《雜交育種與誘變育種》課件1

前面我們學(xué)習(xí)了基因的別離規(guī)律和自由組合規(guī)律，生物變異的來源——基因突變、基因重組、染色體變異，這些知識(shí)能否應(yīng)用與育種呢？自從人類種植作物和飼養(yǎng)動(dòng)物以來，就從未停止過對(duì)品種的改進(jìn)。第六章從雜交育種到基因工程第一節(jié)雜交育種與誘變育種玉米起源于美洲大陸，15世紀(jì)傳入歐洲，16世紀(jì)經(jīng)葡萄牙傳入中國，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在古代，美洲的印第安人就選擇和培育了許多穗大粒飽的玉米。原來他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離條件下種植的，經(jīng)過精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良，無任何雜粒，這樣就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)?！?〕古印第安人培育玉米的方法稱為。〔2〕這里的“選擇”的含義是。〔3〕“用作祭祀的玉米是在隔離條件下種植的”其中“隔離”作用是。

〔4〕選擇育種的優(yōu)點(diǎn)是:。缺點(diǎn)：。〔5〕現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的“汰劣留良”這一措施？選擇育種汰劣留良防止劣質(zhì)玉米與選擇的具有優(yōu)良性狀的玉米雜交，使優(yōu)良性狀得到不斷的積累。技術(shù)簡單、容易操作選擇范圍有限，育種周期長九十年代后期，美國學(xué)者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到下世紀(jì)３０年代，中國人口將到達(dá)１６億，到時(shí)誰來養(yǎng)活中國，誰來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動(dòng)亂危機(jī)？袁隆平向世界宣布：“中國完全能解決自己的吃飯問題，中國還能幫助世界人民解決吃飯問題”。小麥高稈〔D〕對(duì)矮稈〔d〕為顯性，抗銹病〔T〕對(duì)不抗銹病〔t〕為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥〔DDTT〕和矮稈不抗銹病的小麥〔ddtt〕，如果你是育種工作者，怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種〔ddTT〕？用遺傳圖譜表示出來。植物雜交育種的方法雜交育種參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTTF3

矮抗矮抗矮不抗ddTT或ddTt雜交自交選優(yōu)自交選優(yōu)第一年第二年第三年第四年練習(xí)

1.雜交育種的遺傳學(xué)原理是〔〕A.基因突變B.基因重組C.染色體變異D.生物雜交2.我國科學(xué)家袁隆平多年來一直堅(jiān)持的水稻育種方法是〔〕A.單倍體育種B.多倍體育種C.雜交育種D.誘變育種3.用高桿抗病小麥和矮桿抗病小麥品種時(shí)，檢測(cè)基因型的最簡單方法是〔〕A.連續(xù)自交B.連續(xù)測(cè)交C.秋水仙素誘導(dǎo)D.顯微鏡觀察BCA動(dòng)物的雜交育種方法假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓〔BBEE〕和短毛折耳貓〔bbee〕，你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓〔BBee〕？寫出育種方案〔圖解〕長毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓長毛立耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳BbEe長立長折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折短折長折長折短折雜交F1間交配選優(yōu)測(cè)交ＰＦ１Ｆ２F3長折短折！1、動(dòng)物雜交育種中理想個(gè)體的獲得不能通過逐代自交，可改為測(cè)交。2、比植物雜交育種所需年限短。注意一、概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。二、依據(jù)原理：基因重組三、常用方法：四、優(yōu)點(diǎn)：將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上五、缺點(diǎn)：育種時(shí)間長雜交育種小結(jié)雜交→自交〔自由交配〕→選優(yōu)→自交〔測(cè)交〕我國科學(xué)家袁隆平多年來一直致力于雜交水稻的研究，取得了驕人的成績。我國有一半以上的稻田種植雜交水稻。水稻產(chǎn)量從原來的每公頃4500多千克增加到7500千克。從1976年到1998年，累計(jì)增產(chǎn)糧食3.5億噸，平均每年多解決約6000萬人的糧食問題。近年來，全國雜交水稻年種植面積2．4億畝左右，全中國年增產(chǎn)的稻谷可以養(yǎng)活7000多萬人口。7000萬意味著什么？每個(gè)人都能掂出其中分量。中國黃牛荷斯坦—弗里生?！林袊伤固古Ｊ菍獾暮伤固埂ダ锷ＲN后，與我國黃牛進(jìn)行雜交和選育，逐漸形成的優(yōu)良品種。這種牛的泌乳期可達(dá)305d，年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg以上。有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，產(chǎn)生新基因的育種方法呢？雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，但是在實(shí)際操作中會(huì)遇到不少困難。請(qǐng)從雜交后代可能出現(xiàn)的各種類型，以及育種時(shí)間等方面，分析比較雜交育種方法的缺乏。雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀別離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程繁瑣。P99思考與討論

