从杂交育种到基因工程

第六章从杂交育种到基因工程第一节杂交育种与诱变育种古人驯化野生动物－家禽、家畜植物驯化选择育种自然变异人工选择原理？缺点2可选择的范围有限1育种周期太长设想你是一位玉米专家，遇到这样的情况：玉米品种A子粒多，但不抗黑粉病，品种B子粒少，但抗黑粉病。用什么方法既把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？问题探讨亲代高产、不抗病×低产、抗病

AAbbaaBB↓杂种第一代高产、抗病

AaBb

↓（自交）第二代高产、抗病低产、抗病高产、不抗病低产、不抗病

AABBAABbAaBBAaBb

↓（连续自交，逐代淘汰）

高产、抗病AABB

小麦的杂交育种一、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、原理：基因重组三、方法：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，选择范围有限杂交育种杂交自交选种自交

对杂交育种的几点说明：①a.该方法常用于同一物种不同品种的个体间；b.不同品种的个体各自需要具有优良的性状②若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。亲代高产、不抗病×低产、抗病

AAbbaaBB↓杂种第一代高产、抗病AaBb

↓（自交）第二代高产、抗病低产、抗病高产、不抗病低产、不抗病

AABBAABbAaBBAaBb

↓（连续自交，逐代淘汰）

高产、抗病

AABB

小麦的杂交育种

生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产30%--50%,杂交水稻比纯系水稻增产20%左右。杂种优势：基因型不同的亲本个体互相杂交产生的杂种第一代，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。试一试：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。注意你知知道道我我国国在在杂杂交交育育种种方方面面的的哪哪些些伟伟大大成成就就？？水稻稻之之父父“三三系系杂杂交交稻稻””“二二系系杂杂交交稻稻””“超超级级杂杂交交稻稻””袁隆隆平平应用用李登登海海玉米米之之父父李登登海海选选育育的的紧紧凑凑型型玉玉米米新新品品种种掖掖单单13号号在在2004年年2月月20日日荣荣获获国国家家科科技技进进步步一一等等奖奖06年度度国国家家最最高高科科学学技技术术奖奖--李振振声声院士士陕西西有有句句民民谣谣““要要吃吃面面，，种种小小偃偃””，，小小偃偃是种种抗抗病病强强、、产产量量高高的的小小麦麦荷斯斯坦坦－－弗弗里里生生牛牛中国国黄黄牛牛中国国荷荷斯斯坦坦牛牛（泌乳乳期期305d，年年产产乳乳量量6300kg以上上)一、、概概念念：：利用用物物理理因因素素（（如如ⅹⅹ射射线线、、γγ射射线线、、紫紫外外线线、、激激光光等等））或或化化学学因因素素（（如如亚亚硝硝酸酸、、硫硫酸酸二二乙乙酯酯等等））来来处处理理生生物物，，使使生生物物发发生生基基因因突突变变。。二、、依依据据原原理理：：基因因突突变变三、、常常用用方方法法：：辐射射诱诱变变、、激激光光诱诱变变、、作作物物空空间间技技术术育育种种四、、优优点点：：可以以提提高高突突变变率率，，加加速速育育种种过过程程，，大大幅幅度度地地改改良良某某些些品品种种,产产生生前前所所未未有有的的性性状状。。五、、缺缺点点：：有利利变变异异少少，，须须大大量量处处理理实实验验材材料料诱变变育育种种六、、应应用用②用用于于微微生生物物育育种种例如如青青霉霉素素的的选选育育。。1943年年从从自自然然界界分分离离出出来来的的青青霉霉菌菌只只能能产产生生青青霉霉素素20单单位位/mL。。后后来来人人们们对对青青霉霉菌菌多多次次进进行行X射射线线、、紫紫外外线线照照射射以以及及综综合合处处理理，，培培育育成成了了青青霉霉素素高高产产菌菌株株，，目目前前青青霉霉素素的的产产量量已已达达到到50000～～60000单单位位/mL。。①农农作作物物新新品品种种的的培培育育新品品种种具具有有抗抗病病力力强强、、产产量量高高、、品品质质好好等等优优点点。。如如““黑黑农农五五号号””大大豆豆，，产产量量提提高高了了16%，，含含油油量量比比原原来来提提高高了了2.5%。。在作作物物方方面面，，应应用用诱诱变变育育种种我我国国已已培培育育出出100多多种种水水稻稻、、小小麦、、玉玉米米、、大大豆豆等等优优良良品品种种。。诱变变育育种种除除了了采采用用常常规规的的诱诱变变育育种种方方法法外外，，还还采采用用太空空育育种种。太空空育育种种主主要要是是利利用用返返回回式式卫卫星星和和高高空空气气球球能能达达到到的的高高空空环环境境，，通通过过强强辐辐射射、、微微重重力力和和高高真真空空等等条条件件使使植植物物种种子子的的基基因因发发生生基基因因突突变变的的作作物物育育种种新新技技术术。。我国国已已培培育育成成功功许许多多太太空空作作物物：：经过过太太空空育育种种得得到到的的水水稻稻品品种种出出现现了了大大穗穗、、大大粒粒、、优优质质、、高高产产的的效效果果。。航育育1号号水水稻稻新新品品种种株株高高降降低低14厘厘米米，，生生长长期期缩缩短短13天天，，增增产产5%-10％％，，累累计计已已推推广广30万万亩亩。。