搜索
第二节杂交育种与诱变育种［问题情景］例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）两个品系，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个育种步骤怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？①请你写出育种的步骤；②用遗传图解表示出育种过程。以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优以下是育种的参考步骤：育种步骤①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1；②让F1自交得F2；③选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；④淘汰F3中的矮秆不抗病个体，选出F3中的矮秆抗锈病小麦再进行自交，再选优，经过几次连续不断的自交和选优。试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3♀长毛立耳BbEe♂长毛立耳BbEe长折短折1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。结合上述几个实例，请总结出杂交育种的的原理、优点和缺点？你能说出植物杂交育种和动物杂交育种的区别吗？想一想？原理：基因重组方法：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。缺点：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种过程缓慢，过程复杂。杂交→自交→选优→自交概念：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。2、有没有更好的育种方法可以弥补杂交育种的这些缺陷呢？一、杂交育种1、杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，你知道在什么情况下能够产生新的基因吗？可以用什么方法处理？[知识归纳总结]［问题情景］资料分析：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。基因突变各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。（2）这种方法育种的优点有__________。能提高突变频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状［思考与讨论］与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。诱变育种的局限性：二、诱变育种原理：基因突变方法：物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。缺点：应用:太空辣椒的培育、青霉菌的选育等微生物的育种方面诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。[知识归纳总结]用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？四、灵活创新、实际应用人工诱变+单倍体育种早熟品种(aa)花药离体培养当年就可以培育出优良新品种！迟熟品种(AA)杂合子(Aa)人工诱变幼苗（A）幼苗（a）秋水仙素处理迟熟品种(AA)秋水仙素处理时间：你还记得杂交育种的步骤吗？高杆抗病矮杆不抗病杂交F1自交F2筛选、自交稳定遗传的双抗品种杂交育种原理：基因重组诱变育种物理方法、化学方法植株（白花：AA）植株（红花：aa）原理：基因突变多倍体育种杂交ABDR不育杂种秋水仙素X普通小麦AABBDD黑麦RR小黑麦AABBDDRR原理：染色体变异单倍体育种X杂交F1配子幼苗DDTTddttDdTtddTTDdTt高杆抗病矮杆不抗病稳定遗传的双抗品种XDDTTddttddTT原理：染色体变异花药离体培养秋水仙素出来杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理原理优点缺点秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后，人工诱变染色体加倍基因重组基因突变染色体变异可以集中两个亲体的优良性状可以提高变异的频率，改良某些性状，育种年限缩短，茎秆粗，果实和种子大，营养物丰富明显缩短育种的年限不能产生新基因；杂交后代会出现分离现象，育种进慢。是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。发育迟，结实低高度不育，弱小三、比较各种育种的方法杂交自交筛选自交X射线、紫外线、（亚硝酸）激光、化学药剂【例３】、现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：(1)要缩短育种年限，应选择的方法是_____________，依据的变异原理_________；另一种方法的育种原理是：__________________。(2)图中①和④基因组成分别为____________和___________。(3)(二)过程中，D和d的分离发生在____________；（三）过程采用的方法称为______________；（四）过程最常用的化学药剂是______________________,这种育种方法的优点是。Ⅰ染色体变异基因重组DTddTT减数分裂第一次分裂花药离体培养秋水仙素可以明显的缩短育种年限【例１】小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性，易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性。Tt位于一对同源染色体上，Dd位于另一对同源染色体上。现用抗病但易倒伏纯种和易染病抗倒伏的纯种品种杂交，来培育既抗病又抗倒伏的高产品种。请回答：(1)F2代中，选种的数量大约占F2的（）A.9/16B.3/16C.1/16D.4/16(2)抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（）A.DTB．DtC．ddTTD．Ddtt(3)F2代中理想基因型应占（）A.1/3B.2/3C.1/16D.2/16(4)F2代选种后，下一步应（）A．杂交B.测交C．自交D．回交BCCC【例２】．右图纵轴表示青霉菌的菌株数，横轴表示青霉菌产生的青霉素产量，曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化，曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化。请根据图回答：(1)从曲线a可以看出青霉菌中存在不同变异类型的个体，有的产生青霉素多，有的产生青霉素少。引起这种变异的主要来源是。(2)曲线b和a相比，说明了。(3)b、c、d3条曲线比较，说明了。(4)比较b、c、d3条曲线的变化，最符合人们的菌株是，从中我们可得到什么启示?基因突变诱变剂可以引起青霉菌发生基因突变，使青霉素的产量提高基因突变具有不定向性d曲线对应的青霉菌株人们可以通过反复诱变，不断地从诱变产生的突变中筛选出高产菌株，从而提高青霉素的产量。【例４】、以下分别表示几种不同的育种方法。请分析回答：（1）A所示过程称“克隆”技术，新个体丙的基因型应与亲本中的_____________个体相同.（2）B过程中，由物种P突变为物种P1。在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的_______改变成了_________。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）（3）C过程所示的育种方法叫做_____________，该方法最常用的做法是在①处_____________（4）D表示的育种方法是______________，若要在F2中选出最符合要求的新品种，最简便的方法是_________________________________________________________________。（5）E过程中，②常用的方法是________________________，与D过程相比，E方法的突出优点是_________________________________________________。甲天门冬氨酸缬氨酸多倍体育种用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗杂交育种从F2中选出符合要求的个体连续自交，直到得到不发生性状分离的个体花药离体培养明显缩短育种年限