資料：航天技術(shù)的開展，使人類利用太空資源的愿望變成了現(xiàn)實(shí)。自1987年以來，中國利用自己研制的返回式衛(wèi)星和神舟號(hào)飛船進(jìn)行了11次航天育種搭載試驗(yàn)，試驗(yàn)品種達(dá)1200多種。航天誘變育種是利用太空的物理環(huán)境作為誘變因子，太空環(huán)境條件很復(fù)雜，與地球外表主要差異是微重力〔10－3克～10－6克〕、宇宙射線、重粒子、變化磁場(chǎng)和高真空等，這些物理?xiàng)l件的綜合作用使生物產(chǎn)生基因突變。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，航天育種變異率達(dá)4％以上，株高變異為＋40cm～－30cm，果重變異達(dá)＋70％～＋100％〔蔬菜〕，生育期變異為＋3天～－10天。白蓮:1994年江西廣昌白蓮研究所搭載白蓮種子442粒，培育出太空蓮3號(hào)等新品種，畝產(chǎn)達(dá)120千克，比原品種提高88％，平均粒重2．2克，最大為3．3克〔原品種平均粒重為1.1克〕，超過出口蓮子標(biāo)準(zhǔn)。

1、太空蓮3號(hào)中有沒有產(chǎn)生新基因？

2、誘發(fā)基因突變的條件有哪些？3、誘變育種有哪些優(yōu)點(diǎn)？4、有哪些因素可以誘導(dǎo)生物產(chǎn)生基因突變？有新基因產(chǎn)生。微重力、宇宙射線、重粒子、變化磁場(chǎng)和高真空?？梢蕴岣咄蛔兟?，或大幅度地改進(jìn)某些品種。物理因素、化學(xué)因素和生物因素。太空船把2000顆南瓜種子帶上了太空，這些種子在宇宙里經(jīng)過了綜合射線的作用，回到地面后，經(jīng)培育只有很少一局部能夠發(fā)育成我們需要的優(yōu)良性狀，而大局部種子沒有發(fā)育或并不是我們希望得到的優(yōu)良性狀?？蒲腥藛T經(jīng)過3個(gè)月的種植，長出150公斤各種顏色的大南瓜。一、概念：利用物理因素〔如ⅹ射線、γ射線、紫外線、激光等〕或化學(xué)因素〔如亞硝酸、硫酸二乙酯等〕來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。二、依據(jù)原理：基因突變?nèi)?、常用方法：輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)育種四、優(yōu)點(diǎn)：可以提高突變率，加速育種過程，大幅度地改進(jìn)某些品種,產(chǎn)生前所未有的性狀。五、缺點(diǎn)：有利變異少，工作量大，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料。誘變育種六、應(yīng)用：太空作物的培育、青霉菌的選育等。小結(jié)應(yīng)用2、用于微生物育種例如青霉菌的選育。1943年從自然界別離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來人們對(duì)青霉菌屢次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已到達(dá)50000～60000單位/mL。1、農(nóng)作物新品種的培育在作物方面，應(yīng)用誘變育種我國已培育出100多種水稻、小麥、玉米、大豆等新品種。新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。如“黑農(nóng)五號(hào)”大豆，產(chǎn)量提高了16%，含油量比原來提高了2.5%。

