《回交育种》PPT课件.ppt

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1、2023/7/11,共43页,1,第六章 回 交 育 种,回交及其遗传效应回交育种及方法回交育种的特点及其应用价值,本章重难知识点,2023/7/11,共43页,2,第一节 回交育种的意义及 遗传效应,2023/7/11,共43页,3,一、基本概念,回交：两个品种杂交后，子一代与其亲本之一 再进行杂交，称为回交 AB B为轮回亲本，A为供体亲本 F1B BC1(或BC1F1),BC1B BC2（或BC2F1）回交育种：将供体的目标性状通过一次或多次 回交导入受体的育种方法称为回交育种,2023/7/11,共43页,4,轮回亲本与非轮回亲本,用于多次回交的亲本称轮回亲本（recurent par

2、ent）只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲本（non-recurent parent）（A X B）X A X A,2023/7/11,共43页,5,受体亲本与供体亲本,有利性状（目标性状）的接受者，称受体亲本（receptor）；目标性状的提供者，称供体亲本（donor）（A X B）X A X A,2023/7/11,共43页,6,二、采用回交育种的条件,轮回亲本综合性状(背景性状，background character)优良，但有个别缺点非轮回亲本恰好具有能克服缺点的有利性状(目标性状，Target character),三、回交育种步骤,2023/7/11,共43页,8,四、回交的

3、遗传效应,背景性状：每回交一次，受体的有利遗传物质较上代增加一半（1-1/2r+1），而供体的不利遗传物质较上代减少一半（1/2r+1）目标性状：不加选择，则出现的频率逐代下降直至消失；选择目标性状携带者回交，则下一代受体和供体的遗传物质各一半,（一）受体和供体遗传物质在回交后代中所占比例,2023/7/11,共43页,9,（二）回交后代中受体基因的纯合体频率,回交后代受体基因的纯合体频率：f=(1-1/2r)n控制某性状的基因对数n越少，回交次数r越多，回交后代中该性状纯合率越高,2023/7/11,共43页,10,（三）相邻回交世代纯合体频率递增量,性状受1对基因控制：从回交r-1代到r代

4、，回交后代中纯合体频率的递增量为1/2r性状受多对基因控制：随基因对数的增加，纯合体频率显著递增的世代逐步向后推移,2023/7/11,共43页,11,回交次数和涉及基因对数与后代群体内具轮回亲本纯合基因型个体的%,2023/7/11,共43页,12,五、回交育种工作程序,杂交：中选轮回亲本和非轮回亲本杂交回交：选具有目标性状的回交后代与轮回亲本 回交自交：回交进行到适宜世代，自交l-2代（次）比较鉴定：评判新品系是否保持着原品种的主要优点，有重要缺陷的性状是否得到改良,2023/7/11,共43页,13,第二节 回交育种方法,2023/7/11,共43页,14,一、回交亲本的选择,1、轮回亲

5、本（或受体亲本）必须各方面性状都很好，仅有个别缺点需要改造2、非轮回亲本（或供体亲本）必须具有改进轮回亲本缺点所必须的基因目标性状最好不与某不利性状基因连锁被转移基因最好是简单的显性基因目标性状以外的基因应尽可能与轮回亲本相似,2023/7/11,共43页,15,二、回交后代的选择,1、被转移的目标性状为显性,(一)质量性状基因的回交转育,2023/7/11,16,非轮回亲本 轮回亲本P 乙aabbCC 甲AABBcc,F1 AaBbCc AABBcc,BC1 A-B-Cc AABBcc,BC2 A-B-Cc AABBcc,BC3F1 A-B-Cc,BC3F2 A-B-C-,BC3F3 AAB

6、BCC,由一对显性基因控制的性状转移,2023/7/11,共43页,17,2、被转移的目标性状为隐性,(1)同时进行回交和自交(2)每次回交之前均自交一次,2023/7/11,共43页,18,非轮回亲本 轮回亲本P 乙aabbcc 甲AABBCC,F1 AaBbCc AABBCC,BC3F1 A_B_Cc,BC3F2 A_B_cc,BC3F3 AABBcc,转移一对隐性基因控制的性状,回交流程,2023/7/11,共43页,19,非轮回亲本 轮回亲本1 乙aabbcc 甲AABBCC,2 AaBbCc AABBCC,7 A_B_Cc,8 A_B_cc,9 AABBcc,转移一对隐性基因控制的性

7、状,回交年限,2023/7/11,共43页,20,（二）数量性状基因的回交转育,与质量性状相比数量性状基因的回交转育较困难决定因素：控制性状的基因数目和环境的作用,2023/7/11,共43页,21,数量性状改良注意：,种植群体要大非轮回亲本的目标性状要求高环境影响大时，目标性状鉴定较难多个目标性状基因导入时，须采用逐步回交法,2023/7/11,共43页,22,三、回交次数,决定于轮回亲本性状的回复：一般4-5次也决定于非轮回亲本的目标性状与不利性状的连锁程度严格选择可减少回交次数,2023/7/11,共43页,23,四、回交所需植株数,(1-a)m(1-p),a:几率水平p:期望比率,20

