雜交育種與誘變育種4

雜交育種與誘變育種鋤禾日當(dāng)午，汗滴禾下土。誰知盤中餐，粒粒皆辛苦?！稇戅r(nóng)》唐?李紳農(nóng)民伯伯袁隆平袁隆平：“雜交水稻之父”

（人民共和國為你驕傲）

袁隆平，一個屬于中國，也屬于世界的名字，他發(fā)起的“第二次綠色革命”，給整個人類帶來了福音。現(xiàn)為中國工程院院士的袁隆平，從60年代開始致力于雜交水稻的研究，經(jīng)過12年的努力，成功培育出了“三系雜交稻”。1976至1987年間，他培育的雜交水稻種植面積累計達(dá)到11億畝，增產(chǎn)稻谷1000億公斤。1979年，雜交水稻作為我國第一個農(nóng)業(yè)技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓美國。以后，他又研制出一批比現(xiàn)有三系雜交水稻增產(chǎn)5％—10％的兩系品種間雜交組合。

如今，我國大江南北的農(nóng)田普遍種上了袁隆平研制的雜交水稻。雜交水稻的大面積推廣應(yīng)用，為我國糧食增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。國際同行稱他為“雜交水稻之父”。

為提高農(nóng)作物的單產(chǎn)量，獲得早熟、抗倒伏、抗病等性狀，科學(xué)工作者往往要采取多種育種方法來培育符合農(nóng)民要求的新品種，請分析下面提供的材料，你能根據(jù)這些材料設(shè)計一套育種方案嗎？已有的材料：A純種的高產(chǎn)不抗病小麥，B純種的低產(chǎn)抗病小麥非生物材料：根據(jù)需要自選親代:高桿抗病×矮桿不抗病

↓雜種子一代:高桿抗病子二代:高桿抗病,高桿不抗病,矮桿抗病,矮桿不抗病↓P:AABB(高桿抗病)×aabb(矮桿不抗)↓配子:AB↓ab↘↙F1AaBb(高桿抗病)↓(自交)F2基因型1/16AABB

2/16AaBB

2/16AABb

4/16AaBb

2/16Aabb1/16AAbb

1/16aaBB

2/16aaBb1/16aabb表現(xiàn)型:9/16高桿抗病,3/16矮桿抗病,3/16高桿不抗病,1/16矮桿不抗病一、概念：

將兩個或多個品種的優(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。二、依據(jù)原理：基因重組三、常用方法：雜交自交選種自交

四、優(yōu)點：將不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上五、缺點：育種時間長點滴收獲之1：雜交育種中國黃牛ⅹ中國荷斯坦牛荷斯坦牛

練一練：花生是自花傳粉植物。種子粒大(A)對粒小(a)為顯性，含油少(B)對含油多(b)為顯性，以上兩對基因分別位于非同源染色體上。現(xiàn)有粒大含油少品種、粒小含油少品種和粒小含油多品種(三個品種均為純合體)，育種家期望獲得粒大含油多的新品種，為此進(jìn)行雜交。

試回答下列問題：

(1)應(yīng)選用以上哪兩個品種作為雜交親本?

(2)上述兩親本雜交產(chǎn)生的F1代基因型和表現(xiàn)型是什么?

(3)在F2代中表現(xiàn)粒大含油多的植株出現(xiàn)的比例是多少?F2代中能穩(wěn)定遺傳的粒大含油多的植株出現(xiàn)的比例是多少?太空椒普通椒

資料：航天技術(shù)的發(fā)展，使人類利用太空資源的愿望變成了現(xiàn)實。自1987年以來，中國利用自己研制的返回式衛(wèi)星和神舟號飛船進(jìn)行了11次航天育種搭載試驗，試驗品種達(dá)1200多種。航天誘變育種是利用太空的物理環(huán)境作為誘變因子，太空環(huán)境條件很復(fù)雜，與地球表面主要差異是微重力（10－3克～10－6克）、宇宙射線、重粒子、變化磁場和高真空等，這些物理條件的綜合作用使生物產(chǎn)生基因突變。

