杂交育种与诱变育种(适合理科生)新人教版.ppt

第六章 从杂交育种到基因工程 第一节杂交育种与诱变育种 2000年国家最高科学技术奖 2004年十大感动中国人物之一 上海世博会太空家园馆 太空育种厅 杂交育种和诱变育种杂交育种和诱变育种 一古代人类的育种方式选择育种 原理： 利用生物的变异，通过长期选择，汰 劣留良，培养出优良品种。 缺点： 1周期长 2可以选择的范围有限 已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，矮秆 能抗倒伏，抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性 ，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易 染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的 优良性状结合在一起，将你的设想用遗传图解表 示出来。 试一试：植物杂交育种的方法 锈病 以下是杂交的育种参考方案：以下是杂交的育种参考方案： 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗 DDTT ddtt DdTt ddTt 高抗 高不抗 矮抗 矮不抗 D_T_ _T_ D_tt_tt ddtt ddtt ddTT矮抗 ddTT ddTt矮抗 ddTT矮抗 矮抗 矮不抗 ddTt ddTT 杂交 自交 选优 自交 F3 选优 思考：要培育出 一个能稳定遗传 的植物品种至少 要几年？ 第一年 第二年 选优 第三年 第四年 试一试：动物的杂交育种方法 假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE ）和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbee），），你能否你能否 培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（ BBeeBBee）？）？写出育种方案（图解）写出育种方案（图解） 长毛折耳猫 短毛折耳猫 长毛立耳猫 长毛立耳 短毛折耳 BBEEbbee 长毛立耳 BbEe长毛立耳BbEe 长立 长折 短立 短折 Bbee BBee BBeeBbee bbee bbee 长折 短折 长折 长折 短折 杂交 F1雌雄 间交配 选优 测交 F3 长折 短折 思考：要获得能稳定遗 传的长毛折耳应做怎样 处理？ 动物杂交育种中纯合子的获得动物杂交育种中纯合子的获得 不能通过逐代自交，而应改为不能通过逐代自交，而应改为测交测交 。 一、杂交育种 杂交育种是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。 1.概念： 3.方法 杂交自交选优自交 2.原理： 基因重组 4. 应用 (1)在农业生产中： 改良作物品质，提高 农作物单位面积产量 杂交水稻：从1976年到 2006年，累计增产粮食 5200多亿公斤，平均每 年解决600万人的粮食问 题。 荷斯坦牛 中国黄牛 中国荷斯坦牛 荷 斯坦牛与我国黄牛杂交 选育后逐渐形成的优良 种。泌乳期可达30天， 年产乳量可达6300kg以 上。 中国荷斯坦牛 （2）在家畜、家禽育种中的应用 视野拓展 紫糯玉米口感好，产量高 优点：将不同个体中的优良性状集中到一个个体上 缺点： 只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产 生新基因。杂交后代会出现形状分离，育种时间长， 过程繁琐； （1）分析上述杂交过程，杂交育种有哪些优点？ （2）能否有新的基因和新的性状产生？ （3）从杂交后代可能出现的各种类型及育种时间 来看，杂交育种有哪些缺点？ 思考与讨论 如果要培育出新的基因和新的 性状，应该怎样做？ 二、诱变育种二、诱变育种 基因突变基因突变 2.什么因素会诱发基因突变？ 物理因素有： 化学因素有： 紫外线、X射线、激光等 亚硝酸、硫酸二乙酯等 1.原理： 利用利用物理因素物理因素或或化学因素化学因素来处理生物，使来处理生物，使 生物发生生物发生基因突变基因突变。 3.概念 “黑农五号黑农五号”大豆大豆 黑龙江农科院用 辐射方法处理大豆， 培育成“黑农五号” 大豆品种，含油量比 原来的品种提高了 2.5%，大豆产量提高 了16%。 4.应用 青霉菌高产菌株的选育青霉菌高产菌株的选育 1943年从自然界分离出 来的青霉菌只能产生青 霉素20单位/mL。后来人 们对青霉菌多次进行X射 线、紫外线照射以及综 合处理，培育成了青霉 素高产菌株，目前青霉 素的产量已达到50000 60000单位/mL。 2、诱变育种除了采用常规的诱变育种方 法外，还采用太空育种。 太空育种主要是利用返回 式卫星和高空气球能达到 的高空环境，通过强辐射 、微重力和高真空等条件 使植物种子的基因发生基 因突变的作物育种新技术 。 