杂交育种与诱变育种

第六章从杂交育种到基因工程人类对生物变异的遐想生物技术让我们拥有了“上帝之手”，对生物的改造不再是人类的禁区，相信终有一日世界上的许多品种将由人类创造。第1节杂交育种与诱变育种1、简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。2、举例说出诱变育种在生产中的应用。3、讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。人类早期生物育种的实例野猪家猪原鸡家鸡一、选择育种从现有的物种资源群体中，选出优良的自然变异个体，使其繁殖后代。这样利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，就能培育出新品种。这种育种方式是选择育种。育种特点：选择育种周期长，可能是几十年、几百年或更久可选择的范围有限，只能在自然变异基础上选择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）。如果你是育种工作者，你应该怎样操作才能得到稳定遗传的矮秆抗病良种？杂交育种需要几年时间完成？杂交后代的选择一般从子二代开始，因子二代变异范围最大，可望从中选出合意的变异体。到子三代已基本可以判断有无育成品种的希望，到子五代时，大多数性状和家系已相当稳定，定品种可在此进行。5－7年一、杂交育种1、定义杂交育种是将两个或两个以上的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。2、原理基因重组（基因自由组合）3、方法杂交→自交→选优→自交……例如：高产、矮秆水稻的培育4、实例1、杂交育种所依据的原理是什么A.基因突变B.基因自由组合C.染色体交叉互换D.染色体变异2、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得A.纯种B.杂种表现的优势C.基因突变D.染色体变异基因型位AaBb的水稻自交，自交后代中两对基因都是纯合的个体占总数的（）A·2/16B·4/16C·6/16D·8/16B探究二：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长折杂交F1间交配长折短折Ｐ长毛立耳BbEeＦ１Ｆ２F3长毛立耳BbEe长立长折短立短折B_eeB_E_bbE_bbee选优bbee长折短折B_eebbee长折短折B_eeBb选优测交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。例题2：下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种的示意图，试分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAAbb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是和。其应用的遗传学原理是。（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是和。其应用的遗传学原理是。（3）用③培育⑥所采用的G步骤是_______________。其遗传学原理是______________。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素处理幼苗染色体变异（单倍体育种）秋水仙素处理幼苗染色体变异（多倍体育种）至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。杂交育种有明显的优点将不同个体上的优良性状集中于一个个体上。难道杂交育种就没有缺点吗？1.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。？2.杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。（一般需5－7年）上面是常规育种冬瓜，下面是经过太空育种的特大冬瓜其重量为104公斤，长度为125厘米太空育种可在较短时间内育成高质量的新品种，较常规育种缩短年限2—3年（即需要4-5年）。“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜太空黄瓜太空水稻搭载前后株系对比太空育种辣椒浙江农科院的60Coγ射线种植房案例2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，周围是细菌二、诱变育种1、定义利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。2、原理基因突变3、方法诱变→筛选→诱变→筛选……4、应用青霉菌高产菌株的选育“黑农五号”大豆太空育种诱变育种有明显的优点诱变育种的优点是能够提高突变率，产生新基因，在短时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性？1.诱发突变的方向难以掌握。2.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。克服方法育种的方法有多种，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？三、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：例题：假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高杆（T）对矮杆（t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤：⑴将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为______________________的花粉。⑵采用_______________的方法得到单倍体幼苗。⑶用______________处理单倍体幼苗，使染色体加倍。⑷采用_____________的方法，鉴定出其中的抗病植株。⑸从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是______。RT,Rt,rT,rt花药离体培养秋水仙素病原体感染RRtt生物技术的安全性和伦理性问题1．杂交植物可能引发的环境问题生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害农作物同时，也导致生物多样性遭到严重破坏，甚至导致一些物种的灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向原本不适应的地域扩张而造成的。如果抗病高产等基因偶然传给了杂草或野生植物，很可能打破当地的生态平衡，引起“生物入侵”现象。2．诱变育种培育的“超级杀手”诱变技术制备了许多有益的微生物供我们使用，但也可以用以制备耐药性强、高致病性的突变“超级病菌”，有些可以成为生物战剂。生物战剂是军事行动中用以杀死人、牲畜和破坏农作物的致命微生物、毒素和其他生物活性物质的统称。旧称细菌战剂。致病微生物一旦进入机体（人、牲畜等）能大量繁殖，导致破坏机体功能、发病甚至死亡。生物武器标识1.在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98％的甲虫死了，约2％的甲虫生存下来，生存下来的原因是（）A.有基因突变产生的抗药性个体存在B.以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力C.约有2％的甲虫未吃到沾有农药的叶子D.生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体课堂练习2.四倍体草莓比野生的普通草莓的果实大，营养物质含量有所增加。四倍体草莓的培育成功属于（）A.单倍体育种B.多倍体育种C.诱变育种D.杂交育种3．通过诱变育种培育的是（）A.三倍体无子西瓜B.青霉素高产菌株C.二倍体无子番茄D.八倍体小黑麦4．根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种方法是（）A.杂交育种B.多倍体育种C.单倍体育种D.诱变育种5．大麻是雌雄异株植物，体细胞中有20条染色体。若将其花药离体培养，将获得的幼苗再用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成状况应是（）A.18＋XXB.18＋XYC.20＋XXD.18＋XX或XY6、在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是A.杂交育种B.诱变育种C.单倍体育种D.多倍体育种7、现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：A.提高了后代的出苗率B.产生的突变全部是有利的C.提高了后代的稳定性D.能提高突变率以供育种选择杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点基因重组基因突变染色体变异，基因重组染色体变异（成倍增加）杂交用物理或化学方法处理生物花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种秋水仙素处理使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，加速育种进程，有利变异少，需大量处理供试材料明显缩短育种年限，育种时间较短。技术复杂，需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、抗性强与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟育种时间最长下节内容：基因工程及其应用