《远缘杂交育种》PPT课件

第15章 远缘杂交育种 一 、 远 缘 杂 交 的 概 念 和 分 类（ 一 ） 远 缘 杂 交 的 概 念 植 物 分 类 学 上 不 同 种 或 不 同 属 间 的 有性 杂 交 称 为 远 缘 杂 交 。 此 类 杂 交 产 生 的 后 代 称 远 缘 杂 种 。 Rosa canida Rosa glauca Rosa foetida （ 二 ） 远 缘 杂 交 的 分 类精 卵 结 合 型 ： 通 过 受 精 过 程 ， 结 合 自 己 成 了 精核 和 卵 的 全 部 遗 传 信 息 的 杂 种 ；非 精 卵 结 合 型 ： 由 获 得 远 缘 父 本 部 分 遗 传 信 息 的卵 发 育 成 的 ， 这 部 分 遗 传 信 息 可 能 来源 于 父 本 配 子 细 胞 质 内 的 DNA或 mRNA等 。 认 为 那 些 在 染 色 体 数 和 形 态 方 面和 母 本 完 全 一 样 。 二、远缘杂交的作用和意义（ 一 ） 远 缘 杂 交 的 作 用1. 提 高 花 卉 的 抗 病 性 和 抗 逆 性 ;2. 创 造 花 卉 新 类 型 ;3. 利 用 杂 种 优 势 . （ 二 ） 远 缘 杂 交 的 意 义 1. 获 得 具 有 良 好 的 综 合 性 状 的 杂 种 植 物 ;2. 研 究 一 些 种 、 属 之 间 的 亲 缘 关 系 和 自 然界 物 种 形 成 的 途 径 ;3. 创 造 出 一 些 不 寻 常 的 广 泛 的 新 类 型 . 三 、 远 缘 杂 交 的 特 点（ 一 ） 远 缘 杂 交 的 不 亲 和 性 ;（ 二 ） 远 缘 杂 种 的 不 育 性 ;（ 三 ） 远 缘 杂 种 后 代 分 离 的 广 泛 性 ;（ 四 ） 远 缘 杂 种 的 杂 种 优 势 . 四、远缘杂交不亲和性及其克服 （ 一 ） 远 缘 杂 交 不 亲 和 现 象 及 其 原 因 ：1.花 粉 在 异 种 植 物 的 柱 头 上 不 能 发 芽 ;2.花 粉 管 不 能 进 入 柱 头 ; 3.花 粉 管 生 长 缓 慢 或 花 粉 管 太 短 ， 不 能 进 入 子 房 到达 胚 囊 中 ; 4.花 粉 管 虽 能 进 入 子 房 ， 到 达 胚 囊 ， 但 不 能 受 精 ; 5.受 精 后 的 幼 胚 不 发 育 ， 或 发 育 不 正 常 ， 或 发 育 中途 停 止 ; 6.杂 交 种 子 的 幼 胚 、 胚 乳 和 子 房 组 织 之 间 缺 乏 协 调性 ， 胚 乳 不 能 为 杂 种 胚 提 供 正 常 生 长 所 需 的 营 养 ，影 响 杂 种 胚 的 发 育 。 （ 二 ） 远 缘 杂 交 不 亲 和 性 的 克 服 方 法 （十 大 方 法 ） 、 选 择 适 当 亲 本 并 注 意 正 反 杂 交 选 择 亲 本 时 ， 除 了 根 据 育 种 目 标 ， 选择 具 有 最 多 的 优 良 性 状 的 类 型 作 杂 交 亲 本外 ， 还 必 须 考 虑 到 远 缘 杂 交 不 亲 和 特 点 ，选 择 和 选 配 适 当 亲 本 ， 以 提 高 远 缘 杂 交 的成 功 率 。 在 选 定 作 亲 本 的 种 属 内 ， 选 择 亲和 性 较 好 的 种 类 作 为 杂 交 亲 本 。 