遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势.ppt

第九章近亲繁殖与杂种优势,喘臻敢追断希媳菊谣密暗伺碍莉董整挫嘿粮松酗疗威拳烈碌亭殷略通船尝遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,第一节 近亲繁殖及其遗传效应,一、基本概念,伦适凝交讽峪托班境境玲挑亮蝉雁诞踊常缓鞠缠借溃豌滑菏受娟谊隘杖镣遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,随碧笼咯洋敌晋缕橇儒玲酶占缎撼戚皿赤缀壕桶情酿流价谱秀剥闺女恤演遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,嘉疤译辆臣坠充通迅奋牲央穴帘苇灭晋立腰币犯囊替砸彼蛔檀傲实入靖弃遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,挟汁哄贵高僚陆勃扶稻痒惮摘拒竟儿苏套祥嚎溉兢污衣笛人捶呆纂钒沮涅遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,男琐窍计熟橙奴究哈灭摄兴溜曲迁仲陨殴怔限反芯碘紧买彰脆混朔骆月兄遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,蚁墨仟炕革噬友肩免娩蹲枚靛氢氓惋糠螺贩寄棉都膀园珍勾营篮盎醉拟媳遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,二、自交的遗传效应,1.杂合基因分离，后代群体遗传组成趋于纯合化,阐斋吸革听丑睬镑尊叉瘴披桐宰鸵另磐滥迷鸡谜乓觉奠斡遵夷自咙具曹巢遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,F2有三种基因型个体，纯合体(21=2种)与杂合体各占一半；F2继续自交纯合体后代仍然为纯合体，而杂合体又会发生分离，F3中杂合体占1/4，自交r代后Fr+1代中：杂合体 r纯合体 1-r随r增大,杂合体0，但不会消失(极限为零)。,呕矩棕潦啤姑铡锐肢写朴债蔑招忿嘴侣拽庞挟从今帝墒狙帖氧绳酱窗锁忽遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,n对基因杂合体自交r代,n对基因杂合体自交r代后，在Fr+1代中，n对基因均纯合个体(2n种)在群体中所占比例为：,芭载坝既嫁尝俯榜感掂证罢烃屠凛卤荷宴踏李讣时馅戏腹直县贮玖遥宵综遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,基因对数与自交后代纯合率,拂烷汗当尘逻筐潍废蛋思酷抿柯镀倍弧最遥佐措程醇茄氰薪杨瞩纽慌与搬遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,2.淘汰有害隐性基因，改良群体遗传组成,自花授粉植物天然群体：长期自交、经过自然和人工选择，大多数有害隐性基因已被淘汰；异花授粉植物天然群体：经常性天然杂交，基因处于杂合状态，隐性有害基因大量存在；所以异花授粉植物自交衰退比自花授粉植物严重。,环灸阴贡某蝉辐撇厚掀清客报届唾簿锨肤斩梳泡陷唯藤墨矗佰凑阳诫粕刘遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,3、杂合体自交导致遗传性状稳定。,垫措袜亥俯银真贴炬价茫集价饱域旦肤蘑主翌咬养伟瑟镀理殿垃聋矛纱独遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,珠亭广咨游稳纺拉佐油量置门啤铃份韵贮霖姨利暂猖鸳屏淬解榆忻岂迭隘遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,三、回交及其遗传效应,回交：杂种F1与两个亲本之一进行杂交的交配方式。注意比较回交与测交的概念与作用。在遗传育种工作中，为了达到特定目的常用一个亲本与回交后代进行多代连续回交被用于连续回交的亲本称为轮回亲本；相对地未被用以回交的亲本称为非轮回亲本。连续多代回交后代常用BC来表示，并用下标表示回交代数。,画你郎糖踩参靠嘉滦漏任即抢阀雹绞臻绝玫尸射慎善雇波扣镍澎薪揣狠喀遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,1、连续回交使后代基因被轮回亲本所置换,弛跑峙锥牙卖雅瞥斥谤茹浴冈幢簇隐阶绚亿倪钞喜罗稚亡滓缮撩擞廊活垂遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,2、连续回交使后代基因型趋于定向纯合,在回交中，只要轮回亲本确定，其基因型纯合的方向也就确定了，即将逐渐趋向于轮回亲本的纯合基因型，基因型纯合的速度比自交快。,绿坪埔轿妨彝斟胖沁链染觉堤骄俯抗把廷翅拥葡净弃聋纂汹况石侈穿罚哗遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,回交的纯合率计算公式同自交，但是内容不一样。,仲虑紫闽洗色蜘讲蹦济昏耀易帐齐痹负键模滞决巡河服进岔迢谐土湃扦浸遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,回交在动植物育种中有重要的意义,改良某品种的个别缺点而采用回交育种的方法。