杂交育种与诱变育种学习资料

变异的类型可遗传的变异：不可遗传的变异：基因突变染色体变异基因重组知识回顾什么叫基因突变？什么叫基因重组？第1页/共43页第一页，共44页。

前面我们学习了生物变异的来源——基因突变、基因重组、染色体变异，这些知识能否应用与育种呢？第2页/共43页第二页，共44页。第一节杂交育种与诱变育种第3页/共43页第三页，共44页。教学目标：1.简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.说出诱变育种在生产中的原理,优点和不足3.总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。第4页/共43页第四页，共44页。教学重点：遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用教学难点：杂交育种和诱变育种的优点和局限性第5页/共43页第五页，共44页。

九十年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论”，撰文说到下世纪３０年代，中国人口将达到１６亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？

袁隆平向世界宣布：“中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题”。第6页/共43页第六页，共44页。

袁隆平

一个属于中国也属于世界的名字他发起的“第二次绿色革命”给整个人类带来了福音。袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中国工程院院士。第7页/共43页第七页，共44页。

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病的优良品种（ddTT）？锈病探究一：第8页/共43页第八页，共44页。以下是杂交育种的参考方案：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ddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优第9页/共43页第九页，共44页。杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法。第10页/共43页第十页，共44页。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。家畜、家禽的育种也常用杂交育种。第11页/共43页第十一页，共44页。探究二：

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第12页/共43页第十二页，共44页。长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳BbEe长毛立耳BbEe长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3长折短折第13页/共43页第十三页，共44页。你能说出植物杂交育种和动物杂交育种的区别吗？想一想？1、动物应为雌雄个体间相互交配，植物为自交。2、选优以后动物进行的是测交，植物为连续自交。3、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离的后代。(亲代已经用于制种）4、比植物杂交育种所需年限短。第14页/共43页第十四页，共44页。一、概念：

将

或

品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过

和

，获得新品种的方法。二、依据原理：基因重组三、常用方法：四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个体上点滴收获之1：杂交育种

杂交→自交→选优（一般从F2开始）→连续自交直到不再出现性状分离为止两个多个选择培育第15页/共43页第十五页，共44页。杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐第16页/共43页第十六页，共44页。①培育隐性纯合子杂交选取亲本F1F2选取符合要求的优良性状自交②培育显性纯合子选取亲本F1F2选取符合要求的优良性状个体F3F4……

直至选出稳定遗传的个体杂交自交自交选种

两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是()A．人工诱变育种B．多倍体育种C．单倍体育种D．杂交育种D试一试规律小结第17页/共43页第十七页，共44页。（1）杂交育种只适合_______生殖的生物（2）用于同一物种不同品种的个体间（3）亲缘关系较近的不同物种个体间。如萝卜和甘蓝杂交。但为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体。有性思考：杂交育种的适用范围第18页/共43页第十八页，共44页。杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？第19页/共43页第十九页，共44页。二、诱变育种利用物理因素（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。依据什么原理?基因突变？第20页/共43页第二十页，共44页。诱变育种——太空育种空间生命科学：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)强辐射(尤其是危害性极大的HZE）第21页/共43页第二十一页，共44页。探究三：1、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。2、太空船把2000颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇宙里经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很少一部分能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育或并不是我们希望得到的优良性状。科研人员经过3个月的种植，长出150公斤各种颜色的大南瓜。

第22页/共43页第二十二页，共44页。

诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。

诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。

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。第23页/共43页第二十三页，共44页。一、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。二、依据原理：基因突变三、常用方法：利用物理因素(如太空的辐射X射线、γ射线、紫外线、失重或用激光等)；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。诱发变异→选择育成新品种。四、优点：可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种,产生前所未有的性状。五、缺点：有利变异少，须大量处理实验材料点滴收获之2：诱变育种第24页/共43页第二十四页，共44页。①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%。

应用：②用于微生物育种例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。第25页/共43页第二十五页，共44页。我们还学过那些育种方法？第26页/共43页第二十六页，共44页。一、依据原理：染色体变异二、常用方法：花药（花粉）离体培养

三、优点：明显缩短育种年限收获（复习）之3：单倍体育种技术复杂且须与杂交育种配合四、缺点：第27页/共43页第二十七页，共44页。一、依据原理：染色体变异二、常用方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗三、优点：器官较大，提高产量和营养成分四、缺点：发育延迟,结实率低收获（复习）之4：多倍体育种五、应用：三倍体无籽西瓜二倍体幼苗四倍体植株秋水仙素处理染色体加倍二倍体植株三倍体种子三倍体植株发育二倍体植株花粉诱导三倍体无籽瓜第28页/共43页第二十八页，共44页。基因重组杂交→自交→选优将不同个体的优良性状集中于一个个体上后代易出现分离现象，育种时间长、过程繁琐基因突变用物理或化学的方法处理生物染色体变异花药离体培养，明显缩短育种年限技术复杂，需与杂交育种配合，多限于植物染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗果实大，营养物质含量高发育延迟，结实率降低提高突变频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种突变方向不定，有利变异少，须大量处理实验材料几种主要育种方法的比较课堂小结第29页/共43页第二十九页，共44页。讨论根据不同育种要求选择合适的育种方法：①将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上：______________________②要求快速育种：_________________③要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状：________________和______________相结合.④要求提高品种产量，提高营养物质含量：___________________________________杂交育种单倍体育种杂交育种诱变育种多倍体育种第30页/共43页第三十页，共44页。【例1】用烟草的花药离体培育成烟草新品种；用抗倒伏易感染锈病的小麦与易倒伏抗感染锈病的小麦培育成抗倒伏抗锈病的小麦；培育无子西瓜；用60Co辐射稻种，育成水稻优良品种。以上育种方法依次属于①诱变育种②杂交育种③单倍体育种④多倍体育种

A．①②③④B．④③②①C．③④②①D．③②④①第31页/共43页第三十一页，共44页。例题2：下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种的示意图，试分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAAbb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是

和

。其应用的遗传学原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是

和

。其应用的遗传学原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步骤是_______________。其遗传学原理是______________。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素处理幼苗染色体变异秋水仙素处理幼苗染色体变异H第32页/共43页第三十二页，共44页。【例3】下图①～④列举了四种作物育种方法，请回答相应问题：（1）第①种方法属于常规育种，一般从F2开始选种，这是因为

。从F2开始发生性状分离

第33页/共43页第三十三页，共44页。（2）在第②种方法中，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗的基因型，在理论上应有

种类型。（3）第③种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机理是

。2n秋水仙素抑制纺锤体的形成第34页/共43页第三十四页，共44页。（4）第④种方法中发生的变异一般是基因突变。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是

。种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变第35页/共43页第三十五页，共44页。

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。

答[]B第36页/共43页第三十六页，共44页。

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.属于分子水平上的育种工作的是（）A、辐射育种 B、杂交育种 C、单倍体育种 D、多倍体育种BA4、P101练习第37页/共43页第三十七页，共44页。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。Eg.骡（体力强大，耐力好）

特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。而杂交育种是为了获得具有稳定优良性状的新品种（纯合子）。第38页/共43页第三十八页，共44页。骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫駃騠（jueti）。至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。第39页/共43页第三十九页，共44页。

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。杂种优势特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。而杂交育种是为了获得具有稳定优良性