杂交、单倍体、多倍体育种

袁隆平，他是中国杂交水稻育种专家，中国工程院院士，被世界同行誉为“杂交水稻之父”。杂交水稻本来应该指的是水稻的杂交育种，但现在一般意义上是指杂种优势利用育种得到的杂种稻。杂交水稻是利用遗传关系较远的纯合亲本杂交得到的杂种1代种子的杂种优势来获得优质高产的水稻。我国的杂交水稻研究始于1964年，并在80年代得到关键点的成功突破。现在已经处于超级杂交水稻研究阶段。我国的水稻杂种优势利用研究在国际上处于领先地位。育种学习目标：1.说出常见的育种的方式2.每种育种方式的原理、方法、优点及局限性3.遗传和变异规律在物种改良上的应用育种一、杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，得到新品种的方法。小麦高产（D）对低产（d）为显性，抗病（T）对不抗病（t）为显性，现有纯合的高产不抗病的小麦（DDtt）和低产抗病的小麦（ddTT），怎样才能得到高产抗病的优良品种（DDTT）？想一想：1、现有纯合的高产不抗病的小麦（DDtt）和低产抗病的小麦（ddTT），怎样才能得到高产抗病的品种？杂交2、得到的高产抗病个体基因型为？其自交后代有几种表现型？分别是什么？同时出现多种表现型的现象被称为什么？什么样的个体不发生性状分离？DdTt四种高产抗病高产不抗病低产抗病低产不抗病性状分离纯合子3、怎样从杂种个体的后代中获得不发生性状分离的个体？连续自交操作步骤以下是杂交育种的参考方案：Ｐ高不抗低抗Ｆ１高抗Ｆ２DDttddTTDdTt低抗高不抗高抗矮不抗F3高抗Fn高抗DDTT连续自交P高产不抗病DDtt×低产抗病ddTTF1高产抗病DdTt↓F2ddT_D_ttD_T_ddttDDTT杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的高产抗病品种高抗高产、抗性两个性状分别存在于两个不同的亲本中，但我们获得了既高产又抗病的个体。体现了杂交育种的怎样的特点？：基因重组优点：使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体，能产生新的基因型。原理P高产不抗病DDtt×低产抗病ddTTF1高产抗病DdTt↓F2ddT_D_ttD_T_ddttDDTT杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的高产抗病品种高抗思考：1、从亲本但我们所需的个体需要多长时间？至少三年甚至更长的时间2、为什么要经过连续自交的过程？减少子代出现性状分离的概率不足：需要时间长，杂交后代易出现性状分离试一试动物的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）？长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳短毛折耳长毛立耳长毛立耳长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3长折短折应用：农作物和动物育种二、单倍体育种采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再人工诱导染色体加倍（秋水仙素），获取自交不发生性状分离的稳定遗传的纯系品种。高产不抗病DDtt低产抗病ddTT高产抗病DDTT？1、如何将在两个个体中的优良性状集中到一个个体中？2、杂交后代形成多少种配子？分别是什么？3、配子直接发育成的个体是什么？4、如何使细胞中的染色体加倍？5、染色体加倍后基因有什么变化？操作步骤DDTT高产抗病秋水仙素处理纯合体植株DdTt高产抗病F1DDtt高产不抗病×ddTT低产抗病P花药离体培养dT、DT、Dt、dt花粉dT、DT、Dt、dt单倍体幼苗花药离体培养→P高产不抗病DDtt×低产抗病ddTTF1高产抗病DdTt配子dTDtDTdtdTDtDTdtddTTDDttDDTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的高产抗病品种单倍体育种第1年第2年2、得到所需的个体需要多长时间？两年3、获得的后代是否发生性状分离？不发生性状分离，获得的都是纯合子优点：缩短育种年限；获得优良纯种想一想!1、整个过程中，染色体数目发生怎样的变化？原理：染色体变异花药离体培养→P高产不抗病DDtt×低产抗病ddTTF1高产抗病DdTt配子dTDtDTdtdTDtDTdtddTTDDttDDTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的高产抗病品种单倍体育种第1年第2年4、除了花药离体培养和秋水仙素处理，还经过了哪些操作过程？杂交不足：技术复杂，需与杂交育种配合应用：植物育种1、普通小麦是六倍体，有42条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦是（）A三倍体、21条染色体B单倍体、21条染色体C三倍体、3个染色体组D单倍体、一个染色体组2、某植物的基因型为AaBbDd，将该植物进行花药离体培养后，共获得了n株幼苗，其中基因型为aabbdd的个体约有（）An/4Bn/8Cn/16D0BD3、二某植物的两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（）杂交育种三、多倍体育种1、多倍体的特点？优点：果实大型，营养丰富缺点：发育延迟，结实率低2、如何诱导多倍体的产生？用秋水仙素处理幼苗或者萌发的种子；或者低温处理。3、多倍体育种的原理染色体变异3n应用：植物育种育种一、杂交育种二、单倍体育种三、多倍体育种类型杂交育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点实例将具有不同优良性状的两亲本杂交花药离体培养用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上明显缩短育种年限器官大型，营养含量高育种年限长，后代易出现性状分离技术复杂，需与杂交育种配合发育延迟，结实率低、只适用于植物染色体组成倍减少染色体组成倍增加基因重组培育高产抗病小麦三倍体无子西瓜的培育培育高产抗病小麦几种主要育种方法的比较1、常规杂交育种依据的主要遗传学原理是（）A染色体变异B基因重组C基因互换D基因突变2、亲本基因型为AABB和aabb的植株进行杂交，其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体，其基因型是()A.AaBbB.AABBC.AAAAbbbbD.AAaaBBbbBD3、基因型为Aa幼苗经秋水仙素处理后长成的植株，细胞减数分裂产生的配子的种类及其比例是（）A.AA：aa=1：1B.AA：Aa：aa=1：2：1C.Aa：Aa=1：1D.AA：Aa：aa=1：4：14、用基因型为AaBb的个体产生的花粉粒，分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理，使其成为二倍体。这些幼苗成熟后的自交后代（）A.全部为纯合体B.全部为杂合体C.4/16为纯合体D.1/16为纯合体DA5.下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依据的原理是________.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种.其优点是___________________.⑶由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥叫____________。依据的原理是____________。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素单倍体明显缩短育种年限用秋水仙素处理多倍体染色体变异6、亲体的基因型为AABB和aabb的水稻杂交，取F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理，使其长成植株，试问：（1）这些植株的基因型可能是______________________________________________，属于_________倍体植株。（2）这样培育出来的植株与杂交育种后代不同的是，它们都是______________子，自交后代不会发生____________________，这种育种方式的优势是____________________。AABBAAbbaaBBaabb二纯合子性状分离明显缩短育种年限