生物學基本技能 教案 Ⅻ 生物人工雜交

基本技能Ⅻ生物人工雜交一、目標與任務本次教學主題基本技能Ⅻ生物人工雜交學時授課班級授課日期授課地點主講教師實驗目的1.了解各種生物人工雜交技術的基本原理和操作流程。2.掌握動物、植物和微生物的人工雜交技術技能分解雜交相關術語植物人工雜交技術動物人工雜交技術微生物人工雜交技術實驗操作實訓思政元素崇尚科學，追求真理；尊重自然，敬畏生命；理論與實踐相結合教學方法講授法、演示法、討論法、案例分析法、課堂觀摩法、實訓法教學媒體教材、課件、教案、多媒體、投影儀二、教學進度教學過程教學內容教學活動教學時間（分鐘）教師活動學生活動理論知識講授一、雜交相關術語雜交技術是遺傳分析和遺傳育種常用的最基本的實驗方法，通過雜交可以獲得雜種或新的種質資源，繼而選擇培育出新品種。根據(jù)雜種產生的方式，雜交技術可分為自然雜交和人工雜交。自然雜交亦稱為“天然雜交”，是遺傳基礎不同的親本在自然狀態(tài)下的交配，產生的雜種具有雙親遺傳性或超親本性狀，易于定向培育，是常規(guī)育種的重要原始材料。人工雜交是指在人工控制的條件下，按照預定的目標、計劃，遵循一定的程序，采用一定的方法，使遺傳性不同的親本進行交配或結合，產生的雜種具有雙親遺傳性或超親本性狀。一般情況下，雜交都要經(jīng)過個體間的接觸即交配，這種雜交稱為有性雜交；如果沒有交配的過程，則稱為無性雜交。把體細胞相互融合的過程稱為體細胞雜交。雜交可以發(fā)生在不同的水平上，有個體水平上的雜交、細胞水平上的雜交和分子水平上的雜交。按生物的種類又可分為植物雜交、動物雜交、微生物雜交、噬菌體雜交等。二、植物人工雜交技術植物有性雜交是利用遺傳性狀不同的親本進行交配，以組合兩個或多個親本的優(yōu)良性狀于雜種體中，并經(jīng)過基因的分離和重組，產生各種性狀的變異類型，從中選出需要的基因型，進而創(chuàng)造出對人類有利的優(yōu)良品種。（一）水稻雜交技術（1）調節(jié)開花期。水稻母本和父本花期的調整，可用分期播種的方法，使二者的花期相遇。（2）選株。選株主要指選擇母本植株。要選擇具有本品種典型性狀、生長健壯和沒有病蟲害的植株作母本。（3）選穗。用鑷子輕輕撬開稻穗中部的小穗，若中部的小穗在當天或次日能夠開花，則雌稻穗可以作為母本。當天能夠開花的標志是花絲已經(jīng)伸長，花藥即將頂?shù)絻蕊隙?；次日開花的標志是雄蕊的長度已達內稃長度的2/3?？梢詫⑿∷雽χ栍^看，從外表能隱約看到雄蕊在花里的位置。（4）整穗。先用剪刀剪去母本稻穗上部和下部枝梗上的小穗，留下中部枝梗上的20～30個小穗，其他小穗統(tǒng)統(tǒng)剪去。（5）去雄。（6）套袋掛牌。不管是采用哪一種方法去雄，去雄后都要及時在母本的稻穗上套上白色硫酸紙制作的袋子，以防發(fā)生自然雜交，并在母本稻穗下方掛上特制的小紙牌，用鉛筆在小紙牌上注明母本名稱、去雄日期、操作者姓名等內容。（7）采粉和授粉。去雄的母本稻穗應在當天或次日進行人工授粉。（8）檢查。（9）收獲。雜交籽粒成熟后，將每個雜交稻穗單獨脫粒、保存，供來年播種觀察。（二）小麥雜交技術（1）確定組合、種植親本。根據(jù)育種目標，確定雜交組合。根據(jù)雙親生育期調整播期，晚熟的早播，早熟的遲播或分2～3期播種，每期相隔10～15天，以確?；ㄆ谙嘤?。（2）選穗。根據(jù)雜交組合，在母本種植區(qū)內，選擇具有該親本典型性狀且健壯無病蟲害的植株作為雜交母本株，選取抽穗但未開花、中部小穗的花藥呈黃綠色的麥穗作為雜交母穗。（3）整穗。用剪刀剪去上下部發(fā)育不良或過嫩的小穗，有芒品種剪去芒，每穗留中部小穗8～10個；用鑷子夾去小穗上部的小花，每小穗只保留基部外側兩朵小花供去雄。（4）去雄。從穗的一側上部小穗開始順序而下，用剪刀剪去小花上部1/3左右的穎殼，用鑷子輕輕取出每朵小花中的3枚花藥。如花藥破裂或傷及柱頭，則將該小花除去，并將鑷子浸入乙醇以殺死所沾花粉。（5）套袋。將麥穗上全部小花去雄后，立即套上透明硫酸紙袋，并將其下端斜折，用大頭針別好。在麥穗和劍葉葉鞘間掛上小紙牌，注明母本名稱、去雄日期和操作者姓名等，并在工作簿上逐一記錄。（6）授粉。在去雄后第2～3天內授粉，通常在上午開花盛期進行，陰雨天可略推遲。普通授粉法；捻穗授粉法。授粉后在小紙牌上注明父本名稱和授粉日期，并在工作簿上逐一記錄。（7）收獲。待種子成熟后，及時按雜交組合將雜交穗收回，曬干脫粒，調查結實率，并按雜交組合或代號進行登記、編號，以備下季種植。