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近交系_近交系简介

近交系_近交系简介

累代近亲交配形成的纯度很高、遗传性状稳定的蜜蜂群体。它们的生活力很低,不能直接用于生产。不同品种或品系的蜜蜂杂交形成的杂交种,往往能呈现出一定的杂种优势,但由于其亲本纯度不高,这种优势性能一般不会在下一代亲本杂交时重复出现。不同近亲系的蜜蜂杂交形成的杂交种,可呈现出很强的杂种优势,由于其亲本纯度很高,这种优势性能在每一代亲本杂交时都会重复出现,将其用于生产,可连年收到同样的增产效果。

蜜蜂近亲交配技术研究史 蜜蜂具有空中交配和多雄授精等特点,近亲交配(近交)只有应用人工授精技术或严格控制自然交配才有可能。随着蜂王人工授精技术的发展和完善,1950年,美国M.S.波尔希默斯、J.L.勒什和W.C.罗森布勒提出了蜜蜂的可能的交配系统;同年,美国F.J.科罗和W.C.罗伯茨提出了蜜蜂的近交系统和纯度的计算方法;1951年,美国O.麦肯森进行了蜜蜂自体授精(母子回交)试验;1964年,美国G.H.凯尔和J.W.高恩进行了蜜蜂配子回交(父女回交)试验。中国在20世纪80年代,已将自体授精技术和配子回交技术运用于蜜蜂育种研究中。

蜂群中各个体之间的亲缘关系 在一个蜂群中,各蜜蜂个体之间存在着母女、母子、兄弟、兄妹(或姐弟)、超同胞姐妹、全同胞姐妹和半同胞姐妹等亲缘关系。母女关系——蜂王和它所产的雌性蜜蜂(工蜂和处女王)之间的关系。母子关系——蜂王和它所产的雄蜂之间的关系。雄蜂由未受精卵发育而成,在遗传学上相当于蜂王的一个配子。兄弟关系——同一只蜂王所产的雄蜂之间的关系,在遗传学上相当于蜂王的不同配子。兄妹关系——同一只蜂王所产的雌蜂和雄蜂之间的关系,在遗传学上相当于母女关系(雄蜂相当于母,雌蜂相当于女)。超同胞姐妹关系——同母同父的各雌性蜜蜂之间的关系。雄蜂是单倍体,其精子发生过程不经过减数分裂,同一只雄蜂产生的所有的精子,其基因型完全相同于该雄蜂的基因型。蜜蜂这一细胞学上和遗传学上的特点,造成了比畜牧业中同父同母的姐妹关系更亲近的超同胞姐妹关系。全同胞姐妹关系——同母异父,但父本之间为兄弟的雌性蜜蜂之间的关系,在遗传学上相当于畜牧业中同母同父的姐妹关系。半同胞姐妹关系——同母异父,但父本之间不为兄弟的雌性蜜蜂之间的关系,在遗传学上相当于畜牧业中同母异父或同父异母的姐妹关系。

近交系统 建立近交系的交配系统有父女回交、母子回交、兄妹交配、表兄妹交配、姨甥回交、舅甥女回交和连续回交等多种。蜜蜂育种工作者可根据需要和可能选用其中的一种或几种。

父女回交 在遗传学上相当于和同一个配子回交(见图,a)。蜜蜂在自然交配情况下,永远不可能发生父女回交,因为与蜂王交配后的雄蜂不久死亡,而将其精液贮存于与其交配的蜂王的受精囊中。只有应用人工授精技术才可能实现蜜蜂的父女回交:用同一只雄蜂的精液给每一世代的处女王进行人工授精。该项技术难度较大,除需熟练地掌握蜂王人工授精技术外,还需解决微量精液贮存或由蜂王受精囊中回收微量精液等一系列技术问题。父女回交每一世代杂合率递减的速度很快,达50%,故可迅速建成遗传性状高度稳定的蜜蜂近交系,其遗传性趋同于父本。缺点是每个近交系每一世代只可能有1只蜂王,不可能进行系内选择;一旦蜂王丢失,该近交系也随之失去;只需回交一代,便出现50%的二倍体雄蜂卵,它们孵化后不久即被工蜂吞食,不但造成基因频率的迅速变化,而且近交衰退现象亦十分严重。

(a)父女回交;(b)母子回交;(c)兄妹交配; (d)表兄妹交配; (e)姨甥回交; (f)舅甥女回交;(g)连续回交

母子回交 在遗传学上相当于自体受精(见图,b)。蜜蜂在自然交配情况下,永远不可能发生母子回交,因为蜂王产卵后终生不再交配。只有应用人工授精技术才可能实现蜜蜂的母子回交:用处女王本身所产雄蜂的精液,给该处女王进行人工授精。按蜂王的世代计算,母子回交杂合度递减速度与父女回交相同,可迅速建成遗传性状高度稳定的近交系。缺点是因遗传性很快趋于一致,故系内选择的意义不大;只需回交1代,便出现50%二倍体雄蜂卵,基因频率变化速度快,近交衰退现象十分严重。

兄妹交配 在遗传学上相当于母女同交:同一只蜂王产的处女王和雄蜂之间的交配(见图,c)。蜜蜂在自然交配情况下,可发生兄妹交配,但需严格控制交配场地,一般可将交尾场设在无蜂的海岛上或设在深山区,其隔离半径至少为12~15千米;最好应用人工授精技术。兄妹交配杂合率递减的速度低于父女回交和母子回交杂合度递减速度,与父女回交和母子回交相比,建成遗传性状高度稳定的近交系所需的世代多。在最初的几个世代中,可进行系内选择。经过连续两代兄妹交配后便出现50%的二倍体雄蜂卵。

表兄妹交配 在遗传学上相当于姨甥女回交:姐妹蜂王产的处女王和雄蜂之间的交配(见图,d)。可用严格控制自然交配的方法,也可用人工授精的方法进行;但超同胞姐妹蜂王产的处女王和雄蜂之间的交配,只能采用单雄人工授精的方法进行。表兄妹交配杂合率递减的速度低于兄妹交配,建成遗传性状高度稳定的近交系所需的世代多于兄妹交配。近交衰退速度低于兄妹交配。

姨甥回交 在遗传学上相当于姐妹交配:处女王与其姐妹蜂王产的雄蜂之间的交配(见图,e)。可用严格控制自然交配的方法,也可用人工授精的方法进行;但处女王与其超同胞姐妹蜂王产的雄蜂之间的交配,只能采用单雄人工授精的方法进行。姨甥回交杂合度递减的速度高于表兄妹交配,建成遗传性状高度稳定的近交系所需的世代少于表兄妹交配,但多于兄妹交配。

舅甥女回交 在遗传学上相当于外祖母外孙女回交:处女王与其舅父之间的交配(见图,f)。可用严格控制自然交配的方法,也可用人工授精的方法进行。舅甥女回交杂合度递减的速度低于表兄妹交配,建成遗传性状高度稳定的近交系所需的世代多于表兄妹交配;近交衰退速度比较缓慢,可在较多的世代中进行系内选择。

连续回交 在遗传学上相当于与系祖回交:每1世代的处女王与同一只老蜂王产的雄蜂交配(见图,g)。可用严格控制自然交配的方法,也可用人工授精的方法进行。连续回交不能形成遗传性状高度稳定的近交系,近交衰退的速度很慢。

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