《回交育种》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,共43页,*,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,10/7/2024,1,共43页,第一节 回交育种的意义及 遗传效应,10/7/2024,2,共43页,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,A,B,B,为,轮回亲本,，,A,为,供体亲本,F,1,B,BC,1,(,或,BC,1,F,1,),BC,1,B,BC,2,（,或,BC,2,F,1,）,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,10/7/2024,3,共43页,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,parent,）,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,10/7/2024,4,共43页,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（,don,or,）,（,A,X,B,）,X,A,X,A,10/7/2024,5,共43页,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,),10/7/2024,6,共43页,三、回交育种步骤,年次,回交程序,工作内容,1,A,B,杂交，,A,为轮回亲本，,B,为抗病亲本，,（抗病性为,显性,）,2,F,1,A,F,1,与,A,回交,3,BC,1,F,1,A,一次回交一代中选抗病株与,A,回交,4,BC,2,F,1,A,二次回交一代中选抗病株与,A,回交,5,BC,3,F,1,A,三次回交一代中选抗病株与,A,回交,6,BC,4,F,1,四次回交一代,F,1,自交并选优良抗病株,7,BC,4,F,2,自交，选抗病株种成株系，选农艺性状优良的抗病株系,四、回交的遗传效应,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（,1-1/2,r+1,），,而,供体,的不利遗传物质较上代减少一半（,1/2,r+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,10/7/2024,8,共43页,（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=(1-1/2,r,),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,10/7/2024,9,共43页,（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，回交后代中纯合体频率的递增量为,1/2,r,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,10/7/2024,10,共43页,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,%,基因对数,(n),回交代数,(r),1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,1 50 75 88 94 97 98 99,100-,100,-,100,-,5 3,24,51 72 85 92 96 98 99,100-,10 6 26 52 73 85 92 96 98 99,15 1 13 38 62 79 89 94,97,99,20,7,28 53 73,85,92,96,98,30 2 14 39 62 79 89 94 97,40 8 28 53 73 86 92 96,50 4 20 46 68 82 91 95,75 9 31 56 75 86 93,100 4 21 46 68 82 91,10/7/2024,11,共43页,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,10/7/2024,12,共43页,第二节 回交育种方法,10/7/2024,13,共43页,一、回交亲本的选择,1,、轮回亲本（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,10/7/2024,14,共43页,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,10/7/2024,15,共43页,非轮回亲本 轮回亲本,P,乙,aabb,CC,甲,AABB,cc,F,1,AaBb,C,c,AABBcc,BC,1,A-B-,C,c,AABBcc,BC,2,A-B-,C,c,AABBcc,BC,3,F,1,A-B-,C,c,BC,3,F,2,A-B-,C,-,BC,3,F,3,AABB,CC,由一对显性基因控制的性状转移,10/7/2024,16,2,、,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,10/7/2024,17,共43页,非轮回亲本 轮回亲本,P,乙,aabb,cc,甲,AABB,CC,F,1,AaBbCc,AABBCC,BC,3,F,1,A_B_Cc,BC,3,F,2,A_B_cc,BC,3,F,3,AABB,cc,转移一对隐性基因控制的性状,BC,1,A_B_,Cc,cc,AABBCC A_B_CC,（,淘汰）,BC,2,A_B_,Cc,cc,AABBCC A_B_CC,（,淘汰）,回交流程,10/7/2024,18,共43页,非轮回亲本 轮回亲本,1,乙,aabb,cc,甲,AABB,CC,2,AaBbCc,AABBCC,7 A_B_Cc,8 A_B_cc,9,AABB,cc,3-4,A_B_,Cc,cc,AABBCC A_B_CC,（,淘汰）,5-6,A_B_,Cc,cc,AABBCC A_B_CC,（,淘汰）,转移一对隐性基因控制的性状,回交年限,10/7/2024,19,共43页,（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,10/7/2024,20,共43页,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,10/7/2024,21,共43页,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,10/7/2024,22,共43页,四、回交所需植株数,(1-a),m,(1-p),转移基因数,1 2 3 4 5 6,概率,95%,4.3 10.4 22.4 46.3 95 191,99%,6.6 16 34.5 71.2 146 296,预期比例,1/8 1/16 1/32 1/64,a:,几率水平,p:,期望比率,10/7/2024,23,共43页,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,10/7/2024,24,共43页,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,10/7/2024,25,共43页,马丁,大棍棒,用大棍棒作轮回亲本,BC,6,自交,1932,年选出抗腥黑穗病的大棍棒,35,品种,先选育抗腥黑穗病的大棍棒,35,10/7/2024,26,共43页,道逊,大棍棒,用大棍棒作轮回亲本,BC,3,F,1,自交,BC,3,F,2,用,抗腥黑穗病,的大棍棒小麦作轮回亲本,BC,5,F,1,自交,BC,5,F,2,1937,年选出抗腥黑穗病和抗麦秆蝇的大棍棒小麦,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,10/7/2024,27,共43页,希望,巴特,用巴特做轮回亲本,BC,3,F,1,大棍棒,用大棍棒做轮回亲本,BC,4,用抗腥黑穗病大棍棒做轮回亲本,BC,6,用抗腥黑穗病和麦秆蝇的大棍棒小麦做轮回亲本,BC,8,再自交，于,1939,年育成了抗三种病虫害的大棍棒,53,号,育成抗三种病虫害的大棍棒,53,号,抗秆锈,10/7/2024,28,2,、回交系谱法,杂交育种中用系谱法处理杂种后代时，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,10/7/2024,29,共43页,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,10/7/2024,30,共43页,B,A,F,1,A,BC,1,A,BC,2,A,BC,3,B,A,B,F,1,B,BC,1,B,BC,2,BC,3,BC,3,F,2,BC,3,F,2,自交,自交,F,1,F,2,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图,10/7/2024,31,共43页,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,10/7/2024,32,共43页,（,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%,10/7/2024,33,共43页,（,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,A,2,B A,2,C A,2,D A,2,EA,占,75%,第三年,A,3,B A,3,C A,3,D A,3,EA,占,88%,第四年,A,4,B A,4,C A,4,D A,4,EA,占,94%,第五年,A,占,94%,第六年,10/7/2024,34,共43页,第三节 回交育种的特点及其应 用价值,10/7/2024,35,共43页,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,10/7/2024,36,共43页,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),10/7/2024,37,共43页,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,10/7/2024,38,共43页,2,、培育多系品种,将不同的抗病主效基因分别导入同一推