61杂交育种与诱变育种

1、最早的育种方法：最早的育种方法：选择育种的优点：选择育种的优点：技术简单、容易操作技术简单、容易操作 缺点：缺点： 选择范围有限，育种周期长选择范围有限，育种周期长 选择育种选择育种 选择育种的局限性是：只能利用生物在选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的已有的性状性状组合中选育优良品种。组合中选育优良品种。 设想：每种生物都有不少性状，这些性设想：每种生物都有不少性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，状有的是优良性状，有的是不良性状，而且不同的优良性状存在于不同的品种而且不同的优良性状存在于不同的品种中。人们一直设想如

2、果能想办法中。人们一直设想如果能想办法去掉不去掉不良性状良性状，让优良性状集于一身，创造出，让优良性状集于一身，创造出自然条件下没有的新性状组合，突破选自然条件下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，培育出具有优良性状组择育种的局限，培育出具有优良性状组合的新品种。合的新品种。已知小麦的高秆（已知小麦的高秆（d）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，抗）为显性，抗锈病（锈病（t）对易染锈病（）对易染锈病（t）为显性，两对性状独）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品纯系品种种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合。你用什么方法能把两个品种的优

3、良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？在一起，又能把双方的缺点都去掉？试一试：植物杂交育种的方法试一试：植物杂交育种的方法ddttddttddttddtt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddtt矮抗矮抗ddttddtt矮抗矮抗ddtt矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddttddtt杂交杂交自交自交选优选优自交自交f3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？自交自交选优选优自交自交自交自交选优选优选优选优自交自交自交自交选优选优5 5、缺点：缺点：杂交杂交自交自交选优选优自交（测交）自交（测交）一、杂交育种一、杂

4、交育种 能集中位于不同品种中的优良性状。能集中位于不同品种中的优良性状。即即“集优集优”, ,能产生新的基因型。能产生新的基因型。 杂交育种是将两个或多个品种的优良性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。育，获得新品种的方法。基因重组基因重组3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、优点：、优点：课本课本p99练习练习1 1：某作物的高秆（：某作物的高秆（a a）对矮秆（）对矮秆（a a）为显性，）为显性，感病（感病（r r）对抗病（）对抗病（r r）为显性。）为显性。aa

5、aa和和rrrr是位于是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育种的病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤是：应该采取的步骤是：（1 1）_（2 2）_（3 3）_让高秆抗病与矮杆感病的品种进行杂交得到让高秆抗病与矮杆感病的品种进行杂交得到f1f1自交得到自交得到f2在在f2群体中选出矮杆抗病的植株群体中选出矮杆抗病的植株杂种优势杂种优势杂种优势是生物界普遍存在的现象。杂种优势是生物界普遍存在的现象。指基因型不同的亲本个

6、体相互杂交产生的杂种指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、第一代，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产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。的现象。eg. 骡（体力强大，耐力好）骡（体力强大，耐力好） 骡是公驴与母马杂交所产骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后生的后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。代叫骡。 至少在至少在30003000年前，在亚洲某年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品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了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。用骡

7、来干重活儿。 骡能吃苦耐劳，可以在马、骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件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。度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。蹄小和毛短等方面像驴。 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。 试一试：试一试：动物的杂交育种方

8、法动物的杂交育种方法短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛折耳猫长毛折耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳bbeebbee长毛立耳长毛立耳bbee长毛立耳长毛立耳bbee长立长立 长折长折 短立短立 短折短折bbeebbee杂交杂交f1间间交配交配选优选优测交测交bbeebbee长折长折 短折短折长折长折 bbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 短折短折bbeebbee动物的杂交育种动物的杂交育种中国荷斯坦牛：中国荷斯坦牛：荷斯荷斯坦坦弗里生牛与我国黄弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达的优良种。泌乳期可达305305天，年产乳量可达

9、天，年产乳量可达6300kg6300kg以上。以上。在植物杂交育种的过程中运用单倍体育种的方在植物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。法可以显著缩短育种进程。p高杆抗病高杆抗病 ddtt矮杆感病矮杆感病 ddttf1高杆抗病高杆抗病 ddtt第第1年年选育出需要的矮抗品种选育出需要的矮抗品种f2d_t_ d_tt ddt_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddttf3减数分裂减数分裂配子配子dtdtdtdt单倍体单倍体 dtdtdtdt花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年第第4年年单倍体育种单倍体育种ddttddtt d

10、dtt纯合体纯合体ddtt矮抗矮抗思考与讨论思考与讨论有没有能出现意想不到的结果，有没有能出现意想不到的结果，产生新基因的育种方法呢？产生新基因的育种方法呢？杂交育种的优点是很明显的，但是在实际杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。分析比较杂交育种方法的不足。杂交育种只能利用杂交育种只能利用已有基因已有基因的重组，按需选的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离性状分

