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第二章 选择育种原理与方法


第二章

选择育种原理与方法

第一节 选择育种的原理
第二节 选择与选择方法

第三节 选择育种的程序

选择育种的原理

第一节

选择育种的原理

问题:为什么说选择是品种改良的中心?
分析:1、植物变异的层次分析

和观赏植物品种改良的现状 2、引种与驯化 3、选择育种 4、杂交育种 5、诱变育种与辐射育种 6、倍数性育种(多倍体与单倍体育种) 7、生物技术育种(分子育种) 不同育种方法同选择的关系?

选择育种的原理

一、选择育种的类型
1、种源选择 种源:一批种子或苗木等繁殖材料的原产地。 产地:一批种子或苗木等繁殖材料的生产地点(区)。

种源试验:将不同种源的种植材料,在一定区域内按田间试验要求进行对比
试验的过程。 种源选择:通过种源试验为某一用种地区选择优良种源的过程。

2、个体选择:即选择优良个体的过程。它分混合选择与基因型选择二种类型。
3、芽变选择:芽变是体细胞突变的结果,利用芽变,从中选择出优良品种的过 程即为芽变选种。

选择育种的原理

二、选择育种的原理

1、群体选择原理

群体选择实际上是改变被选群体的基因型频率,由此改变群体的基
因频率。优良的群体即为优良基因频率高的群体。 2、个体选择原理

利用个体的优良基因型。不管是混合选择还是基因型选择,关键是
取得优良的基因型,并由此通过有性繁殖或无性繁殖使之成为一个优良 的品种应用于生产。

选择育种的原理

三、影响选择效果的主要因素

R=Sh2=iph2

(s为选择差,i为选择强度,P为标准差)

1、被选性状的遗传力
遗传力是性状的遗传传递能力,但它的估值受环境影响,因此, 选择需要在一致的环境条件下进行(比较)。

2、被选群体的大小与变异程度(幅度)
3、选择率的大小 4、选择的方法---采用多性状选择不是单性状独立选择。

选择差(selection differential):入选树木平均值与林分平均值有

一个差值(S)。即:S=X s-Xp
选择响应(response):入选全个体的子代均值(Xo)与同年龄亲 本林分均值(Xp)的差值(R)。即: R=Xo-X p

遗传增益( genetic gain,G) :选择响应除以亲本群体的平均值。
G=R/X×100% 选择强度( selection intensity,i) :选择差除以亲本群体的标准差

(σP)所得的值。即标准化的选择差。i=S/σP

性状正态分布与入选个体分布图

P

P=

Z

T S

P=

1 2?

?

?

?

1 2

x

2

e
t

dx

选择强度(i)与群体大小和入选率
入选率
0.01 0.05









20
- 1.80

50
- 1.99

100
2.51 2.02

200
2.58 2.04


2.66 2.06

0.10
0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

1.64
1.33 1.11 0.93 0.77 0.62 0.48 0.33

1.70
1.37 1.14 0.95 0.79 0.63 0.49 0.34

1.73
1.39 1.15 0.96 0.79 0.64 0.49 0.35

1.74
1.39 1.15 0.96 0.79 0.64 0.50 0.35

1.76
1.40 1.16 0.97 0.80 0.64 0.50 0.35

0.90

0.18

0.19

0.19

0.19

0.20

选择差与株数间的关系
选择差(以标准差为单位表示) 1.0 1.5 2.0 从下列被选群体中选出1株 4 13 42

2.5
3.0 3.5 4.0 5.0 6.0

159
739 4,298 31,540 3,588,000 100,000,000

选择和选择方法

第二节
一、人工选择

选择和选择方法

人工选择(artificial selection):是根据人们的需求,从混合群体中

选择符合需要的个体,或类型,是人类创造新品种的重要手段。
它有别于自然选择: 1. 人工选择的目标是满足人们对产品品质或数量的需求;

2. 人工选择的选择强度高,且局限于少数入选个体间的交配、繁殖,
经多个世代连续选择后,必然会导致选择群体的遗传基础变窄; 3. 人工选择多为高强度选择,往往能在短期内取得显著进展,而自然

选择多要经历漫长的历史才能产生新的物种。

选择和选择方法

二、选择类型
? 以群体为对象的选择,不论是自然选择,还是人工选择,一般可分为 如下3种选择类型: ? (1)稳定性选择(stable selection)是有利于中间型的选择,数量性状 的平均值不变。选择的结果,淘汰了远离平均数的表型个体,使群体遗 传组成发生变化。

? (2)定向性选择(directional selection)与稳定性选择相反,是对表现
型分布的某一极端个体进行的选择。选择的结果导致群体遗传组成的定 向变化。

? (3)多向性选择(disruptive selection)是按两个、或两个以上方向的选
择,是不利于中间的选择。最后形成分离的两个群体。

1:稳定性选择;2:定向性选择;3:多向性选择

图1

选择的基本类型

选择和选择方法

三、选择方法
1.混合选择和单株选择

混合选择:根据育种目标,从群体中按表现型挑选符合要求的一批个体, 或淘汰不符合要求的一批个体,且对选择出来的个体不分单株,混合采集种 子或穗条,混合繁殖和造林。 混合选择只依据表现型,不作遗传测定的选择,属表型选择 (phenotypic selection)。

单株选择(individual selection)是谱系清楚的选择,是根据入选标准, 从群体中挑选优良个体,分别采种或采条,单独繁殖,单独鉴定的选择。
因单株选择的谱系清楚,可通过子代测定的结果对亲本进行的再选择, 即可以进行所谓的后向选择(backward selection)。 单株选择是根据遗传测定林中子代或无性系的表现进行的选择,属遗传 型选择(genotype selection)。

