杂种优势利用-1
作物杂种优势利用
作物杂种优势利用第一节 杂种优势及其遗传原理早在2000年前我国劳动人民就用母马和公驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种——役骡，为人类历史上开辟了观察和利用杂种优势的先例。
一、杂种优势的概念杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代（F 1），在生长势、生活力、抗逆性、适应性、产量和品质等方面超过其双亲的现象。
目前世界上大面积利用杂种优势的大田作物主要有玉米、水稻、高梁、烟草、小麦、大麦、油菜、大豆、甜菜等，利用杂种优势可大幅度提高作物产量和改良作物品质，具有巨大的经济效益和社会效益，是现代农业科学技术的突出成就之一。
二、衡量杂种优势大小的方法杂种优势有强有弱，还有正向优势和负向优势(有时称为劣势)。
杂种优势的大小因组合不同而表现有异，对于具体的某个组合来说，杂种优势通常只是表现在某个或某些方面，而不是每个方面都表现优势，有的组合甚至没有优势。
为了便于研究和利用杂种优势，经常采用下列方法度量杂种优势的强弱。
1.平均优势 指杂交种（F 1）的产量或某一数量性状的平均值与双亲（P 1或P 2）同一性状平均值差数的比率，计算公式为：平均优势（%）=100F1⨯-双亲平均值双亲平均值2.超亲优势 指杂交种（F 1）的产量或某一数量性状的平均值与高值亲本（HP ）同性状的平均值差数的比率。
计算公式为：超亲优势（%）=1001⨯-较好亲本较好亲本F有些性状在F 1可能表现超低值亲本（LP ）的现象，如这些性状也是杂种优势育种的目标性状时，称为负向的超亲优势。
3.对照优势 指杂交种（F 1）的产量或某一数量性状的平均值同当地推广品种（CK ）同一性状的平均值差数的比率，生产上常应用超标优势衡量杂种优势大小，计算公式为：对照优势（%）=1001⨯-对照品种对照品种F三、杂种优势的表现是多方面的，可以表现在外部形态，内部结构，生理生化等方面。
有的组合主要在营养器官，有的在繁殖器官，有的则在适应力上表现出优势。
第七章杂种优势的利用-园艺
=0.3
2. 超亲优势（over-parent heterosis）用双亲中较优良的一 个的平均值（Ph）作为度量单位，用以度量F1平均值与高 亲本平均值之差的度量法。
H=（F1-Ph）/Ph
Ph——较优良亲本的平均值
当F1 = Ph时，H=0；当F1 < Ph时，H<0； 优点：容易看出是否超亲； 不足：不能度量不超亲的杂种优势；
适合于对组合的评价主要决定于某一种性状时的 情况，而不适合对多种性状进行评价。
实例：
P1=4000，P2=3800 F1=5000
则其超亲优势 H=
F1 - Ph Ph
5000 - 4000 =
5000
= 0.2
高！
但是，如果以产量为准，目前推广的品种产量为8000斤！ 该组合在实践生产上有没有价值呢？
第七章杂种优势的利用-园艺
杂种优势从外观方面：
表现为生长势增强，产量增加，品质变好，抗逆性、抗病 性增强等。
内在物质： 表现在化学成分（如蛋白质、脂肪、激素、维生素等）合 成能力增强、生理生化过程、代谢活动水平、代谢产物的 运转及利用；以及酶体系的活性等内部特性方面。
正向优势 指杂种优势方向与人工选择方向一致。 负向优势 指杂种优势方向与人工选择方向不一致。
上位性假说，认为杂种优势是多基因共同作用的结果。诸 如产量、成熟期之类的性状均是一系列生长及发育过程的 最终产物，是由许多基因共同作用的结果。
分子标记技术分析水稻杂交组合的杂种优势遗传基础表明， 上位性效应在杂种优势形成中起重要作用。
4. 基因组互补与杂种优势
大量研究表明，线粒体、叶绿体和核基因组均参与 了植物杂种优势的形成过程。杂种一代的很多生理生化 过程对杂种优势有重要贡献。
作物杂种优势的利用精讲
杂种（F1） 超过高亲值 （cm） 优势（%）
181.4 126.7 161.9
22.4 31.7 41.5
（三） 杂种优势率的测定
部分作物叶面积的杂种优势
作物 高粱
叶面积（cm2/株）
P1 1775
P2
F1
1590 2948
超过高亲值 优势率（%）
66.08
菜豆 6964 玉米 2585
10611 19249 2323 3510
1.杂种优势是生物界的普遍现象
2、杂交水稻研究简史
1）1958年：日本胜尾清育成藤坂5号不育系 2）1966年：日本新城长友，育成65A不育系 3）1966年：袁隆平报道发现雄性不育株。 4）1970年：李必湖发现野败不育株 5）1972年：中国，珍汕97A不育系 6）1973年：中国发现IR24恢复系
一、亲本配合力的测定
1、一般配合力（general combining ability ，GCA）：
指一个被测系与一个遗传基础复杂的群体品 种或许多其它自交系杂交后，F1产量和其它数量 性状的平均表现能力。
2、特殊配合力（specific combining Ability， SCA）：
指一个被测系与另一个特定自交系杂交后， F1产量和其它数量性状的表现能力。
