| 词条 | 杂交优势 |
| 释义 | § 定义 中文名称：杂交优势 杂交变异图 英文名称：heterosis;hybrid vigor 定义：具有不同遗传型的物种经过杂交，其后代的某些性状如生长速度、生活力、繁殖率、抗逆性和产量等优于亲本的现象。 所属学科：水产学（一级学科）；水产生物育种学（二级学科） ；生物学；遗传学； § 杂交简介 生物中有一种现象，叫杂交优势。按照杂交水稻之父袁隆平院士的解释是，把两个遗传特性不同的品种，杂交水稻之父袁隆平 一个叫做‘父本’，一个叫做‘母本’，进行杂交，生出来的下一代可能集中父母的优点。一般人都认为水稻很难杂交，因为它的雄蕊和雌蕊长在同一朵花内，且在开花前已经完成了授粉，所以一般是自花授粉。 杂交优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。这是生物界普遍存在的现象。 § 杂交内容 在生物界，两种遗传基础不同的植物或动物进行杂交，其杂交后代所表现出的各种性状均优于杂交双亲，比如抗逆性强、早熟高产、品质优良等，这称之为杂交优势。杂交产生优势是生物界普遍存在的现象。 § 杂交优势 杂交优势表现在三个方面：杂交稻 一是杂交后代的营养体大小、生长速度和有机物质积累强度均显著超过双亲。这类优势有利于农业生产的需要，但对生物自身的适应性和进化来说并不一定有利。 二是杂交后代的繁殖器官优于双亲，例如农作物结籽多，产量高；家畜产仔多，成活率高等。 三是表现为进化上的优越性，如杂交种的生活力强，适应性广，有较强的抗逆力和竞争力。上述三种优良性状。杂交优势在杂交第一代表现明显，从第二代起由于分离规律的作用杂交优势明显下降。因此，在农业生产上主要是利用杂交第一代的增产优势。 § 杂交优势的原因 杂交优势的原因目前尚未被查清，但较为被承认的说法是超显性性状和多性状相互作用等说法。[1] § 机理 大致可归纳为显性和超显性两种假说。 显性假说 早期以A.V.布鲁斯和D.F.琼斯等人为代表。 他们认为多数显性基因有利于个体的生长和发育，相对的隐性基因不利于生长和发育。杂合个体进行自交或近交就会增加子代纯合体出现的机会，暴露出隐性基因所代表的有害性状，因而造成自交衰退。如果选用这些不同的自交后代纯系（自交系），来进行杂交，那么由一个亲本带入子代杂合体中的某些隐性基因会被另一亲本的显性等位基因所遮盖，从而增进了杂合子代的生长势。由于杂种优势涉及许多基因，而有害的隐性基因和有利的显性基因难免相连锁，所以要把为数较多的有利基因全部以纯合状态集中到一个自交后代个体中的概率是微乎其微的，因而不可能获得一个同杂种生长势一样强的自交系。在杂交子一代中则几乎全部的有害基因的作用都为其有利基因所遮盖，因而出现杂种优势。显性假说所解释的这种有害隐性突变基因被显性基因遮盖所表现的杂种优势叫突变性杂种优势，这是异体交配生物群体赖以抵消有害突变压力的一种保护性措施。 野生型基因一般是显性的，显性基因多编码具有生物学活性的蛋白质，突变基因一般是隐性的，隐性基因多编码失去或降低活性的蛋白质。因此杂合体AaBb的生活力高于纯合体AAbb或aaBB。这便是显性假说所说的杂种优势的生化基础。 超显性假说 首先由G.H.沙尔于1911年提出，认为杂种优势是基因型不同的配子结合后产生的一种刺激发育的效应。后来E.M.伊斯特于1918年认为某些座位上的不同的等位基因（比如 A1和A2）在杂合体（A1A2）中发生的互作有刺激生长的功能，因此杂合体比两种亲本纯合体（A1A1及A2A2）显示出更大的生长优势，优势增长的程度与等位基因间的杂合程度有密切关系。依照超显性假说，杂合体A1A2、A1A3、A2A3等始终具有较高的适应性，因此A1、A2、A3、…等基因可以一定的频率保存于这个群体之中，成为一种平衡的多型性而使群体蕴藏着最大的适应能力。这样的杂种优势可以叫做平衡性杂种优势。 