3、我國已培育成功許多太空作物和動(dòng)物：誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，還采用太空育種。太空育種主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球能到達(dá)的高空環(huán)境，通過強(qiáng)輻射、微重力和高真空等條件使植物種子的基因發(fā)生基因突變的作物育種新技術(shù)。太空南瓜中國首批太空實(shí)驗(yàn)育種動(dòng)物太空黃瓜聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么方法？缺乏：誘變育種的方向難以掌握，有利變異少，誘變體難以集中多個(gè)理想性狀?？朔嚎梢詳U(kuò)大誘變后代的群體〔大量處理實(shí)驗(yàn)材料〕，增加選擇的時(shí)機(jī)?！睵100〕思考與討論課后練習(xí)〔P101〕根底題1.B。2.B。3.基因突變；X射線；紫外線；激光。拓展題可采用雜交育種的方法，遺傳圖解可參考教科書插圖6—1繪制。優(yōu)點(diǎn)是育種的目的性較強(qiáng)，能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘汰不良性狀的品種。缺點(diǎn)是育種周期長，過程繁瑣。例1：現(xiàn)有3個(gè)番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為aaBBDD。3對(duì)等位基因分別位于3對(duì)同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形3對(duì)性狀。請(qǐng)答復(fù)：〔1〕如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上3個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株？〔用文字簡要描述獲得過程即可〕〔1〕A和B雜交得到雜交一代，雜交一代再與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，即可得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成aabbdd植株〔2〕如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要多少年？4年結(jié)合上述幾個(gè)實(shí)例，請(qǐng)總結(jié)出雜交育種的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？你還記得雜交育種的步驟嗎？高桿抗病矮桿不抗病雜交F1自交F2篩選、自交穩(wěn)定遺傳的雙抗品種雜交育種原理：基因重組誘變育種物理方法、化學(xué)方法植株（白花：AA）植株（紅花：aa）原理：基因突變多倍體育種雜交ABDR不育雜種秋水仙素X普通小麥AABBDD黑麥RR小黑麥AABBDDRR原理：染色體變異單倍體育種X雜交F1配子幼苗DDTTddttDdTtddTTDdTt高桿抗病矮桿不抗病穩(wěn)定遺傳的雙抗品種XDDTTddttddTT原理：染色體變異花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)基因重組基因突變?nèi)旧w變異〔成倍減少〕染色體變異〔成倍增加〕雜交用物理或化學(xué)方法處理生物花藥離體培養(yǎng)→單倍體→秋水仙素處理→純種秋水仙素處理使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程有利變異少，需大量處理供試材料明顯縮短育種年限，育種時(shí)間較短。技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合各種器官大、營養(yǎng)成分高、抗性強(qiáng)與雜交育種配合；獲得的新品種發(fā)育延遲育種時(shí)間長練習(xí):請(qǐng)寫出下面各項(xiàng)培育方法：〔1〕通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是?！?〕用60Co輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是。〔3〕用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是?！?〕將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于。〔5〕用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個(gè)小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是?！?〕用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是。單倍體育種

誘變育種多倍體育種誘變育種雜交育種誘變育種

1、雜交育種所依據(jù)的原理是什么

A.基因突變B.基因自由組合

C.染色體交叉互換D.染色體變異

2、據(jù)你所知道雜交選育新品種之外，雜交的另一個(gè)結(jié)果是獲得

A.純種B.雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)

C.基因突變D.染色體變異練習(xí)：3、在以下幾種育種方法中，可以改變?cè)谢蚍肿咏Y(jié)構(gòu)的育種方法是A.雜交育種B.誘變育種C.單倍體育種D.多倍體育種4、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改進(jìn)某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是：A.提高了后代的出苗率B.產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣腃.提高了后代的穩(wěn)定性D.能提高突變率