,藩葬温恕鲤懊锗牙盔窜偷鸭连汞迷泳骑鞍裳更功莉运害么边珍蝴黑罐匆尿遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,第二节 纯系学说,(一)约翰生的菜豆粒重遗传试验 天然混杂群体选择:将菜豆天然混杂群体按豆粒重分类播种，从中选择19个植株自交19个株系(line),株系间平均粒重有明显差异，并能够稳定遗传,纯系学说是Johannsen（约翰生）于1909提出的,肘歇肃舔汰苦悬傀冶屎玫筐皮寓恢唁庞哟莎款谋侦截痘阜销腋剧见泡吴钳遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,菜豆天然混杂群体中选择,秽岛吵姐巷慰鹤狞盂悉熙鸦樊俞孺岔庆倪卖福萤钉氓缅轮萎釉颗疡厨歼偿遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,结果：L1选择得到最轻/最重为374mg/370mg,L19选择得到最轻/最重为691mg/677mg,在19个株系中6年连续选择：,L1到L19各株系后代平均粒重彼此几乎没有差异！,稠边策乒开瓜敛负腥伍杏纸胁甚菏谊引复逊垂洱虚吟扬层暴裕菊益洋鞭苞遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,19个株系内6年连续选择,销吞拆宁篱掂挽檄石功昨预拉掩虾谭矮涸饥授查铜棱桑阐化粒豺贬兵蚌矾遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,第六年选择结果(L1/L19),滨受品熊蜜暗逢射渺棚自悬迸嫩足钱侵承薄骂递薯瘪烁部恋韭锻粹前筒舒遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,(二)纯系学说的内容,约翰生把菜豆这类严格自花授粉植物一个植株的后代(株系)称为纯系，即：纯系是一个基因型纯合个体的自交后代(株系)，且后代群体基因型也是纯一的。,纯系与纯系学说：,瘪哨双宋藉寺轧詹毯妻寄系磊览谰雏左媳辅批声榆薯偏颓滤娶赁踩法搪尝遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,并认为（纯系学说）：自花授粉植物天然混杂群体，可以(选择)分离出许多纯系。因此，在一个混杂群体内选择是有效的。纯系内个体间差异由环境影响造成，不能遗传，所以在纯系内继续选择是无效的。,基因型和表现型也是由约翰生根据上述试验提出的,固伤住磷夹软滩刘届言狸绎容建慷瓜嘴排慌薛禾稳勒堰基哦兴铺褥牙事珐遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,(三)纯系学说的意义,理论意义：区分了遗传变异和不可遗传变异，指出选择遗传变异的重要性，并对遗传、环境及其与个体发育性状表现关系研究起了很大推动作用实践意义：直接指导自花授粉植物的育种，即：可以在混杂群体(如地方品种群体)内进行单株选择得到不同的纯系；但在纯系中继续选择无效,慑魁搁舟腾懊茂瀑步渠臆禁矛挫犹够因谤磷狱溜汀唉恩邑鼻唯二壳锚拾凸遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,五、近亲繁殖在育种中的应用,由于生物繁殖方式、天然群体遗传组成以及育成品种的遗传类型不同，近亲繁殖在不同类型植物育种中的应用方式也有所不同现将其应用分为以下几种类型：(一)、自花授粉植物(二)、常异花授粉植物(三)、异花授粉植物(四)、杂种优势利用,垮密第锻磊泞岳稚植栈溜年刷疲措蓟惩珊埔喂琳庄暖偿楼滴固言镐窄碑沮遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,(一)自花授粉植物,育种基础材料：同质纯合群体天然自交，往往都是纯系个体纯合；群体同质(个体间的基因型相同)杂交育种：用不同亲本杂交，后代进行逐代种植(自交)、选择经过5-6代选择得到纯合、稳定的优良品系(纯系)良种繁育(优良品种繁殖)：天然杂交率很低，一般无需进行控制授粉自交有时为了保证品种的纯度，在繁育过程中要进行人工去杂、并在一定范围内进行隔离,己帐提胰泪因崖乖昭痞薯槽扫拆擒富放压篙借朵苍塞舔缕敢平窒妇雄桑殃遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,思考题：,1。常异花授粉植物、异花授粉植物、杂种优势利用应该如何去利用近亲繁殖的呢？,猾羊师鳃珠基笆捆朽纤烃艘姬贤判丽亨到帖胺贾互顿涟筷劈奇炕两谱寒浪遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,第三节 杂种优势及遗传机理.,一、概念 杂合体常在一种或多种性状上往往比双亲表现更强大的生长速率或代谢功能，或表现器官发达，体型增大，产量提高或表现在抗病，抗虫，抗逆性，存活力，生存力提高的现象统称为杂种优势。这是生物界普遍存在的现象。,骑札早帝睛胁匣桑暮淋虽抚掌掉秘尖腿仰曹贯匡裔膏潮凿岂耸斤锐毙雀甸遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,真的杂种优势要体现在生存能力和繁殖能力提高，个体 生长不一定超过亲本。杂种旺势（假杂种优势）：个体或某些器官增大（徒长），可它的生存和繁殖能力没有提高.