定,这就称为自然鉴定;15、诱发鉴定：在人工诱发条件下所进行的鉴定称为诱发鉴定;16、杂交育种：不同品种之间杂交获得杂种,继而对杂种后代进行选择以育成纯系新品种的育种方法;17、组合育种：是将分属于不同亲本的优良基因通过杂交分离和重新组合,形成各种不同的基因型,通过定向选择育成集双亲优点于一体的新品种,其遗传机理主要是基因的重组和互作;18、超亲育种：将分散在不同亲本中控制同一性状的多个微效基因积累于一个个体中,形成在该性状上超过亲本的类型,其遗传机理在于基因的累加与互作;19、一般配合力：指某一亲本品种与其它一系列品种杂交后,杂种后代F1在某个性状上表现的平均值称为这一亲本品种在该性状上的一般配合力; 20、核心亲本：指综合性状优良、一般配合力高、在育种工作中使用频率高、以它们为亲本容易培育出新品种的种质材料;21、杂交方式：是指在一个杂交组合里要用几个亲本以及各个亲本杂交的先后次序;22、外照射：指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部某一辐射源,如钴源、X射线源和中子源等;23、内照射：将辐射源引人生物体组织和细胞内进行照射的一种方法;24、远缘杂交：通常将植物分类学上不同种species、属genus或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交称远缘杂交wide cross 或 distant hybridization,所产生的杂交种称远缘杂种;25、异附加系：是指某物种染色体组型的基础上,增加一对或两对其他物种的染色体,从然形成一个具有另一物种特性的新类型;26、异替换系：是指某物种的一对或几对染色体被另一物种的一对或几对染色体所取代而成为一新类型;27、异位系：是指某物种的一段染色体和另一物种的相应染色体的片段发生交换后,基因连锁群也随之发生改变外而产生的新类型;28、单倍体：是指含有配子染色体数的孢子体n;29、杂种优势：是生物界的一种普遍的现象,一般是指遗传性状不同的亲本杂交产生的杂种,在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等性状超过其双亲的现象;30、中亲优势：是指杂交种的某一性状的平均值与双亲P1和P2同一性状平均值差数除以双亲平均值;31、超亲优势：指杂交种F1的某一性状的平均值与高值亲本HP的同一性状平均值差数除以高亲平均值;32、超标优势：指杂交种F1的某一性状的平均值与当地推广品种CK同一性状的平均值差数除以CK平均值,也称为竞争优势;33、杂种优势指数：是指杂交种F1某一性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值;34、自交系：是经过多年多代的连续人工强迫自交和单株选择所形成的基因型纯合、性状整齐一致的自交后代;35、配合力：是指一个亲本与另一个亲本杂交后所产生的杂种一代的生产力或其它性状表现的水平;36、特殊配合力：是某特定的组合F1的某一性状数值与双亲的一般配合力数值的偏差;37、雄性不育：是指不能产生有功能的雄性配子而失去生殖功能的特性;38、高不育系：是指有少量自交结实的不育系,这种自交结实的种子能够使高不育特性得以遗传;39、田间试验设计按照试验的目的要求和试验地的具体情况,将各试验小区在试验地上作最合理的设置和排列,称为田间试验设计;40、重复：重复是指试验中将同一试验处理设置在两个或两个以上的试验单位上;41、随机排列：随机排列是指试验中的每一处理都有同等机会设置在一个重复中的任何一个试验小区上;42、局部控制：在小环境或小组内使非处理因素尽可能一致,实现试验条件的局部一致性,这就是局部控制;43、边际效应：指小区两边或两端植株的生长环境与小区中间植株的生长环境不一致而表现出差异；44、生长竞争：指当相邻小区种植不同作物或相邻小区进行不同肥料等处理时,由于株高、分枝分蘖力或生长期的不同,小区边际通常有一行或多行受到影响;45、区域试验：由品种审定机构在省级或省级以上的范围内按不同生态区域统一布置的、以鉴定作物新品种使用价值和适应区域范围的一种多点试验;46、品种适应性：作物品种对环境的适应范围和在一定范围内的适应度;47、品种稳定性：生物体能自身调节表现型的状态,以适应于变动的环境,使其生长发育,并保持主要性状相对稳定的能力;48、作物细胞工程：以作物细胞和组织培养技术为基础发展起来的一门学科;它以细胞为基本单位,在体外in