第一節(jié)雜交育種和誘變育種

1、第一節(jié)第一節(jié) 雜交育種與誘變育種雜交育種與誘變育種假設(shè)你是一位育種專家，有兩種玉米。假設(shè)你是一位育種專家，有兩種玉米。 品種品種A：高產(chǎn)，但不抗黑粉病；：高產(chǎn)，但不抗黑粉??； 品種品種B：低產(chǎn)，但抗黑粉病。：低產(chǎn)，但抗黑粉病。你能幫住農(nóng)民培育出一種既高產(chǎn)又抗黑粉病的玉你能幫住農(nóng)民培育出一種既高產(chǎn)又抗黑粉病的玉米么？在實(shí)際操作中會(huì)遇到哪些困難？怎樣解決？米么？在實(shí)際操作中會(huì)遇到哪些困難？怎樣解決？A A 高產(chǎn)不抗病高產(chǎn)不抗病 X X 低產(chǎn)低產(chǎn)抗病抗病 B B這是什么方法呢？這是什么方法呢？問題探討問題探討雜交育種雜交育種、概念：、概念：3 3、雜交育種的過程、雜交育種的過程（1 1）、選擇分別具

2、有優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交）、選擇分別具有優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交（2 2）、讓子一代自交）、讓子一代自交（3 3）、從子二代選出符合要求的個(gè)體，進(jìn)行多代自）、從子二代選出符合要求的個(gè)體，進(jìn)行多代自 交獲得純合體交獲得純合體一、雜交育種一、雜交育種 將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法2 2、原理：、原理：基因重組基因重組（1 1）、植物雜交育種）、植物雜交育種 小麥高稈（小麥高稈（D）對(duì)矮稈（）對(duì)矮稈（d）為顯性，）為顯性， 抗銹?。逛P?。═）對(duì)不抗銹?。ǎ?duì)不抗銹病（t

3、）為顯性，）為顯性， 現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT） 和矮稈不抗銹病的小麥（和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如果），如果 你是育種工作者，怎樣才能得到矮稈抗你是育種工作者，怎樣才能得到矮稈抗 病的優(yōu)良品種（病的優(yōu)良品種（ddTT）？寫出遺傳式）？寫出遺傳式DDTTddttDdTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTTddTT矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗F3ddTt矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT從從F2選擇矮抗品種，連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)選擇矮抗品種，連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止。一般需要性狀分離為止。一般需要46年。年

4、。雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交選優(yōu)選優(yōu)、培育常規(guī)的顯性純合子品種培育常規(guī)的顯性純合子品種、怎樣培育隱性純合子品種？、怎樣培育隱性純合子品種？選取雙親子一代子二代即符合要求選取雙親子一代子二代即符合要求、培育雜合子品種：、培育雜合子品種：袁隆平雜交水稻之父袁隆平雜交水稻之父原理：原理：雜種優(yōu)勢(shì)；利用雜種優(yōu)勢(shì)；利用F1F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定，將雜種一代作為種子直接利用，如水稻、上的穩(wěn)定，將雜種一代作為種子直接利用，如水稻、玉米玉米過程：過程：選取雙親子一代選取雙親子一代特點(diǎn)：特點(diǎn)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)，但高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)，但需年年育種需年年育種雜交雜交自交

5、自交雜交雜交 生產(chǎn)上利用雜種優(yōu)勢(shì)可以大幅度地提高產(chǎn)量。例如，雜交高梁比純系高梁增產(chǎn)30%-50%，雜交水稻比純系水稻增產(chǎn)20%左右練習(xí)練習(xí)： 下列表示某種農(nóng)作物和兩種品種分別培育出三下列表示某種農(nóng)作物和兩種品種分別培育出三 種品種種品種, ,根據(jù)上述過程根據(jù)上述過程, ,回答下列問題回答下列問題: :AABB aabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用和培育所采用的方法用和培育所采用的方法稱為稱為_,方法方法稱為稱為 _,由由和和 培育所依據(jù)的原理是培育所依據(jù)的原理是_. 用培育出的常用方法用培育出的常用方法是是_,由培育成由培育成的過程中用化學(xué)藥劑的過程中用化學(xué)藥劑_處理的幼苗

6、處理的幼苗,方法方法和和合合 稱為稱為_育種育種.其優(yōu)點(diǎn)是其優(yōu)點(diǎn)是_. 由培育出的常用方法是由培育出的常用方法是_,形成的形成的 叫叫_。依據(jù)的原理是。依據(jù)的原理是_。雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素單倍體單倍體明顯縮短育種年限明顯縮短育種年限用秋水仙素處理用秋水仙素處理多倍體多倍體染色體變異染色體變異 雜交育種在畜牧業(yè)上有哪些應(yīng)用？長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳貓（2 2）、動(dòng)物雜交育種）、動(dòng)物雜交育種長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 BbEe長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)立長(zhǎng)立 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短立

7、短立 短折短折BbeeBBee從從F2中選擇長(zhǎng)折貓（中選擇長(zhǎng)折貓（B_ee）與）與BBeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 F3Bbeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折雜交雜交F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)測(cè)交測(cè)交思考思考：動(dòng)物雜交育種的方法與植物動(dòng)物雜交育種的方法與植物雜交育種的方法有何區(qū)別？雜交育種的方法有何區(qū)別？中國(guó)黃牛中國(guó)黃牛中國(guó)荷斯坦牛中國(guó)荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛家畜、家禽的育種也常用雜交育種。家畜、家禽的育種也常用雜交育種。通過以上實(shí)例總結(jié)通過以上實(shí)例總結(jié)雜交育種：雜交育種：原理：原理： 基因重組基因重組方法：方法： 雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu) 自交自交優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)捷方