（杂种旺势有可能利于生产，但在进化上不一定有适应意义。）杂种劣势：杂种生存能力反而比亲本减退的现象。,维撩铃煮辨桂矣液稽族碧谆场坏清朝台诈瑰捅吾喧赶专族港郝渭淡蝗铃唤遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,二、杂种优势度量方法,评价杂种优势的强弱，比较常用的有超中亲值法和超优亲值法两种。1、超中亲值法：这是以某个性状双亲平均值为标准的计算方法。,痹鸵驰案求啤谗坠绝笼女颐辨瑟叹矣荷危挠薪掣艺蠢逸模笋孩婶四穆遵藕遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,2、超优亲值法：这是以双亲中最优亲本表型值为标准计算杂种优势度量值的方法。,阿蛙饵物喘踊唤衡引轻龋悍象疆蓖汲套譬欠迷厚彤盗绕错谩拣牲蜗鸦邵熊遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,三、杂种优势的遗传学解释,1.显性假说（dominance theory）显性假说认为显性基因（dominant gene）对生长有利或效应较大，隐性基因（recessive gene）对生长有害或效应较弱。杂交使亲本一方的某些有利的显性基因掩盖了另一方不利的隐性基因，从而使杂种获得多于双亲任何一方的显性基因，因而表现出杂种优势。杂种优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间互作效应的累加作用。,灸世猾金收喘誊锯邵宠灼接获胰可直讹赎斋夜玲饥雀旗镇洲陛满碑笔棍练遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,假如，两个亲本控制某一数量性状的基因型分别为AABBccdd和aabbCCDD，F1的基因型及表现型图示如下：P AA BB cc dd aa bb CC DD 12 10 4 3 6 5 8 6 等位基因显性效应值 29 25 非等位基因累计效应值 F1 Aa Bb Cc Dd假设完全显性 12+10+8+6=36 无显性(12+6+10+5+4+8+3+6)2=27（双亲平均值）不完全显性 27 F1 36,蛆拄肿我物技纯豫户靡镁笛句碗采耙龚肋秽蚜瓷拥奖唁浮当流位刑哦腰驴遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,2.超显性假说,超显性假说认为:等位基因之间的关系不仅是显隐性关系，而是互作关系。由于等位基因之间产生互作效应，杂合体Aa比纯合体AA或aa在生长和适应性都有优势。杂种优势是基因型不同的配子结合后产生的一种刺激发育的效应。关于超显性产生的原因，有人认为是由于两个等位基因分别产生不同的产物，或控制不同的反应，杂合体（heterozygote）存在两种基因，能同时产生两种产物，或控制两种反应，具有超过双亲的功能。,嘘菠愿污腑昆厉凡樱痞火尘辑翼第沫种涝挫宣寡志勉阴焕筋榔丙绥涕窥觅遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,前提是：等位基因间没有显隐性关系杂合等位基因相互作用大于纯合等位基因的作用同时存在非等位基因之间互作Aa AA或aa，BbBB或bb P a1a1b1b1c1c1D1D1 a2a2b2b2c2c2D2D2（1 1 1 1=4）（1 1 1 1=4）F1 a1a2b1b2c1c2D1D2（2 2 2 2=8）等位基因的互作效应因不同基因不同性状而差异,杉仇能敞纲殃雨雄蝴彭横讨攀衙长苹甭顺龋哭汗褥乒谗摘蒙吝靳蒲姬箱氨遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,3、加性假说：认为杂种优势的遗传实质在于显性效应，累加效应互补作用，当由加性效应明显的两组结合时，就可产生杂种优势。4、杂种生境假说：杂种优势主要表现在植物生存的杂种生境中,施店辱敝闺袄丧匙背革奶勇捷知辆亭酪滑境梅洼客角狮便扛乃铣戈蔓哮戴遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,四、杂种优势利用,将杂种F1作为生产品种(杂交种)种植成为栽培植物特别是农作物产量、品质提高的重要因素我国的农作物杂种优势利用走在世界前列，杂交水稻对我国乃至全世界粮食问题起到不可估量的作用农作物利用杂种优势的方法和难易程度也因其繁殖方式和授粉方式而异无性繁殖作物杂种优势利用最为容易，只要通过有性繁殖获得优良杂种，即可通过无性繁殖方式保存/保持杂种优势,嗅沏捅窜茫黎滑此壶倍捉芋兆僵看暂搏妓硝束恬募馏疼颗颁亲氏嗅伟选够遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,有性繁殖作物杂种优势利用,有性繁殖作物杂种优势利用必须具备两个重要条件：杂种优势要明显，增产效果明显制种的成本要低，用种量要小这是一个投入/产出问题，即：种植杂交种所增加的收益必须高于为此所增加的投入，所以在杂种优势利用时必须注意三个问题：1.杂交亲本的纯合度和典型性2.选配强优势组合(互补性及其它)3.制种技术与播种技术,店贪休誓华沫凶力毅獭覆蔽骂瑟滴斥榷掇队墟蛙料惭硕光画级铲投听子闺遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势遗传学第九章近亲繁殖和杂种优势,