杂种一代（F1）是由两个遗传背景不同的近交系亲本通过杂交产生的第一代个体，其基因型为杂合状态但仍保持个体间遗传均质性。在实验动物领域，F1代兼具近交系遗传一致性与杂交优势，适用于干细胞研究和移植免疫模型构建；农业生产中，茶树等作物的F1代通过无性繁殖固定性状，显著提升产量与抗逆性。杂种优势表现为生长势、产量等性状超越双亲，其机制与显性基因互补作用相关。

杂种一代每个基因位点的等位基因分别来自不同亲本，当双亲基因相同时呈纯合状态，不同则为杂合状态。实验动物F1代个体间基因一致性达98.6%，其遗传均质性源于双亲近交系的纯合基因型。水稻籼粳亚种间杂交F1代单株秆重、穗长等性状表现出显著超亲优势，这种优势与亲本遗传距离呈正相关。

F1代实验动物可耐受长期慢性实验，NZB×NZWF1组合是研究自身免疫缺陷的标准模型，C3H×IFF1则用于肥胖与糖尿病机制研究。在单克隆抗体生产中，BALB/c×其他品系F1代小鼠腹水产量较亲本提升3-5倍。

茶树通过扦插技术固定F1代高产性状，山东地区茶树杂交种推广使亩产显著提升。棉花海陆杂交F1代籽棉产量较海岛棉亲本提高28.6%，烤烟杂种一代株高、叶数等农艺性状呈现显著正向杂种优势。

双亲选择需满足遗传互补与杂交亲和力标准，如实验动物生产要求双亲近交代数超过20代C57BL/6♀与DBA/2♂杂交命名为BDF1。农业领域为利用杂种优势，要求玉米等杂交作物F1代种植比例需达95%以上。

实验动物F1代禁止用于繁殖种群，需通过遗传标记检测确保纯度。辣椒杂交一代果实性状遗传力达0.78-0.92。吉林省1994年推广的10个蔬菜F1品种，需通过区域试验验证稳定性。

显性假说认为F1代杂种优势源于显性有利基因的互补叠加。超显性理论提出杂合状态本身增强生理活性，辣椒杂种一代过氧化物酶活性较亲本提高42.3%。表观遗传调控研究显示，棉花F1代DNA甲基化水平较亲本降低19.7%，促进杂种优势相关基因表达。