超显性假说所说的杂种优势的生化基础至少有两种可能情况： ①两个等位基因各自编码一种蛋白质，这两种蛋白质的相互作用的结果比各自独立存在更有利于个体的生存。例如人类的镰刀形血红蛋白杂合体（HbA／HbS）的红细胞中同时存在着两种血红蛋白：成人血红蛋白（HbA）和镰刀形细胞血红蛋白（HbS）。杂合体既不是贫血症患者，又较不易为疟原虫感染，因而在疟疾流行的地区更有利于生存。 ②两个杂合等位基因所编码的多肽结合成为活力高于相同亚基所形成的蛋白质。等位基因的这一相互作用形式至少曾经在粗糙脉孢菌的谷氨酸脱氢酶基因中发现。 上述两种假说一个强调显性基因作用，另一个强调基因间相互作用，它们既非互相排斥又不能概括一切。根据数量性状的遗传分析，杂种优势的遗传实质在于显性效应、累加效应以及异位显性、互补作用和超显性等各种基因互作效应。在某一材料中可能只有某一种基因互作决定某种程度的杂种优势，例如玉米杂交群体中一般以累加效应最明显。 § 应用 动植物育种 根据杂种优势的原理，通过育种手段的改进和创新，可以使农（畜）产品获得显著增长。这方面以杂种玉米的应用为最早，成绩也最显著，一般可增产20%以上。随后在家蚕、家禽、猪、牛、甜菜、牧草、高粱、洋葱、茄子、番茄、青椒、棉花、向日葵、油菜、花卉、林木中相继发展了杂种一代的生产利用。取得杂种优势的方法因不同物种的繁殖特点和可用的遗传特性而异。由于雄花不育及其恢复基因的发现和利用，使上述许多作物、蔬菜以及小麦等都能实行杂种种子的大量生产和种植。从70年代中期开始中国育种工作者首创杂种水稻在生产上大面积的推广利用，收到很大增产效益，为杂种优势的应用开辟了新途径。 无性繁殖 杂种优势从杂种二代起就大为减退。所以曾经设想利用无融合生殖的原理把种子植物的杂种一代优势固定下来，就能节省每年配制杂交种子的麻烦，但迄今未获成功。现在只有象甘薯、马铃薯等兼能无性繁殖的种子植物才能先通过有性杂交，再靠无性繁殖体来保持某种程度的杂种优势。随着植物组织培养技术的进展，利用体细胞无性增殖、分化成苗，可望在简化杂种制种程序方面取得突破。袁隆平和杂交稻 社会发展 文化杂交优势： 经济杂交优势： 政治杂交优势： 思想杂交优势： § 杂交也有劣势 遗传学说，两个遗传组成不同的亲本杂交，可能产生杂种优势。譬如，很多高产水稻就是通过杂交培育产生的；家禽、家畜中杂种优势广泛应用于鸡、羊、猪等育种工作中，所产生的杂种个体具有体型大、健壮、生长速度快等优点；而混血儿也给人漂亮的印象。遗传学实验结果同时表明，由于杂种优势以杂种第一代最强，以后逐代递减。杂种优势越强的组合，其优势下降的幅度也越大。因此，在生产上要充分利用杂种优势就必须年年制杂交种，以确保利用。 杂交可以产生某种优势，但杂交也能产生杂种劣势。众所周知，杂交也有继承了双亲的缺点的，马和驴杂交只能产生骡子，骡子就是那个非马非驴的，断子绝孙的畜生。养猪经验表明，种猪的盲目杂交可能使育种猪在出生时或出生后容易携带各种疾病，从而形成瘟疫，给养猪生产带来重大损失。杂种优势与杂种劣势不仅是生物遗传学现象，而且是社会自然界广泛的现象。 杂交水稻也有劣势： 五个缺点表现在：发芽率不理想，许多两系杂交稻品种发芽率勉强达到国家标准，农民感觉催芽效果不好，甚至出现催不出芽的现象；浸种催芽要求严格，有不少两系杂交稻品种的种子催芽要求浸露的间隔时间为6—8小时，农民费工费时，难以适应；分蘖能力不强，易造成群体不足，一般每穴成穗九个左右，较三系杂交稻少二个；抽穗不整齐，许多两系杂交稻品种抽穗断断续续，易造成农民误解而产生质量纠纷；易感稻曲病，近几年稻曲病发病重的田块基本上种植的是两系杂交稻品种。 一个隐患就是两系杂交稻在制种期间，如果母本在生殖生长期间遇到低温阴雨天气往往出现育性转换，造成两系杂交稻种子纯度下降，给农业生产安全带来隐患。 杂交产生变异，变异也可能引发很多不治之症，如癌症、非典、禽流感、基因变异等等问题。 |
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