vitro条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿产生某种物质的过程;21、胚胎培养是指使胚及具胚器官如子房、胚珠在离体无菌培养条件下简答题：1、简述天然异交率的测定过程;答：在作遗传试验确定自然异交率时,应选用遗传简单的、由单基因控制的性状作为标志性状;通过选用具有相对性状差异的品种间异交情况进行测定;一般作法为：选具隐性性状的品种作母本,用具纯合显性性状的另一品种作父本;按父、母本成间行或围绕式种植,任其自由授粉,从母本植株上收获种子,统计F1群体中显性性状个体百分率,即为自然异交率;＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋０００００００＋０＋０＋０＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋０＋０＋＋０００００００＋０＋０＋０＋┇┇父母本间行种植围绕式种植＋父本０母本自然异交率%＝F1中显性个体数／F1总个体数×1002、制定作物育种目标的原则;答：一、立足当前、展望未来、富有预见性；二、突出重点、分清主次、抓主要矛盾；三、明确具体,性状指标落实；四、必须面向特定的生态地区和栽培条件;3、简述“纯系学说”的主要内容;答：1.在自花授粉植物的自然品种群体内,通过单株选择可以分离出若干个纯系,表明原始群体是由若干种纯系组成的混合群体,这种基于种群本身的分化,对其进行选择是有效的;2.在同一纯系内继续进行选择是无效的;因为同一纯系群体内各个体的基因型都是纯合的而且是相同的,在同一纯系内,不同的性状由于受到环境条件的影响而表现出一定的变异性,但这些变异只影响个体的体细胞,而不影响生殖细胞,即这些变异性是不能遗传的,因而对其进行选择是无效的;3、纯系学说还强调了通过后代鉴定来判断所得到的变异是否属于遗传,这一结论对作物的选择育种工作具有重要的指导意义;4、试述选择育种的基本原理★选择育种的基本原理是利用作物品种群体的自然变异和纯系学说;★纯系是自花授粉作物一个纯合体自交生产的后代,即同一基因型组成的群体;★纯系学说是自花授粉作物纯系育种的理论基础之一,它把变异分为可遗传变异和不可遗传变异,在育种工作中,通过后代坚定选择可遗传的变异;★作物群体自然变异的原因：1自然变异引起基因重组；2自然变异；3新育成品种群体中的变异;5、简述杂交育种的原理1、基因重组,综合双亲优良性状2、基因互作产生新的性状3、基因累积产生超亲性状6、简述选配亲本的一般原则（一）杂交的亲本必须具有较多的优点,无突出的缺点,而且在主要性状上优缺点应尽可能达到互补,并且主要性状突出;1.亲本优点多；2.目标性状突出；3.缺点少而且易克服；4.亲本间优缺点互补;其中重点是优缺点互补;其基本遗传理论是基因的分离和自由组合规律; （二）亲本之一最好是能适应当地条件、综合性状较好的推广品种（三）注意亲本间的遗传差异,选用生态类型差异较大、亲缘关系较远的亲本材料相互杂交（四）杂交亲本应具有较好的配合力7.杂种后代处理的方法、程序及各种方法的优缺点：杂种后代处理的方法有：一系谱法：从杂种的第一次分离时代单交F2,复交F1开始,进而进行连续性的单株选择,直到选得优良而又整齐一致的系统,进入产量比较试验;程序：亲本选配,配置组合—→点播,组合编号,淘汰不好组合,去除假杂种、杂株、劣株；分组混合收获、脱粒—→按组合点播品,选优良单株,分株收获和脱粒→ F2中选择单株点播种或株行；选出优良系统再从中选择优良单株,分株收获和脱粒—→按系统把中选单株播成系统,选优良单株,分株收获脱粒,少量稳定品系进行产量试验—→边实验边选择—→稳定品系、进行生产试验、繁殖种子、示范推广;优点：1能较早集中精力于优良株系,可及时组织试验、示范、繁殖； 