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杂交育种

杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。杂交可以使双亲的基因重新组合,形成各种不同的类型,为选择提供丰富的材料。

杂交育种可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体,或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来,产生在各该性状上超过亲本的类型。正确选择亲本并予以合理组配是杂交育种成败的关键。

根据育种目标要求,一般应按照下列原则进行:

①亲本应有较多优点和较少缺点,亲本间优缺点力求达到互补。

②亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种,在条件严酷的地区,亲本最好都是适应环境的品种。

③亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度,并无难以克服的不良性状。

④生态类型、亲缘关系上存在一定差异,或在地理上相距较远。

⑤亲本的一般配合力较好,主要表现在加性效应的配合力高。

杂交育种是培育家畜新品种的主要途径。通过选用具有优良性状的品种、品系以至个体进行杂交,繁殖出符合育种要求的杂种群。在扩大杂种数量的同时要适当进行近交,加强选择,分化和培育出高产而遗传性稳定,并符合选育要求的各小群,综合为新品种。

共同点

所谓杂交育种,一般指种内不同品种间的杂交育种。杂交技术因不同作物特点而异,其共同要点为:调节开花期,通过分期播种、调节温度、光照及施肥管理等措施,使父母本花期相遇;控制授粉,在母本雌蕊成熟前进行人工去雄,并套袋隔离,避免自交和天然异交,然后适期授以纯净新鲜花粉,作好标志并套袋隔离和保护。用于杂交的父本和母本分别用P1和P2表示,其代表符号分别为♂和♀;×表示杂交。杂交所得种子种植而成的个体群称杂种一代(子一代),用F1表示。F1群体内个体间交配或自交所得的子代为F2、F3、F4等表示随后各世代。安排亲本或杂种成对使之交配的杂交方式有:成对杂交(单交)即两个不同品种或系统间的杂交,两亲可互为父母本(正反交);复合杂交,即几个品种分别先后进行多次杂交。回交是以杂种后代与亲本之一再交配的杂交方式。

1.概念:是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。

2.原理:基因重组。通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。

3.优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。

4.缺点:不会产生新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。

杂交创造的变异材料要进一步加以培育选择,才能选育出符合育种目标的新品种。培育选择的方法主要有系谱法和混合法。系谱法是自杂种分离世代开始连续进行个体选择,并予以编号记载直至选获性状表现一致且符合要求的单株后裔(系统),按系统混合收获,进而育成品种。这种方法要求对历代材料所属杂交组合、单株、系统、系统群等均有按亲缘关系的编号和性状记录,使各代育种材料都有家谱可查,故称系谱法。典型的混合法是从杂种分离世代F2开始各代都按组合取样混合种植,不予选择,直至一定世代才进行一次个体选择,进而选拔优良系统以育成品种。在典型的系谱法和混合法之间又有各种变通方法,主要有:改良系谱法、混合-系谱法、改良混合法、衍生系统法、一粒传法。不同性状的遗传力高低不同。在杂种早期世代往往又针对遗传力高的性状进行选择,而对遗传力中等或较低的性状则留待较晚世代进行。选择的可靠性以个体选择最低,系统选择略高,F3或F4衍生系统以及系统群选择为最高。选择的注意力也最高。因此随杂种世代的进展,选择的注意力也从单株进而扩大到系统以至系统群和衍生系统的评定。试验条件一致性对提高选择效果十分重要。为此须设对照区,并采取科学和客观的方法进行鉴定,包括直接鉴定、间接鉴定、自然鉴定或田间鉴定、诱发鉴定或异地鉴定。杂种早代材料多,一般采取感官鉴定。晚代材料少,再作精确的全面鉴定。

作物育种程序在中国一般包括以下环节:原始材料观察、亲本圃、选种圃、产量比较试验。杂交育种一般需7~9年时间才可能育成优良品种,现代育种都采取加速世代的做法,结合多点试验、稀播繁殖等措施,尽可能缩短育种年限。

