第七章 回交育种

一、概念 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 F1 × B BC1, BC1 × B BC2…… 第7章 回交育种 一、概念 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 F1 × B BC1, BC1 × B BC2…… 采用一次或多次回交的育种方法 ，称为回交育种。

第7章 回交育种 二、表示方法 [（A X B） X A] X A……； A3 X B； A X 3 / B

明确两对概念 用于多次回交的亲本称轮回亲本（亲本A）；只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲（亲本B）。 第7章 回交育种 轮回亲本（recurrent parent）与非轮回亲本(non-recurrent parent) 用于多次回交的亲本称轮回亲本（亲本A）；只在第一次杂交时应用的亲本称非轮回亲（亲本B）。 [（A X B） X A] X A……

受体亲本(receptor)与供体亲本(donor) 第7章 回交育种 受体亲本(receptor)与供体亲本(donor) 有利性状（目标性状）的接受者，称受体亲本（亲本A）；目标性状的提供者，称供体亲本（亲本B） 。 [（A X B） X A] X A……

第7章 回交育种 第一节 回交育种的意义及遗传效应

第7章 回交育种 一、回交育种的意义 回交育种法速度快，在改良作物品种个别缺点时是一种快速有效方法

一对基因自交和回交群体内aa型个体的比率(%) 第7章 回交育种 二、回交的遗传效应 (一）在回交杂合基因群体中，杂合基因型逐渐减少，纯合基因型相应地增加，纯合基因型变化的频率是(1-1/2r)n (n为杂种的杂合基因对数， r为回交的次数)，其中纯合基因型仅为轮回亲本的基因型。 一对基因自交和回交群体内aa型个体的比率(%) 世代数 1 2 3 4 5 6 7 8 Aa×Aa 25.0 37.5 43.75 46.88 48.44 49.22 49.61 50 Aa×aa 50.0 75 87.5 3.75 96.88 98.44 99.22 100

二、回交的遗传效应 （二）就一种纯合基因型来说，回交比自交达到某种纯合基因型个体的频率快。 F1自交和回交后代群体内某种纯合基因型 第7章 回交育种 二、回交的遗传效应 （二）就一种纯合基因型来说，回交比自交达到某种纯合基因型个体的频率快。 F1自交和回交后代群体内某种纯合基因型 (轮回亲本基因型)出现的频率 基因对数(n) 1 2 3 4 5 6 7 n F1 ×F1 1/4 1/16 1/64 1/256 1/1024 1/4096 1/16384 (1/4)n F1 ×纯合亲本 1/2 1/8 1/32 1/128 (1/2)n

三、回交育种步骤 年次 回交程式 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 F1×A F1回交于A 3 第7章 回交育种 年次 回交程式 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 F1×A F1回交于A 3 BC1F1×A 从回交一代中选择抗病株回交于A 4 BC2F1×A 从二次回交一代中选择抗病株回交于A

 年次 回交程式 工作内容 5 BC3F1×A 从三次回交一代中选择抗病株回交于A 6 BC4F1 四次回交F1自交并选择优良抗病株 7 第7章 回交育种 年次 回交程式 工作内容 5 BC3F1×A 从三次回交一代中选择抗病株回交于A 6 BC4F1 四次回交F1自交并选择优良抗病株 7 BC4F2 自交选择抗病株种成株系，选择农艺性状优良的抗病株系 

第7章 回交育种 第二节 回交育种方法

一、回交亲本选择 轮回亲本（或受体亲本） ①具有良好的农艺性状，只存在个别缺点 第7章 回交育种 轮回亲本（或受体亲本） ①具有良好的农艺性状，只存在个别缺点 要求综合性状好、适应性强、有丰产潜力。应选用在当地栽培时间长,综合性状好的推广品种或最有希望推广的优良品种。 ②改良后有发展前途

非轮回亲本（或供体亲本）： ①具有轮回亲本需要的目标性状 ②目标性状要突出 ③目标性状遗传传递力强，受少数基因控制 ④目标性状最好是显性 第7章 回交育种 非轮回亲本（或供体亲本）： ①具有轮回亲本需要的目标性状 ②目标性状要突出 ③目标性状遗传传递力强，受少数基因控制 ④目标性状最好是显性

第7章 回交育种 二、回交后代的选择 （一）质量性状基因的回交转育 1. 当被转移的目标性状为显性时

P 甲 AABBcc × aabbCC 乙 F1 AaBbCc × AABBcc BC1 A—B—Cc × AABBcc 第7章 回交育种 轮回亲本 非轮回亲本 P 甲 AABBcc × aabbCC 乙 F1 AaBbCc × AABBcc BC1 A—B—Cc × AABBcc 每代选择的性状为乙 的输出性状 BC2 A—B—Cc × AABBcc BC3F1 A—B—Cc  BC3F2 A—B—C—  BC3F3 AABBCC 由一对显性基因控制的性状转移