2系统间的亲缘关系十分清楚,便于查源,便于研究;缺点：1中选率低,多基因控制的性状易丢失；2工作繁重;二混合法：程序：亲本选配、配置组合—→混合播种、混收、混脱粒—→F1—→F2—→F3—→混合播种、开始选株单收、脱粒—→F5入选单株、种成株行—→产量试验,繁种;优点：1早代不选,混收混种,工作简单；2与系谱法比,多基因控制的优良性状不易丢失;缺点：1可能丢失早熟、耐肥、矮杆等类型；2单株难选,因对单株的上下代历史关系不清楚,不能进行比较,优良类型不易确定,评定取舍较难；3选育年限较长;9、衍生系统的工作要点衍生系统法的工作要点是：在第一次或第二次分离世代进行一次选株,以后世代则混播该单株的衍生系统即单株的混合群体而不加以选株,对衍生系统进行测产作为评定优劣的参考,根据综合性状和测产的结果淘汰不良系统,并逐代明确优良的系统;保留优良的系统不再选株,在淘汰系统中的不良单株后混合收获,下年混播;直到性状趋向于稳定的世代F5～F6再进行一次选株,下年种成株系,从中选择优良系统进行比较试验,直至育成新的品种;10、衍生系统的特点衍生系统法实际上是系谱法和混合法相结合的一种方法,它兼有系谱法和混合法的优点,又在不同程度上消除了两者的缺点;衍生系统法可以在F2或F3针对遗传力高的性状进行选择,而在后期世代针对遗传力低的性状进行选择;与系谱法相比,在早期世代按株系种植,可以尽早获得优良的株系,发挥了系谱法的长处;采用系谱法要连续在系统内选择单株,选株太多会增加工作量,选株太少又可能丧失优良的基因,而采用衍生系统法不会使所处理的材料在若干世代内增加太多,又可在系统内保存有大量的变异,弥补了系谱法的不足;与混合法相比,在早期世代选株后,按衍生系统混合种植,既减少了工作量,又保存了系统内的变异,又由于分系种植,可以减少在混播条件下群体内不同类型间的竞争,这是混合法难以比拟的;另外,采用衍生系统法能集中精力于有希望的优良材料中进行选择,可以减少在选择世代大量选株的工作量;如果将衍生系统法与系谱法用于不同类型的杂交组合,并加以灵活应用,则可以大大提高育种工作的效率;11.简述单籽传法的优缺点优点：1在育种过程中,尽可能保存杂种群体的遗传变异的多样性；2加速杂种群体世代进展的有效途径;缺点：1尽管可加速群体世代进展,但品系的纯化和稳定不及系谱法；2产量试验时差异很大；3每个单株只取一粒种子,可能丢失部分优良基因型,而不理想基因型则予以保留;12.简述回交育种的意义1用于改良品种； 2用于杂种优势利用的育种工作,如将选育雄性不育系或导入标志性状； 3用于远缘杂交工作； 4用于打破基因连锁; 13.简述回交育种法的特点1回交能对杂种群体进行控制,使其向预定的方向发展,增加育种工作预见性； 2便于加代； 3减少中间试验环节;14.简述回交育种工作的局限性1只能对个别性状进行改良,并且改良后的品种难推广； 2多基因控制的性状难以改良、杂交工作量大； 3在目标性状与不利性状紧密连锁时,回交育种有较大的难度； 4回交群体回复为轮回亲本基因型常出现偏离;15.辐射育种中辐射处理的方法及特点答：辐射处理主要有两种方法,即外照射和内照射;1外照射：指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部某一辐射源,如钴源、X射线源和中子源等;特点：方法操作简便,处理量大,是最常用的处理方法;外照射方法又可分为急性照射与慢性照射,以及连续照射和分次照射等各种方式;急性照射与慢性照射的区别主要在剂量率的差异,急性照射剂量率高,在几分钟至几小时内就可完成,而慢性照射的剂量率低,需要几个星期至几个月或几年才能完成;连续照射是在一段时间内一次照射完毕,而分次照射则需间隔多次照射才能完成;2内照射：将辐射源引人生物体组织和细胞内进行照射的一种方法;特点：①内照射是一种慢性照射,进入植物体内的放射性元素在衰变过程中不断放出射线作用于植物体；②放射性元素在体内的分布极不均匀,一般在生长点、形成层放射性较高；③放射性元素不断衰变,如果这些放射性元素已成为遗传物质核酸的成分,其衰变本身也会有一定的