、 混 合 花 粉 和 多 次 重 复 授 粉混 合 花 粉 ， 即 在 选 定 的 交 本 花 粉 内 ， 掺 入 少量 其 他 品 种 甚 至 包 括 母 本 的 花 粉 ， 然 后 授于 母 本 花 朵 柱 头 上 。重 复 授 粉 ， 即 在 同 一 母 本 花 的 蕾 期 ， 开 放 期和 花 朵 即 将 凋 谢 等 不 同 时 期 ， 进 行 多 次 重复 授 粉 。 由 于 雌 蕊 发 育 成 熟 度 不 同 ， 它 的生 理 状 况 有 所 差 异 ， 受 精 选 择 性 出 就 有 所不 同 ， 有 可 能 达 到 最 有 利 于 受 精 过 程 正 常进 行 的 条 件 ， 促 进 受 精 率 的 提 高 。 、 选 择 第 一 次 开 花 的 幼龄 杂 种 实 生 苗 作 母 本 。 、 柱 头 移 植 、 剪 短 法 将 父 本 花 粉 先 授 予 同种 植 物 的 柱 头 上 ， 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 朵 的 柱 头 上 或 先 进 行异 种 间 杂 交 时 常 因 花 粉 管后 ， 再 行 授 粉 。 、 预 先 无 性 接 近 法 在 进 行 远 缘 杂 交 前 ， 预 先 将 亲本 互 相 嫁 接 在 一 起 ， 使 它 们 彼 此 的生 理 活 动 得 到 协 调 ， 或 改 变 原 来 的生 理 状 态 ， 而 后 进 行 有 性 杂 交 ， 较易 得 到 成 功 。 、 媒 介 法 当 甲 与 乙 两 种 直 接 杂 交 不 能 成 功 时 ，可 以 用 两 亲 之 一 先 与 第 三 类 型 丙 进 行 杂 交 ，将 杂 交 得 到 的 杂 种 再 与 另 一 亲 本 杂 交 ， 这种 媒 介 的 方 法 ， 有 时 较 易 获 得 成 功 。 、 化 学 药 剂 的 应 用 赤 霉 素 、 萘 乙 酸 、吲 哚 丁 酸 、 硼 酸 等 化 学药 剂 处 理 可 克 服 某 些 远缘 杂 交 不 结 实 的 缺 点 。 、 组 织 培 养 技 术 的 应 用 随 着 组 织 培 养 研 究 的 深 入 ， 已 经 开 始研 究 应 用 人 工 培 养 基 把 母 本 花 朵 中 取 出 胎座 或 没 有 带 胎 座 的 胚 珠 ， 置 于 试 管 中 进 行人 工 授 粉 受 精 。 、 应 用 温 室 或 保 护 地 杂 交 ，改 善 授 粉 受 精 条 件 . 、 花 粉 预 先 用 低 剂 量 辐 射 处 理 花 粉 用 低 剂 量 射 线 处 理 后 ， 活 性 增 加 ，表 现 花 粉 发 芽 率 提 高 ， 花 粉 管 生 长 迅 速 , 再 行 杂 交 可 以 提 高 杂 交 成 功 率 。 五、远缘杂种不育性及其克服（ 一 ） 远 缘 杂 种 不 育 性 表 现远 缘 杂 种 的 不 育 性 表 现 ， 包 括 杂 种 的 成 活性 和 结 实 性 两 个 方 面 :成 活 性 ： 即 杂 种 种 子 不 发 芽 升 虽 然 发 芽 生长 ， 但 幼 苗 生 长 衰 弱 或 早 期 夭 亡 ；结 实 性 ： 即 杂 种 植 株 虽 能 成 活 ， 但 结 实 性差 ， 甚 至 完 全 不 能 结 实 。 (二 )远 缘 杂 种 不 育 性 原 因1. 