11、离现象，育种进程现象，育种进程缓慢缓慢，过程繁琐，过程繁琐。课本课本p99二、诱变育种二、诱变育种 能提高突变率，产生能提高突变率，产生新基因新基因和新的性状，和新的性状，加速育种进程。在加速育种进程。在较短时间较短时间内获得更多的内获得更多的符合人类需要的优良变异类型。符合人类需要的优良变异类型。 利用物理因素（如利用物理因素（如x x射线，紫外线，激射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。物，使生物发生基因突变。基因突变基因突变3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、优点：、优点：物理

12、、化学方法处理生物，再选择物理、化学方法处理生物，再选择符合要求的变异类型符合要求的变异类型 太空番茄太空南瓜太空椒太空椒 我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增，蛋白质含量增加加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。天。 思考思考后请回答：后请回答：水稻产生这种变异的来源是：水稻产生这种变异的来源是：产生变异的原因是：产生变异的原因是： 基因突变基因突变 各种宇宙射线和失重

13、的作用，使基因的分各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。子结构发生改变。 思考：自然突变和诱发突变特点的异同？思考：自然突变和诱发突变特点的异同？ 普遍、随机、不定向性；诱发突变的突变频率较高普遍、随机、不定向性；诱发突变的突变频率较高基因突变的应用基因突变的应用: :农作物新品种的培育农作物新品种的培育 用于微生物育种用于微生物育种例如青霉素的选育。例如青霉素的选育。19431943年从自然界分离年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素出来的青霉菌只能产生青霉素2020单位单位/ml/ml。后来人们对青霉菌多次进行后来人们对青霉菌多次进行x x射线、紫外射线、紫外线线照射以及综

14、合处理，培育成了青霉素高照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到产菌株，目前青霉素的产量已达到50000500006000060000单位单位/ml/ml。 联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？什么办法？不足：不足：诱变育种的方向难以掌握，诱变育种的方向难以掌握，有利变有利变异少异少，诱变体难以集中多个理想性状。，诱变体难以集中多个理想性状。克服：可以扩大诱变后代的群体（克服：可以扩大诱变后代的群体（大量处大量处理实验材料理实验材料），增加选择的机会。），增

15、加选择的机会。课本课本p100原因：基因突原因：基因突变是随机不定变是随机不定向的。向的。 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种处处理理 原原理理 优优点点 缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂秋水仙素秋水仙素花药离体培花药离体培养再用秋水养再用秋水仙素处理仙素处理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异可以集中两可以集中两 个亲体的优个亲体的优 良性状良性状育种年限育种年限缩短，改良缩短，改良某些性状某些性状果大，茎秆果大，茎秆 粗，营养物粗，营养物 丰富丰富年限短，年限短，易稳定易稳定时间长时间长有利不多，有利不多， 需大量

16、处理需大量处理发育迟发育迟 结实低结实低高度不育高度不育 植株弱小植株弱小类型类型杂交育种杂交育种人工诱变育种人工诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原理原理常用常用方法方法优点优点缺 点缺 点实例实例将具有不同将具有不同优良性状的优良性状的两亲本杂交两亲本杂交用物理或化学用物理或化学的方法处理生物的方法处理生物花药离体培养花药离体培养再用秋水仙素再用秋水仙素加倍成纯合子加倍成纯合子用秋水仙素用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗使位于不同个使位于不同个体的优良性状体的优良性状集中于一个个集中于一个个体上体上提高变异频提高变异频率加速育种率加速育种进程进程明显缩短明显缩

17、短育种年限育种年限器官大型，器官大型，营养含量高营养含量高育种时间长育种时间长有利变异少有利变异少需大量处理需大量处理供试材料供试材料技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合只适用于只适用于植物植物基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组培育矮抗小麦培育矮抗小麦培育青霉培育青霉素高产菌株素高产菌株三倍体无子三倍体无子西瓜的培育西瓜的培育培育矮抗小麦培育矮抗小麦几种主要育种方法的比较几种主要育种方法的比较 育种技术的不断完善与发展的动力和原育种技术的不断完善与发展的动力和原因是超越已有技术的局限性。育种学因是超越已有技术的局限性。育种学家将如何突破家将

18、如何突破“不能实行不能实行种间种间的基因的基因交流交流”这一育种技术的局限呢？这一育种技术的局限呢？选择育种选择育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种特点：在自然产生的变异中选择特点：在自然产生的变异中选择局限：不能把位于两个品种的优良局限：不能把位于两个品种的优良性性 状集于一身状集于一身主要优点：有目的地把位于两个品种主要优点：有目的地把位于两个品种 的优良性状集于一身的优良性状集于一身局限：不能产生新的基因局限：不能产生新的基因主要优点：能产生主要优点：能产生新基因新基因局限：该方法具有一定的盲目性局限：该方法具有一定的盲目性均不能实行种间的基因交流均不能实行种间的基因交流下图是用某种作物的两个品种和分别培育出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：品种的示意图，试分析回答： aabb e ab - d aabb f aabb- aabb g