诱变效应;内照射的主要方法有：1浸泡法;将种子或嫁接的枝条放人一定强度的放射性同位素溶液内浸泡;要求事先对种子在一定浸种时间内的吸水量进行大致测定,以确定所需配制放射性溶液的体积,以便在处理时间内将放射性溶液全部吸干;2注入法;将放射性溶液注入植物的茎秆、枝条、叶芽、花芽或子房内;3施人法;将放射性同位素溶液施人土壤中使植物吸收;4合成法;供给植物14CO2,使植物通过光合作用将放射性的14C同化到代谢产物中引起变异;进行植物内照射时一定要十分注意安全防护,在实验室内严格遵守放射性实验室的操作规程,严防放射性污染;16.简述化学诱变剂的特点答：①诱发突变率较高,点突变多,染色体损伤轻,不引起染色体断裂；②生理代谢损伤大,容易引起生活力和可育性下降；③使用所需的设备比较简单,成本较低,诱变效果较好；对人体更具有危险性17.简述诱变育种的特点答：1提高突变率,扩大突变谱一般诱变率在千分之一左右,多种诱变因素可使突变率提高到3%;2改良单一性状比较有效,同时改良多个性状较困难3性状稳定快,育种年限短诱发的变异大多是一个主基因的改变,因此稳定较快,一般经3~4代即可基本稳定,有利于较短时间育成新品种;4诱发突变的方向和性质难于掌握突变类型多种多样,但有益变异性状少,要求大群体;诱变育种与其它育种方法的结合杂交育种与诱变育种诱变育种与生物技术复合诱变18.简述秋水仙破的作用机理答：特异地与细胞分裂中蛋白分子结合抑制纺锤丝的形成,但不影响染色体的复制,因此复制的染色体不能向细胞的两极分开,使细胞中的染色体数目加倍而形成多倍体;细胞在秋水仙碱处理后,用清水洗净残留的秋水仙碱,细胞可恢复正常;秋水仙碱在适当的浓度范围内,对植物细胞基本上无毒害作用,药剂在细胞中扩散后,无明显的毒害作用,遗传上一般不发生其他变异;19.单倍体在育种上的运用价值答：1缩短育种年限 2克服远缘杂交的困难 3提高诱变育种的效率 4合成育种新材料20.利用杂种优势必需的基本条件答：1、有基因型纯合度高的优良亲本和强优势的杂交组合2 、异交结实率高3、繁殖与制种程序简单易行,种子生产成本低1亲本的繁殖简单易行,便于保持亲本的纯度,提高亲本的种子产量；2杂交制种简单易行,制种产量高；3有健全的种子生产和管理体系;21、简述杂种优势利用中对杂种亲本的要求4分答： a．纯度高基因型纯合,表现型才能整齐一致;b.具有较高的一般配合力一般配合力高的自交系,才能组配出强优势的杂种品种;c．具有优良的农艺性状纯系或自交系农艺性状的优劣直接影响杂种的相应性状;d．亲本自身产量高,开花习性符合制种要求22、简述杂种品种的亲本选配原则4分答：选配亲本的原则概括起来就是配合力高、差异适当、性状好、制种方便、制种产量高;一配合力高根据配合力测定结果,选择配合力高,尤其是一般配合力高的材料作亲本;两个亲本的配合力最好都高,这样容易得到强优势的杂种一代;若受其他性状的限制,至少应有一个亲本是高配合力的;不能用两个配合力低的亲本进行杂交;如采用的是多亲本配制杂交种如双交,则应将最高配合力自交系放在最后一次杂交;二亲缘关系较远两个亲缘关系较远,性状差异较大的亲本进行杂交,常能提高杂种异质结合程度并丰富其遗传基础,表现出强大的优势和较好的适应性;亲缘关系远近有以下表述形式：1．地理远缘国内材料和国外材料,本地材料和外地材料进行组配,由于亲本来自不同的生态区域,可增大杂种内部的基因杂合度,因而优势较大;例如我国推广面积较大的杂种玉米丹玉6号旅28×330和杂种高粱原杂12号原新1号A ×平罗娃娃头等都是地理远缘的品种间杂种;2．血缘较远如选育杂种棉花,以岱字棉系统和斯字棉系统进行组配,由于双亲遗传差异较大,优势表现强大;若亲本血缘近,则异质性不大,优势不明显;3．