子 代 表 现

F K

B E C

A G D I J 混 合 选 择

子 代 表 现

D E I

A B C F 混

P H Q V O L

H JG 合 M LN 选 D Q P R S TU 择

N R T M W Y Z U



遗传力、选择方法与选择效果

选择和选择方法

2.家系选择、家系内选择、配合选择和无性系选择

家系(family):亲本通过有性繁殖所得到的全部子代连同亲本统称为

家系。
半同胞家系(half-sib family):指仅具有一个共同亲本的家系子代总称。 全同胞家系(full-sib family):指具有共同双亲的家系子代总称。

无性系(clone):由同一植株通过营养繁殖所产生的群体,称为一个无
性系。对繁殖成无性系的最初植株,称为无性系原株(ortet),无性繁殖 出来的植株称为无性系分株(ramet)。

选择和选择方法

2.家系选择、家系内选择、配合选择和无性系选择
家系选择(family selection):把家系作为一个单位,依据按家系平均值大小进 行的选择。

家系内选择(within family selection):根据家系内个体表型值距该家系平均表型
值的离差大小选择个体。 配合选择(combined selection):在优良家系中选择优良单株过程或优良种源中 选择优良单株等。 从子代测定林中挑选优良家系内的优良个体作为下一代选育的亲本,这种选择方 法称为前向选择(forward selection)。 无性系选择(clonal selection):通过无性系对比试验,评选出优良无性系的过

程。无性系选择充分利用了植株的加性效应、显性效应和上位效应。无性系选择增
益大,方法简单。 家系选择、家系内选择和配合选择以及无性系选择都属单株选择(遗传型选择)。

选择和选择方法

3.多性状选择(multiple traits selection)

大多数的树种改良计划都要求同时改良几个性状。选择性状的多少,
影响选择效果。一般来说,改良单个性状取得的效果要比多个性状大, 也比多个性状快。 表 选择性状数目与选择率、选择强度的关系
入选株数 / 观测株数 每个性状的选择强度

选择性状数目

1 2 3 4 5

1/100 1/31.6 1/10.0 1/5.62 1/3.98

3.37 2.23 1.75 1.46 1.27

选择和选择方法

多性状选择的方法

(1)连续选择法(tandem selection): 先对一个最重要的性状进行选择, 直到达到育种目标,再开始第二个性状的选择。 (2)独立淘汰法(independent culling):对每个选择性状规定一个最低 标准,如果候选个体各性状都符合标准,就可入选,否则不能入选。 (3)选择指数法(selection index):一种综合选择的指标。即把选择的 每个性状都按其相对经济重要性和不同性状间的表型相关与遗传相关,通 过多元统计方法进行适当加权,形成线性关系组合。
1 1 2 2 3 3 综合评分法 是针对多性状选择时采用的。可以按不同性状的重要

I ? b x ? b x ? b x ? ???

性给一定的分数,最后按分数进行选择。

选择和选择方法

选择性状数目与选择率、选择强度的关系
选择性状数目
1

入选株数 / 观测株数
1/100

每个性状的选择强度
3.37

2
3 4 5

1/31.6
1/10.0 1/5.62 1/3.98

2.23
1.75 1.46 1.27

4. 多世代选择

要实现预定的育种目标,往往要经历多个世代的改良。

轮回选择(recurrent selection):是多世代改良中通常
采用的选择方法,是指在连续的多个育种世代中,对选择个体 进行交配制种,建立子代测定林,从测定林中进行配合选择, 即选择优良家系中的优良个体,再交配制种,如此反复循环, 使所需基因频率不断提高,遗传增益一代比一代高。

选择和选择方法

5.直接选择与间接选择
直接选择(direct selection):就是直接根据改良性状进行的选择。 间接选择(indirect selection):就是根据与改良性状的相关性状或指标 进行选择。

R x = iy ? hy ??

gx

?r

性状的早期选择实际上也属间接选择。一般认为,生长速度、木材密度、 纤维或管胞长度、树干通直度等性状受遗传控制较强,早期选择是可行的。 hj Pj Gj rgjm Gm hm Pm

6.芽变选择

芽变是利用植物体在栽培过程中发生的体细胞突变,
在长期无性繁殖的树种容易产生芽变。在林木选择育种中 利用芽变育成的品种少,而在果树、花卉上较多。

芽变的鉴定:
A、直接鉴定法:直接检查遗传物质(即染色体)。 B、间接鉴定法:经无性繁殖后比较鉴定。 芽变的有效性必需经过生产测定 。

第三节

选择育种的程序

一、育种目标的确定
育种目标:为改良现有品种或创造新品种所要求达 到的目的与指标。

1、抗逆性:包括抗虫性、抗病性以及抗污染能力等
2、适应性:指适应于特定环境的能力 3、生长性状:主要指植株的生长量。 4、其它性状:如种实性状等

二、选择育种程序

林木遗传改良的基本程序是:通过种源试验,选择优良 种源,再从优良种源中选择优良林分,从优良林分中选择 优良单株,通过子代测定,选择优良家系及其优良单株,

进行杂交,对子代再作选择,如此连续进行多代的选择育
种,使改良增益一代高于一代。

专题讨论

专题一:多性状选择方法----“三好学生”、“单项积极分 子” 专题二:林木的群体选择与个体选择问题 专题三:芽变选择及其应用 专题四:林木高世代育种技术与应用问题 专题五:间接选择技术及其应用 专题六:以一个熟悉的树种,设计一个育种程序


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