杂交育种与诱变育种4

杂交育种与诱变育种锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。————《悯农》唐•李绅农民伯伯袁隆平袁隆平：“杂交水稻之父”

（人民共和国为你骄傲）

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。现为中国工程院院士的袁隆平，从60年代开始致力于杂交水稻的研究，经过12年的努力，成功培育出了“三系杂交稻”。1976至1987年间，他培育的杂交水稻种植面积累计达到11亿亩，增产稻谷1000亿公斤。1979年，杂交水稻作为我国第一个农业技术专利转让美国。以后，他又研制出一批比现有三系杂交水稻增产5％—10％的两系品种间杂交组合。

如今，我国大江南北的农田普遍种上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻的大面积推广应用，为我国粮食增产发挥了重要作用。国际同行称他为“杂交水稻之父”。

为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请分析下面提供的材料，你能根据这些材料设计一套育种方案吗？已有的材料：A纯种的高产不抗病小麦，B纯种的低产抗病小麦非生物材料：根据需要自选亲代:高杆抗病×矮杆不抗病

↓杂种子一代:高杆抗病子二代:高杆抗病,高杆不抗病,矮杆抗病,矮杆不抗病↓P:AABB(高杆抗病)×aabb(矮杆不抗)↓配子:AB↓ab↘↙F1AaBb(高杆抗病)↓(自交)F2基因型1/16AABB

2/16AaBB

2/16AABb

4/16AaBb

2/16Aabb1/16AAbb

1/16aaBB

2/16aaBb1/16aabb表现型:9/16高杆抗病,3/16矮杆抗病,3/16高杆不抗病,1/16矮杆不抗病一、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、依据原理：基因重组三、常用方法：杂交自交选种自交

四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个体上五、缺点：育种时间长点滴收获之1：杂交育种中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛

练一练：花生是自花传粉植物。种子粒大(A)对粒小(a)为显性，含油少(B)对含油多(b)为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种(三个品种均为纯合体)，育种家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。

试回答下列问题：

(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?

(2)上述两亲本杂交产生的F1代基因型和表现型是什么?

(3)在F2代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少?F2代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少?太空椒普通椒

资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自1987年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了11次航天育种搭载试验，试验品种达1200多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10－3克～10－6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。

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。番茄:1992年黑龙江农科院搭载“组培大黄”番茄纯系，经4代培育，育出“宇番1号”番茄新品种，亩产达6000千克，比原品种提高50％，维生素C含量为17．83毫克／100克，提高33．3％，可溶性固形物为2.9％，提高70.6％，目前已推广万亩。

白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲种子442粒，培育出太空莲3号等新品种，亩产达120千克，比原品种提高88％，平均粒重2．2克，最大为3．3克（原品种平均粒重为1.1克），超过出口莲子标准。1、“宇番1号”和太空莲3号中有没有产生新基因？2、太空中诱发基因突变的条件有哪些？3、航天诱变育种有哪些优点？4、地面上有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？答案：1、有新基因产生。2、微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空。3、可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。4、物理因素、化学因素和生物因素。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：辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种四、优点：可以提高突变率，加速育种过程，或大幅度地改良某些品种五、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

变异频率高，大幅度改良某些性状

小试身手！课堂小结基因重组将不同个体的优良性状，集于一个个体上杂交自交选种自交时间长，需及时发现优良品种基因突变辐射诱变，激光诱变，空间技术育种提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种有利变异少，需大量处理实验材料依据原理常用方法优点缺点应用实例杂交育种诱变育种

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

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、多倍体育种答案：[]3.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、提高了后代的稳定性

D、能提高突变率以供育种选择答案：[]BD4.60Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。γ射线处理后主要引起—————，从而产生可遗传的变异。除γ射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有———、——————和————————。答案：基因突变；x射线；紫外线；激光基因突变

基因重组

染色体变异本质内因外因生物基因的分子结构发生改变，产生新的基因基因的重新组合，产生新的基因型，使性状重新组合。染色体结构和数量发生变化，导致基因的数目或排列顺序改变细胞分裂间期复制时碱基对增添、缺失或改变减数第一次分裂时，四分体的非姐妹染色单体交叉互换；减I后期非同源染色体的自由组合；人为的基因重组多倍体成因：有丝分裂或减数第一次分裂中纺锤体形成受阻。单倍体成因：配子未受精直接发育外界条件的剧变或内部因素的作用多倍体：外界条件剧变或内部因素的作用所有生物有性生殖的真核生物真核生物技术复杂，需与杂交育种结合明显缩短育种年限花药离体培养成单倍体，再诱导染色体倍增染色体组成倍减少单倍体育种有利变异少，需大量处理供试材料提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状用物理或化学方法处理生物基因突变人工诱变育种育种时间长使位于不同个体的优良性状集中于同一个体上基因重组杂交育种缺点优点常用方法原理类型杂交筛选自交

再筛选考纲要求6育种方法小结保持亲本的优良性状嫁接、扦插、分根、压条、克隆等DNA结构稳定性及其复制无性繁殖有许多理论和技术问题未解决克服远源杂交的不亲和性去细胞壁不同植物体细胞原生质融合组织培养染色体变异植物体细胞杂交技术复杂突破杂交育种的不亲和性①提取目的基因②获得重组DNA分子③重组DNA分子导入受体细胞④目的基因的检测和表达

基因重组（广义）基因工程结实率降低，可育性差获得营养物质含量高的品种常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗染色体组成倍增加多倍体育种缺点优点常用方法原理类型为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选（1）育种名称：（2）所选择的生物材料：（3）希望得到的结果：（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5）写出育种的简要过程（可用图解）（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。试试看，你行吗？生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选方案1：（1）育种名称：杂交育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计F2产生这种结果的（所需类型）的几率：3/16。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗自交

F2（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将F2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。方案2：（1）育种名称：单倍体育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗F1花药离体培养单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。方案3：（1）育种名称：诱变育种（2）所选择的生物材料：C。（3）希望得到的结果：早熟水稻。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。（5）写出育种的简要过程（可用图解）用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，