远缘杂交育种
第9章远缘杂交育种ppt课件
思考题 1、什么是远缘杂交？举例说明远缘杂交在作物 育种中有何特殊作用。 2、什么是异代换系、异附加系、易位系？ 3、远缘杂交会遇到哪些困难？ 4、克服远缘不亲和的办法有哪些？
2、对远缘杂种后代分离的控制
（1）杂种一代染色体加倍 杂种一代是双单倍体，加倍后形成纯合
的双二倍体，不分离、稳定。 （2）回交
可使杂种的同源的染色体数目增加，配 对趋于正常，使杂种较快稳定。
（3）诱导杂种产生单倍体
花粉（花药）培养成单倍体，经加倍获得 稳定的纯合二倍体成为稳定个体。
（4）诱导染色体易位
重复授粉。利用雌蕊发育程度和生理状况 的差异，多次授粉，促进结籽。
混合授粉。 提前或延迟授粉
（5）柱头手术。 柱头移植：父本花粉授在同种植物柱头上， 然后在花粉管尚未完全伸长之前切下柱头， 移植到异种的母本花柱上；或先进行异种 柱头嫁接，待1-2天愈合后授粉。
花柱截短：将母本花柱切除或剪短，直接 授上父本花粉。
（二）杂交不亲和的原因及克服方法 1.表现： （1）受精过程受阻 花粉粒不萌发或花粉管伸入柱头前破裂。 花粉管进入柱头，但达不到子房。 花粉管进入子房后不能完成正常受精。 （2）幼胚发育受阻 （3）胚乳败育 ❖ 结果：不能得到种子
2、克服办法 （1）亲本选择，确定适当母本 ➢ 广泛测交 ➢ 在栽培种与野生种杂交时，以栽培种为母本。 ➢ 在染色体数目不同时，以数目多的作母本。 （2）桥梁法(媒介法）
第一节 远缘杂交育种的重要性
(四)诱导单倍体
▲香味烟草×心叶烟草→烟草 单倍体 ▲普通大麦×球茎大麦→ 大麦 单倍体（68%） (F1球茎大麦 染色体消减) ▲普通小麦×玉米→单倍体小 麦（40%） ▲硬粒小麦×玉米→单倍体玉 米硬粒小麦
远缘杂交在育种上的应用
远缘杂交在育种上的应用远缘杂交，这个名字听起来有点复杂，其实它就像是为植物找对象，给它们牵线搭桥，帮它们“相亲”。
想象一下，在大自然的舞台上，各种植物就像一群年轻人，个个都希望找到自己的“另一半”。
远缘杂交就是让不同种类的植物交配，像是给它们打开了一个全新的社交圈子。
哎，谁说植物不需要爱情呢？经过这样的“相亲”，它们的基因就会发生变化，产生出新的后代，可能更健康、更抗病，甚至更能适应各种环境，这可真是“化腐朽为神奇”的一招呀！说到育种，大家可能会想到那些研究员穿着白大褂，手里拿着试管，像是在进行什么高深的实验。
育种就是把最好的基因选出来，进行“优胜劣汰”，不然就跟我们平时打游戏升级一样，选个厉害的角色，打怪更轻松嘛。
通过远缘杂交，植物们的基因池就像是多了几条“好汉”，让他们在面对病虫害时更有底气，更能顽强抵抗。
这就好比一个团队，大家各显神通，齐心协力，才能打赢这场“抗战”！很多人对远缘杂交的印象可能停留在课本上，觉得这只是个理论。
不过，实际应用起来，效果可真是让人眼前一亮。
比如说，农民们种的玉米，有的口感特别好，有的却可能受虫子侵犯。
通过远缘杂交，科学家们可以将口感好、抗病虫的基因结合在一起，培育出既好吃又能抵抗虫害的新品种。
想想看，以后吃玉米时再也不用担心虫子啦，简直是天上掉下来的馅饼！再说说水果，大家爱吃的苹果、橙子等等，通过远缘杂交也能变得更加美味可口。
比如，有的苹果原本酸得让人直皱眉头，通过杂交，搞定了酸味，变得甜蜜得让人心动。
每当咬下一口，简直像是咬到了阳光，幸福感满满。
这种“甜蜜的负担”，可不是随随便便就能有的，都是科学家们在背后辛辛苦苦研究的成果，真是让人感慨不已。
远缘杂交也不是没有挑战的。
有人可能会担心，交配后出来的植物会不会“变味”呢？其实呀，科学家们都是有备而来的。
每一个步骤都经过严格的筛选，确保新种的优点远远超过缺点。