以杂交方法培育优良品种或利用杂种优势称为杂交育种。杂交可以使生物的遗传物质从一个群体转移到另一群体,是增加生物变异性的一个重要方法。不同类型的亲本进行杂交可以获得性状的重新组合,杂交后代中可能出现双亲优良性状的组合,甚至出现超亲代的优良性状,当然也可能出现双亲的劣势性状组合,或双亲所没有的劣势性状。育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育,直至获得优良性状稳定的新品种。

由于杂交可以使杂种后代增加变异性和异质性,综合双亲的优良性状,产生某些双亲所没有的新性状,使后代获得较大的遗传改良,出现可利用的杂种优势,并在鱼类的品种改良和生产中发挥出巨大作用,是鱼类育种的基本途径之一。

在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交),其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。中国自70年代以来,在鲤鱼各品种间进行了70多个组合的杂交实验,获得了丰鲤、荷元鲤、岳鲤、芙蓉鲤等杂交新品种,成为淡水鱼类中新的养殖对象,已在全国各地推广养殖,获得了明显的经济效益和社会效益。中国淡水鱼类的远缘杂交组合有近百种之多,有较好的效果,曾有过生产性应用的仅有鳊鲂杂种、鲴类杂种、鲢鳙杂种、鲤鲫杂种等少数几个杂交组合后代。由此可见,并非所有的杂交都能创造好品种,只有付出艰辛的探索才能取得理想的结果。

杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代,在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象。杂种优势是许多性状综合地表现突出,杂种优势的大小,往往取决于双亲性状间的相对差异和相互补充。一般而言,亲缘关系,生态类型和生理特性上差异越大的,双亲间相对性状的优缺点能彼此互补的,其杂种优势越强,双亲的纯合程度越高,越能获得整齐一致的杂种优势。

杂种优势往往表现于有经济意义的性状,因而通常将产生和利用杂种优势的杂交称为经济杂交,目前鱼类杂交育种应用得最多的即是经济杂交。经济杂交只利用杂种子一代,因为杂种优势在子一代最明显,从子二代开始逐渐衰退,如果再让子二代自交或继续让其各代自由交配,结果将是杂合性逐渐降低,杂种优势趋向衰退甚至消亡。

在渔业生产上,杂种优势的利用已经成为提高产量和改进品质的重要措施之一。目前经过国家鉴定并大力推广的杂交品种有:荷元鲤[荷包红鲤(雌)×元江鲤(雄)]、丰鲤[兴国红鲤(雌)×散鳞镜鲤(雄)]、芙蓉鲤[散鳞镜鲤(雌)×兴国红鲤(雄)]、岳鲤[荷包红鲤(雌)×湘江野鲤(雄)]、中州鲤[荷包红鲤(雌)×黄河鲤(雄)]、福寿鱼[莫桑比克非鲫(雌)×尼罗非鲫(雄)]。杂种优势的利用可以带来巨大的经济效益,如丰鲤不仅生长速度比亲本快50%左右,而且具有较高的抗病力和起捕率,目前已推广至全国几十个省、市,产量达2000万公斤以上。又如莫桑比克非鲫个体年增长量为140克,每公顷年产量仅2.5吨,而其杂交种福寿鱼个体的年增长量达790克,每公斤年产量提高到60吨,而且在体型、肥满度、成活率、耐寒性等方面均获得改良。

1.选择亲本的原则首先要尽可能选用综合性状好,优点多,缺点少,优缺点或优良性状能互补的亲本,同时也要注意选用生态类型差异较大、亲缘关系较远的亲本杂交,如江西的荷包红鲤和云南的元江鲤。在亲本中最好有一个能适应当地条件的品种。要考虑主要的育种目标,选作育种目标的性状至少在亲本之一应十分突出。当确定一个品种为主要改良对象,针对它的缺点进行改造才能收到好的效果,如草鱼的抗病性。