8、23/7/11,共43页,24,五、回交方法,1、逐步回交法（stepwise backcross method）：当目标性状分别来自不同供体时，可将受体与不同供体的回交分步骤先后进行，这种方法称为逐步回交法,2023/7/11,共43页,25,用回交育种法培育大棍棒 53号小麦的成功实例,美国加州大学,2023/7/11,共43页,26,先选育抗腥黑穗病的大棍棒35,2023/7/11,共43页,27,再选育抗腥黑穗病和抗麦秆蝇的大棍棒小麦品种,抗麦秆蝇,2023/7/11,28,育成抗三种病虫害的大棍棒53号,抗秆锈,2023/7/11,共43页,29,2、回交系谱法,杂交育种中用系谱法处

9、理杂种后代时，为扩大某一亲本对杂种后代的遗传影响，可用该亲本与杂种回交1-2次，然后再改用系谱法继续选育回交1-2次的不完全回交也称有限回交法,2023/7/11,共43页,30,当一个优良单交种A/B的两个亲本自交系A和B的综合性状及配合力都比较好，但各自还具有个别互不相同的缺陷 A的缺陷可为B克服，B的缺陷又可被A所克服,3、双回交法,2023/7/11,共43页,31,BA,F1A,BC1A,BC2A,BC3,BA,BF1,BBC1,BBC2,BC3,BC3F2BC3F2,自交,自交,F1,F2,自交,选出优于双亲的品种,每代选种皮柔嫩，具有香味的个体进行回交,双回交法在玉米上的应用示意

10、图,2023/7/11,共43页,32,4、聚合回交法（convergent backcross method）,当目标性状来自较多供体时，可将欲改良品种与多个供体同时分别回交几代，然后再进行聚合杂交，选育出兼具各供体亲本所特有的优良性状的改良品种,2023/7/11,共43页,33,（1）根据超亲重组与不完全回交结合原理的聚合杂交：第一年AB AC AD AE A占50%第二年 A A A A A占75%第三年 A占75%第四年 A占75%,2023/7/11,共43页,34,（2）根据超亲积累与回交结合原理的 聚合杂交（聚合回交）：第一年 AB AC AD AEA占50%第二年 A2B A

11、2C A2D A2EA占75%第三年 A3B A3C A3D A3EA占88%第四年 A4B A4C A4D A4EA占94%第五年 A占94%第六年,2023/7/11,共43页,35,第三节 回交育种的特点及其应 用价值,2023/7/11,共43页,36,一、回交育种的特点,1、回交育种的有利性(1)性状的遗传变异易于控制(2)回交后代所需群体的容量较小，有利于缩短 育种年限(3)有利于打破目标基因与不利基因间的连锁(4)目标性状的选择易于操作(5)育成品种易于推广,2023/7/11,共43页,37,2、回交育种的局限性,(1)只能改良个别性状(2)限于主效基因控制的目标性状(3)目标

12、性状的遗传力较低时，难于鉴定识别，不易获得较好的改良效果(4)回交的每一世代都要进行较大数量的杂交，工作量大:每代所需植株数 mlog(1-)/log(1-p),2023/7/11,共43页,38,二、回交育种的其他用途,1、近等基因系（near-isolines，NIL）的 培育 近等基因系：只有目标性状基因有差 异，其它性状基因相同的两个群体,2023/7/11,共43页,39,2、培育多系品种,将不同的抗病主效基因分别导入同一推广品种中，育成以该品种为遗传背景，但具不同抗性基因的多个近等基因系，然后按照需要混合其中若干品系组成多系品种用于生产,2023/7/11,共43页,40,3、细胞

13、质雄性不育系的培育和恢 复系的转育,2023/7/11,共43页,41,提莫菲维小麦的细胞质置换上普通小麦的细胞核,提型小麦雄性不育系的核代换过程,2023/7/11,共43页,42,西非高梁 南非高梁迈罗S（RfRf）卡佛尔N（rfrf）,F1可育S（Rfrf）,自交,F2S（RfRf），S（Rfrf），S（rfrf）卡佛尔N（rfrf）,3可育：1不育,BC1 卡佛尔 S（rfrf）N（rfrf）（大部分不育）,BC2 卡佛尔 S（rfrf）N（rfrf）（99%不育）,BC4或BC5 卡佛尔 3197A不育系 3197B保持系 S（rfrf）N（rfrf）,回交法选育不育系及保持系,2023/7/11,共43页,43,4、回交在远缘杂交中的应用,异源种质的渐渗在远缘杂交种，回交可提高杂种的育 性，控制杂种后代的分离，提高理想 类型的出现频率,2023/7/11,共43页,44,特青,元江野生稻,以栽培稻（特青）为遗传背景的元江野生稻基因渗入系图示基因组,2023/7/11,共43页,45,以栽培稻（特青）为遗传背景的元江野生稻基因渗入系图示基因组,2023/7/11,共43页,46,小结：回交育种的应用,控制杂种群体，精确地改良品种培育近等基因系雄性不育转育 克服远缘杂交的困难，创造新种质改善杂交材料某些指示性状,