生物必修二新素養(yǎng)課件雜交育種與誘變育種

生物必修二新素養(yǎng)課件雜交育種與誘變育種匯報人：XX2024-01-14雜交育種基本原理與方法誘變育種原理及技術(shù)雜交育種與誘變育種比較雜交育種實例分析誘變育種實例分析現(xiàn)代生物技術(shù)在雜交和誘變中應(yīng)用前景contents目錄01雜交育種基本原理與方法通過不同基因型個體間的交配，獲得基因重組后代的方法。雜交育種定義創(chuàng)造變異、改良品種、提高產(chǎn)量和品質(zhì)。雜交育種意義雜交育種定義及意義表現(xiàn)型生物體在特定環(huán)境條件下所表現(xiàn)出來的性狀?；蛐团c表現(xiàn)型關(guān)系基因型決定表現(xiàn)型，但表現(xiàn)型受到環(huán)境條件的影響?；蛐蜕矬w細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)組成?；蛐团c表現(xiàn)型關(guān)系選擇具有優(yōu)良性狀的個體作為親本。優(yōu)良性狀互補性狀遺傳差異選擇具有互補性狀的個體進行雜交，以獲得雙親優(yōu)良性狀的后代。選擇遺傳差異較大的個體進行雜交，以增加基因重組的可能性。030201雜交親本選擇原則系譜法回交法混合法分子標記輔助選擇雜交后代選育策略01020304根據(jù)后代個體的表型性狀和系譜資料進行選擇。將雜種后代與親本之一進行回交，以獲得更接近目標性狀的后代。將多個雜種后代混合種植，根據(jù)表型性狀進行選擇。利用分子標記技術(shù)對目標性狀進行早期選擇和輔助選擇。02誘變育種原理及技術(shù)包括紫外線、X射線、γ射線等，它們通過能量傳遞導(dǎo)致DNA分子結(jié)構(gòu)改變，進而引起基因突變。物理因素如亞硝酸、堿基類似物等，它們能夠改變DNA的堿基或破壞DNA的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。化學(xué)因素某些病毒或細菌的遺傳物質(zhì)能整合到宿主細胞的DNA中，導(dǎo)致宿主細胞基因的改變。生物因素誘變因素及其作用機制利用紫外線照射微生物細胞，引起DNA分子結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致基因突變。紫外線誘變通過高能射線照射生物體，使DNA分子發(fā)生斷裂或重排，導(dǎo)致基因突變。X射線或γ射線誘變物理誘變方法亞硝酸能使DNA中的堿基發(fā)生氧化或脫氨作用，導(dǎo)致堿基替換或缺失，引起基因突變。某些化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與DNA中的堿基相似，能替代正常堿基與DNA鏈結(jié)合，導(dǎo)致DNA復(fù)制時發(fā)生錯配，引起基因突變?；瘜W(xué)誘變方法堿基類似物誘變亞硝酸誘變轉(zhuǎn)座子誘變某些細菌中存在一種可移動的DNA片段——轉(zhuǎn)座子，它能插入到宿主細胞的DNA中并導(dǎo)致基因突變。基因工程誘變利用基因工程技術(shù)將外源基因?qū)肷矬w內(nèi)，使生物體獲得新的遺傳特性。這種方法可以定向改造生物體的遺傳物質(zhì)，實現(xiàn)遺傳性狀的人工控制。生物誘變方法03雜交育種與誘變育種比較雜交育種利用基因重組原理，通過不同品種間的雜交，實現(xiàn)優(yōu)良性狀的重新組合，獲得符合育種目標的新品種。誘變育種利用物理或化學(xué)因素誘發(fā)基因突變，通過選擇突變體中的有利變異，培育新品種。原理比較方法比較雜交育種選擇具有互補性狀的親本進行雜交，通過多代自交和選擇，獲得性狀穩(wěn)定、符合育種目標的新品種。誘變育種利用射線、化學(xué)物質(zhì)等誘發(fā)基因突變，通過選擇突變體中的有利變異，逐步純化優(yōu)良性狀，培育新品種。優(yōu)缺點比較能夠?qū)崿F(xiàn)不同品種間優(yōu)良性狀的重新組合，育種周期相對較短。需要掌握親本選擇和雜交技術(shù)，且后代可能出現(xiàn)性狀分離和不穩(wěn)定現(xiàn)象。能夠創(chuàng)造新的基因型和表現(xiàn)型，為育種提供豐富的變異來源。誘變具有不定向性和低頻性，需要處理大量實驗材料，且后代可能出現(xiàn)不良變異。雜交育種優(yōu)點雜交育種缺點誘變育種優(yōu)點誘變育種缺點廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、家畜家禽等動植物育種領(lǐng)域，如水稻、小麥、玉米、豬、雞等。雜交育種主要應(yīng)用于微生物、植物和動物細胞等領(lǐng)域，如細菌、真菌、病毒以及動植物細胞系等。在農(nóng)作物育種中也有一定的應(yīng)用，但相對較少。誘變育種應(yīng)用范圍比較04雜交育種實例分析不育系、保持系和恢復(fù)系的選育與配套，實現(xiàn)雜交水稻的異交結(jié)實。三系配套通過雜交，實現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性的綜合提升。雜交優(yōu)勢親本選擇、雜交、自交、選擇等步驟，獲得優(yōu)良雜交組合。選育過程水稻三系配套雜交育種