一、亲本配合力的测定
（三）配合力测定的时期 在一般情况下，测定一般配合力可在
早代（S0-S1）测验。而测定特殊配合力可 在晚代（S4-S5）测验。
一、亲本配合力的测定
（四）测定配合力的方法
配合力测定包括两个环节：
➢ 第一是被测系与测验种杂交获得测交种种子； ➢ 第二是用测交种种子进行测交种的田间试验，
进而进行配合力的统计分析。
文档：水稻杂种优势及其在生产上的利用
水稻杂种优势及其在生产上的利用1．什么叫杂种优势所谓杂种优势，就是把两个遗传基础不同的品种或类型，一个作母本，一个作父本进行有性杂交，所产生的第一代杂种，在生长势、适应性及经济性状等方面胜过母本和父本，这种“青出于蓝而胜于蓝”的现象，称为杂种优势。
水稻杂种优势主要表现在根系发达、生长繁茂、穗大粒多、产量高、品质好等方面。
据观测，杂交水稻单株苗数和根量比推广良种多40%～50%。
强大根群在土壤中分布深广，吸水吸肥能力强，从而促进了地上部分的生长，使之分蘖多，单株分蘖数一般10～20苗，最高可达200多苗，并且茎秆粗壮，叶面积系数大，叶绿素含量高，光合作用强，制造的营养物质多，有利于大穗大粒的形成。
推广良种一般每穗100粒左右，而杂交水稻一般每穗有150粒左右，最高的可达300多粒。
一般每亩比推广良种增产100斤以上，小面积最高亩产达1700多斤。
2．用什么办法来利用杂种优势杂交水稻具有强大的优势，那么人们采取什么办法来利用这种优势呢？大家知道，杂种优势一般是指杂种第一代的优势，到第二代一方面由于性状的严重分离，出现有的像母本，有的像父本，还有的介于两者之间，植株高矮不一，成熟期不一等现象；另一方面，由于自交，生命力减退，产量下降，因此，利用杂种一代优势，必须年年生产杂交种子。
而水稻雌蕊和雄蕊长在同一粒谷子内，自己给自己授粉，是一种雌雄同花的自花授粉作物，花器小，靠人工杂交生产杂交种子，事实上不能满足生产上用种的需要。
为了解决这个问题，目前人们采用的方法是选育出配套的水稻“三系”，然后利用“三系”配制出杂交种子供生产上用。
3．水稻“三系”——不育系、保持系、恢复系水稻“三系”是指雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系。
简称不育系、保持系、恢复系。
选育水稻“三系”的方法很多，有籼粳杂交，籼籼杂交，野生稻与栽培稻杂交，以及人工引变等。
我国目前生产上应用的籼型水稻“三系”，是利用雄花败育的普通野生稻作母本，与栽培籼稻品种作父本进行测交，然后选择后代出现不育的组合，以原父本连续回交五至六代，育成不育系和保持系；再选用栽培籼稻品种作父本，与不育系测交，筛选恢复系。
简述杂种优势利用的主要技术环节。
简述杂种优势利用的主要技术环节。
杂种优势利用的主要技术环节包括：1. 利用种质资源，通过育种技术，获取具有杂种优势的新品种；2. 利用遗传资源，通过异质杂交技术，获取具有杂种优势的杂种；3. 利用生物技术，通过基因工程技术，获取具有杂种优势的新品种；4. 利用遗传资源，通过自交系育种技术，获取具有杂种优势的新品种；5. 利用种质资源，通过抗逆育种技术，获取具有杂种优势的新品种；6. 利用遗传资源，通过多系杂交技术，获取具有杂种优势的新品种；7. 利用生物技术，通过基因编辑技术，获取具有杂种优势的新品种。
第八章 杂种优势的利用
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配合力的概念 配合力是指作为亲本杂交后F1代 表现优良与否的能力。 • 一般配合力：指一个自交系在一系 列杂交组合中的平均表现。（gca） • 特殊配合力：指某特定组合某性状 的观测值与根据双亲的一般配合力 所测定的值之差。(sca)
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配合力的测定方法
顶交法
简单配组法
轮配法
a b c d e
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花卉杂种优势育种的成就
• • • • • • • • • • 金鱼草 矮牵牛 百合 樱草 蒲包花 万寿菊 四季海棠 一串红 三色堇 香石竹
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四、选育一代杂种的一般程序 主要技术环节：
• 提高亲本基因型的纯和性；
• 选择杂交亲本和选配杂交组合； • 提高制种效率，降低种子生产成本。
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杂种优势制种的一般程序
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（四）优势育种与重组育种的异同点 1. 优势育种与重组育种的相同点是需要选配 亲本，进行有性杂交。 2. 不同点是重组育种先进行亲本的杂交，然 后使杂种后代纯化成为定型的品种用于生 产（重要性状基本上不再分离）；优势育 种则先使亲本纯化成为自交系，然后使纯 化的自交系杂交获得杂种F1用于生产。 3. 重组育种是“先杂后纯”，优势育种是 “先纯后杂”。