據(jù)統(tǒng)計，航天育種變異率達(dá)4％以上，株高變異為＋40cm～－30cm，果重變異達(dá)＋70％～＋100％（蔬菜），生育期變異為＋3天～－10天。番茄:1992年黑龍江農(nóng)科院搭載“組培大黃”番茄純系，經(jīng)4代培育，育出“宇番1號”番茄新品種，畝產(chǎn)達(dá)6000千克，比原品種提高50％，維生素C含量為17．83毫克／100克，提高33．3％，可溶性固形物為2.9％，提高70.6％，目前已推廣萬畝。

白蓮:1994年江西廣昌白蓮研究所搭載白蓮種子442粒，培育出太空蓮3號等新品種，畝產(chǎn)達(dá)120千克，比原品種提高88％，平均粒重2．2克，最大為3．3克（原品種平均粒重為1.1克），超過出口蓮子標(biāo)準(zhǔn)。1、“宇番1號”和太空蓮3號中有沒有產(chǎn)生新基因？2、太空中誘發(fā)基因突變的條件有哪些？3、航天誘變育種有哪些優(yōu)點？4、地面上有哪些因素可以誘導(dǎo)生物產(chǎn)生基因突變？答案：1、有新基因產(chǎn)生。2、微重力、宇宙射線、重粒子、變化磁場和高真空。3、可以提高突變率，或大幅度地改良某些品種。4、物理因素、化學(xué)因素和生物因素。一、概念：

利用物理因素（如ⅹ射線、γ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。二、依據(jù)原理：基因突變?nèi)?、常用方法：輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)育種四、優(yōu)點：可以提高突變率，加速育種過程，或大幅度地改良某些品種五、缺點：有利變異少，須大量處理實驗材料點滴收獲之2：誘變育種當(dāng)神舟六號航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時，一些特殊的乘客也回到了地球。他們是一些：生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等。在太空周游了115小時32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續(xù)對它們進(jìn)行有關(guān)試驗?；卮穑海?）作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現(xiàn)新的變異特征。這種變異的來源主要是植物種子經(jīng)太空中的

輻射后，其

發(fā)生變異。請預(yù)測可能產(chǎn)生的新的變異對人類是否有益?

，你判斷的理由是________________。（2）試舉出這種育種方法的優(yōu)點：。

宇宙射線等

基因

不一定

基因突變是不定向的

變異頻率高，大幅度改良某些性狀

小試身手！課堂小結(jié)基因重組將不同個體的優(yōu)良性狀，集于一個個體上雜交自交選種自交時間長，需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種基因突變輻射誘變，激光誘變，空間技術(shù)育種提高育種頻率，加速育種過程，或大幅度改良某些品種有利變異少，需大量處理實驗材料依據(jù)原理常用方法優(yōu)點缺點應(yīng)用實例雜交育種誘變育種

這些題你會做嗎？1、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是：

A.基因突變；B.基因自由組合；

C.染色體交叉互換：D.染色體變異。

答[]B

2.在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的育種方法是：

A、雜交育種B、誘變育種

C、單倍體育種D、多倍體育種答案：[]3.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是：

A、提高了后代的出苗率

B、產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣?/p>

C、提高了后代的穩(wěn)定性

D、能提高突變率以供育種選擇答案：[]BD4.60Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種。我國運用這種方法培育出了許多農(nóng)作物新品種，如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號”，在我國自己培養(yǎng)的棉花品種中栽培面積最大。γ射線處理后主要引起—————，從而產(chǎn)生可遺傳的變異。除γ射線外，用于誘變育種的其他物理誘變因素還有———、——————和————————。答案：基因突變；x射線；紫外線；激光基因突變