成 活 性 差 的 原 因 :主 要 是 由 于 远 缘种 间 遗 传 差 异 大 ， 造 成 生 理 上 不协 调 ， 在 胚 胎 发 育 的 关 键 时 刻 ，产 生 了 某 些 重 要 缺 陷 ， 因 而 影 响了 杂 种 的 成 苗 成 株 。 2. 造 成 远 缘 杂 种 植 株 结 实 性 差 或完 全 不 能 结 实 的 原 因 减 数 分 裂 异 常 ; 远 缘 杂 种 生 殖 器 官 发 育 不 全 ，完 全 不 能 形 成 雌 雄 配 子 。 （ 二 ） 远 缘 杂 种 不 育 性 的 克 服 方 法 ： 、 杂 种 胚 的 离 体 培 养 ; 、 杂 种 染 色 体 的 加 倍 ; 、 回 交 法 ; 、 改 善 营 养 条 件 ; 、 人 工 辅 助 授 粉 ; 、 延 长 培 育 世 代 、 加 强 选 择 . 、 杂 种 胚 的 离 体 培 养 将 杂 交 所 得 的 不 饱 满 种 子 或 未 成 熟 种子 ， 或 在 其 发 育 中 期 取 出 幼 胚 ， 置 于 一 定的 培 养 基 中 培 养 ， 由 于 适 合 的 营 养 和 优 良的 培 养 条 件 ， 其 出 苗 率 大 为 提 高 。 、 杂 种 染 色 体 的 加 倍 对 于 亲 缘 关 系 较 远 的 二 倍 体 杂 种 ， 在种 子 发 芽 的 初 期 或 苗 期 用 0.1-0.3%秋 水 仙碱 液 处 理 若 干 时 间 ， 使 体 细 胞 染 色 体 数 加倍 ， 获 得 异 源 四 倍 体 （ 即 双 二 倍 体 ） . 双 二 倍 体 在 形 成 配 子 的 减 数 分 裂 过 程中 ， 每 个 染 色 体 都 有 相 应 的 同 源 染 色 体 可以 正 常 进 行 配 对 联 合 ， 产 生 具 有 二 重 染 色体 组 的 有 生 活 力 的 配 子 ， 从 而 大 大 提 高 结实 率 。 、 回 交 法 在 亲 本 染 色 体 数 不 同 和 减 数 分 裂 不 规则 的 情 况 下 ， 杂 交 产 生 的 雌 配 子 一 般 是 不平 衡 的 ， 但 仍 有 部 分 可 能 接 受 正 常 的 雄 配子 而 得 到 结 实 ， 并 且 通 过 连 续 的 回 交 ， 其结 实 能 力 逐 渐 得 到 加 强 。 、 改 善 营 养 条 件 远 缘 杂 种 由 于 生 理 机 能 不 协 调 ， 当 提 供优 良 的 生 长 条 件 时 ， 可 能 逐 步 复 正 常 生 长 。 、 人 工 辅 助 授 粉 采 用 混 合 花 粉 的 人 工辅 助 授 粉 ， 将 使 杂 种 受 精选 择 性 得 到 更 大 满 足 ， 可以 得 高 结 实 率 。 、 延 长 培 育 世 代 、 加 强 选 择 远 缘 杂 种 的 结 实 性 ， 往 往 随 生 育 年龄 而 增 高 ， 也 随 着 有 性 世 代 的 增 加 而 逐步 提 高 。 六 、 远 缘 杂 种 的 分 离 和 选 择（ 一 ） 远 缘 杂 种 分 离 的 特 点1.分 离 的 世 代 更 长 ;2.远 缘 杂 交 的 后 代 具 有 更 为 复 杂 的 分 离 . 远 缘 杂 种 后 代 的 类 型 : 、 综 合 （ 中 间 ） 性 状 类 型 ; 、 亲 本 性 状 类 型 ; 、 新 物 种 类 型 . 远 缘 杂 种 的 分 离 现 象 极 为 复 杂 ，目 前 对 分 离 规 律 性 还 很 不 了 解 。 