杂交育种与诱变育种.ppt课件.ppt

第一节杂交育种与诱变育种,设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况:品种A籽粒多，但不抗黑粉病；品种B籽粒少，但抗黑粉病。讨论：你用什么方法把两个品种的优良性状结合在一起，又能去掉缺点？,黑粉病,创设情景,学习目标：1简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）2举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。3讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。学习重点：遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。学习难点：杂交育种和诱变育种的优点和局限性。,确立目标,1、什么叫杂交育种？杂交育种依据的遗传学原理是什么？2,22、杂交育种常用的方法是什么？杂交育种有什么优点和缺点？3,5、请举出我国在杂交育种和诱变育种方面的成就?,自学题纲,3、什么叫诱变育种？诱变育种依据的遗传学原理是什么？,44,诱变育种常用的方法是什么？优点和缺点各是什么？,6、你能从原理、常用方法、优点、缺点四个方面列表分析四种育种方法的区别吗?(杂交育种和诱变育种、单倍体和多倍体育种),原理：,一、古代人类的育种方式选择育种,反馈矫正,利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培养出优良品种。,育种周期长，可选择的范围有限。,不足：,九十年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论”，撰文说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？,袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？,袁隆平,一个属于中国也属于世界的名字他发起的“第二次绿色革命”给整个人类带来了福音。,袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中国工程院院士。,我国的水稻产量从原来的4500公斤每公顷增加到7500公斤每公顷。从1976年到1998年，累计增产粮食3.5x108吨，平均每年多解决约6000万人的粮食问题。,如今，我国大江南北的农田普遍种上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻的大面积推广应用，为我国粮食增产发挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中华民族的“第五大发明”。袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注，许多国家的专家到中国来取经，印度、越南等20多个国家和地区还引种了杂交水稻。袁隆平的努力，也为解决世界粮食短缺问题作出了贡献。,二、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。,例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对不抗锈病（r）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDRR）和矮秆不抗锈病的小麦（ddrr），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddRR）？,想一想：植物杂交育种的方法,例如：如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。,第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：让高抗植株自交，后代出现性状分离，从中选择矮抗植株；第三步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。,PDDRRddrr,反馈矫正,F1:DdRr,像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交45代后种子才相对较纯，育种年限至少5年。,反馈矫正,练习2：试一试动物的杂交育种方法,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,长立长折短立短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,二、杂交育种,1、概念:,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（稳定遗传）的方法。,3、方法：,2、原理：,反馈矫正,杂交,自交,(选优,自交),若干次,纯种,基因重组,杂交,F1间交配,选优,测交,植物,动物,！,注意,1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。,例题2：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：AABBEAb-DAaBbFAAbb-aabbGAAaaBBbb-（1）用和培育所采用的D和F步骤分别是和。其应用的遗传学原理是。（2）用培育所采用的E和H步骤分别是和。其应用的遗传学原理是。（3）用培育所采用的G步骤是_。其遗传学原理是_。,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素处理幼苗,染色体变异（单倍体育种）,秋水仙素处理幼苗,染色体变异（多倍体育种）,H,杂种优势,骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。,2019/12/14,22,可编辑,杂种优势：是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势在F1代表现最明显。例如：我国劳动人民用马（64条染色体）和驴（62条染色体）杂交获得体力强大，耐力好的杂种骡（63条染色体）。,杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻和玉米的杂优种，每年农科站都有供应。,反馈矫正,三、诱变育种,（1）概念：人工利用物理因素（如X射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。,（2）优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。,（3）应用：农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。,反馈矫正,诱变育种太空育种,空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射(尤其是危害性极大的HZE）,用于微生物育种：例如青霉素高产菌株的选育。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5000060000单位/mL。,中间为青霉菌，周围是细菌。,反馈矫正,（4）局限性：,（5）克服方法：,原因：基因突变是随机不定向的。,讨论：怎样克服？,除了杂交育种和诱变育种之外我们前面还学过什么育种方式？,反馈矫正,诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。,要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。,萌发的种子、幼苗,秋水仙素处理,染色体加倍、不分离,多倍体,（1）方法：,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,（2）原理：,秋水仙素能抑制纺锤体形成。,人工诱导多倍体育种:,反馈矫正,二倍体植株,单倍体植株,人工诱导染色体加倍,恢复成二倍体植株,（纯合体）,自交,纯合体,单倍体育种的过程：,花药离体培养,（秋水仙素或低温处理幼苗）,优点：,明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。,AaBb,AABBaaBBAAbbaabb,ABaBAbab,反馈矫正,基因重组,基因突变,染色体变异（成倍减少）,染色体变异（成倍增加）,杂交,用物理或化学方法处理生物,花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯种,秋水仙素处理,使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,提高变异频率，加速育种进程，,有利变异少，需大量处理供试材料,明显缩短育种年限，育种时间较短。,技术复杂，需与杂交育种配合,各种器官大、营养成分高、抗性强,与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟,育种时间最长,讨论总结,思考与讨论,与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。,诱变育种的突出优点是:(1)提高变异的频率，加速育种进程。(2)大幅度地改良某些性状。诱变育种的缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。,1.60Co是典型的放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。射线处理后主要引起，从而产生可遗传的变异。除射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有、和。,达标测评,基因突变,x射线,紫外线,激光,练习3: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。,单倍体育种,诱变育种,多倍体育种,（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。,诱变育种,杂交育种,诱变育种,将具有不同优良性状的两亲本杂交,用物理或化学的方法处理生物,花药离体培养,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,提高变异频率加速育种进程,明显缩短育种年限,器官大型，营养含量高,育种时间长,有利变异少需大量处理供试材料,技术复杂，需与杂交育种配合,只适用于植物,基因突变,染色体变异,染色体变异,基因重组,培育矮抗小麦,培育青霉素高产菌株,三倍体无子西瓜的培育,培育矮抗小麦,几种主要育种方法的比较,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素,单倍体,明显缩短育种年限,用秋水仙素处理,多倍体,染色体变异,达标测评,达标测评,3、杂交育种所依据的主要遗传学原理是（）A.基因突变B.基因自由组合C.染色体交叉互换D.染色体变异,B,4.运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是（）A培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理B培育无子西瓜是利用基因重组的原理C培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的理D培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理,B,5.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：A、杂交育种B、诱变育种C、单倍体育种D、多倍体育种答案：6.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：A、提高了后代的出苗率B、产生的突变全部是有利的C、提高了后代的稳定性D、能提高突变率以供育种选择答案：,B,D,达标测评,7通过诱变育种培育的是（）A.三倍体无子西瓜B.青霉素高产菌株C.二倍体无子番茄D.八倍体小黑麦,8根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种方法是（）A.杂交育种B.多倍体育种C.单倍体育种