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Chapter14 近亲繁殖与杂种优势
基本要求
近亲繁殖及其遗传效应
杂种优势的表现及遗传理论
近亲繁殖及其遗传效应
一、近交与杂交的概念
二、自交的遗传效应
三、回交的遗传效应
四、纯系学说及其发展
五、近亲繁殖在育种中的应用
一、近交与杂交的概念
(一)、杂交与自交
(二)、异交与近交
(三)、植物自交与群体授粉方式
(一)、杂交与自交
杂交(hybridization):
指通过不同基因型个体间交配而产生后代的过程
杂交通常在人工控制条件下进行,是遗传研究中常用方法,以获得特定遗传组成的后代
自交(selfing):
即植物通过自花授粉(self-fertilization)方式产生后代的过程,其雌雄配子来源于同一植株或同一朵花
在植物遗传研究和育种工作中,为了保持生物遗传特性的纯合稳定,常需要人为控制进行自交
(二)、异交与近交
异交(outbreeding):亲缘关系较远的个体间交配
近交(inbreeding):也称近亲交配、近亲繁殖
指血统或亲缘关系相近的个体间交配,也就是指基因型相似的个体间交配
按亲本间的亲缘关系远近可将近交分为:
全同胞(full-sib):同父母的兄妹交
半同胞(half-sib):同父或同母兄妹交
亲表兄妹(first-cousins)交配(交配个体间有一个共同祖代)
近交系数:某一个体任何基因座上两个等位基因来自父母共同祖先的同一基因(近交纯合)的频率。
(三)、植物自交与群体授粉方式
植物自交可以看作是一种极端的近亲交配方式,相当于基因型完全相同的个体间交配
植物群体在自然条件下往往同时存在自花授粉与异花授粉,为区别不同植物近亲繁殖程度,常按群体天然杂交率将植物分为三类:
自花授粉植物:1-4%。小麦、水稻、大豆等约1/3栽培植物都是自花授粉植物
常异花授粉植物:5-20%。如棉花、高梁等
异花授粉植物:20-50%以上。如玉米、黑麦、白菜型油菜等
二、自交的遗传效应
纯合体在遗传上稳定,自交后代仍然是纯合体;杂合体遗传上不稳定,自交会产生以下遗传效应:
1. 杂合基因分离,后代群体遗传组成趋于纯合
2. 等位基因纯合,使隐性基因表现出来,淘汰有害的隐性性状(基因),改良群体遗传组成
3. 性状稳定
4. 近交降低群体均值
1. 杂合基因分离、纯合
一对基因杂合体自交:
根据分离规律,后代群体基因型组成 
多对基因杂合体自交:
在多对杂合基因情况下,纯合体增加的速度和强度取决于杂合(异质)基因对数和自交代数 
按前述公式可以计算出1对,5对,10对和15对独立基因自交1~10代后的纯合率
基因纯合是自交最根本效应,下述两个效应都以此为基础
一对基因杂合体自交后代基因型纯合
F2有3种基因型,纯合体(21=2种)与杂合体各半
纯合体自交后代仍然为纯合体,而杂合体会继续分离,F3中杂合体占1/4 ……
自交r代后(Fr+1代):杂合体(½)r,纯合体1-(½)r随r增大, 杂合体0,但不会消失(极限为零)
n对基因杂合体自交r代
n对基因杂合体自交r代后,在Fr+1代中,n对基因均纯合个体(2n种)在群体中所占比例为:
应用前提:
各对基因符合自由组合规律(不连锁)
各种基因型后代繁殖能力相同,并不存在任何形式的自然选择
也不对自交后代群体进行任何人工选择