杂交育种与诱变育种

第1节杂交育种与诱变育种第6章从杂交育种到基因工程1.举例说出生物变异在育种上应用的实例。2.简述杂交育种和诱变育种的作用和局限性。3.简述基因工程的原理及其应用。

2011年9月19日农业部公布，袁隆平的超级杂交稻试验田平均亩产926.6公斤，创中国水稻亩产最高纪录。

2011年，在江苏省泰州市农业科技示范园区，新采摘的巨型南瓜吸引了游人。它是通过航天育种培育成的新品种。1.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。2.原理：基因重组。3.方法:4.优点:将不同个体的优良性状集中到一个个体上。一、杂交育种5.缺点:育种年限长，需连续自交才能选育出优良的品种。连续自交，不断选种。杂种优势杂种优势是生物界普遍存在的现象。指基因型不同的亲本个体相互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。例如：骡（马和驴交配产下的后代，分为驴骡和马骡。公驴可以和母马交配，生下的叫“马骡”，如果是公马和母驴交配，生下的叫“驴骡”。骡个大，具有驴的负重能力和抵抗能力，有马的灵活性和奔跑能力，是非常好的役畜，但不能生育）。思考：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，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），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗锈病的优良品种（ddTT）？杂交育种的过程方案Ｐ高抗矮不抗Ｆ1

高抗Ｆ2DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTTF3ddTt矮抗杂交自交选优自交选优【典例训练1】(2012·衡水高一检测)某农科所通过如图育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列相关叙述不正确的是()A.育种方法Ⅰ最大的优点是明显缩短育种的年限B.a和c过程运用的遗传学原理都是染色体变异C.四倍体YYyyRRrr的花药离体培养后形成的植株一定是二倍体D.通过b过程欲获得纯合yyRR，需要进行不断地自交来提高纯合率【思路点拨】解答本题的关键是确定图示各种育种方法，明确单倍体育种、杂交育种和多倍体育种的原理和操作流程。

动物的杂交育种中国荷斯坦牛：荷斯坦—弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。李登海研究玉米育种近40年，与“杂交水稻之父”袁隆平齐名，被种业界誉为“南袁北李”，被称为“中国紧凑型杂交玉米之父”。

李振声：中科院院士，小麦育种专家，获得2006年度国家最高科技奖。

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。杂交后代会出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间较长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对较短的育种方法呢？

思考与讨论：从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法有哪些不足？

2012年3月，两名神九女航天员选出，同时，飞船将首次搭载活体蝴蝶升空。1.概念利用物理因素（如X射线、γ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.原理：基因突变。3.方法：用物理因素或化学因素来处理生物。二、诱变育种4.优点：能提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状，获得人类需要的变异类型。5.缺点：有利变异少，需大量处理实验材料；诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。2.诱变育种与杂交育种的比较项目杂交育种诱变育种原理方法优点局限性基因重组基因突变杂交→自交→筛选→自交辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变使不同个体的优良性状集中于同一个个体上可以提高突变的频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程育种年限较长有利变异的个体不多，需处理大量实验材料【典例训练2】小麦高茎(D)对矮茎(d)为显性，抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性(两对基因独立遗传)，现有高茎抗锈病纯合子和矮茎不抗锈病纯合子两个亲本，要想获得矮茎抗锈病的纯合新品种，育种专家提出了两种育种方案。如图所示，请回答下列问题：(1)图中(一)、(二)所示过程在遗传学上分别叫_____________和_____________。(2)图中表示的两种常见的育种方法是_________________育种和________育种，其中哪种育种方法较为理想？_________，其优越性是___________________________________________。(3)图中(四)处理的方法是

，目的是___________。(4)图中(二)产生的矮茎抗锈病的个体比例是_______，ddT_中能够稳定遗传的个体占_________。杂交

自交杂交

诱变

杂交育种目的性强，能够将多个品种的优良性状集中在一起用物理因素或化学因素诱发基因突变提高突变频率，获得所需要的变异个体

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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组，把两个亲本的优良性状组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型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，使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞诱导花粉直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子杂交辐射诱变，激光诱变，空间技术育种用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养提高突变频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种将不同个体的优良性状集中于一个个体上抗病植株的育成自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限(2年)器官较大，营养物质含量高发育延迟，结实率低有利变异少,需大量处理实验材料时间长，需及时发现优良品种三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦青霉菌经x射线、紫外线照射以及综合处理后，培育出青霉素产量很高的菌株小麦高杆（易倒伏）抗锈病的纯种与矮杆（抗倒伏）易染锈病的纯种进行杂交，培育出矮杆抗锈病小麦品种高度不育,方法复杂,成活率低（四）练习基础题1.B。2.B。

3.基因突变；X射线；紫外线；激光。拓展题

提示：可采用杂交育种的方法，遗传图解可参考教科书插图61绘制。优点是育种的目的性较强，能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。缺点是育种周期长，过程繁琐。1.小麦抗锈病对易染锈病为显性，现有甲、乙两种抗锈病的小麦，其中一种为纯合子，需要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦，应选用下列哪项最简便易行（）A.甲×乙B.甲×乙得F1再自交C.甲、乙分别和隐性类型测交D.甲×甲乙×乙D2.(2012·福州高一检测)科研人员利用γ射线辐射种子使其产生变异，这种培育新品种的方法是()A.杂交育种B.诱变育种C.多倍体育种D.单倍体育种【解析】选B。利用γ射线辐射种子是利用诱导基因突变的原理，获得新品种的方法，这种育种方法称为诱变育种。3.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4.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.提高了后代的性状稳定性D.能提高突变率以供育种选择BD5.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

突变频率高，大幅度改良某些性状。

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组，把两个亲本的优良性状组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型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，使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞诱导花粉直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子杂交辐射诱变，激光诱变，空间技术育种用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养提高突变频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种将不同个体的优良性状集中于一个个体上抗病植株的育成自交后代不发生性状分离，