生物育种.PPT

生物育种,不遗传的变异在育种上没有价值，但是在生产上有价值，农业生产中的田间管理就是通过调节水肥、除草等措施使作物产生有利于人类的不遗传变异，如茎秆粗壮、子粒饱满等，是通过对外界环境的控制，使其表现型朝着有利于人类的方向发展。 表现型是基因型和环境共同作用的结果，其内因是基因型，它在作物的个体发育中起着主导作用。所以要想获得高产丰收最重要的是育好种。 “种地选好种，一垅顶两垅”。,生物育种含义：,指人们按照自己的意愿，依据不同的育种原理，有目的、有计划地获得人们所需要的生物新品种。,一、常用育种方法,(1)图中A至D方向所示的途径表示 育种方式，这 种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 。 。,杂交,从F2开始发生性状分离,(2) B 常用的方法为 。,花药离体培养,(3) E方法所用的原理是 ，所用的方法如 、 、 、 。育种时所需处理的种子 应当是萌发的（而非休眠的）的种子，试阐述原因,基因突变,激光诱变,辐射诱变,化学试剂诱变,后进行细胞分裂，DNA在复制过程中由于某种因素的影响可发生基因突变 。,种子萌发,（4）C、F过程最常用的药剂是 ，其作用的原理 是 。,秋水仙素,抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍,（5）由G到J过程中涉及的生物技术有 、 和 。,基因工程（DNA重组技术）,植物组织培养,（6）KLM这种育种方法的优越性表现在 、 。,克服远缘杂交,不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围,问题：在上述几种育种方法中，,1、哪些用到了植物组织培养技术？,2、哪些育种方法需要使用秋水仙素或低温处理？,单倍体育种、基因工程、植物体细胞杂交,单倍体育种、多倍体育种,3、哪些育种方法能打破物种界限？,基因工程、植物体细胞杂交,4、能产生新基因的育种方法？,诱变育种,6、动物一般可用的育种方法？,植物一般可用的育种方法？,微生物一般可用的育种方法？,杂交育种、诱变育种、基因工程育种、核移植,杂交育种、诱变育种、基因工程育种、单倍体育种、多倍体育种、植物组织培养、植物体细胞杂交,诱变育种、基因工程育种,5、能产生新物种的育种方法？,多倍体育种、植物体细胞杂交,杂交育种： 在杂交育种工作中，人们有目的地用具有不同优良性状的两个亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状结合在一起，就能产生所需要的优良品种。,例：有这样两个品种的小麦：一个品种抗倒伏，但易染锈病；另一个品种易倒伏，但抗锈病。让这两个品种的小麦进行杂交，在 F2中就可能出现既抗倒伏又抗锈病的新类型，用它作种子繁育下去，经过选择和培育，就可以得到优良的小麦新品种。,人工诱变在育种上的应用,（1）定义： （2）方法： （3）优点： （4）成果：,是在人工条件下诱导基因了生突变,物理方法： 化学方法；,射线、紫外线、激光等,亚硝酸、硫酸二乙酯等,提高突变率，创造人类需要的 突变类型，从中选育出优良品种。,“黑农五号”等大豆品种，,高产青霉菌株,人工诱导多倍体在育种上的应用 （1）意义：培育生物新品种,（2）方法：,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,（3）原理：,秋水仙素能抑制纺锤体形成,种子、幼苗,秋水仙素处理,染色体加倍、不分离,多倍体,如：二倍体,秋水仙素,二倍体,生长素,四倍体,二倍体,多倍体形成的原因：,外界环境 内部因素,不能形成纺锤体,染色体复制加倍后不分离,染色体加倍的细胞,多倍体,配子,单倍体,发育,（2）产生,自然: 人工:,（3）特点：,弱小、高度不育,（单倍体育种）,花药离体培养,（4）单倍体育种的过程和特点：,(生殖细胞未受精,直接发育而成),方法:,单倍体,（1）定义：,由配子发育而成，体细胞中含有本 物种配子染色体数目的个体。,过程:,花药离体,组织 培养,单倍体植株,人工诱导 染色体加倍,正常植株,(纯合体),优点：,1、可以缩短育种年限 2、后代不会发生分离,杂交,辐射、射线 化学药剂,秋水仙素,花药离体,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 时间长,育种年限缩短，改良某些性状 有利不多，需大量处理,果大，茎秆粗，营养物丰富 发育迟，结实低,年限短，易稳定 高度不育，弱小,基因 水平,染色体 水平,细胞 水平,育种层面,育种方法,7、完成下列表格,三、归纳总结,最常规的： 最快速的： 能创造新性状的： 能得到无子果实的： 能创造新物种的： 能在种间进行育种的：,杂交育种,单倍体育种,诱变育种,多倍体育种,多倍体育种、植物体细胞杂交,基因工程育种、 植物体细胞杂交,方 法,优缺点,举例,原 理,1.基因水平:,基因重组,杂交-F1自交-F2选优-自交-再选择,优点:将不同个体的优良性状集中到同一个体上。不足:育种周期长,矮秆抗病小麦的培育,杂交育种,基因突变,物理或化学方法处理筛选,优点：可以提高突变率，加速育种进程。 不足：有利变异少，需要大量处理实验材料。,青霉素高产菌株、太空椒,诱变育种,基因重组,利用基因工程技术将目的基因引入生物体内,优点：打破物种界限，定向改造生物性状。 不足：技术复杂,抗虫棉，超级细菌,产生人胰岛素的大肠杆菌,基因工程育种,方 法,优缺点,举例,原 理,2.染色体水平:,染色体数 目变异,花药离体培养再经人工诱导使染色体加倍,优点：明显缩短育种年限。是最快速的育种方法。 不足：技术复杂。常与杂交育种相配合。,快速培育矮秆抗病小麦,单倍体育种,染色体数 目变异,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,优点：器官较大，营养物质含量高。 不足：发育延迟，结实率低。,三倍体无子西瓜，八倍体小黑麦,多倍体育种,方 法,优缺点,举例,原 理,3.细胞水平:,细胞膜 的流动性、 细胞的全 能性,去壁原生质体融合杂种细胞-组织培养,优点：克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 不足：让杂种植株按照人们需要表现出亲代优良性状还有技术上的困难。,番茄 -马铃薯，白菜-甘蓝,植物体细胞杂交,例题1：普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验，请分析回答：,例题2：很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。,(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以 。将目的基因与运载体结合时必须用 酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有 等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有 以便进行筛选。 (2)由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的 再包裹合适的人造种皮等。,人工合成,同种限制,质粒,标记基因,脱分化,胚状体,例题3：白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜甘蓝”杂种幼苗。请回答问题： （1）白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在_ 隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过_ 的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有 。,生殖,杂交（有性生殖）,全能性,(2)为观察“白菜甘蓝”