杂交育种与诱变育种

1、 玉米起源于美洲大陆，玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，16世纪世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美经葡萄牙传入中国，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。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。就选育出了具有优良性

2、状的玉米品种。 设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：品种品种A子粒多，但不抗黑粉病；品种子粒多，但不抗黑粉病；品种B子粒少，子粒少，但抗黑粉病。但抗黑粉病。 讨论：讨论： 1.你用什么方法既能把两个品种你用什么方法既能把两个品种的优良性状结合在一起的优良性状结合在一起,又能把双又能把双方的缺点都去掉方的缺点都去掉?将你的设想用遗将你的设想用遗传图解表示出来。传图解表示出来。 2.你能预计在实际操作中可能会你能预计在实际操作中可能会遇到哪些困难遇到哪些困难?怎样才能解决这些怎样才能解决这些困难困难? 3.你还能说出哪些育种实例你还能说出哪些育种实例

3、?想一想：植物杂交育种的方法想一想：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选优选优练习练习 1.杂交育种的遗传学原理是（杂交育种的遗传学原理是（ ）A：基因突变：基因突变 B.基因重组基因重组C.染色体变异染色体变异 D.生物杂交生物杂交2.我我 国科学家袁隆平多年来一直坚持的水稻育种国科学家袁隆平多年来一直坚持的水稻育种方法是（方法是（ ）A单倍体育种单倍体育种 B.多倍体育种多倍体育种C.杂交育种杂交育种

4、 D.诱变育种诱变育种3.用高杆抗病小麦和矮杆抗病小麦品种时，检测用高杆抗病小麦和矮杆抗病小麦品种时，检测基因型的最简单方法是（基因型的最简单方法是（ ）A.连续自交连续自交 B.连续测交连续测交 C.秋水仙素诱导秋水仙素诱导 D.显微镜观察显微镜观察BCA 我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，取得了骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。取得了骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。水稻产量从原来的每公顷水稻产量从原来的每公顷45004500多千克增加到多千克增加到75007500千克。从千克。从19761976年到年到

5、19981998年，累计增产粮食年，累计增产粮食3.53.5亿吨，平均每年多解亿吨，平均每年多解决约决约60006000万人的粮食问题。近年来，全国杂交水稻年种植万人的粮食问题。近年来，全国杂交水稻年种植面积面积2 24 4亿亩左右，全中国年增产的稻谷可以养活亿亩左右，全中国年增产的稻谷可以养活70007000多多万人口。万人口。70007000万意味着什么？每个人都能掂出其中分量。万意味着什么？每个人都能掂出其中分量。中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛中国荷斯坦牛是将国外的荷斯坦中国荷斯坦牛是将国外的荷斯坦弗里生牛引种后，与弗里生牛引种后，与我国黄牛进行杂交和选育，逐渐

6、形成的优良品种。这种我国黄牛进行杂交和选育，逐渐形成的优良品种。这种牛的泌乳期可达牛的泌乳期可达305d305d，年产乳量可达，年产乳量可达6300kg6300kg以上。以上。杂交育种优点：杂交育种优点：缺点缺点:1只能利用已有基因的重组，按需选择，只能利用已有基因的重组，按需选择，不能创造新的基因不能创造新的基因2杂交后代会出现性状分离，进行纯化时杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工作量大，过程复杂。工作量大，过程复杂。使位于不同个体的优良性状集中使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上于一个个体上 杂种优势杂种优势基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种第基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂

7、种第一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。如优于两个亲本的现象。如骡子一、概念：一、概念： 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中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。在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。二、依据原理：二、依据原理： 基因重组基因重组三、常用方法：三、常用方法：杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 四、优点：四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个将不同个体的优良性状集中到一个个体上体上五、缺点：五、缺点：育种时间长育种时间长点滴收获之点滴收获之1：杂交育种：杂

8、交育种结合上述几个实例，请总结出有关杂交育种以下问题？结合上述几个实例，请总结出有关杂交育种以下问题？杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？要时间相对要短的育种方法呢？ 资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自变成了现实。自19871987年以来，中国利用自己研制的返回年

9、以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试次航天育种搭载试验，试验品种达验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。变。 据统计，航天育种变异率达据统计，航天

10、育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬（蔬菜），生育期变异为菜），生育期变异为3 3天天1010天。天。1 1 、太空莲太空莲3 3号中有没有产生新基因？号中有没有产生新基因？ 2 2、诱发基因突变的条件有哪些？、诱发基因突变的条件有哪些？ 3 3、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？ 4 4、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？ 答案：答案： 1 1、有新基因产生。、有新基因产生。 2 2、微重力、宇宙射线、重粒子、微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空

11、。变化磁场和高真空。 3 3、可以提高突变率，或大幅度、可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。地改良某些品种。 4 4、物理因素、化学因素和生物因素。、物理因素、化学因素和生物因素。太空船把太空船把20002000颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇宙里经过了颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇宙里经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很少一部分只有很少一部分能够发育能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育或并不是我们希成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育或并不是我们希望得到的优良性状。科研人员望得到的优良性状。科研人员经过经过3个月的种植

12、个月的种植，长出，长出150公斤各公斤各种颜色的大南瓜。种颜色的大南瓜。 一、概念：一、概念： 利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、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。理生物，使生物发生基因突变。二、依据原理二、依据原理： 基因突变基因突变三、常用方法三、常用方法：辐射诱变、激光诱变、作物空间技术辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种育种四、优点四、优点： 可以提高突变率，加速育种过程，大幅度可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种地改良某些品种,产生前所未有的性

13、状。产生前所未有的性状。五、缺点五、缺点 有利变异少，须大量处理实验材料有利变异少，须大量处理实验材料点滴收获之点滴收获之2：诱变育种：诱变育种l黑龙江农科院的黑龙江农科院的60Co射线温室射线温室 当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了空周游了115115小时小时3232分钟，返回地球后，搭载单位的科分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它

14、们进行有关试验。研人员将继续对它们进行有关试验。 回答：回答：（1 1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的的 辐射后，其辐射后，其 发生变异。请预测可能产发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益生的新的变异对人类是否有益? ? ，你判断的理由，你判断的理由是是_。（2 2）试举出这种育种方法的优点：）试举出这种育种方法的优点： 。 宇宙射线等宇宙射线等 基因基因 不一定不一定 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 变异频率高，大幅度改良某

15、些性状变异频率高，大幅度改良某些性状 l农作物新品种的培育农作物新品种的培育l新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如如“黑农五号黑农五号”大豆，产量提高了大豆，产量提高了16%，含油，含油量比原来提高了量比原来提高了2.5%。六、应用六、应用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。1943年从自然界分离出来年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素的青霉菌只能产生青霉素20单位单位/mL。后来人。后来人们对青霉菌多次进行们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及射线、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霉素的产量已达到5000060000单位单位/mL。诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。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。择的机会。 杂交育种杂交育