基因重組

染色體變異本質(zhì)內(nèi)因外因生物基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因基因的重新組合，產(chǎn)生新的基因型，使性狀重新組合。染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量發(fā)生變化，導(dǎo)致基因的數(shù)目或排列順序改變細(xì)胞分裂間期復(fù)制時堿基對增添、缺失或改變減數(shù)第一次分裂時，四分體的非姐妹染色單體交叉互換；減I后期非同源染色體的自由組合；人為的基因重組多倍體成因：有絲分裂或減數(shù)第一次分裂中紡錘體形成受阻。單倍體成因：配子未受精直接發(fā)育外界條件的劇變或內(nèi)部因素的作用多倍體：外界條件劇變或內(nèi)部因素的作用所有生物有性生殖的真核生物真核生物技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)合明顯縮短育種年限花藥離體培養(yǎng)成單倍體，再誘導(dǎo)染色體倍增染色體組成倍減少單倍體育種有利變異少，需大量處理供試材料提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，大幅度改良性狀用物理或化學(xué)方法處理生物基因突變?nèi)斯ふT變育種育種時間長使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于同一個體上基因重組雜交育種缺點優(yōu)點常用方法原理類型雜交篩選自交

再篩選考綱要求6育種方法小結(jié)保持親本的優(yōu)良性狀嫁接、扦插、分根、壓條、克隆等DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其復(fù)制無性繁殖有許多理論和技術(shù)問題未解決克服遠(yuǎn)源雜交的不親和性去細(xì)胞壁不同植物體細(xì)胞原生質(zhì)融合組織培養(yǎng)染色體變異植物體細(xì)胞雜交技術(shù)復(fù)雜突破雜交育種的不親和性①提取目的基因②獲得重組DNA分子③重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞④目的基因的檢測和表達(dá)

基因重組（廣義）基因工程結(jié)實率降低，可育性差獲得營養(yǎng)物質(zhì)含量高的品種常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗染色體組成倍增加多倍體育種缺點優(yōu)點常用方法原理類型為提高農(nóng)作物的單產(chǎn)量，獲得早熟、抗倒伏、抗病等性狀，科學(xué)工作者往往要采取多種育種方法來培育符合農(nóng)民要求的新品種，請根據(jù)下面提供的材料，每小組設(shè)計一套育種方案：已有的材料：A小麥的高稈（顯性）抗銹?。@性）純種，B小麥的矮稈不抗銹病純種，C水稻的遲熟種子非生物材料：根據(jù)需要自選（1）育種名稱：（2）所選擇的生物材料：（3）希望得到的結(jié)果：（4）預(yù)計產(chǎn)生這種結(jié)果的（所需類型）的幾率（5）寫出育種的簡要過程（可用圖解）（6）簡答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。試試看，你行嗎？生物材料：A小麥的高稈（顯性）抗銹?。@性）純種，B小麥的矮稈不抗銹病純種，C水稻的遲熟種子非生物材料：根據(jù)需要自選方案1：（1）育種名稱：雜交育種（2）所選擇的生物材料：A、B。（3）希望得到的結(jié)果：矮稈抗銹病。（4）預(yù)計F2產(chǎn)生這種結(jié)果的（所需類型）的幾率：3/16。（5）寫出育種的簡要過程（可用圖解）高抗ⅹ矮病F1高抗自交

F2（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6）簡答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。將F2矮稈抗銹病品種連續(xù)自交，分離淘汰提純到基本不分離為止。方案2：（1）育種名稱：單倍體育種（2）所選擇的生物材料：A、B。（3）希望得到的結(jié)果：矮稈抗銹病。（4）預(yù)計產(chǎn)生這種結(jié)果的（所需類型）的幾率：1/4。（5）寫出育種的簡要過程（可用圖解）高抗ⅹ矮病F1高抗F1花藥離體培養(yǎng)單倍體植株，再經(jīng)秋水仙素處理，染色體加倍成為純合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6）簡答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。挑選矮稈抗銹病的植株即可。方案3：（1）育種名稱：誘變育種（2）所選擇的生物材料：C。（3）希望得到的結(jié)果：早熟水稻。（4）預(yù)計產(chǎn)生這種結(jié)果的（所需類型）的幾率：極低或不出現(xiàn)。（5）寫出育種的簡要過程（可用圖解）用射線、激光照射或秋水仙素等化學(xué)試劑處理（或用太空飛船搭載）水稻，