61杂交育种与诱变育种

1、选择育种选择育种1、方法：、方法： 2 2、局限性：、局限性： 利用利用生物的变异生物的变异，通过通过长期长期选择，选择，汰劣留汰劣留良良，培育优良品种。，培育优良品种。 育种育种周期长周期长，选择，选择范围有限范围有限。一、杂交育种一、杂交育种 是将两个或多个品种的优良是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方过选择和培育，获得新品种的方法。法。原理：基因重组原理：基因重组小组讨论：小组讨论： 如果你是小麦育种专家，你如果你是小麦育种专家，你用什么方法才能得到矮秆抗病用什么方法才能得到矮秆抗病(ddTT)的优良品种？将你的设的

2、优良品种？将你的设想用想用育种方案育种方案表达出来。表达出来。锈病锈病小麦高秆小麦高秆( (D D) )对矮秆对矮秆( (d d) )为显性，抗锈病为显性，抗锈病( (T T) )对不对不抗锈病抗锈病( (t t) )为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦麦(DDTT)(DDTT)和矮秆不抗锈病的小麦和矮秆不抗锈病的小麦(ddtt)(ddtt)。想一想：植物杂交育种的方法想一想：植物杂交育种的方法DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTTddTT矮抗矮抗ddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT

3、F3注意： 1:培育双杂合品种时，子一代可直接利培育双杂合品种时，子一代可直接利用（有杂种优势，但需年年制种）用（有杂种优势，但需年年制种） 2:培育隐性纯合子时，子二代性状符合培育隐性纯合子时，子二代性状符合要求的个体即可推广要求的个体即可推广 3：培育具有显性性状的纯合子时，需多：培育具有显性性状的纯合子时，需多次自交选出稳定遗传的个体，所需时间次自交选出稳定遗传的个体，所需时间较长较长杂种优势：基因型不同的亲本个体杂交，产杂种优势：基因型不同的亲本个体杂交，产生的杂种生的杂种F1在长势，生活力，繁殖力，抗在长势，生活力，繁殖力，抗逆性，产量品质等一种或多种性状上会优于逆性，产量品质等一种

4、或多种性状上会优于两个亲本，这种现象为杂种优势两个亲本，这种现象为杂种优势动物的杂交育种动物的杂交育种假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE）和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbee），你能否），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBee）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折

5、短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折1、概念：、概念：2、原理：、原理：基因重组。基因重组。 4、基本步骤：、基本步骤： 植物：植物：杂交杂交自交自交选种选种连续自交连续自交直至不直至不发生性状分离为止发生性状分离为止 将两个或多个品种的优良性状通过将两个或多个品种的优良性状通过交配交配集集中在一起，再经过中在一起，再经过选择选择和和培育培育，获得新品种的，获得新品种的方法。方法。杂交育种杂交育种3、适用范围：、适用范围：有性生殖生物有性生殖生物动物：动物：杂交杂交F1F1间相互交配间相互交配选种选种测交测交4、应用：、应用： （1

6、）改良作物品质，提高农作物单位面积。）改良作物品质，提高农作物单位面积。产量。产量。 杂交水稻：杂交水稻： 从从19761976年到年到20062006年，年，累计增产粮食累计增产粮食52005200多亿多亿公斤，平均每年解决公斤，平均每年解决60006000万人的粮食问题。万人的粮食问题。中国黄牛中国黄牛荷斯坦牛荷斯坦牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛泌乳期可达泌乳期可达305天，年产天，年产乳量可达乳量可达6300kg以上以上（2）培育优良的家畜、家禽培育优良的家畜、家禽。 ：杂交后代易出现性状分杂交后代易出现性状分离离;4;4）只能进行本物种或亲缘关系较近的物种杂交）只能进行本物种或亲缘关系较近

7、的物种杂交, ,不不能克服远缘杂交不亲合的障碍能克服远缘杂交不亲合的障碍; ;思考与讨论思考与讨论 杂交育种的杂交育种的优点优点是很明显的，但是在实是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可后代可能出现的各种类型能出现的各种类型，以及，以及育种时间育种时间等方面，等方面，分析杂交育种方法的不足。分析杂交育种方法的不足。 有没有更好的育种方法有没有更好的育种方法来弥补杂交育种的缺陷呢？来弥补杂交育种的缺陷呢？ 如果要培育出新的基因如果要培育出新的基因和新的性状，应该怎样做？和新的性状，应该怎样做？基因突变。基因突变。1、概念：、概念：2、原理：、原

8、理： 利用利用物理因素物理因素（如（如X X射线、射线、射线、紫外线、射线、紫外线、激光）或激光）或化学因素化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生来处理生物，使生物发生基因突变基因突变的育种方法的育种方法。诱变育种诱变育种能引起基因突变的方法有三大类：能引起基因突变的方法有三大类：物理方法物理方法有：有：化学方法化学方法有：有：生物方法生物方法有：有：紫外线、紫外线、X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等病毒等病毒等与与“神六神六”飞船一起上太空的花卉飞船一起上太空的花卉“瓷玫瑰瓷玫瑰”、“老虎须老虎须”太空葡萄（左）

9、和普通葡萄（右）对比太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比诱变育种太空育种3、应用举例：、应用举例： （1 1）在农作物育种方面取得了可喜的成果：）在农作物育种方面取得了可喜的成果：培育出的培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品质新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。好等优点。 “黑农五号黑农五号”大豆大豆 黑龙江农科院用辐射方黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成法处理大豆，培育成“黑黑农五号农五号”大豆品种，含油大豆品种，含油量比原来的品种提高了量比原来的品种提高了2.5%2.5%，大豆产量提高了，大豆产量提高了16%16%。 中育中育7 7号甜橙由中国农业科学院柑研所用号甜橙由中国农业科

