第六章 近亲繁殖及杂种优势.doc

第六章近亲繁殖及杂种优势
大多数的动植物都是有性繁殖的。由于产生雌雄配子的来源和交配的方式的不同,其后代表现的遗传动态显然也有所不同。我们现在来谈一下,根据雌雄配子的遗传组成来谈自交、杂交、回交后代的遗传效应及其理论解释。
§1近亲繁殖的方式及其效应(近亲繁殖及其遗传效应)
一、近亲繁殖及方式:
我们了解杂合体必然要分离,若从杂合体选择出我们所要求的性状,必然要通过近亲繁殖。什么叫近亲繁殖呢?
是指血缘和亲缘关系相近的两个个体间的交配。有时也叫近亲的交配或者近交。具体的方式:
在动物中有: ①表兄妹之间的同婚:
近亲繁殖的方式②半同胞同婚:(同父异母或同母异父)
③全同胞同婚:(同父母的子女交配)
④回交:(父女或母子)
在植物中:近亲繁殖的方式:①白花授粉作物②常异交作物③异花授粉作物
植物的自花授粉简称科称自交,这是近亲繁殖中的极端的方式。
①自花授粉:植物它们的雌配子、雄配子来源于同一植株的同一花朵。所以,在自然的状态之下,即可实现自交繁殖。栽培作物中有1/3的作物是进行自交的。如:大豆、小麦、豌豆等等。尽管是自花授粉但也会出现1~4%的天然的异交率。
②常异交作物:虽然有5~20%的天然异交率,但基本上还是自花授粉的。如:高粱、棉花、芝麻等。
③异花授粉的作物也可以近亲繁殖,但必须人为的强制进行。因为它们具有95%以上的天然异交率。如:玉米、甜菜、黑麦等。
二、自交(近亲繁殖)的遗传效应:
自交的本质是雌雄配子来源于同一植株,那么自交有什么样的作用呢?
(一)杂合体通过自交可以导致后代群体中纯合个体比例的增加,杂合个体比例的减少。
设一对基因AA×aa,F1为100%的杂交个体即杂合体Aa,若将F1自交成为F2,将分离成为:1/4AA:2/4Aa:1/4aa,其中一半为纯合的个体,另一半为杂合的个体。每自交一代,纯合个体仍然产生纯合的个体,杂合个体仍然进行分离,并使杂合体数减少原来的一半。假如每株的繁殖倍数为4,各株的繁殖参数相等,则每自交一次,杂合体减少一半,纯合体相应的增加,这样连续自交几代,其结果如下图:
一对异质基因(Aa)连续自交的后代基因型的变化
P3页表
从表中可见,一对异质的基因,每自交一代,杂合体要减少一半,自交r代时,群体中的杂合体减少为1/2r,那么纯合体所占的比例为1-1/2r。若有n对异质的基因,在自交r代时,其群体中的纯合率为多少呢?有下列公式可求:
P4页公式
公式适用条件:①各对基因必须是独立遗传的。
②每种基因型后代的繁殖能力是相同的情况下才适用。
B 用下列公式:当没有n对异质基因,自交r代,其后代个体中具有各种纯合成对基因的个体数可用公式1/2r•n[1+(2r-1)]n(植物遗传育种169页)
∵1对基因自交,杂合体减少为1/2r
∴1对基因自交,纯合体为(1-1/2r)=(2r-1)/2r
∵每一种纯合体各占1/2,即1/2•(2r-1/2r)
自交r代时,三种基因型的比例:1/2(2r-1/2r)AA:1/2rAa:1/2(2r-1/2r)aa
只限一对基因时,又可写成下列式:
P5页式子
自交异质个体中,纯合个体(纯合度)增加的效应,对于所有的基因点都是一样,无论多基因、主基因,纯合度都按上述的相同比例增加,但纯合度的增加速度和强度则受着下面几方面的影响:



。
,但纯合度增加的速度比自交慢。在3对基因时,自交5代时,%,而姐妹交10代对单一基因位点的纯度才超过90%。
,纯合度越慢。
,纯合度越慢。
。
具体关系如下图所示:表现了自交代数、基因对数与杂合个体的比例关系。
P7页图
(二)自交可以导致等位基因的纯合,使隐性状能表现出来,从而可以淘汰有害的隐性性状,改良群体的遗传组成,自交对显性基因和隐性基因的纯合作用是同样的,只是因为在杂合的情况下,隐性被掩盖,致使杂合体的隐性性状不得以表现。
由于自交隐性基因达之纯化。若隐性基因控制的隐性性状对作物的生长不利,则自交就带来了不利的后果。这就是为什么自交有害的原因。
异花授粉的作物是杂合体,因而有害的隐性基因常被显性基因所掩盖,从而不表现隐性性状,但一经自交,由于基因的分离和重组有害的隐性性状就表现出来。如:白化苗、花斑苗、矮生苗、畸形苗等。同时产量性状、株高等也随之减退,但自交到一定代数之后,产量和株高就不在下降,而稳定在一个水平上,在此基础上可以配出单双交种来。在自花授粉的群体