第1节--杂交育种与诱变育种课件1

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,1,节 杂交育种与诱变育种,第六章从杂交育种到基因工程,1.,选择育种,原理：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培,养出优良品种。,不足：育种周期长，选择的范围有限。,2.,杂交育种,例如：,如何利用纯种的高秆抗锈病,(DDRR),和矮秆不抗锈病,(ddrr),的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。,第一步：,先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。,P DDRR,ddrr,F1 DdRr,F1:,DdRr,D_R_,D_rr,ddR_,ddrr,F2,连续自交直至到再发生性状分离为止,ddRR(,矮抗,),像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交,4,5,代后种子才相对较纯，育种年限至少,5,年。,一、概念：,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，获得新品种的方法。,二、依据原理：,基因重组,三、常用方法：,杂交 自交 选种 自交,四、优点：,将不同个体的优良性状集中到一个个体上,五、缺点：,育种时间长,杂交育种,袁隆平（杂交水稻专家）,2000,年国家最高科学技术奖；,2004,年十大感动中国人物之一。,颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。,选育纯种,选用纯合亲本杂交,利用现有基因重新组合,选种,连续自交,中国黄牛,中国荷斯坦牛,荷斯坦牛,假设现有长毛黑色猫（,BBEE,）和短毛白色猫（,bbee,），你能否培育出能稳定遗传的长毛白色猫（,BBee,）？,P BBEE,bbee,F1 BbEe,BbEe,F2 Bbee,或,BBee,bbee,！,注意,1.,动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。,2.,动物杂交育种中不能自交，所以,F1不能自交，但可,以利用F1的雌雄个体进行杂交繁殖；,3.,在,F2,中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子；,4.,动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。,5.,比植物杂交育种所需年限短。,杂种优势,：,是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。,杂种优势在,F,1,代表现最明显,。,例如：我国劳动人民用,马,和,驴,杂交获得体力强大，耐力好的杂种,骡,。,杂种优势主要利用杂种,F,1,代的优良性状，并不要求遗传上的稳定,。,需年年制种。如水稻的,杂优种,，每年农科站都有供应。,2,单倍体育种,（,1,）原理：,染色体变异,（,2,）方法,：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱,导染色体数目加倍。,（,3,）举例：,已知小麦的高秆（,D,）对矮秆（,d,）为显,性，抗锈病（,R,）对易染锈病（,r,）为显性，两对,性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两,纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有,优良性状的新品种。,让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得,F1,；,取,F1,的花药离体培养得到单倍体；,用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型。,（,4,）特点：,由于得到的个体基因都是纯合的，自交后,代不发生性状分离，所以相对于杂交育种来说，,明显缩短了育种的年限。,P,DDRR,ddrr,F,1,DdRr,花药（配子）,DR Dr dR dr,单倍体,DR Dr dR dr,纯合子,DDRR,DDrr,ddRR,ddrr,秋水仙素诱导染色体加倍,离体培养（组织培养技术,）,减数分裂,选取,ddRR,（矮抗）即为所需类型,杂交,（亲本）,F,1,F,2,（分离）,选择,F,3,（分离）,选择,杂交,育种,F,4,（稳定品种）,新品种,单倍体植株,纯合二倍体,纯合二倍体种子长出的植株,（选择与鉴定）,单倍体,育 种,花药离体培养,秋水仙素处理,？,？,？,3,多倍体育种：,（,1,）原理：,染色体变异,（,2,）方法：,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从,而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍,的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成,多倍体植株。,（,3,）举例：,三倍体无子西瓜的培育,诱变育种,1,）概念：,人工利用,物理因素（如,X,射线、,射线、紫外线、,激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）,来,处理生物，使生物发生基因突变。,2,）优点：,能提高突变率，,产生新基因,；在较,短时间,内获,得更多的优良变异类型。,3,）应用：,农作物新品种的培育,，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如,“,黑农五号,”,大豆，产量提高了,16%,，含油量比原来提高了,2.5%,。,资料：,航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自,1987,年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了,11,次航天育种搭载试验，试验品种达,1200,多种。,航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（,10,3,克,10,6,克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。据统计，航天育种变异率达,4,以上，株高变异为,40cm,30cm,，果重变异达,70,100,（蔬菜），生育期变异为,3,天,10,天。,当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了,115,小时,32,分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。,回答：,（,1,）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的,辐射后，其,发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益,?,，你判断的理由是,。