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近交繁殖在育种上的利用

(2016-05-12 22:56:54)
标签:

教育

近交繁殖

近交退化

分类: 疑难问题的解决

近交繁殖在育种上的利用
近交和非近交时亲缘关系示意图

疑难问题:同事的问题是豌豆是严格自花授粉植物,是纯合子,长期繁殖会不会引起自交退化。查找《普通遗传学》,可能用近交繁殖育种来理解。

一、什么是近交繁殖?

近交是指有亲缘关系的个体间的交配或配子的结合,包括自交、全同胞交配、半同胞交配、表兄妹间交配和回交等。自交是近交的极端类型,一般只出现在植物界中,动物界中是极其罕见的。同胞交配类似于自交,但纯度低于自交。因为自交的雌雄配子都来自同一个个体,如果该个体是纯种,则配子完全是相同的;同胞交配就不一定是完全相同的。

二、近交繁殖的特点

近交的一个最重要的遗传效应就是近交衰退,表现为近交后代的生活力下降,适应能力减弱,抗病能力较差,或者出现一些畸形性状。因此,在自然界中生存的动物和绝大多数植物都是远交的。

但是,近交也有有利的一面。如自交或近交的后代纯合性高,性状比较整齐一致,如是作物就便于栽培管理。在经济作物中近三分之一左右是自花授粉的,如水稻、小麦、大麦、豌豆、菜豆、马铃薯和烟草等。由于自花授粉需要的花粉量少,在恶劣条件下,比异花授粉更有利于繁衍后代,所以在自然选择作用下,保留了一些自花授粉的植物,在长期进化过程中,逐渐消除了自交的不利影响,成为具有较强生活力和适应能力的稳定类型。

近交退化的一个重要原因是这种交配方式提高了隐性基因纯合个体的出现频率。生物在长期进化过程中,有不良效应的基因多半以隐性基因状态存在,以一定的频率保留在群体之中,当近亲交配时,群体中不同个体携带的隐性基因将有较多的机会形成纯合子,从而表现出不良的隐性性状。

三、近交育种

近交是育种工作的重要方法之一,也是生产的重要措施之一。

近亲繁殖的用途可概括为三个方面:

1.固定优良性状

由于近交通常基因纯合,因而可用它来固定优良性状,也就是使决定这一性状的基因纯合。由于近交也使群体分化 ,所纯合基因即可能有优良基因,但也有不良基因,又由于近交只能改变群体的基因型频率而不改变基因频率,为使性状向着理想的方面发展,不断提高群体的优良基因频率,故近交时须配以严格的选择。

植物的近亲繁殖主要是采用自交或兄妹交配,在具体应用上因为作物授粉方式和育种方法而不同。自花授粉作物是天然自交的,因此,在自花授粉作物的杂交育种上只要对其杂种后代逐代种植,注意选择符合需求的分离个体,即可育成纯合而稳定的优良品种。异花授粉作物由于天然杂交效率高,其基因型是杂合的,所以对生产的品种更要采取适当的隔离方法控制授粉,防止自交系间或品种间杂交混杂。

2.保持个别优秀个体的血统 

动物育种中,当畜群中出现个别或少数特别优良的个体特别是公畜时,往往要保持它们的特性,这时可运用近交这一手段。若不利用近交,卓越个体的优良血统经几代后就会在畜群中消失。

3.发现和淘汰遗传缺陷

决定遗传缺陷的基因多为隐性,非近交时很难发现,使用近交法,可使它们暴露的机会大为增加。当遗传缺陷个体出现后即可淘汰它们,并可采用测交等方法以检出这些基因的携带者以作进一步淘汰。

综上可见,近交是育种工作中的一个重要手段,运用得当,就可加快优良性状的固定和扩散,揭露隐性有害基因,提高杂交亲本的纯合性,对育种大有好处。但在近交过程中,也往往会出现衰退现象,需要切实加以防范。近交只是一种特殊的育种手段,而不应作为育种或生产中的经常性措施。

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