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第六章 回交育种

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第六章 回交育种 - PowerPoint PPT Presentation

nasnan
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第六章 回交育种

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Presentation Transcript

  1. 第六章 回交育种 一、回交育种的意义 杂交育种的一种特殊方式 甲品种:有许多优良性状,而个别性状有欠缺; 乙品种:具有甲品种欠缺的优良性状; 方法:乙品种与甲杂交,F1及后代用甲品种进行多次回交和选择,甲品种原有的优良性状通过回交而恢复,同时导入了原欠缺的性状,获得性状改进的新品种(回交育种法) 甲品种 称为 轮回亲本或受体亲本; 乙品种 称为 非轮回亲本或供体亲本 意义:精确改良某个性状非常有效 控制育种群体发展方向 控制杂种后代群体规模 回交表达方式:[(A x B) x A ] x A…… A3x B BC3F1 BC3F2

  2. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 二、回交育种的基本遗传规律 回交后代群体中,纯合基因型频率 一对基因: AA x aa 自交 Aa 回交 Aa x aa F2 AA Aa aa BC1 Aa aa x aa F3 AA Aa aa BC2 Aa aa 1-1/2r 1-1/2r (1-1/2r)n r为回交代数, n杂合基因对数 (不加选择,基因间非连锁) 回交与自交的纯合速度相同,方向不同 轮回亲本的基因频率逐渐增加 非轮回亲本的基因频率逐渐减少 回交后代群体中,轮回亲本基因恢复的频率 1-1/2r+1 (不加选择)

  3. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 三、回交育种方法策略 1、 亲本的选配 轮回亲本(受体) 各农艺性状都很好,只有个别缺点需要改造的品种; 最好是当地适应性强、产量高、综合性状较好的推广品种 非轮回亲本(供体) 具有改进轮回亲本缺点所需的性状(或基因); 经回交数次后,该性状能保持足够的强度; (简单基因最好是显性,高遗传力性状) 目标性状最好与某一不利性状基因非连锁; 目标性状鉴定方便; 遗传背景尽可能接近轮回亲本; 没有严重的缺陷

  4. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 2、回交后代的选择 鉴定和选择关系到回交育种的成败和改良效率与效果 鉴定和选择世代:回交1代(分离世代)开始鉴定与选择 鉴定:创造条件使该性状充分显现。如转移抗病性,创造病害流行条件; 可以采取分子标记的方法辅助选择(MAS)。 选择:具有目的基因(性状)的个体; 其它性状在表型上尽可能接近轮回亲本 (重组个体的基因频率是随机的) (1)质量性状的回交转育: 显性单基因或隐性单基因

  5. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 F1 Rr 50%基因来自A 显性单基因 回交转育

  6. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 显性单基因 回交转育

  7. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 (2)数量性状的回交转育 回交成效和难易程度受两个因素制约: 控制目标性状的基因数目: 控制转育性状的基因越多,回交后代中出现的理想基因型频率越低。 策略:回交后代必须是大群体; 适当减少回交次数(不完全回交); 非轮回亲本的选择(供体中目标性状超越受体的预期要求) (供体综合性状尽量接近受体) 环境对基因表现的作用: 环境条件对数量性状影响大,鉴定选择可靠性差。 策略:每回交一次,自交1次,在BC1F2群体中选择; BC1F3株系设置重复和比较试验,优良株系内选择单株再回交 QTLs分子标记--苗期鉴定--成株期回交

  8. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 周期长; 后期的性状鉴定困难; (3)多个性状的回交转移 逐步回交(A受体亲本,B、C、D供体亲本) A × B F1 × A BC1× A ……. A(B) × C F1 × A BC1 × A …….. A(BC) × D F1 × A BC1 × A ……. A(BCD)

  9. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 聚合回交 第一年 A×B A×C A×D A×E A占50% 第二年 (A2×B) (A2×C) (A2×D) (A2×E) A占75% 第三年 A3×B A3×C A3×D A3×E A占88% 第四年 A4×B A4×C A4×D A4×E A占94% 第五年 × × A占94% 第六年 × A(BCDE) 适合于质量性状的聚合 如,国际水稻所利用IR24为轮回亲本聚合水稻抗白叶枯病基因