,（,2,）试举出这种育种方法的优点,宇宙射线等,基因,不一定,基因突变是不定向的,变异频率高，大幅度改良某些性状,太空椒 普通椒,4,）局限性,：诱变育种的,方向,难以掌握,，诱变体,难以,集中多个理想性状,。,5,）克服方法,：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。,原因：基因突变是随机不定向的。,讨论：怎样克服？,课堂小结,基因重组,将不同个体的优良性状，集于一个个体上,杂交 自交 选种 自交,时间长，需及时发现优良品种,基因突变,辐射诱变，激光诱变，空间技术育种,提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种,有利变异少，需大量处理实验材料,依据原理,常用,方法,优点,缺点,应用,实例,杂交育种,诱变育种,常规育种,诱变育种,多倍体育种,单倍体育种,处理,杂交,用射线、激光、化学药品等处理生物,用秋水仙素处理种子或幼苗,花药离体培养,原理,通过,基因重组,把两亲本的优良性状组合在同一后代中,用人工方法诱发,基因突变,，产生新性状，创造新品种或新类型,抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞,(,染色体变异,),诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体,(,染色体变异,),特点,方法简便，但需较长年限方可获得纯合体,加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利个体往往不多,器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低,缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低,举例,高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种,高产量青霉素菌株的育成,三倍体西瓜、八倍体小黑麦,抗病植株的育成,这些题你会做吗？,1.,杂交育种所依据的主要遗传学原理是,(),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。,B,2,.,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,3.,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,B,D,4.,60,Co,是典型的,放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种,“,鲁棉,1,号,”,，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。,射线处理后主要引起,，从而产生可遗传的变异。除,射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有,、,和,。,答案：,基因突变；,x,射线；紫外线；激光,为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：,已有的材料：,A,小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，,B,小麦的矮秆不抗锈病纯种，,C,水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,（,1,）育种名称：,（,2,）所选择的生物材料：,（,3,）希望得到的结果：,（,4,）预计产生这种结果的（所需类型）的几率,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,试试看，你行吗？,生物材料：,A,小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，,B,小 麦的矮秆不抗锈病纯种，,C,水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,方案,1,：,（,1,）育种名称：,杂交,育种,（,2,）所选择的生物材料：,A,、,B,。,（,3,）希望得到的结果：,矮秆抗锈病,。,（,4,）预计,F,2,产生这种结果的（所需类型）的几率：,3/16,。,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）,高抗,矮病,F1,高抗,自交,F,2,（高抗、矮抗、高病、矮病）,。,（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,将,F,2,矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。,方案,2,：,（,1,）育种名称：,单倍体,育种,（,2,）所选择的生物材料：,A,、,B,。,（,3,）希望得到的结果：,矮秆抗锈病,。,（,4,）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：,1/4,。,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）,高抗,矮病,F,1,高抗,F,1,花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株,。,（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,挑选矮秆抗锈病的植株即可。,方案,3,：,（,1,）育种名称：,诱变,育种,（,2,）所选择的生物材料：,C,。,（,3,）希望得到的结果：,早熟水稻,。,（,4,）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：,极低或不出现,。,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）,用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变,。,（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。,试试看，你能行吗？,1.,下图表示某种农作物品种：和两个品系培育出品种的可能方法，请据图回答：,AABB aabb,AABb AaBb Ab,AAbb,V,I,II,III,IV,VI,(1),指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程,I,是,，由品系培育出品种经过的过程,V,是,。,（,2,）品系是一种,植株，由品系经过过程,III,培养品种常用的方法是,。,（,3,）品种形成品种经过的过程,VI,中常用,处理。,（,4,）品种,直接形成品种的过程需经,，由品种产生品种的最简便方法是,。,（,5,）你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途径是,。（用过程,I,、,II,等以及 表示）,试试看，你能行吗？,1.,下图表示某种农作物品种：和两个品系培育出品种的可能方法，请据图回答：,AABB aabb,AABb AaBb Ab,AAbb,V,I,II,III,IV,VI,(1),指出下列各种交配方式：