就像你挑对象时，总得先了解对方的背景、性格，才敢心动嘛。
远缘杂交育种
第9章 远缘杂交育种
二、远缘杂交的意义与作用
1.合成新物种—生物进化的因素之一
X
？
第9章 远缘杂交育种
人工合成新物种,扩大和丰富了 育种的种质资源和遗传基础
（1）完全双二倍体
由两个亲本， 两套来源和性 质不同的染色 体组结合而形 成的新物种， 其染色体数目 为双亲染色体 的总和。
第9章 远缘杂交育种
第二节 远缘杂交不易交配 的原因及其克服方法
不亲和性：花粉不萌发，花粉管不伸入柱头，花粉
管生长缓慢或破裂，花粉管达不到子房,雌雄配子不 结合形成合子，合子胚不发育，幼苗死亡等现象。
第9章 远缘杂交育种
一、不易交配性原因
1.花器构造的隔离；
如: 亚洲棉×雷蒙德氏棉花粉萌发、花粉管 伸长和受精正常；雷蒙德氏棉×亚洲棉母本的 花柱比父本长，杂交不亲和。
第9章 远缘杂交育种
2.外源基因导入及种质资源创新，选育 新品种
中3（普通小麦与天兰偃 麦草2n=42， BBEEFF ）、科春14及 其属间杂种异源八倍体， 它能抗多种病害，以它与 普通小麦杂交可获得抗病 品种。
第9章 远缘杂交育种
中3与科春14及其F2分离后代的不同穗型
第9章 远缘杂交育种
第9章 远缘杂交育种
4、采用特殊的授粉方式：
混合授粉；重复授粉；提前或延迟授粉。 5、理化因素处理： 射线或紫外线照射；补施生长调节物质赤 霉素
第9章 远缘杂交育种
6、利用桥梁种和预先无性接近法: 利用桥梁种法:二粒小麦(AABB)×小伞山 羊草(DD)得到的F1(ABD)加倍,形成双二倍 体(AABBDD)再与普通小麦杂交。 预先无性接近法:
第9章 远缘杂交育种
远缘杂交育种的定义
远缘杂交育种的定义远缘杂交育种是指通过不同品种或种属之间的交配，培育出具有优良性状的新品种或种群的一种育种方法。
远缘杂交育种在农业、园艺和植物育种领域中具有重要意义，可以增加遗传变异性，提高物种的适应性和抗逆性，丰富种质资源，促进新品种的创制和改良。
远缘杂交育种的基本原理是通过跨越物种间的遗传隔离，将不同物种的优良基因组合在一起，形成具有新性状和优势的后代。
这种育种方法可以克服物种内自交或近亲交配导致的基因固定和衰退，有效地提高物种的遗传潜力和适应性。
远缘杂交育种的过程包括选择亲本、授粉、后代选择和育种杂交。
选择亲本是远缘杂交育种的关键步骤，需要根据目标性状和亲本的遗传背景来选择合适的亲本进行交配。
授粉是将花粉从一种植物传递到另一种植物的花蕾上的过程，可以通过人工授粉或自然传粉的方式进行。
后代选择是根据目标性状对杂交后代进行筛选和评估，选择出具有优良性状的个体作为下一代的亲本。
育种杂交是将选出的优良个体进行再次杂交，以进一步提高目标性状和适应性。
远缘杂交育种的优点主要体现在以下几个方面：1. 增加遗传变异性：不同物种之间的交配可以带来更多的遗传变异，为育种提供更多的可能性和选择空间。
2. 提高抗逆性：远缘杂交可以引入抗病、抗虫、抗逆等性状，提高新品种的抗逆能力和生存竞争力。
3. 丰富种质资源：远缘杂交可以引入新的基因类型，丰富种质资源，为育种创新提供更多的材料基础。
4. 促进新品种的创制和改良：远缘杂交可以打破物种间的遗传壁垒，促进新品种的创制和改良，加快育种进程。
然而，远缘杂交育种也存在一些挑战和限制：1. 物种间的遗传隔离：不同物种之间的遗传隔离是远缘杂交育种的主要限制因素，需要克服物种间的生殖隔离和染色体配对障碍。
2. 杂种不稳定性：由于杂交后代的遗传背景复杂多样，杂种不稳定性是远缘杂交育种的一个主要问题，需要进行多代选择和后代交配来稳定杂种。
3. 遗传背景效应：远缘杂交会引入大量异源基因，可能导致遗传背景效应，影响杂交后代的表现和稳定性。