10、学院柑研所用 射线射线辐射锦橙种子，从实生辐射锦橙种子，从实生1 1代中选育的少核突变体，代中选育的少核突变体，经多代嫁接繁殖，筛选出无核优质突变株。现种植经多代嫁接繁殖，筛选出无核优质突变株。现种植7.447.44万亩，累计创经济效益万亩，累计创经济效益1.9741.974亿元，获亿元，获19981998年年农业部科技进步一等奖。农业部科技进步一等奖。 （2 2）在微生物育种方面发挥了重要作用：）在微生物育种方面发挥了重要作用：如青霉菌高产菌株的培育。如青霉菌高产菌株的培育。 1943年从自然界分离年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青出来的青霉菌只能产生青霉素霉素20单位单位/mL。后来人。

11、后来人们对青霉菌多次进行们对青霉菌多次进行X射线、射线、紫外线照射以及综合处理，紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到目前青霉素的产量已达到5000060000单位单位/mL。思考与讨论思考与讨论 （1 1）与杂交育种相比较，诱变育种有什么）与杂交育种相比较，诱变育种有什么优点？优点？ （2 2）诱变育种有何局限性？要克服这些局）诱变育种有何局限性？要克服这些局限性，可以采取什么办法？限性，可以采取什么办法？ (1)(1)提高变异的频率，能产生多种多样的新类提高变异的频率，能产生多种多样的新类型，为育种创造丰富的原材料型，为育种创造丰富的

12、原材料 (2) (2)加速育种进程。加速育种进程。(3)(3)大幅度地改良某些性状大幅度地改良某些性状。 具有一定的盲目性，难以控制突变方向，难具有一定的盲目性，难以控制突变方向，难以将多个优良性状集中，产生的有利性状比较以将多个优良性状集中，产生的有利性状比较少，需要大量处理实验材料。（不定向性，低少，需要大量处理实验材料。（不定向性，低频性，多害少利性频性，多害少利性 扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。早熟早熟品种品种(aa)(aa)花药离花药离体培养体培养迟熟迟熟品种品种(AA)(AA)杂合杂合子子(Aa)(Aa)人工人工诱变诱变 幼苗幼苗 （A）

13、幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素处理素处理迟熟迟熟品种品种(AA)(AA)秋水仙秋水仙素处理素处理如果水稻的某迟熟（如果水稻的某迟熟（AA)AA)品种品种, ,那么我们有什那么我们有什么好办法快速的得到早熟（么好办法快速的得到早熟（aaaa）品种？）品种？类别类别 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺点基因重组基因重组杂交杂交自自交交选优选优自交自交使位于不同个体使位于不同个体的优良性状集中的优良性状集中于一个个体上于一个个体上；操作简单操作简单不能产生新不能产生新基因；育种基因；育种进程缓慢，进程缓慢，过程繁琐过程繁琐基

14、因突变基因突变用物理或化学用物理或化学因素处理生物因素处理生物产生新基因，产生新基因，提高变异的频提高变异的频率，加速育种率，加速育种进程进程有利变异少，需有利变异少，需大量处理供试材大量处理供试材料：突变方向难料：突变方向难以掌握，突变体以掌握，突变体难以集中多个理难以集中多个理想性状想性状染色体变异染色体变异花药离体培养花药离体培养后，人工诱导后，人工诱导染色体加倍染色体加倍明显缩短明显缩短育种年限育种年限技术复杂，技术复杂，需与杂交需与杂交育种配合育种配合染色体变异染色体变异用秋水仙素用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗器官大，提器官大，提高产量和营高产量和营养成分养成分发

15、育延迟，发育延迟，结实率降低；结实率降低；只适用于植只适用于植物，在动物物，在动物方面难以开方面难以开展展练习练习 :请写出下面各项培育方法：请写出下面各项培育方法：（1 1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是是 。（2 2）用）用6060Co Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方是）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方是 。（4 4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，）将青椒的

16、种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于质上属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6 6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育种单倍体育种 诱变育种诱变

17、育种 多倍体育种多倍体育种 诱变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种2 2、小麦抗锈病小麦抗锈病(T)(T)对易染病对易染病(t)(t)为显性，易倒伏为显性，易倒伏(D)(D)对抗倒伏对抗倒伏(d)(d)为显性。为显性。TtTt位于一对同源染色体上，位于一对同源染色体上，DdDd位于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：品种。请回答：(1)F(1)F2 2代中，选种的数量大约占代中，选种的数量大约占F F2 2的

18、（的（ ） A.9/16A.9/16B.3/16B.3/16 C.1/16 C.1/16 D.4/16 D.4/16(2)(2)抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（ ）A.DT A.DT B BDt Dt C CddTTddTTD DDdttDdtt(3)F(3)F2 2代中理想基因型应占（代中理想基因型应占（ ） A.1/3A.1/3 B.2/3 B.2/3 C.1/16C.1/16D.2/16D.2/16(4)F(4)F2 2代选种后，下一步应（代选种后，下一步应（ ） A A杂交杂交B.B.测交测交C C自交自交 D D回交回交(1)(1)要缩短育种年限，应选要缩短育种年限，应选择的方法是择