第十章 杂种优势利用

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1、第十章杂种优势利用第一节杂种优势利用的简史与现状第二节杂种优势表现特性第三节杂种优势表现的遗传基础第四节杂种品种的选育程序第五节利用作物杂种优势的方法杂种优势：两个性状不同的亲本杂交产生的杂种在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等方面超过其双亲的现象。第一节杂种优势利用的简史与现状第一节杂种优势利用的简史与现状•孟德尔8年豌豆杂交试验（1856－1864）中观察到杂种优势现象，并首先提出杂种活力（hyhridvigor）这个术语，但未作解释。•达尔文最早发现玉米杂种优势现象，指出玉米异花授粉与自花授粉后代株高之比，盆栽是100:87，田间是100:80。•Shull等研究了

2、玉米自交和杂交的作用，于1907年首次提出“杂种优势”（heterosis）这一科学术语。第一节杂种优势利用的简史与现状•Shull认为¡°杂种优势¡±是指遗传上不同的雄雌配子在结合中，由于种种机制而产生对发育的刺激作用。具体表现在杂种个体器官组织增大、产量和长势的增加。Shull把¡°杂种优势¡±与¡°杂种活力¡±区别开来，认为杂种活力是杂种优势的表现，而杂种优势是遗传实质，二者之间是表现型与基因型的关系。•Reiger等人（1976）则认为¡°杂种优势¡±和¡°杂种活力¡±两词的意义相同，都是指杂合体与其相应纯合体比较，在一个或多性状上表现优越性，杂种优势是杂合体中基因互作的结果

3、。第一节杂种优势利用的简史与现状•目前，国内外大多数学者大体上支持Reiger的意见，把杂种优势与杂种活力视为同义词。第一节杂种优势利用的简史与现状•法国学者Kolereuter，在1761¡ª1766年育成了早熟优良的烟草种间杂种，并提出种植烟草杂交种的建议。•20世纪20－30年代，美国首先在玉米上利用了杂种优势。•1954年，美国选育出高粱¡°三系¡±配制高粱杂交种在生产上应用。•我国在20世纪50年代首先在烟草和玉米上利用杂种优势,此后在高梁上。•1973年，我国先后完成了水稻的¡°三系¡±配套工作,水稻杂种优势的利用处于世界领先水平。而后在小麦、油菜、棉花上研究利用。第一节

4、杂种优势利用的简史与现状•在蔬菜上利用杂种优势最为普遍。据统计，日本的220种蔬菜中，利用杂种一代的占71.3%；番茄、甘蓝、白菜有90%以上应用杂种，黄瓜生产已全部应用杂种。美国在蔬菜生产上也有相同的趋势。有人认为，在不久的将来，作物生产上的杂种是今后的发展趋势。第一节杂种优势利用的简史与现状目前世界上已经利用和即将利用杂种优势的植物有：•大田作物¡ª玉米、水稻、高粱、黑麦、向日葵、棉花、烟草、小麦、大麦、燕麦、谷子、珍珠粟、大豆、油菜、甜菜、苜蓿草等。•蔬菜作物¡ª甜玉米、番茄、洋葱、茄子、黄瓜、西葫芦、西瓜、笋瓜、南瓜、甘蓝、花椰菜、白菜、萝卜、胡萝卜、菠菜、石刁柏、莴苣、辣椒

5、、葱、芹菜、食荚菜豆、菜豆、豌豆、马铃薯。•还有一些果树植物（椰子）、林木植物（桉树）、观赏植物（秋海棠）。第二节杂种优势表现特性一、杂种优势的表现１、生长势和营养体表现在：①长势旺盛；②分蘖力强；③根系发达；④茎杆粗壮；⑤块根、块茎体积增大。　　在株高上，F1具有明显优势是不同作物的共同特征，株高大多受多基因控制，但也有受单基因控制的，高杆表现为显性或部分显性，所以F1为高杆或倾向于高杆亲本。　　这对不同作物来说利弊各不相同：收获营养体的作物黄麻、甘蔗可获得较高产量；水稻、小麦、玉米、高粱等禾谷类作物，高杆往往因导致倒伏而减产。一、杂种优势的表现２、抗逆性和适应性适应性增强，抗病虫

6、性、对不良环境条件耐力增强。　　许多研究表明玉米、高粱、小麦、水稻、油菜、烟草、棉花的F1，在抗病、抗旱、抗盐碱、耐瘠等方面都表现优越性。　　生育期多表现为数量性状，且早熟对晚熟有部分显性；若双亲的生育期相差较大时，F1的生育期介于双亲之间且倾向早熟亲本；若双亲的生育期接近，杂种的生育期往往早于双亲，但早熟×早熟F1也可能稍晚于双亲。一、杂种优势的表现3、生理功能光合能力提高，有效光合期延长，光合面积和光合势增加，呼吸强度降低，同化产物分配优化，灌浆过程延长。一、杂种优势的表现4、产量和产量因素结实器官增大、结实性增强、果实与籽粒产量提高。　　主要农作物杂交种增产幅度：玉米：20%～

7、30%高粱：30%～50%水稻：20%～30%棉花：20%油菜：30%～80%　　作物的产量由产量因素构成，各构成因素的优势程度不同：例：玉米构成单株产量的各种因素种优势程度：千粒重和行粒数>穗行数。　　高粱主要是千粒重。　　杂交水稻：分蘖力强，单株穗数超过亲本1～2倍，每穗粒数也比亲本显著增多。　　通常推广水稻良种在单季种植条件下每穗80~100粒，据湖南农科院测定15个组合：父本每穗113.36粒，母本72.5粒，F1为139.52粒，比父本平均值增加