杂交育种与诱变育种2017

第1节杂交育种与诱变育种,第6章从杂交育种到基因工程,小资料,近几年，糯玉米、甜玉米、超甜玉米等特种玉米的出现，让人们有了更多的选择。研究证实，特种玉米的营养价值高于普通玉米。中国农科院检测发现，甜玉米、糯玉米的蛋白质含量是普通玉米的2.23倍，植物油含量是普通玉米的2.3倍，“生命元素”硒的含量是9.5倍，维生素是普通玉米的3倍。,玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，16世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。,选择育种,在生产实践中，人们挑选品质好的个体来传种。这样利用生物变异，通过长期选择，汰劣留良，就能培育出新品种。例如：产蛋多的家禽。这种育种方式是选择育种。选择育种的优缺点是：优点：技术简单、容易操作缺点：选择范围有限，育种周期长,古印第安人培育玉米的方法称为选择育种。,温故知新,现有纯合的高秆（易倒）抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆（抗倒）不抗锈病的小麦（ddtt）。如果你是育种工作者，你应该怎样操作才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？,温故知新（参考方案）,高抗矮不抗,F1高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗高不抗矮抗矮不抗,ddTT,矮抗矮不抗,ddTTddTt,杂交,F3,思考：假如从播种到收获种子要一年，那么培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,5-8年,F2,一、杂交育种,1、定义,杂交育种是将两个或两个以上的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。,2、原理,基因重组,3、方法,杂交自交选优自交,例如：高产、矮秆水稻的培育,4、实例,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,长毛立耳,BbEe,杂交,F1,B,b,杂交水稻之父：袁隆平,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。,5、杂交育种的应用,中国黄牛,荷斯坦牛,中国荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上，产奶量为世界奶牛之冠。,5、杂交育种的应用,一、杂交育种,6、优点,通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上。,7、缺点,1.只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。2.育种所需时间较长（一般需58年）,二、单倍体育种,方法：花药离体培养,普通植株,花粉,单倍体幼苗,纯合子幼苗,筛选所需的品种,减数分裂,花药离体培养,秋水仙素处理,DDTT,DdTt,花药离体培养,DTDtdTdt单倍体幼苗,秋水仙素处理,DDTT,DDtt,ddTT,ddtt二倍体植株,筛选所需的品种,ddtt,DTDtdTdt,杂交,矮抗小麦的培育,在杂交育种的过程中运用单倍体育种的方法可以显著缩短育种进程。但是仍然不能产生新的基因，应怎样做才能产生更多可供选择的新基因呢？,空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射,拓展视野：,太空育种,视野拓展,从1987年开始，我国将蔬菜等农作物种子搭载在卫星上上天。“搭星上天”的种子主要有青椒、番茄、黄瓜、丝瓜、胡萝卜、莴苣等蔬菜种子，以及水稻、小麦、高粱等粮食作物和花卉草木等种子，共计50多类。,视野拓展,卫星将农作物种子带到200400千米的太空中，利用太空中的空间宇宙射线、微重力、高真空、交变磁场等各种特殊因素对种子和微生物进行处理，使种子产生地面得不到的变异，最终培育出高产优质新品种。,“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜,重达46公斤的太空南瓜,太空青茄大过小孩头,甘肃种植的太空育种的蔬菜,太空育种辣椒,升载太空磨菇,视野拓展,太空棉花,2006年中国抗虫杂交棉现场观摩会上，我国首批“太空棉”良种第二次在全国大面积种植成功。“太空棉”粒大、赘芽减少、花芽增加，(由原来的平均6.4克增大到6.8克)、抗病抗虫性强、结桃率高等优点，亩产籽棉350公斤左右，产量比原品种增加12%以上。,三、诱变育种,1、定义,利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。,2、原理,基因突变,“黑农五号”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%。,、应用,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5000060000单位/mL。,、应用,、优点,提高基因突变频率，加快育种进程,有利变异少，突变方向难以控制，须大量处理供试材料，工作量大。,、缺点,长相奇特的南瓜,产生新基因，大幅改良某些性状,四、多倍体育种,二倍体,四倍体,秋水仙素处理,二倍体,三倍体种子,三倍体植株,不能形成正常的生殖细胞,无子西瓜,种下去,联会紊乱,第一年,第二年,授二倍体的花粉,五、四种育种方法的比较,基因突变,染色体组成倍增加（染色体变异）,基因重组,染色体组成倍减少（染色体变异）,杂交自交选优自交（至纯种）,物理或化学的方法处理生物,花药离体培养染色体数目加倍,使不同亲本的优良性状集中于同一个体上,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,培育矮抗小麦,培育青霉素高产菌株,培育矮抗小麦,三倍体无子西瓜的培育,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,小展身手,（1）用和培育出所采用的方法I和II分别称为_和_，其培育出所依据的原理是_。（2）由培育出的常用方法III是_，；由培育成的方法V称_其优点是_。（3）由培育出的常用方法IV是_,其形成的称_。（4）由培育出的方法VI是_。,下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。根据下图，回答下列问题：,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,单倍体育种,多倍体,缩短育种年限,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,人工诱变育种,例2：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答：,（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）,（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株,（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？,4年,现有某