远缘杂交及其在植物育种中的应用.pptVIP

Contents of this chapter Application of distant hybridization Characters of distant hybridization Break down of Incompatbility Methods of break down Sterility 远缘杂交的概念 自然界物种存在地理隔离、季节隔离和生殖隔离，地理隔离、季节隔离的同种之间不存在生殖障碍。 远缘杂交一般是指在分类学上物种（species 、属（genus）以上分类单位不同个体之间的交配。 一、远缘杂交的意义与特点 1. 创造新的作物类型 通过远缘杂交，可以打破物种种、属之间的隔离，把两个或多个物种经过自然界长期进化积累起来的有益特性，在人为杂交条件下重新组合，使之形成新的类型和新种。 （一）远缘杂交的意义 2. 利用异属、种的特殊有利性状　 通过远缘杂交利用野生类型的高度抗病性和对环境胁迫（高温、干旱、寒冷、高湿等）的抵抗能力， 来改良栽培品种。 19世纪中叶欧洲育种者利用含抗晚疫病基因的野生马铃薯与栽培种杂交，获得了抗晚疫病的品种。 核桃与山核桃属间杂种，具有高度抗寒性、高产和具有很高利用价值的果实。 （一）远缘杂交的意义 3. 丰富作物的变异类型，提高园艺植物的品质和观赏价值 鹿子百合与山百合杂交后代与鹿子百合回交一代就可获得花瓣大而反卷、花色带红的美丽新品种。 （一）远缘杂交的意义 4. 创造新的雄性不育源 利用远缘杂交的手段导入胞质不育基因或破坏原来的质核协调关系育成番茄、南瓜、白菜等多种作物质核不育的雄性不育系和保持系。  （一）远缘杂交的意义 5. 探索研究生物进化 远缘杂交后代中可再现物种进化过程中所出现的一系列中间类型和新种类型，为研究物种的进化历史和确定物种间的亲缘关系提供实验根据，有助于进一步阐明某些物种或类型形成与演变的规律，进而利用这些规律创造新物种。 二、远缘杂交的障碍与克服途径 远缘杂交难交配性　　①种间柱头环境和柱头分泌物差异太大，致使花粉在异种植物的柱头上不能发芽;　　②花粉管生长缓慢或花粉管太短，不能进入子房到达胚囊;　　③花粉管虽能进入子房到达胚囊，但不能正常受精, 或只有卵核或极核发生单受精等。 发生在受精之前，通常称为配子不亲和性。 克服远缘杂交难交配性的方法 当两个物种间进行杂交时，利用两个物种的不同变种或品种测交，并进行正反交，确定适当母本是克服远缘杂交难交配性的一项有效措施。 克服远缘杂交难交配性的方法 2. 采用特殊的授粉方法 克服远缘杂交难交配性的常用方法 将双亲或亲本之一的染色体加倍对克服难交配性最有效。 一般以染色体数较多或染色体倍性高的作母本。 克服远缘杂交难交配性的方法 在杂交前，将亲本双方先嫁接成一体，通过接穗和砧木间的营养交流，使它们彼此的生理活动得到协调，开花后再进行有性杂交，较易取得成功。 克服远缘杂交难交配性的方法 矮生扁桃与普通桃杂交不易成功，先用矮生桃与山毛桃杂交，获得媒介者扁桃，再与普通桃杂交取得成功。 黄瓜与丝瓜进行属间杂交，不易成功，但将黄瓜接穗先嫁接到丝瓜上，然后再用丝瓜和黄瓜的混合花粉给黄瓜授粉，收到较好的效果。 克服远缘杂交难交配性的方法 柱头移植：一是将父本花粉先授于同种植物柱头上，在花粉管尚未完全伸长前，切下柱头，移植到异种的母本花柱上；二是先进行异种柱头嫁接，待愈合后再行授粉。 花柱短截法：把母本花柱切除或剪短，把父本花粉直接撒在切面上，或将花粉的悬浮液注入子房，使花粉不需通过柱头和花柱直接使胚珠受精。 克服远缘杂交难交配性的方法 7. 应用化学药剂　 一般多用赤霉酸、萘乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸、硼酸等，涂抹或喷洒母本雌蕊，能促进花粉发芽和花粉管生长，有利于杂交的成功。 克服远缘杂交难交配性的方法 8. 试管受精与雌蕊培养 从母本花朵中取出带胎座或没有带胎座的胚珠，置于试管中培养，并在试管中进行人工受精，以克服远缘花粉的不萌发、花粉管不能伸长或伸长过慢等障碍。 试管受精技术，已在烟草属、石竹属、芸薹属、矮牵牛属等植物的远缘杂交中获得成功。 克服远缘杂交难交配性的方法 9. 体细胞融合 体细胞融合技术可绕开有性过程，使亲本基因进行广泛重组，创造自然界没有的新类型。 近些年来发展起来的外源DNA导入技术（如花粉管导入法等），也可促进远缘物种间基因的交流。 （二）远缘杂种难育性及其克服途径 1. 远缘杂种难育性的表现 （二）远缘杂种难育性及其克服途径 核质不协调，影响杂种后代生长发育所需物质的合成和供应，导致杂种难育。 双亲的染色体组染色体数目、结构、性质以及染色体上所携带基因或基因剂量的不同，从而出现染色体和基因不平衡，引起细胞分裂不正常和物质合成混乱或不能合成适量的物质。