第7章 回交育种 2. 当被转移的目标性状为隐性时 (1)同时进行回交和自交 (2)每次回交之前均自交一次

BC2 A—B—Cc × aabbCC A-B-CC（淘汰）  BC3F1 A—B—Cc 第7章 回交育种 轮回亲本 非轮回亲本 P 甲 aabbCC × AABBcc 乙 F1 AaBbCc × aabbCC BC1 A—B—Cc A-B-CC（淘汰）   每代选择的性状为乙 的输出性状 不分离 分离 A—B—Cc × aabbCC BC2 A—B—Cc × aabbCC A-B-CC（淘汰）  BC3F1 A—B—Cc  BC3F2 A—B—cc  BC3F3 aabbcc 由一对隐性基因控制的性状转移

（二）数量性状基因的回交转育 成功的两种因素： 第7章 回交育种 （二）数量性状基因的回交转育 成功的两种因素： 一是控制性状的基因的数目。 当控制某一性状的基因数目增加时，回交后代出现目标性状基因型的比例势必减少。为了导入目标性状基因，必须种植的植株数应当增加。 二是环境对基因表现的作用。回交能否成功决定于每一世代对基因型的准确鉴定。当环境条件对性状的表现有重大影响时，鉴定便比较困难。在这样情况下，最好每回交一次，接着就进行自交一次，并在BC1F2群体进行选择。

表: 连续回交由轮回亲本引进基因的纯合个体百分率(%) 第7章 回交育种 第7章 回交育种 三、回交的次数 （1）.轮回亲本性状的恢复 纯合体比率（％）＝(1-1/2r)n (N=基因数;r =回交次数) 表: 连续回交由轮回亲本引进基因的纯合个体百分率(%)

第7章 回交育种 回交4～5次恢复轮回亲本的大部优良性状。 第7章 回交育种 第7章 回交育种 回交4～5次恢复轮回亲本的大部优良性状。 非轮回亲本具备其他一些优良性状时，回交1、2次可得到综合性状良好的植株，育成品种的遗传基础丰富。如回交次数过多，目标性状的强度削弱。 非轮回亲本有1、2个性状差于轮回亲本(栽培种的近缘种属作非轮回亲本)，须进行多次的回交。 2.非轮回亲本的目标性状和不利性状连锁的程度 非轮回亲本转移给轮回亲本的目标性状和另一不利性状连锁，须多次回交重组。除去不利基因的速度，由重组值决定的。

第7章 回交育种 重组类型的机率=1-(1-C)r (r =回交次数，C=重组率) 第7章 回交育种 第7章 回交育种 第7章 回交育种 重组类型的机率=1-(1-C)r (r =回交次数，C=重组率) 表 :不同重组率下经不同次数的回交后出现重组类型的频率(％)

第7章 回交育种 3. 选择利于轮回亲本性状的恢复，减少回交次数 第7章 回交育种 第7章 回交育种 3. 选择利于轮回亲本性状的恢复，减少回交次数 早代回交中，选择非轮回亲本目标性状的同时，应对轮回亲本的性状严格选择，提高轮回亲本性状的恢复频率，减少回交次数。 四、回交所需的植株数 公式： m≥ M=所需的植株数； p=杂种群体中符合需要的基因型的期望比率；α=几率水准。

第7章 回交育种 需要转移的基因数 1 2 3 4 5 6 带有转移的优良基因植株的预期比例 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 第7章 回交育种 第7章 回交育种 表6-10 回交中所需要的植株数 需要转移的基因数 1 2 3 4 5 6 带有转移的优良基因植株的预期比例 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 几率水准 0.95 4.3 10.4 22.4 46.3 95 191 0.99 6.6 16.0 34.5 71.2 146 296

第7章 回交育种 n= N：植株总数； r：具有目标性状基因的植株数； q：获得具有目标性状基因植株的概率； 第7章 回交育种 第7章 回交育种 n= N：植株总数； r：具有目标性状基因的植株数； q：获得具有目标性状基因植株的概率； Z：概率P的函数值，当P＝0.95时，=1.645；当P=0.99时，Z＝2.326。

五、 回交方法 1. 逐步回交法（stepwise backcross method） A × B AB ×C F1×A F1× AB 第7章 回交育种 五、 回交方法 1. 逐步回交法（stepwise backcross method） A × B AB ×C F1×A F1× AB BC1F1×A BC1F1× AB BC2F1 ×A BC2F1 × AB AB ABC

第7章 回交育种 第7章 回交育种 例：大棍棒 53 号的育成，大棍棒是一个推广的优良品种，但易感染多种病虫害。

第7章 回交育种 2、双回交法 在玉米的自交系改良中应用：

第7章 回交育种 第7章 回交育种 3、修饰回交育种法 （1）. 超亲重组与不完全回交结合的聚合杂交 第7章 回交育种 第7章 回交育种 第7章 回交育种 3、修饰回交育种法 （1）. 超亲重组与不完全回交结合的聚合杂交 第1年 A×B A×C A×D A×E A占50％ 第2年 F1×A F1×A F1×A F1×A A占75％ 第4年 × A占75％ 第3年 × × A占75％ …