类型和性状差异较大如玉米硬粒型和马齿型,高粱的南非类型,亨加利类型和中国类型杂交,F1具有强大的杂种优势;三性状良好并互补亲本应具有较好的丰产性和较广的适应性,通过杂交使优良性状在杂种中得到累加和加强,特别是杂种优势不明显的性状,如成熟期、抗病性以及一些产量因素等;杂种的表现多倾向于中间型,只有亲本性状优良,才能组配出符合育种目标要求的杂种一代;任何品种系都会有缺点,但要尽量选优点多、主要性状突出、遗传率高、缺点少且易克服,而且双亲优缺点可以互补的品种系作亲本;亲本在遗传上还应是稳定的,亲本种子要纯度高、质量好;利用雄性不育性时,不育系的不育度和恢复系的恢复力都要高;四亲本自身产量高,花期相近亲本自身产量高可以提高繁殖亲本和制种的产量,有利于降低杂种成本;若不受其他因素限制,应以两亲中产量较高的一个亲本作母本,两亲花期相近并以偏早的作母本,这样可避免调节花期的麻烦,保证花期相遇;父本植株最好略高于母本以利于授粉;23.简述化学杀雄剂必须具备的条件4分答：1处理母本后仅能杀伤雄蕊,使花粉不育,不能影响雌蕊的正常发育； 2处理后不能引起遗传变异；3处理方法简便,药剂便宜、效果稳定；4对人、畜无害、不污染环境;24、优良“三系”的要求技术指标：不育系：1不育度高且稳定,不育度和不育率达到或接近100%；2具有良好的开花习性,雌性器官发育正常,花期长,每朵花开放时间长,柱头外露等,有利于接受父本花粉,提高制种产量;3综合性状良好,配合力高,品质好,抗性强,易配置出强优势组合;保持系是不育系的同核异质体,在相当大的程度上可以说有什么样的保持系就有什么样的不育系,所以对优良不育系的要求也是对保持系的要求, 在选育工作中应该先按要求选育保持系然后再通过保持系传递给不育系;恢复系：1恢复系是一个群体整齐性状一致结实正常的纯系；2它能使不育系的不育性完全恢复正常；3它的恢复性不因世代的增加或环境的改变而变化；4恢复力强,配合力好,具有高产潜力,优良性状多5遗传基础丰富,能与不育系保持较大的遗传距离；6株高稍高于不育系,花期较长,花粉量大,有利于异交结实7品质好,抗性强;26.图示说明“三系二围制”利用杂种优势6分答：不育系繁殖田杂交制种田隔离区I繁殖不育系和保持系隔离区II杂交制种和繁殖恢复系不育系×保持系不育系×恢复系Srf rf↓Nrf rf Srf rf↓S或NRf Rf↓↓自交与姊妹交↓↓自交与姊妹交不育系保持系杂交种恢复系Srf rf Nrf rf SRf rf S或NRf Rf图三系法利用杂种优势示意图27.简述两系杂种品种选配原则4分。
草育种学雄性不育和自交不亲和进展
C. S1显性（ S1>S2）则不亲和
D. 竞争减弱 S1存在削弱S2，S2存在削弱S1，结果为弱亲和。
自交不亲和性的机理
• 花粉决定因子 AhSLF-S • S-核酸酶 S-RNase
A 表达载体
胞质可育基因为N； 核不育基因r； 核可育基因R。
三系配套
质核不育性遗传的复杂性
孢子体不育：花粉的育性受孢子体基因型所 控制。
孢子体基因型为rr 花粉全部败育； 孢子体基因型为RR 花粉全部可育； 孢子体基因型为Rr 产生的花粉中有R也有 r，但均可育，自交后代分离。 如：玉米T型不育系、水稻野败型不育系等
配子体不育
配子体内核基因为R 该配子可育； 配子体内核基因为r 该配子不育。 S(Rr) 后代一半花粉可育
如：玉米M型育胞质基因载于何处？
它如何与核基因相互作用 而导致不育？
光、温敏核不育
﹡水稻光敏核不育材料： 长日照条件下为不育 (＞14h，制种)； 短日照条件下为可育 (＜13.75h，繁种)。 ﹡水稻温敏核不育材料： ＞28℃，不育； ＜23-24℃育性转为正常。
育性恢复基因 花粉致死基因 筛选标记基因
B SPT (seed production technology)技术原理 水稻隐性核不育系（ms/ms)
载体转化
水稻核保持系（ms/MS-SPT)
荧光色选技术
隐性不育系(ms/ms)
核保持系(ms/MS-SPT)
雄性不育(male sterility)的类别
质不育型
目前已在270多种植物中发现
有细胞质雄性不育现象
自交不亲和
纯 x 杂
S1 S1 x S1 S2
2、无相同基因
S1 S1
X
完全不同
完全亲和
S2 S2
S1 S1 X S2 S3
孢 子 体 自 交 不 亲 和 性
亲和与否取决于产生花 粉的个体携带的S基因 S s s S 是否与母本相同
I
Sx Sx Sx Sy Sx < Sy
Sy Sy
II
Sx Sx Sx Sy