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（二）杂种优势的表现形式 1. • 2. • 3. 杂种优势的形式； 产量、生长势、抗逆性、繁殖力。 杂种优势的方向； 正向优势和负向优势。 观赏性状的优势。
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观赏植物的杂种优势
1) 观赏特性优良； 2) 抗逆性强； 3) 整齐一致。
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（三）杂种优势的特点
1. 多个性状综合地表现优良； 2. 杂种优势的大小取决于双亲的遗传差异和 互补程度； 3. 亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的 强弱也不同； 4. 杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐 渐减弱。 利用这种杂种优势的育种法称为优势育种 或一代杂种育种法。
作物育种方法--杂种优势的利用
〔四〕自交系的选育与改进
为了充分发挥杂交种的优势,制种所用的 亲本必须是高度纯合的。但异花授粉作物 的品种,实际上是一个杂合群体,遗传根底较 复杂 ; 同时在品种群体中,隐性基因常被显 性基因所掩盖,其不良性状不易显现。通过 人工自交 , 不仅可使基因型纯合,而且使性 状发生别离,经过严格选择,可使优良性状得 到积累和加强。
②化学因素诱导： 化学药剂：秋水仙素；富民农；吲哚乙酸 方法：浸渍法；滴液法；注射法；涂抹法
人工诱导多倍体在生产上的应用
➢异源多倍体小黑麦 ➢三单倍体甜菜和三倍体西瓜 ➢同源四倍体黑麦，同源四倍体葡萄
远缘杂交育种
不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间 杂交。
属间杂交：玉米×高粱；水稻×玉米； 小麦×大麦；小麦×黑麦
种间杂交： 陆地棉×海岛棉；普通小麦×硬粒小麦
亚种间杂交〔亚远缘杂交〕 ： 籼稻×梗稻
远缘杂交的意义和作用
1.将异源种属植物有利性状引入栽培作物品种 2.创造新物种 4.诱导单倍体 5.有效的利用杂种优势 6.用于研究生物的进化
远缘杂种后代性状别离的特点
➢性状别离无规律性 ➢别离类型丰富，有向两亲分化的倾向 ➢别离世代长，稳定慢
〔四〕自交系的选育与改进
➢基因型纯合，表现整齐一致 ➢具有较高的一般配合力 ➢具有优良的农艺性状 ➢与繁殖制种有关的性状优良
▪ 自交系的花粉量大，散粉畅 ▪ 自交系自身产量高 ▪ 自交系雌雄花期协调，结实性好
〔四〕自交系的选育与改进
2. 自交系选育过程
➢ 选育自交系的原始材料 ①地方品种和推广品种 ②各类杂交种 ③综合品种和人工合成群体
远缘杂种后代处理方法与选择特点
第五节杂种优势的利用
第五节杂种优势的利用一．杂种优势的概念与表现特点1．杂种优势的概念杂种优势是指两个或几个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂种（杂种一代或及其后代），在生长势、生长量、结实性、发育速度以及对不良环境条件的抗性的抗性等方面，优于其亲本（品种或自交系）的现象。
2．杂种优势的表现特点（1）杂种优势具有普遍性和复杂多样性。
凡是能进行有性生殖的生物，无论高等生物还是低等生物，自花授粉植物还是异花授粉植物，都可见到杂种优势现象。
但并不是任何两个亲本杂交所产生的杂种或杂种的所有性状都具有优势。
（2）杂种优势的大小与亲本遗传差异和纯度有关。
（3）F2及以后世代杂种优势衰退。
二．利用杂种优势的基本条件（1）要有纯度高的优良品种或自交系；（2）亲本间杂交一代要有强大的杂种优势；（3）亲本的繁殖和杂交种的配制简单易行、种子生产成本低。
三、杂交种的类别1．品种间杂交种对于雌雄异花或雌雄同花但去雄方便的作物，可采用品种间杂交的方式。
利用品种间杂种优势的特点是：育种程序简单，但由于品种间没有严格自交的过程，品种内株间的遗传基础不完全一致，所以杂种F1表现不太整齐，优势也相对低于自交系间杂种。
2．自交系间杂种对于容易人工自交的作物（如玉米），可利用自交系间杂。
利用自交系间杂种的特点是：育种程序复杂，所需时间长，但所配出的杂种生长整齐一致，优势明显。
玉米自交系间杂交种，因采用自交系亲本的数目多少及组合方式不同，可分为：顶交种——一个自交系和一个普通品种杂交；单交种——两个自交系杂交；三交种——一个单交种和一个自交系杂交；双交种——两个单交种杂交；综合种——由10个以上自交系或几个单交种、双交种杂交后，通过混合选择而成。
3．自交不亲和和系间杂种有一些作物，他们的某些品系虽然雄蕊正常，能够散粉，但自交或系内兄妹交均不结实或结实极少，这种特性称为自交不亲和性，具有这种特性的品系叫自交不亲和系。
它们可利用自交不亲和品系间杂交种。
4．种间杂交种某些种间杂交一代结实率不降低的作物，可利用种间杂种优势。