远缘杂交育种
连接柱头的传递组织抑制花粉管生长 柱头； 柱头； 花粉管生长缓慢或太短 不能正常受精。 不能正常受精。
不能进入子房到达胚囊； 不能进入子房到达胚囊；
二、克服远缘杂交不亲和性的方法 1、选择适当亲本，并注意正反应 选择适当亲本， 选择亲本时，除了根据育种目标， 选择亲本时，除了根据育种目标，选择具 有最多优良性状的类型作杂交亲本外，还必须 有最多优良性状的类型作杂交亲本外， 考虑到远缘杂交不亲和的特点， 考虑到远缘杂交不亲和的特点，选择和选配适 当亲本，以提高远缘杂交的成功率。 当亲本，以提高远缘杂交的成功率。
2、 利用异属、种的特殊有利性状 利用异属、 利用野生类型的高度抗病性、 利用野生类型的高度抗病性、对环境胁 迫的适应能力等。 迫的适应能力等。 栽培种马铃薯× 如：栽培种马铃薯×野生马铃薯抗 疫病的马铃薯；现代月季× 疫病的马铃薯；现代月季×野生蔷薇 抗寒性强的新类型。 抗寒性强的新类型。 晚
3、利用杂种优势 如：一球悬铃木 × 三球悬铃木 二球悬铃 木
（3）选择第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本 以第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本， 以第一次开花的幼龄杂种实生苗作母本， 有利于克服远缘杂交不亲和性， 有利于克服远缘杂交不亲和性，若父母本均为 第一次开花的幼龄杂种，则远缘杂交更容易进 第一次开花的幼龄杂种， 行。
2、混合花粉和多次重复授粉 混合花粉：若干种或品种的远缘花粉混合；远缘 混合花粉：若干种或品种的远缘花粉混合； 花粉＋杀死的母本花粉 花粉＋ 如：防城金花茶×山茶 防城金花茶× 原因：被杀死的可亲和花粉能够提供父本不亲和 原因： 花粉管生长及进入柱头所必须的物质。 花粉管术的应用 把母本花朵中取出带胎座或没有带 胎座的胚珠，置于试管中培养， 胎座的胚珠，置于试管中培养，并在 试管中进行人工授粉，以克服远缘花 试管中进行人工授粉， 粉的不能萌发、 粉的不能萌发、花粉等不能生长或生 长过程慢等遗传和生理上的障碍。 长过程慢等遗传和生理上的障碍。试 管授精技术已在烟草、石竹、 管授精技术已在烟草、石竹、矮牵牛 等上试验成功。 等上试验成功。
《远缘杂交育种》课件
03
全球化和跨国育种合作
随着全球化进程的加速，跨国育种合作成为远缘杂交育种的重要趋势，
有助于整合全球资源、共享技术和经验，推动远缘杂交育种的发展。
提高远缘杂交育种效率的策略与建议
加强基础研究
加大对远缘杂交育种基础研究的投入，深入了解远缘物种间的遗传差异和杂种不育性的 机制，为提高育种效率提供理论支持。
综合利用多种育种技术
结合传统的杂交育种方法和现代生物技术，如基因转移、基因编辑等，提高杂种的遗传 改良效果。
加强国际合作与交流
积极参与国际育种合作项目，引进国外先进的育种理念和技术，促进远缘杂交育种技术 的共同进步。
THANK YOU
远缘杂交过程中，来自不同物种 的基因会发生重组，产生新的基 因组合。
遗传改良
通过远缘杂交，可以将不同物种 的优良性状转移到同一物种中， 实现遗传改良。
杂种优势
某些远缘杂交产生的杂种表现出 杂种优势，即兼具双亲的优良性 状，具有更强的适应性和竞争力 。
03
远缘杂交育种的技术与方法
远缘杂交育种的材料准备
远缘杂交育种涉及的物种间亲缘关系较远， 导致产生的杂种不育性较高，难以获得可育 的杂种子代。
杂种后代分离幅度大
远缘杂交产生的后代分离幅度大，多数表现为生长 缓慢、结实率低等不良性状，难以筛选出具有优良 性状的个体。
繁殖障碍