开花前用5%的食盐水喷雾处理，每隔2~3d 喷一次，任其自由授粉，虽然结实率不如 蕾期授粉，但成本低得多（张文邦1984） 。
• 让自交不亲和的植株在隔离区内自然授粉，所收 获的种子即为自交不亲和种子。假定育成的自交 不亲和系的花期系内株间自然授粉的亲和指数是 0.5，蕾期授粉的亲和指数是4，那么，自然授粉8 朵花就能得到人工蕾期授粉1朵花的种子数。而且 在一植株上自然授粉能利用的花蕾数远远大于人 工授粉的花蕾数，所以实际上每一植株收获的种 子比人工蕾期授粉多。但连续多代花期自然授粉 会使花期自交亲和性逐渐提高，应每隔两三代测 定一次亲和指数，选择花期亲和指数低的株系供 亲本繁殖用。
自交不亲和系的选育和利用
研一：王耀文
自交不亲和系的选育和利用
自交不亲和系的概念 自交不亲和性的遗传和生理机制 选育自交不亲和系的方法 自交不亲和系的繁殖 利用自交不亲和系制种的方法
自交不亲和系
概 念
指两性花植物，雌雄性器官正常，在不同基
因型的株间授粉能正常结籽，但是花期自交
自交不亲和性
self-incompatibility
利用自交不亲和系制种的方法
• 为了降低杂种种子生产成本，最好选用正 反交杂种优势都强的组合。这样的组合， 正反交种子都能利用。如果正反交都有较 强的杂种优势，并且双亲的亲和指数、种 子产量相近时，则按1:1的行比在制种区内 定植父母本。如果正反交优势一样，但两 亲本植株上杂种种子产量不一样时，则按 1:2~3行的比例种植低产亲本和高产亲本。
自交不亲和
自交不亲和自交不亲和是指个体自交（自我配对）后产生的不适应性现象。
在生物学中，自交不亲和现象已经被广泛研究，需要注意的是，它不仅仅存在于哺乳动物世界中，也存在于植物和其他生物种群中。
在本文中，我们将介绍自交不亲和现象的相关内容。
什么是自交不亲和？自交不亲和是指，半同胞或全同胞个体之间进行自交配后，其后代形成的数量、生长速度和内在的稳定性等生物学特性均显著下降。
这种不适应性现象在哺乳动物和植物的群体中都有所观察。
事实上，自交不亲和现象在植物界中是比较普遍的现象。
自交不亲和现象的原因是多方面的。
一方面，自交不亲和现象可能是由于基因重组的缺失导致遗传性状不稳定，从而造成一些不适应性后代的出现。
另一方面，自交不亲和现象还可能是由于近亲交配造成的基因掩盖，从而令一些潜在的害基因显现出来。
自交不亲和现象的影响自交不亲和现象对个体、种群和生态系统都可能产生影响。
从个体层面来看，自交后代数量下降、生长速度减缓、营养不良等因素可能会对其生存能力和繁殖力产生直接的负面影响。
而从种群和生态系统的角度来看，自交不亲和现象可能对物种的适应性、物种生命周期、生物环境和地理分布范围等方面都产生潜在的影响。
自交不亲和现象对农业、林业等领域也可能带来一些负面影响。
例如，在农业领域中，若大面积进行自交不实践可能会导致一些重要作物的减产，从而造成自然环境的恶化和人类社会的影响。
如何避免自交不亲和现象为了避免自交不亲和现象，可以采取多种方法。
例如，一些自交不亲和物种可以通过引入异交种来改善其遗传多样性。
同时，对于那些需要自交而不能避免的物种，我们可以采取一系列的育种措施，包括选择高适应性、高稳定性的自交株，以及采取适当的代交方法等等。
在实际操作中，了解自交不亲和现象的发生规律对于我们采取科学、实际的措施来避免自交不亲和现象具有重要的作用。
总体来看，自交不亲和现象是一种普遍存在的不适应性现象，其针对所有生物种群均有潜在影响。
了解其产生机理、寻求避免方法能够为人类社会不断发展和创新提供支持。
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自交不亲和性
现代遗传学告诉我们，近交可引起隐性有害基因的纯合，导致近交衰退。
植物固着生长无法移动，雌雄同花植物的花粉易取“近水楼台”之便而自花授粉，产生比近交更为严重的遗传效应。
植物是如何防止自花授粉的呢？原来植物都会“以逸待劳”，利用风力、水流、昆虫等媒介尽可能远距离传播花粉。
而且，许多显花植物还有一项特殊本领，即便是正常可育花粉落到“自己的”柱头上也会阻止其完成受精过程，这就是所谓自交不亲和性。
