重要育种手段之一。即利用两个遗传组成不同的生物体杂交后的杂种一代在生长势、生活力、抗逆性、产量和品质等方面优于亲本的表现,达到生产要求。它与培育纯品种为目的的杂交育种不同之处,在于选用亲本、配置组合时特别强调杂种一代的优势表现。杂种优势强弱是针对所观察的性状而言,通常以杂种一代某一性状超越双亲相应性状平均值的百分率即平均优势,或超过较好亲本值的百分率即超亲优势,或超过对照品种值的百分率即超标优势来表示。杂种优势以杂种一代最大,杂种二代大为减退,以后逐代下降至一定程度。所以这种方法主要是利用第1代杂种。
中文名
杂种优势利用
类型
科学技术
领域
植物科学
开始时期
18世纪中期
快速
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优势表现
优势利用
发展简史
动物中的杂种优势现象早就为人们所认识并加以利用。18世纪中期,开始发现植物中也有杂种优势现象。德国J.G.科尔罗伊特在1761~1766年间进行烟草杂交实验时获得了丰产、早熟和优质的杂种,从而提出利用杂种一代的可能性。达尔文于1876年发表的《植物界异花受精与自花受精的效果》一书中,提出了“异花受精一般对后代是有益的。而自花受精时常对后代是有害的”论断。W.J.比尔于1862年起研究玉米杂交效应,强调花粉来源对玉米改良的作用,并指出可将品种间杂交种一代用于生产。G.H.沙尔于1908年最先报道了玉米自交系间杂种一代的增产效果,提出可先选育最好的自交系以生产杂交种。从1920年开始,玉米双交种、单交种、三交种的育种相继直接用于生产,从而广泛推动了其他作物的杂种优势利用。60年代以后,雌雄同花作物中雄性不育系、保持系和恢复系“三系”配套研究的成功,为杂种优势的利用开辟了广阔前景。自交不亲和性的研究也为配制杂交种带来了方便。现在,高粱、水稻、甜菜、向日葵、番茄、萝卜、甘蓝、大白菜等作物都能大量生产杂交种子供生产利用;小麦也开始利用化学杀雄剂配制杂交种在市场上销售。利用杂种优势改良果树、林木、药用植物和观赏植物的品种,都取得重要成果。
在中国,作物杂种优势的利用也是从玉米开始的。杂交高粱和杂交水稻也已在全国大面积推广,增产效果突出。
优势表现
无论动物或植物,自花授粉或异花授粉植物,除亲缘关系较远的类型外,杂种一代一般都有不同程度的优势。主要表现在比其亲本生长旺盛、富有活力、抗病虫和不良环境条件的能力强、适应性好,因而产量较高。由于杂种具有细胞分裂快、活性强、生物代谢效率高等特点,它在形态、生态、器官、组织、生理、生化等一系列性状指标上都较优越。但优势表现的程度常因不同物种、不同杂交组合和不同性状而异。相对而言,自花授粉作物的优势不如异花授粉作物;异花授粉作物中,品种间杂交的优势又不如自交系间杂交。遗传差异大、生态类型不同的杂交组合优势大。地理上远距离的杂交组合也常会出现明显优势。同一杂交组合,不同性状的优势表现也不相同。一般来说,产量是衡量优势大小的最好指标。如玉米单交种一代一般可比普通开放传粉的品种增产20~30%。高粱杂交种一般增产30%左右,水稻杂交种增产10~30%。70年代中国在白菜、甘蓝、萝卜、茄子、番茄、甜(辣)椒、黄瓜、洋葱等十几种蔬菜作物上利用杂种优势,一般增产20%以上。
优势利用
利用方法杂种优势的利用目标因作物种类和育种任务而异,如提高粮油作物子粒的产量和品质,增进蔬菜作物营养体的产量和品质,提早或延迟熟期以满足市场需要及适应贮藏、保鲜、加工等收获后的要求等。提高对抗病虫害等的抗逆能力以保证其稳产性,则是普遍的要求