由于杂种不育性高，难以通过正常的有性繁 殖方式获得大量杂种子代，需要采用无性繁 殖技术进行扩繁。
远缘杂交育种在玉米上的应用
总结词
增强抗性和适应性
详细描述
通过远缘杂交育种，将不同地区的玉米种质 资源进行融合，培育出具有抗旱、耐盐碱、 抗病虫害等优良性状的玉米新品种，提高其 在不同环境下的适应性和产量。
远缘杂交育种困难及其克服方法
远缘杂交育种困难及其克服方法引言远缘杂交育种是指在物种间或亚种间进行杂交，以获得具有优良性状的后代。
相比于近缘杂交，远缘杂交育种面临着更多的困难和挑战。
本文将探讨远缘杂交育种所面临的困难，并提出一些常用的克服方法。
远缘杂交育种困难1. 不同物种/亚种之间的遗传差异不同物种/亚种之间存在较大的遗传差异，这使得远缘杂交产生的后代往往具有低生存率、低繁殖力等问题。
这是因为不同物种/亚种之间存在着基因组水平上的差异，导致染色体配对和基因表达出现问题。
2. 配子不亲和性配子不亲和性是指由于物种/亚种间基因组差异导致配子结合失败或胚胎死亡。
这可能是由于配子发育异常、胚胎发育受阻等原因造成的。
3. 杂交后代的不稳定性远缘杂交后代往往表现出不稳定的性状，这是由于杂交带来的基因组重组和基因互作变化导致的。
这使得育种者难以准确预测和选择有价值的后代。
4. 遗传背景效应远缘杂交后代可能会受到遗传背景效应的影响，即不同物种/亚种之间基因组互作产生的非加性效应。
这导致了一些意想不到的性状组合和表达方式，增加了育种工作的复杂性。
克服方法1. 前期筛选在进行远缘杂交之前，可以通过对亲本进行形态、生理和分子标记等方面的分析，筛选出具有较高遗传相似性或亲和性的亲本进行杂交。
这可以提高杂交成功率，并降低后代表现出异常性状的风险。
2. 杂交技术改进通过改进杂交技术，如花粉处理、人工授粉、胚胎移植等方法，可以提高远缘杂交成功率。
例如，使用某些化学物质或生理处理来促进配子的结合和胚胎的发育。
3. 筛选和选择通过大规模杂交产生的后代中，筛选和选择具有目标性状的个体进行进一步繁殖。
这可以帮助消除不稳定性和遗传背景效应，并逐步提高目标性状的表达水平。
4. 辅助育种技术辅助育种技术，如基因编辑、转基因等方法，可以在远缘杂交育种中发挥重要作用。
通过精确修改或引入特定基因来改善远缘杂交后代的性状表现，加快育种进程。
5. 遗传背景改良遗传背景改良是指通过连续回交等方式，将目标物种/亚种在远缘杂交中引入的有利基因导入到相对纯合的遗传背景中。
第八章-远缘杂交育种
第八章远缘杂交育种通常将植物分类学上属于不同种 (species)属 (genus)或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交，称为远缘杂交 (wide cross或distant hybridization)。
所产生的杂种称远缘杂种。
远缘杂交又可区分为：①种间杂交②属间杂交③亚远缘杂交（ sub-wide cross ）•远缘杂交是物种形成的重要途径，是生物进化的重要因素之一，远缘杂交可打破种（或科、属）之间的界限，使不同物种间的遗传物质进行交流或结合，将两个或多个物种经过长期进化积累起来的有益特性结合起来，再经过染色体组天然加倍和自然选择，形成生命力更强的新物种。
•特点① . 杂交不亲和，即交配不易成功。
例：粳稻品种农垦 58 ×高粱（四个品种混合花粉），共做 357 朵花，只得 1 粒 F 1 种子，杂交成功率 0.28%② . 杂种易夭亡：幼苗发育不良，易中途死亡。
③ . 杂种结实率低，甚至完全不育：水稻×稗草， F 1 结实率 <5% 。
④ . 杂种后代强烈分离：分离范围广，时间长，中间类型不易稳定。