自交不亲和性在植物界中广泛分布，超过60%的被子植物都有这种特性，涉及大约320多个科。
自交不亲和指具有完全花并可以形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。
具有自交不亲和性的作物有甘蓝、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜和甘薯等。
一、自交不亲和的类型
根据花粉识别特异性的遗传决定方式，自交不亲和性分为配子体自交不亲和性和孢子体自交不亲和性两种类型。
1．配子体型自交不亲和性（GSI）
花粉在柱头上萌发后可侵入柱头，并能在花柱组织中延伸一段，此后就受到抑制。
花粉管与雌性因素的抑制关系发生在单倍体配子体（即卵细胞与精细胞）之间。
常见于豆科、茄科和禾本科的一些植物。
这种抑制关系的发生可以在花柱组织内，也可以在花粉管与胚囊组织之间；有的甚至是花粉管释放的精子已达胚囊内，但仍不能与卵细胞结合。
2．孢子体型自交不亲和性（SSI）
花粉落在柱头上不能正常发芽，或发芽后在柱头乳突细胞上缠绕而无法侵入柱头。
由于这种不亲和关系发生在花粉管与柱头乳突细胞的孢子体之间，花粉的行为决定于二倍体亲本的基因型，因而称为孢子体型自交不亲和性，多见于十字花科和菊科植物。
二者发生不亲和的部位不同：孢子体型自交不亲和性发生于柱头表面，表现为花粉管不能穿过柱头，而配子体型自交不亲和性发生在花柱中，表现为花粉管生长停顿、破裂。
远缘杂交不亲和性常会表现出花粉管在花柱内生长缓慢，不能及时进入胚囊等症状。
二、自交不亲和的机理
二十世纪初，伴随经典遗传学的诞生，人们开始通过杂交实验和野外调查研究自交不亲和现象。
自交不亲和性涉及到植物对“自己”还是“异己”的识别，与生物界其它的“识别系统”如人的主要组织相容性复合体（MHC）一样，自交不亲和性在遗传上需要标记个体身份的特异性，在群体中需有这种身份标记的多样性。
不论配子体型还是孢子体型，自交不亲和性在遗传上都是由特定的复等位基因控制的。
二十世纪八九十年代，人们逐步利用分子生物学手段研究这种受粉相关性状的基因基础及分子机理。
植物受粉从花粉落在柱头上开始，经过粘附、水合、萌发，花粉管生长，直至到达胚珠完成受精作用。
在这个过程中，花粉或花粉管细胞携带自身信息，不断感知来自柱头或花柱道细胞的外部信号，当“识别”发生后，迅速作出“生死抉择”。
通过不同的信号转导级联反应，“异己花粉”顺利完成受精过程，“自己花粉”的生长则被阻止。
植物自交不亲和反应的识别可以发生在受粉过程的不同阶段。
目前认为植物自交不亲和反应的分子细胞机理是在花粉或花粉管中诱发了细胞程序性死亡。
据科学家对烟草属植物的研究，发现有一组复等位基因S（烟草有15个）控制着自交不亲和性的遗传。
大多数植物的自交不亲和性是由单一的复等位基因位点控制，称为S位点。
S位点一般包含两类基因：决定花柱识别特异性的花柱S基因和决定花粉识别特异性的花粉S基因。
当花粉粒所携带的S等位基因与雌蕊的基因相同时，花粉管就不能在花柱组织中延伸，或生长很缓慢而终于不能与卵细胞结合；反之，花粉就发芽正常，能参与受精作用。
三、自交不亲和的意义和应用
野生植物大多通过自交不亲和性促进异交限制自交，异交植物所需交配资源多成本高，但可以增加个体的遗传杂合度，使植物在面对复杂多变的自然环境时有了更多适应性表达的从容与可能。
植物自交不亲和性不仅是一个值得深入研究的生物学问题，在生产实践中也有重要应用价值。
二十世纪四五十年代，育种家开始利用自交不亲和系配制杂种，利用自交不亲和系做母本，与其他自交不亲和系、自交系或正常品系进行杂交，既避免了去雄操作，省时省工，又可以通过远缘杂交获得杂种优势。
二十世纪七十年代，我国科学家利用十字花科自交不亲和机制育成了甘蓝型杂交油菜，大幅度提高了油菜产量和品质，在甘蓝、大白菜和萝卜等蔬菜育种中也有很好的应用。
例题
1.（18分）
植物的自交不亲和性是指当花粉落在自身柱头上时，花粉不能够正常萌发或穿过柱头，无法完成受精作用，表现为自交不能结实的现象。