华航航一一号号水水稻稻新新品品种种穗穗大大，，粒粒多多、、结结实实率率高高，，可可增增产产10％％，，亩亩产产达达500公公斤斤以以上上，，已已推推广广100万万亩亩以以上上。白莲莲:1994年年江江西西广广昌昌白白莲莲研研究究所所搭搭载载白白莲莲种种子子442粒粒，，培培育育出出太太空空莲莲3号号等等新新品品种种，，亩亩产产达达120千千克克，，比比原原品品种种提提高高88％％，，平平均均粒粒重重2．．2克克，，最最大大为为3．．3克克（（原原品品种种平平均均粒粒重重为为1.1克克）），，超超过过出出口口莲莲子子标标准准。。1、太空空莲莲3号号中中有有没没有有产产生生新新基基因因？？2、、诱诱发发基基因因突突变变的的条条件件有有哪哪些些？？3、、诱诱变变育育种种有有哪哪些些优优点点？？4、、有有哪哪些些因因素素可可以以诱诱导导生生物物产产生生基基因因突突变变？？有新新基基因因产产生生。。微重重力力、、宇宇宙宙射射线线、、重重粒粒子子、、变变化化磁磁场场和和高高真真空空。。可以以提提高高突突变变率率，，或或大大幅幅度度地地改改良良某某些些品品种种。。物理理因因素素、、化化学学因因素素和和生生物物因因素素。。我国国神神州州6号号上上太太空空时时，，重重庆庆的的一一位位村村民民花花了了1.5万元元，把自己己精心培育育的50粒粒荷花种子子送上天，，希望遨游游太空回来来，能培育育出冬天开开的荷花。。1他的的愿望一定定能够实现现吗？为什什么？2突变变的冬天开开的荷花在在其它方面面的性状一一定都如先前一一样理想吗吗？3要使其其保持先前前的理想性性状，可采采取什么措措施？4综合上上述请你总总结诱变育育种的优点点和局限性性。能产生新的的基因，提提高突变率率。优点：突变方向难难以掌握，，突变体难难以集中多多个理想性性状缺点：扩大诱变后后代群体，，增加选择择机会措施：杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种依据原理常用方法优点缺点应用实例通过基因重重组，把两两个亲本的的优良性状状组合在同同一个后代代中，从而而产生符合合要求的新新类型用人工方法法诱发基因因突变，产产生新性状状，创造新新品种或新新类型抑制细胞分分裂中纺锤锤体的形成成，使染色色体的数目目加倍后不不能形成两两个细胞诱导精子直直接发育成成植株，再再用秋水仙仙素加倍成成纯合子杂交辐射诱变，，激光诱变变，空间技技术育种用秋水仙素素处理萌发发的种子或或幼苗花药离体培培养提高育种频频率，加速速育种过程程，或大幅幅度改良某某些品种将不同个体体的优良性性状，集中中于一个个个体上抗病植株的的育成自交后代不不发生性状状分离，可可缩短育种种年限（2年）器官较大，，营养物质质含量高发育延迟，，结实率低低有利变异少少，需大量量处理实验验材料时间长，需需及时发现现优良品种种三倍体无子子西瓜、八八倍体小黑黑麦青霉素经射射线、紫外外线照射以以及综合处处理，培育育出青霉素素产量很高高的菌株小麦高茎（（易倒伏））抗锈病的的纯种与矮矮茎（抗倒倒伏）易染染锈病的纯纯种进行杂杂交，培育育出矮茎抗抗锈病小麦麦品种高度不育，，方法复杂杂，成活率率低练习:请写出下面面各项培育育方法：（1）通过过花药离体体培养再用用秋水仙素素加倍得到到烟草新品品种的方法法是。（2）用60Co辐射射谷氨酸棒棒状杆菌，，选育出合合成谷氨酸酸的新菌种种，所用方方法是。（3）用小小麦和黑麦麦培育八倍倍体黑小麦麦的方法是。（4）将青青椒的种子子搭载人造造卫星，在在太空中飞飞行数周后后返回地面面，获得了了果大、肉肉厚和维生生素含量高高的青椒新新品种，这这种育种原原理本质上上属于。（5）用抗抗倒伏、不不抗锈病和和不抗倒伏伏、抗锈病病的两个小小麦品种，，培育出抗抗倒伏、抗抗锈病的品品种，所用用方法是。（6）用秋秋水仙素或或硫酸二乙乙酯处理蕃蕃茄、水稻稻种子，获获得成熟期期早、蛋白白质含量高高的品系，，这种方法法是。单倍体育种种诱变育种多倍体育种种诱变育种杂交育种诱变育种育种的方法法有多种，，各有各的的优点，我我们要合理理的有机结结合各种方方法，高效效的达到各各种目的。。如果水稻的的某迟熟（（AA)品品种,那么么我们有什什么好办法法快速的得得到早熟（（aa）品品种？灵活创新人工诱变+单倍倍体育种早熟品种(aa)花药离体培养当年就可以以培育出优优良新品种种！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1、杂交育育种所依据据的原理是是什么A.基因突突变B.基因自自由组合C.染色体体交叉互换换D.染色体变变异2、据你所所知道杂交交选育新品品种之外，，杂交的另另一个结果果是获得A.纯种B.杂杂种表现的的优势C.基因突突变D.染色体体变异练习：3、在下列列几种育种种方法中，，可以改变变原有基因因分子结构构的育种方方法是A.杂交育育种B.诱诱变育种C.单倍体体育种D.多倍体育育种4、现代农农业育种专专家采用诱诱变育种的的方法改良良某些农作作物的原有有性状，其其原因是：：A.提高了了后代的出出苗率B.产生的的突变全部部是有利的的C.提高了了后代的稳稳定性D.能提高高突变率以以供育种选选择5、倍体草草莓比野生生的普通草草莓的果实实大，营养养物质含量量有所增加加。4倍体体草莓的培培育成功属属于A.单倍体体育种B.多倍倍体育种C.诱变育育种D.杂交交育种6、在一块块马铃薯甲甲虫成灾的的地里，喷喷了一种