第一节远缘杂交育种的重要性•培育新品种和种质系•创造新作物类型•创造异染色体系•诱导单倍体•利用杂种优势•研究生物的进化•培育新品种和种质系培育高产、优质、早熟和高度抗逆性的突破性品种。
例：普通小麦×长穗偃麦草小偃4号、5号、6号二. 创造新作物类型根据新合成的物种是否完全含有双亲的染色体组，可将远缘杂交创造的新物种分为二类：•完全双二倍体新物种：由 2 个亲本，两套来源和性质不同的染色体组结合形成杂种。
如小黑麦。
•不完全双二倍体新物种：由双亲的一部分染色体组结合而成，如八倍体小偃麦。
三. 创造异染色体系•异附加系：在一个物种正常染色体组的基础上添加另一物种的一对染色体而形成的新类型。
选育的基本方法是：杂交、回交、分离、选择，并辅以细胞学鉴定。
如小偃麦，西北植物所选出了“ 小偃759 ” 系在普通小麦染色体组基础上附加了一对长穗偃麦草的染色体，其外部形态，除旗叶扭曲外，与普通小麦无明显差异。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
F1 (n = ABR = 21)
F1 (n = ABDR = 28)
Hexaploid Triticale (2n = AABBRR = 42)
Chromosome doubling
Octoploid Triticale (2n = AABBDDRR = 56)
第9章 远缘杂交育种
改良栽培种品质：高梁×甘蔗 育成的高粱蔗(粮糖双丰收)
第9章 远缘杂交育种
2.外源基因导入及种质资源创新，选育 新品种
中3（普通小麦与天兰偃 麦草2n=42， BBEEFF ）、科春14及 其属间杂种异源八倍体， 它能抗多种病害，以它与 普通小麦杂交可获得抗病 品种。
第9章 远缘杂交育种
中3与科春14及其F2分离后代的不同穗型
第9章 远缘杂交育种
2、生理差异的隔离；
细胞渗透压，酶的组成，激素和酸碱度等
第9章 远缘杂交育种
3、遗传上差异:
染色体数目，结构和基因组成的差异
如:小麦 5 B 和 5 A 上的显性基因 Kr1 和 Kr2阻止
小麦与黑麦,小麦与球茎大麦的可交配(crossability)；
隐性的等位基因 kr1 和 kr2 易于它们间的杂交。
中间类型不宜稳定（疯狂分离）。
第9章 远缘杂交育种
二、远缘杂交的意义与作用
1.合成新物种—生物进化的因素之一
X
？
第9章 远缘杂交育种
人工合成新物种,扩大和丰富了 育种的种质资源和遗传基础
（1）完全双二倍体
由两个亲本， 两套来源和性 质不同的染色 体组结合而形 成的新物种， 其染色体数目 为双亲染色体 的总和。
小麦与黑麦可交配性与一系列复等位基因S、SS、
SA、SN、SQ有关，
第9章 远缘杂交育种
二、克服不易交配性的方法
1、调节花期，克服花期不遇；
2、广泛测交，选配适当亲本；
3、正反杂交，确定适当母本；
选花粉渗透性大和倍性低的物种作父本，染色 体数目多的物种、栽培种、品种间杂种作母本 如：小麦与黑麦杂交时,小麦作母本结实率达 60%以上,而用黑麦作母本时,结实率只有2.5%
异附加系 在一个物种正常染色体组的基因 上添加另一个物种的一对或两对 染色体而形成一种新类型。
特点: 附加染色体带有许多优良基因，但不 够稳定，生产上不能直接利用，但它 是选育异代换系和易位系的重要亲本 材料。
第9章 远缘杂交育种
（2）、异代换系和易位系
Complete 1 2 3 4 5 6 7 Substituted (Reference to D genome) 1 2 3 4 5 6 7
第9章 远缘杂交育种
3、外源染色体导入创造异染色体系
（1）、异附加系 普通小麦的黑麦附加系AABBDD+2(1R， 2R，3R，4R，5R，6R，7R)