8、法簡(jiǎn)捷,使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)集優(yōu)”,能能產(chǎn)生新的基因型。產(chǎn)生新的基因型。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：育種所需時(shí)間較長(zhǎng)，只能進(jìn)行本物種或親緣關(guān)系較近的物種雜交,雜交后代易出現(xiàn)性狀分離，不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親合的障礙應(yīng)用：應(yīng)用： 用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥麥培育矮稈抗病小麥 雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時(shí)間要雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時(shí)間要長(zhǎng)。能不能有一種育種方法，能出現(xiàn)意想不到長(zhǎng)。能不能有一種育種方法，能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時(shí)間相對(duì)要短？的結(jié)果

9、，并且需要時(shí)間相對(duì)要短？誘變育種誘變育種二、誘變育種二、誘變育種1、概念：人工利用物理因素（如X射線、射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2、優(yōu)點(diǎn)：能提高突變率，產(chǎn)生新基因；在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。3、應(yīng)用：（1 1）、農(nóng)作物新品種的培育）、農(nóng)作物新品種的培育，新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。如“黑農(nóng)五號(hào)”大豆，產(chǎn)量提高了16%，含油量比原來提高了2.5% 誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，還采用，還采用太空育種太空育種。太空育種太空育種主要是利用返回主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣

10、球能達(dá)到式衛(wèi)星和高空氣球能達(dá)到的高空環(huán)境，通過的高空環(huán)境，通過強(qiáng)輻射強(qiáng)輻射、微重力和高真空、微重力和高真空等條件等條件使植物種子的基因發(fā)生基使植物種子的基因發(fā)生基因突變的作物育種新技術(shù)因突變的作物育種新技術(shù)。我國(guó)已培育成功我國(guó)已培育成功許多太空作物：許多太空作物：誘變育種太空育種太空辣椒太空辣椒普通辣椒普通辣椒太空冬瓜太空冬瓜太空南瓜太空南瓜（2 2）、用于微生物育種）、用于微生物育種：例如青霉素高產(chǎn)菌株的選育。1943年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到500006000

11、0單位/mL。中間為青霉菌，周圍是細(xì)菌。中間為青霉菌，周圍是細(xì)菌。 與雜交育種相比，誘變育種有什么與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性育種的局限性4 4、局限性：、局限性：5 5、克服方法：、克服方法：原因：基因原因：基因突變是隨機(jī)突變是隨機(jī)不定向的。不定向的。討論：怎樣克服？討論：怎樣克服？誘變育種的誘變育種的方向方向難以掌握難以掌握，誘變體，誘變體難以集難以集中多個(gè)理想性狀中多個(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變擴(kuò)大誘變后代的群體后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。，增加選擇的機(jī)會(huì)。1 1、概

12、念：、概念： 利用物理因素（如利用物理因素（如射線、射線、射線、紫外線、激射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。理生物，使生物發(fā)生基因突變。2 2、依據(jù)原理：、依據(jù)原理：基因突變基因突變3 3、常用方法：、常用方法：輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)育種育種4 4、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：可以提高突變率，加速育種過程，大幅度可以提高突變率，加速育種過程，大幅度地改良某些品種地改良某些品種, ,產(chǎn)生前所未有的性狀。產(chǎn)生前所未有的性狀。5 5、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)：有利變異少，須大量處理實(shí)

13、驗(yàn)材料有利變異少，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料通過以上實(shí)例總結(jié)通過以上實(shí)例總結(jié)誘變育種：誘變育種：6 6、成果：、成果： “黑農(nóng)五號(hào)黑農(nóng)五號(hào)”大豆大豆, ,高產(chǎn)抗性強(qiáng)高產(chǎn)抗性強(qiáng)青霉菌的選育青霉菌的選育 除了雜交育種和誘變育種之外我們除了雜交育種和誘變育種之外我們前面還學(xué)過什么育種方式？前面還學(xué)過什么育種方式？類型類型雜交育種雜交育種人工誘變育種人工誘變育種單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種原理原理常用常用方法方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺 點(diǎn)缺 點(diǎn)實(shí)例實(shí)例將具有不同將具有不同優(yōu)良性狀的優(yōu)良性狀的兩親本雜交兩親本雜交用物理或化學(xué)用物理或化學(xué)的方法處理生物的方法處理生物花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)用秋水仙素用秋水仙素處理

14、萌發(fā)的處理萌發(fā)的種子或幼苗種子或幼苗使位于不同個(gè)使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)集中于一個(gè)個(gè)體上體上提高變異頻率提高變異頻率加速育種進(jìn)程加速育種進(jìn)程明顯縮短明顯縮短育種年限育種年限器官大型，器官大型，營(yíng)養(yǎng)含量高營(yíng)養(yǎng)含量高育種時(shí)間長(zhǎng)育種時(shí)間長(zhǎng)有利變異少有利變異少需大量處理需大量處理供試材料供試材料技術(shù)復(fù)雜，需與技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合雜交育種配合只適用于植物只適用于植物基因突變基因突變?nèi)旧w組染色體組成倍減少成倍減少染色體組染色體組成倍增加成倍增加基因重組基因重組培育矮抗小麥培育矮抗小麥培育青霉培育青霉素高產(chǎn)菌株素高產(chǎn)菌株三倍體無子三倍體無子西瓜的培育西瓜的培育培育矮抗小麥培育

15、矮抗小麥三、幾種主要育種方法的比較三、幾種主要育種方法的比較練習(xí)練習(xí) : :請(qǐng)寫出下面各項(xiàng)培育方法：請(qǐng)寫出下面各項(xiàng)培育方法：（1 1）通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品）通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是種的方法是 。（2 2）用）用60Co 60Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是的新菌種，所用方法是 。（3 3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是_ （4 4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于 。（5 5）用抗