为了将白菜中的自交不亲和基因转入甘蓝型油菜，培育自交不亲和油菜，科研人员进行了图1所示的杂交实验。
（1）据图分析，F1的染色体组成为___________________，其中C组染色体有_________条。
由于C组染色体在减数分裂时会随机移向某一极，F1形成染色体组成为AC的配子的几率为_____________，因而F1与亲代母本杂交可获得染色体组成为AACC的BC1植株，选育得到自交不亲和的纯系植株植株M。
植株M自交不亲和的原因是F1___________________________。
______________________________________
（2）科研人员以得到的纯系植株M与纯系甘蓝型油菜杂交，得到子一代，子一代植株自交获得的510株植株中，369株为内交亲和植株，其余为自交不亲和植株，初步判断自交不亲和性状是____________性状。
对子一代植株进行测交，调查测交后代植株群体的亲和性分离情况，可验证该假设。
符合预期的结果是_______________________________________。
（3）研究发现，油菜自交不亲和性与S位点的基因型有关，机理如图2所示。
①S位点基因有四种不同类型，它们的差异是碱基对的____________________不同。
②据图分析，落在柱头上的油菜花粉是否能萌发决定于_________________________。
③自交不亲和现象有利于防止自交退化，保持油菜的___________________多样性。
（4）进一步研究发现，S位点SLG、SCR、SRK三个基因组成，但三个基因作为一个整体向后代传递，其原因是_____________________________________。
【答案】（除注明外，每空2分，共18分）
（1）AAC 9 1/512（或“（1/2）9”）
有一个A 染色体组来自白菜，带有自交不亲和基因
（2）隐性（1分）
自交亲和与自交不亲和植株各占1/2（或“自交亲和:自交不亲和=1:1”）（1分）
（3）①排序 ②父本S 位点的基因组成中是否具有与母本相同的类型
③遗传（或“基因”）
（4）三个基因之间不发生交换（或交换的概率极低）
2．（16分）自交不亲和性是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花传粉或同一品系内异花传粉的现象。
如某品种烟草为二倍体雌雄同株植物，却无法自交产生后代。
请回答问题：
（1）烟草的自交不亲和性是由位于一对同源染色体上的复等位基因（S 1、S 2…S 15）控
制，以上复等位基因的出现是 的结果，同时也体现了该变异具有 特点。
（2）烟草的花粉只有通过花粉管伸长（花粉管由花粉萌发产生）输送到卵细胞所在处，才能完成受精。
下表为不亲和基因的作用机制：
亲本组合 S 3S 4♂×S 1S 2♀ S 1S 2自交 S 1S 2♂×S 1S 3♀ 花粉管萌发情况 基因型为S 3和S 4的花粉，其花粉管都能伸长 基因型为S 1和S 2的花粉，其花粉管均不能伸长 只有基因型为S 2花粉，其
花粉管能伸长
将基因型为S 1S 4的花粉授于基因型为S 2S 4的烟草，则子代的基因型为 ；若将上述亲本进行反交，子代的基因型为 。
自然条件下，烟草不存在S 系列基因的纯合个体，分析原因是 。
（3）科学家将某抗病基因M 成功导入基因型为S 2S 4的烟草体细胞，经植物组织培养后获得成熟的抗病植株。
如图，已知M 基因成功导入到S 2所在II
号染色体上，但不清楚具体位置。
现以该植株为 （父
本或母本），与基因型为S 1S 2的个体杂交，根据子代中的抗病个体
的比例确定M 基因的具体位置。
Ⅰ．若后代中抗病个体占 ，则说明M 基因插入到S 2
基因中使该基因失活。
Ⅱ．若后代中抗病个体占 ，则说明M 基因插入到S 2基因之外的其它部位。
【答案】（每空2分，共16分）
（1）基因突变多方向性
（2）S1S2和S1S4S1S2和S2S4
如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精（3）父本50% 0。