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5
6 7
AA
AA
BB DD
BB 2RR DD
第9章 远缘杂交育种
荧光原位杂 交鉴定异附 加系
第9章 远缘杂交育种
Triticale
( X Triticosecale Wittmack )
第9章 远缘杂交育种
Amphiploid of Triticum (♀) and Secale (♂)
Tetraploid Wheat (2n = AABB = 28)
Diploid Rye (2n = RR = 14)
Hexaploid Wheat (2n = AABBDD = 42)
AA
AA
BB
DD
BB
DD 2RR
第9章 远缘杂交育种
代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 体代换后的新类型。
易位系是指某物种的一段染色体被 另一物种的一段染色体所代换后形 成的新类型。 特点： 代换的染色体片段带有重要抗性基 因,大多数作为育种材料,也有部分在 生产上直接利用,生产实用性较大。
第九章
远缘杂交育种
第9章 远缘杂交育种
concept:
指不同种属或亲缘 关系更远的物种间 杂交 。
纲 目 科
属 种
纲 目 科 属
种
第9章 远缘杂交育种
第一节 远缘杂交的特点和意义
第9章 远缘杂交育种
一、远缘杂交的特点
1.不亲合性(杂交不孕）； 2.杂种易夭亡，结实率低或不育 （杂种不育）；
3.杂种后代分离范围广，时间长，
第9章 远缘杂交育种
AA
X
T. searsii?
BB
Wild wheat species
AB
Double genome
T. terbium
AABB
X DD ABD
Emmer wheat
T. tauschii
Double genome
AABBDD
T. aestivum
Modern bread wheat an allohexaploid
左图为科春14的42条染色体，右图为中3 （AABBDDEE或FF）的56条染色体
2.不完全双二倍体: 由双亲的一部分染色体组结合而成的新物种
科春14的42条染色体 中3的56条染色体
第9章 远缘杂交育种
普通小麦(AABBDD)×长穗偃麦草 (BBEEEEFFFF)所形成的八倍体小偃 麦(AABBDDEE或AABBDDFF)
第9章 远缘杂交育种
第二节 远缘杂交不易交配 的原因及其克服方法
不亲和性：花粉不萌发，花粉管不伸入柱头，花粉
管生长缓慢或破裂，花粉管达不到子房,雌雄配子不 结合形成合子，合子胚不发育，幼苗死亡等现象。
第9章 远缘杂交育种
一、不易交配性原因
1.花器构造的隔离；
如: 亚洲棉×雷蒙德氏棉花粉萌发、花粉管 伸长和受精正常；雷蒙德氏棉×亚洲棉母本的 花柱比父本长，杂交不亲和。
第9章 远缘杂交育种
4、诱导单倍体
第9章 远缘杂交育种
第9章 远缘杂交育种
5.有效利用杂种优势
籼稻
X
粳稻
♀西非高梁 ⅹ ♂南非高梁 迈罗S（RfRf） 卡佛尔N（rfrf） F1可育S（Rfrf）
自交
第9章 远缘杂交育种
F2 S（RfRf）， S（Rfrf），S（rfrf）ⅹ 卡佛尔N（rfrf）
3可育 ：1不育
BC1 ⅹ S（rfrf） （大部分不育）
卡佛尔 N（rfrf）
BC2 ⅹ 卡佛尔 S（rfrf） N（rfrf） （99%不育） 图 杂交法选育不育系及保持系 BC4或BC5 卡佛尔 3197A不育系 3197B保持系 S（rfrf） N（rfrf）
6. 研究物种进化关系
T. monococcum