  10. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 不完全回交的聚合杂交 第一年 A×B A×C A×D A×E A占50% 第二年 F1×A F1×A F1×A F1×A A占75% (选择,或选择后自交选择1、2代) 第三年 × × A占75% (选择,或选择后自交选择1、2代) 第四年 × A占75% (选择后自交选择) 尤其适合数量性状的转育和聚合,是育种上常用的方法 导入不同亲本来源的目的性状; 避免目的性状强度的削弱; 基本恢复轮回亲本的主要农艺性状; 可以产生目标性状和非目标性状的超亲重组(回交与杂交育种思路结合)

  11. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 3、回交的次数 轮回亲本性状的恢复程度和要求; 双亲间有n 对基因杂合时,连续回交,轮回亲本基因的恢复度 (1-1/2r+1)n 纯合个体频率 (1-1/2r)n 目标性状因回交而削弱的程度、鉴定与选择的难易程度; 非轮回亲本的目标性状与不利性状连锁的程度 回交与连锁基因间重组频率关系: 1-(1-C)r+1 C 重组率 回交有利于打破基因间连锁(P86 表6-2) 紧密连锁的基因必须经过多代回交才能获得重组 严格选择回交群体中轮回亲本性状的个体,减少回交次数

  12. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 2、回交所需植株群体的估算 log(1-) m≥ log(1-)  :出现目的基因的机率水准; :目的基因型在回交群体中的期望比率 如:转移的基因是一对显性(RR),回交代中有两种基因型:Rr和 rr 转移的基因是一对隐性(rr),回交代中有两种基因型:Rr和 RR 期望比例 =1/2 如确保 =99%的可靠性,在回交后代中出现目的基因 那么在回交一代的植株数不应少于7株。 需要同时转移2对基因(或2个数量性状位点),期望比例 =1/4 如确保 =99%的可靠性,在回交后代中出现目的基因 那么在回交一代的植株数不应少于16株。(P86 表6-3)

  13. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 四、回交育种的其他用途 1、近等基因系的培育 近等基因系:不同基因型在相同遗传背景下的各个品系 A×B(R1) A×C(R2) A×D(R3) A×E(R4)…… A占50% A2×B(R1) A2×C(R2) A2×D(R3) A2×E(R4)…… A占75% A3×B(R1) A3×C(R2) A3×D(R3) A3×E(R4)…… A占88% ..….. …… …… …… A (R1) A (R2) A (R3) A (R4) 作用: 同一遗传背景下鉴定不同基因对经济性状的影响; 在不同遗传背景下的同一基因的表现差异; 培育多系品种(抗病育种); 培育可供基因精细定位和克隆所用材料。

  14. 第六章 回交育种 第六章 回交育种

  15. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 苏香粳1号(感稻瘟病) 回交导入抗病基因

  16. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 分子标记辅助选择提高回交效率

  17. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 2、细胞质雄性不育系的培育 细胞质雄性不育系 雄性可育系(正常细胞质,无恢复核基因) ♀ × ♂ cms ↓ ↓ F1 × 雄性可育系 cms ↓ BC1F1 × 雄性可育系 cms ↓ ↓ BC2F1 × 雄性可育系 ↓ ↓ BCnF1雄性可育系B cms (为A的保持系) 细胞质雄性不育系A

  18. 第六章 回交育种 第六章 回交育种 五、回交育种特点 1、控制育种发展方向(保持轮回亲本基本性状); 2、增添非轮回亲本的目标性状; 3、小群体,便于加代; 4、有利于打破基因连锁; 5、便于生产上推广应用; 1、多个性状改良育种年限长(尤其是逐步回交); 2、一般仅用于个别主基因性状改良,数量性状改良困难; 3、回交工作量大; 4、目标基因的一因多效问题; 回交、目标性状鉴定、选择(目标性状、轮回亲本性状)