第7章 回交育种 （2）.超亲积累与回交结合的聚合杂交（聚合回交） 第1年 A×B A×C A×D A×E A占50％ 第7章 回交育种 （2）.超亲积累与回交结合的聚合杂交（聚合回交） 第7章 回交育种 第5年 × × A占94％ 第6年 × 第1年 A×B A×C A×D A×E A占50％ 第2年 (A2×B) (A2×C) (A2×D) (A2×E) A占75％ 第3年 (A3×B) (A3×C) (A3×D) (A3×E) A占88％ 第4年 (A4×B) (A4×C) (A4×D) (A4×E) A占94％ 图6-14 聚合回交育种方法示意图

第3节 回交育种的特点及其应用价值 （一） 回交育种法的优缺点 优点： ①育种群体的遗传变异易于选择控制； 第7章 回交育种 第3节 回交育种的特点及其应用价值 （一） 回交育种法的优缺点 优点： ①育种群体的遗传变异易于选择控制； ②育种群体小，针对被转移的目标性状选择，利于温室、异地或异季加代等缩短育种年限； ③利于打破目标基因与不利基因间的连锁，增加基因重组频率，提高优良重组类型的机率； ④育成的品种不经产量试验，可在生产上试种。

第7章 回交育种 缺点 ： ①仅改良原品种的个别缺点，大多性状没大提高；轮回亲本选择不当，延长育种年限； 第7章 回交育种 第7章 回交育种 缺点 ： ①仅改良原品种的个别缺点，大多性状没大提高；轮回亲本选择不当，延长育种年限； ②改良品种限于由少数主基因控制的性状，改良数量性状则比较困难。 ③每一世代都需人工杂交，工作量大； ④目标基因的多效性，或与不利基因紧密连锁是回交育种的障碍； ⑤回交群体回复为轮回亲本基因型常出现偏离。

第7章 回交育种 （二） 回交育种的用途 1.近等基因系（near- isolines）的培育 用于培育多系品种。 第7章 回交育种 第7章 回交育种 （二） 回交育种的用途 1.近等基因系（near- isolines）的培育 用于培育多系品种。 育成以 A 品种为遗传背景但具有不同抗性基因的近似品系， 然后根据需要混合其中若干品系组成多系品种用于生产。

第7章 回交育种 第7章 回交育种 图6-15 Rht1、Rht2、Rht3小麦矮杆基因系在不同遗传背景中的表现

第7章 回交育种 第7章 回交育种 图6-16 中国春小麦株高、育性近等基因系

2.用于杂种优势利用中的细胞质雄性不育系和恢复系的回交转育 第7章 回交育种 第7章 回交育种 细胞质雄性 不育系(cms)♀ 雄性可育系 ♂ × F1(cms)  雄性可育株 BC1F1(cms) BC2F1(cms) BCnF1(cms) 雄性可育系B cmsA A的保持系B 图6-17 新的细胞质雄性不育系A的培育 2.用于杂种优势利用中的细胞质雄性不育系和恢复系的回交转育

第7章 回交育种 第7章 回交育种

图6-18 甘蓝型油菜5702A雄性不育系及其保持系的选育过程 第7章 回交育种 第7章 回交育种 图6-18 甘蓝型油菜5702A雄性不育系及其保持系的选育过程 1975年春 “波里玛”自然不育株×自交系5702 5702A 5702B 100％不育，选相似 BC3 × 5702 不育株，成对回交 96.5％～99.1％不育， BC1 × 5702 选相似不育株，成对回交 1975年冬 85.7％～100％不育， F1 × 5702 选不育株测交 1975年夏 97.5％不育，选相似 BC2 × 5702 1976年春

第7章 回交育种 3.用于远缘杂交(解决杂种不育和分离世代过长等) 例:(籼×粳)×籼 —偏籼型; (籼×粳)×粳 —偏粳型 第7章 回交育种 第7章 回交育种 3.用于远缘杂交(解决杂种不育和分离世代过长等) 例:(籼×粳)×籼 —偏籼型; (籼×粳)×粳 —偏粳型 草棉与陆地棉杂交，用陆地棉的花粉 回交可提高杂种的结实率。 4.用于改良品种的个别缺点，而保持其优良性状 5.打破基因连锁

第7章 回交育种 回交育种的特点、程序、技术要点及应用。 一、问答题 第7章 回交育种 重点与难点 回交育种的特点、程序、技术要点及应用。 思考题 一、问答题 1. 回交育种有哪些用途及有何局限性？在什么情况下 回交育种最有效？ 2.. 什么是轮回亲本和非轮回亲本？在回交育种中它们各有何作用？在选用轮回亲本和非轮回亲本时要注意哪些问题？ 3.回交有什么遗传效应？与自交遗传效应有什么不同？ 4.如何利用回交培育新的雄性不育系和近等基因系？

第7章 回交育种 二、论述题 1. 简述转移显性和隐性单基因控制的性状，以及数量性状的回交育种的过程。 第7章 回交育种 二、论述题 1. 简述转移显性和隐性单基因控制的性状，以及数量性状的回交育种的过程。 2. 制定一个利用回交法改良某一小麦品种的抗病（或抗虫）性的育种方案。