小麥抗銹病雜交育種抗銹病基因通過雜交，將抗銹病基因?qū)胄←溒贩N，提高抗病性。雜交組合選擇具有互補抗性的親本進行雜交，實現(xiàn)抗病性的累加效應(yīng)。選育過程后代選擇、抗性鑒定、品系比較等步驟，選育出抗病性強、產(chǎn)量高的新品種。雜交組合選擇具有互補性狀的親本進行雜交，實現(xiàn)性狀的互補效應(yīng)。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀通過雜交，將不同親本的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀進行重組，選育出綜合性狀優(yōu)良的新品種。選育過程后代選擇、性狀鑒定、品系比較等步驟，選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種。玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交組合選育通過雜交育種，選育出抗蟲、抗病、高產(chǎn)的棉花新品種。棉花利用雜交育種技術(shù)，將高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆等性狀進行重組，選育出適應(yīng)性強的大豆新品種。大豆通過遠緣雜交、多倍體育種等技術(shù)手段，選育出具有特殊風味和營養(yǎng)價值的蔬菜新品種。蔬菜其他作物雜交育種案例05誘變育種實例分析青霉素產(chǎn)生菌的選育通過誘變育種技術(shù)，選育出高產(chǎn)青霉素的菌株，提高青霉素的產(chǎn)量和質(zhì)量，滿足醫(yī)療和畜牧業(yè)等領(lǐng)域的需求。谷氨酸產(chǎn)生菌的選育利用誘變育種方法，篩選出高產(chǎn)谷氨酸的菌株，實現(xiàn)谷氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)，用于合成味精、飼料添加劑等。微生物誘變育種在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用植物誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用通過誘變育種技術(shù)，將矮化基因?qū)胨酒贩N中，培育出抗倒伏、高產(chǎn)的水稻新品種，提高糧食產(chǎn)量。水稻矮化基因的利用利用誘變育種方法，誘發(fā)小麥基因突變，選育出抗銹病的小麥新品種，減少病害對小麥生產(chǎn)的影響。小麥抗銹病品種的選育VS通過誘變育種技術(shù)，提高奶牛的產(chǎn)奶量，改善奶質(zhì)，滿足乳制品工業(yè)的需求。瘦肉型豬的選育利用誘變育種方法，選育出瘦肉率高、生長快的豬新品種，提高豬肉產(chǎn)量和質(zhì)量。奶牛高產(chǎn)奶量的選育動物誘變育種在畜牧業(yè)中應(yīng)用通過誘變育種技術(shù)，選育出高產(chǎn)特定酶的微生物菌株，用于生產(chǎn)酶制劑，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。利用誘變育種方法，篩選出適應(yīng)特定工業(yè)環(huán)境的微生物菌株，用于廢水處理、重金屬回收等環(huán)保領(lǐng)域。微生物酶制劑的選育工業(yè)微生物的選育其他領(lǐng)域誘變育種案例06現(xiàn)代生物技術(shù)在雜交和誘變中應(yīng)用前景123利用CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)，可以精準地對目標基因進行敲除、插入或替換，從而創(chuàng)造具有優(yōu)良性狀的新品種?；蚓庉嫾夹g(shù)通過基因轉(zhuǎn)移的方法，將外源基因?qū)氲绞荏w生物中，使其表達出特定的性狀，如抗蟲、抗病、高產(chǎn)等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)通過建立基因庫，保存各種生物的基因資源，為雜交育種和誘變育種提供豐富的基因來源?；驇斓慕ㄔO(shè)與應(yīng)用基因工程在雜交和誘變中應(yīng)用03干細胞技術(shù)利用干細胞技術(shù)，可以培育出具有分化潛能的細胞，為雜交育種和誘變育種提供新的途徑。01細胞融合技術(shù)利用細胞融合技術(shù)，可以將不同物種的細胞融合在一起，形成異源多倍體，從而獲得新的遺傳性狀。02細胞培養(yǎng)技術(shù)通過細胞培養(yǎng)技術(shù)，可以在體外培養(yǎng)細胞，并進行遺傳操作，如基因轉(zhuǎn)移、基因編輯等，以創(chuàng)造新的細胞類型或品種。細胞工程在雜交和誘變中應(yīng)用利用微生物發(fā)酵技術(shù)，可以生產(chǎn)出各種酶、抗生素、氨基酸等生物活性物質(zhì)，為雜交育種和誘變育種提供重要的工具和手段。微生物發(fā)酵技術(shù)通過代謝工程技術(shù)，可以改造微生物的代謝途徑，提高其代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量和品質(zhì)，為雜交育種和誘變育種提供新的思路和方法。代謝工程技術(shù)利用發(fā)酵優(yōu)化與控制技術(shù)，可以提高微生物發(fā)酵的效率和質(zhì)量，降低成本，為雜交育種和誘變育種的應(yīng)用提供有力支持。發(fā)酵優(yōu)化與控制技術(shù)發(fā)酵工程在雜交和誘變中應(yīng)用隨著生物學(xué)、工程學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科的交叉融合，未來雜交育種和誘變育種將更加高效、精準和智能化?？鐚W(xué)科融合隨著基因編輯技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，未來將有更多具有優(yōu)良性狀