深 入研 究 远 缘 杂 交 的 遗 传 机 制 ， 将 对 控 制远 缘 杂 种 的 分 离 ， 以 及 对 远 缘 杂 种 的选 择 、 培 育 等 具 有 重 要 的 实 践 意 义 。 （ 二 ） 远 缘 杂 种 的 选 择 ： 远 缘 杂 交 和 种 内 杂 交 一 样 ， 对 后代 必 须 进 行 严 格 的 选 择 ， 才 能 获 得 适人 类 需 要 的 在 性 状 一 表 现 稳 定 的 新 类型 。 根 据 远 缘 杂 种 的 若 干 特 点 ， 选 择必 须 注 意 掌 握 如 下 几 个 原 则 。 、 扩 大 杂 种 的 群 体 数 量 ; 、 增 加 杂 种 的 繁 殖 世 代 ; 、 继 续 进 行 杂 交 选 择 ; 、 培 育 与 选 择 相 结 合 . 、 扩 大 杂 种 的 群 体 数 量 远 缘 杂 种 由 于 亲 本 的 亲 缘 关 系 较 远 ，分 离 更 为 广 泛 ， 就 一 般 而 言 ， 杂 种 中 具 有优 良 的 新 性 状 组 合 所 占 的 比 例 不 会 很 多 。如 与 野 生 亲 本 远 缘 杂 交 ， 常 伴 随 产 生 一 些野 生 的 不 利 性 状 。 因 此 ， 尽 可 能 提 供 较 大的 杂 种 群 体 ， 以 增 加 更 多 的 选 择 机 会 。 、 增 加 杂 种 的 繁 殖 世 代 远 缘 杂 种 往 往 分 离 世 代 甚 长 ， 有些 杂 种 一 代 虽 不 出 现 变 异 ， 而 在 以 后的 世 代 中 ， 仍 然 可 能 出 现 性 状 分 离 ，因 此 ， 一 般 不 宜 过 早 淘 汰 。 但 是 ， 对于 那 些 经 过 鉴 定 ， 证 明 是 由 于 无 融 合生 殖 的 发 生 ， 发 生 了 孤 雌 生 殖 ， 因 而长 成 的 植 株 完 全 象 母 本 一 样 。 这 样 的植 株 ， 就 有 能 作 为 远 缘 杂 种 ， 而 应 加以 淘 汰 。 、 继 续 进 行 杂 交 选 择 ： 由 于 远 缘 杂 种 后 代 分 离 延 续 世 代 较长 ， 因 此 ， 对 于 杂 种 一 代 ， 除 了 一 些 比较 优 良 类 型 的 直 接 利 用 外 ， 还 可 以 进 行要 种 单 株 间 的 再 杂 交 或 回 交 ， 并 对 以 后的 世 代 继 续 进 行 选 择 。 随 着 选 择 世 代 的增 加 ， 优 良 类 型 的 出 现 率 也 将 会 提 高 。 、 培 育 与 选 择 相 结 合 对 于 远 缘 杂 种 应 注 意 培 育 ， 给 予 杂 种充 分 的 营 养 和 优 越 的 生 育 条 件 ， 促 进 优 良性 状 的 充 分 发 育 ， 再 结 合 细 胞 学 的 鉴 定 方法 ， 严 格 进 行 后 代 的 选 择 ， 以 便 获 得 符 合育 种 目 标 具 有 较 多 优 良 性 状 的 杂 种 后 代 。 远缘杂交育种的计划1. 育 种 目 标 的 确 定 ;2. 杂 交 亲 本 的 选 配 ;3. 克 服 杂 交 困 难 的 技 术 措 施 ;4. 远 缘 杂 种 选 择 的 技 术 措 施 ;5. 杂 种 后 代 的 培 育 技 术 ;6. 品 种 繁 育 和 品 种 推 广 . 作业1. 远 缘 杂 交 的 概 念 ;2. 简 述 远 缘 杂 交 的 主 要 困 难 ;3. 如 何 克 服 远 缘 杂 交 的 困 难 .