（三）棉花雜交技術（1）母本選株和定蕾。在棉花開花的前一天16：00以后，在擬定組合的母本行中選擇具有母本典型性狀的生長健壯、無病優(yōu)良的植株。第二天早晨必開的花的外觀是：花冠呈螺旋形折疊，但花瓣已經(jīng)長大露出苞葉。（2）去雄。授粉前一天下午，先檢查和摘除田間已自花授過粉的棉鈴，再對第二天將要開放的花朵實施剪雄去雄。用剪刀在花萼基部或花冠兩側剪開一條縫，然后把縫撥開，使雄蕊和雌蕊露出（也可剪去一部分花冠），再用剪刀或鑷子除去花藥。（3）父本隔離。在母本去雄的同時，選父本植株上次日可以開花的花蕾，用線或回形針或麥管隔離，注意用線扎花冠頂端時不要太松，以免次日花冠上張開的小孔讓昆蟲進入，使父本花粉混雜；也不要過緊，以免扎破花冠和扎住柱頭。（4）授粉。在去雄后第2～3天內授粉，棉花絕大部分花在天氣晴朗的上午8時左右開放。當露水退后，即可在父本行中采集花粉或摘花，給母本的花授粉。采集花粉，可用毛筆蘸取花粉涂抹在不育花的柱頭上。如果摘下父本的花，可直接在母本的柱頭上涂抹。（5）掛牌。授粉后在塑料牌上寫明組合名稱或代號、授粉日期和操作者姓名，掛在鈴柄上。（6）檢查受精情況。授粉3～4天后，若子房膨大，柱頭失去光澤說明雜交成功。（7）管理收獲和保存。對雜交株要注意摘老葉、整枝、摘去亮度心和果枝上多余的花蕾，改善通風透光條件，注意防治病蟲，以提高結鈴率和雜交種子數(shù)。吐絮后及時將雜交鈴連同塑料牌一起收摘，放入種子袋中，曬干后可按組合剝出棉籽，妥善保存，以供下季種植。（四）玉米雜交技術（1）調節(jié)開花期。由于玉米是單性花，在調節(jié)開花期方面，必須使母本的雌穗和父本的雄穗的花期一致?？捎梅制诓シN的方法調節(jié)父、母本的花期。（2）選株。父、母本均應選擇生長健壯、無病蟲害和具有本品種典型性狀的植株，作為雜交對象。（3）套袋隔離。當母本植株的雌穗已經(jīng)露出而沒有伸出柱頭以前，用牛皮紙袋套好雌穗。當母本雌穗開始抽出柱頭時，要在當天用牛皮紙袋套在父本植株的雄穗上。雌、雄穗的紙袋，要用細繩或回形針扎緊，以免脫落。（4）采粉。根據(jù)玉米的開花習性，其雄穗在始花后的第2～4天內開花最多，進入盛花期；一天中開花最多的時間是上午8～10時，而此時花粉的生活力也最強。雌穗在始花后的第2～4天處于盛花期，柱頭已基本抽齊。采集花粉時，將父本雄穗稍稍下彎，輕輕抖動，用人工輔助授粉器（用光滑的厚紙制成1個圓錐形的紙筒，用厚紙作紙蓋蓋住下口。（5）授粉。授粉時，先取下雌穗上的紙袋，立即用人工輔助授粉器的下口對準雌穗的柱頭，輕輕抖動授粉器，使花粉落在柱頭上。授粉后，仍用原來的紙袋將雌穗套好，但應在袋頂和穗頂之間留出一定距離，以防止因果穗伸長而頂破紙袋。（6）掛牌。紙袋套好后，應在雌穗基部拴上紙牌（或塑料牌），寫明雜交組合、授粉日期和操作者姓名等內容。（7）收獲。母本果穗成熟后，應連同紙牌（或塑料牌）一起收獲，并單獨保存，供來年播種以檢驗雜交是否成功。三、動物人工雜交技術（一）果蠅雜交技術1.果蠅培養(yǎng)（1）培養(yǎng)基制備：酵母菌是果蠅幼蟲和成蟲的主要食物，凡是能發(fā)酵的物質都可成為果蠅的培養(yǎng)基。早年果蠅研究者用香蕉搗成泥糊做成培養(yǎng)基，現(xiàn)在實驗室多用玉米粉瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)果蠅。果蠅培養(yǎng)基的配制方法很多，以配制1000mL為例說明配制的過程。（2）果蠅培養(yǎng)2.果蠅處理技術3.雜交操作（二）小鼠雜交技術1.小鼠操作方法2.雜交繁育技術不同品系、不同種群有不同的繁殖方法，適宜的繁殖方法是保證小鼠質量的前提。3.不同類型鼠群的繁育（1）近交系的維持和生產（2）封閉群小鼠的維持和生產四、微生物人工雜交技術（一）大腸桿菌雜交技術1.培養(yǎng)基制備LB培養(yǎng)基是一種應用最廣泛和最普通的細菌基礎培養(yǎng)基，其成分為：蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl10g/L。若制備固體培養(yǎng)基，只需再加入瓊脂粉15g/L，調節(jié)pH至7.4～7.6，配好后高壓滅菌即可。2.雜交操作（二）放線菌雜交技術1.混合培養(yǎng)法2.平板雜交法3.玻璃紙轉移法（三）真菌雜交技術1.選擇直接親本直接親本的遺傳標記多種多樣，