我国已培育成功 许多太空作物： “神七”搭载的太空种子 奇怪的“太空椒” 重达300斤的 太空南瓜 长相奇特的南瓜 太空黄瓜 太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比 与“神六”飞船一起上太空的花卉“ 瓷玫瑰”、“老虎须” 视野拓展 （1）与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？ （2）基因突变的特点有哪些？联系基因突变特点 ，谈谈诱变育种的局限性。 （3）要想克服这些局限性，可以采取什么办法？ 优点：优点：提高基因突变频率，产生新基因；在提高基因突变频率，产生新基因；在 较短的时间内获得更多的优良变异类型。较短的时间内获得更多的优良变异类型。 不足：不足：具有不定向性，难以控制突变方向；具有不定向性，难以控制突变方向； 有利个体少，须大量处理供试材料有利个体少，须大量处理供试材料 。 思考与讨论 办法：扩大诱变后代的群体，增加选择机会。 单倍体育种 还有什么育种方法有可能缩短育种年 限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种 能更迅速在生产实践上得到应用？ 高杆抗病 矮杆易感病 F1 花药离体培养 单倍体植株幼苗 正常植株 选择 符合要求的品种 秋水仙素处理幼苗 DDTT Xddtt DdTt 1DT : 1Dt : 1dT : 1dt 1DDTT：1DDtt：1ddTT：1ddtt ddTT 矮抗 单倍体育种方法 依据原理：染色体变异 育种年限：2年 二倍体二倍体 四倍体四倍体 秋水仙素处理秋水仙素处理 二倍体二倍体 三倍体种子三倍体种子 三倍体植株三倍体植株 不能形成正常的卵细胞不能形成正常的卵细胞 无子西瓜无子西瓜 种下去种下去 联会紊乱联会紊乱 第一年第一年第二年第二年 授二倍授二倍 体的花体的花 粉粉 方案提示：借鉴三倍体无子西瓜的育种方式 （多倍体育种） 育种的方法有多种，各有各的优点，我们 要合理的有机结合各种方法，高效的达到 各种目的。 如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什 么好办法快速的得到早熟（aa）品种？ 灵活创新、实际应用 人工诱变 + 单倍体育种 早熟 品种 (aa) 花药离 体培养 当年就可以培育出优良新品种！ 迟熟 品种 (AA) 杂合 子 (Aa) 人工 诱变 幼苗 （A） 幼苗 （a） 秋水仙 素处理 迟熟 品种 (AA) 秋水仙 素处理 时间： 类别 杂交 育种 诱变育种 单倍体育 种 多倍体育种 原理 常用 方法 优点 缺点 基因 重组 杂交 自交 选 优 自交 将不同个体 的优良性状 集中于一个 个体上 育种时间长 ，不能产生 新基因 基因 突变 用物理或化 学因素处理 生物 提高变异频 率，产生新 基因，加速 育种进程 具有不定向性；有 利变异少，需大量 处理供试材料 染色体变异 花药离体培养 ，秋水仙素处 理幼苗，选择 明显缩短育 种年限 技术复杂， 需与杂交育 种配合 染色体变异 用秋水仙素 处理萌发的 种子或幼苗 器官大，产 量高，营养 丰富 发育延迟，结实 率降低，一般只 适用于植物 练习 :请写出下面各项培育方法： （1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法 是 。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种， 所用方法是 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。 （4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面 ，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理 本质上属于 。 （5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种， 培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。 （6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期 早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 诱变育种 杂交育种 诱变育种 2.在动物的育种中，用一定剂量的X射线处 理精巢，渴望获得大量变异个体.这是因为 ： A.合子都是纯合子 B.诱发雄配子发生了高频率的基因突变 C.诱导发生了大量的染色体变异 D.提高了基因的重组 3、 下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品 种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb- aabb