2.杂交方式亲本确定之后,采用什么杂交组合方式,也关系育种的成败。通常采用的有单杂交、复合杂交、回交等杂交方式。

1)单杂交即两个品种间的杂交(单交)用甲×乙表示,其杂种后代称为单交种,由于简单易行、经济,所以生产上应用最广,一般主要是利用杂种第一代,如丰鲤、福寿鱼。

2)复合杂交即用两个以上的品种、经两次以上杂交的育种方法。如果单交不能实现育种所期待的性状要求时,往往采用复合杂交,其目的在于创造一些具有丰富遗传基础的杂种原始群体,才可能从中选出更优秀的个体。复合杂交可分为三交、双交等。三交是一个单交种与另一品种的再杂交,可表示为(甲×乙)×丙,例如(荷包红鲤×元江鲤)×散鳞镜鲤一三杂交鲤。双交是两个不同的单交种的杂交,可表示为(甲×乙)×(丙×丁)或(甲×丙)×(乙×丙),例如(蓝非鲫×尼罗非鲫)×(莫桑比克非鲫×尼罗非鲫)。

3)回交即杂交后代继续与其亲本之一再杂交,以加强杂种世代某一亲本性状的育种方法。当育种目的是企图把某一群体乙的一个或几个经济性状引入另一群体甲中去,则可采用回交育种。如鲮鱼具有许多优良性状,但不能耐受低温,需要进行遗传改良。可先用耐受低温的湘华鲮与鲮杂交,杂交子一代再与鲮回交,回交后代继续同鲮进行多次回交,对回交子代选择的注意力必须集中在抗寒性这个目标性状上,从而最终育成一个具有抗寒性的优良的鲮鱼新品种。

1)杂交前的准备工作首先要熟悉各种鱼类的生殖习性。一方面要了解鱼类自身与生殖有关的性成熟季节、生殖季节、卵子的性质、性周期、产卵期、对卵和后代的保护等习性;另一方面要了解鱼类在生殖时期对外界条件的要求,如水温、光照、流速、产卵场的底质、鱼巢、饲料等。其次要调节亲本性成熟年龄,通过分期饲养,创造不同的外界条件等手段,务必使用来杂交的亲本在生殖季节相遇。

2)选择适当的受精方法进行杂交杂交前期在临近性成熟和生殖季节到来之时,一定要将雌雄两种鱼分池饲养,避免自群交配。受精方法则根据具体情况确定,品种间杂交一般采用自然产卵受精,不能自然繁殖杂交的采用人工授精(具体操作方法见第四章)。

3)记载、挂牌和管理用不同品种(或种)的鱼类进行杂交,必须作记载,记载内容包括亲本性状及有关情况、杂交方式、杂交时间、各期成活率等,以供查阅之用。鱼苗下塘后,试验池需挂牌并登记,写明授精日期和父母本的名称。养殖期间应加强管理,尤其应注意避免不同杂交种之间发生混杂。如果不慎将杂种流放至江河、湖泊等天然水域,将造成自然种群遗传性混杂这样无可挽回的严重后果,影响自然资源的有效利用。

4)加速育种进程从杂交到新品种育成推广,往往需要经过10个世代的时间,因而加速育种进程很有必要。可采用异地加代,如在海南岛建立鱼类育种基地,进行北繁南育,缩短育种时间。也可以进行温室和人工气候室加代,所需育种基地规模不大时,采用此法即能加速育种进程。

5)杂交后代的选择采用个体选择法时,选择一般从子二代开始,因子二代变异范围最大,可望从中选出合意的变异体。到子三代已基本可以判断有无育成品种的希望,到子五代时,大多数性状和家系已相当稳定,定品种可在此进行。采用群体选择法时,一般子五代之前不进行个体选择,只进行群体选择并混养。在子五代至子八代开始进行个体选配,建立家系和确定品种。


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