2016生物育种专题复习 课件2.ppt

1、生物育种专题复习,植物育种的方式及过程,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,古人驯化野生动物家禽、家畜,植 物 驯 化,选择育种,自然变异,人工选择,原理,？,缺点,2 可选择的范围有限,1 育种周期太长,荷斯坦弗里生牛,中国黄牛,中国荷斯坦牛,（ 泌乳期305 d，年产乳量6300 kg以上 ),玉米品种A子粒多，但不抗黑粉病，品种B子粒少，但抗黑粉病。,1 用什么方法既把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？,2 预计实际操作中可能会遇到那些困难？怎样解决这些困难？,3 规范的育种方案该如何表示？,4 你还能说出哪些杂交育种实例？,你知道我国在杂交育种

2、方面的哪些伟大成就？,袁隆平,“三系杂交稻”,“二系杂交稻”,“超级杂交稻”,水稻之父,中国于年提出超级杂交水稻培育计划。推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活6000多万人口。到2004年底止，杂交水稻在中国已累计推广约3亿公顷，增产稻谷约4.5亿吨，成为中国解决粮食问题的关键技术。,水稻产量对比,贡献,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

3、世界粮食短缺问题作出了贡献。,李登海,玉米之父,选育的紧凑型玉米新品种 掖单13号在2004年2月20日荣获国家科技进步一等奖,06年度国家最高科学技术奖-李振声院士,陕西有句民谣“要吃面，种小偃”，小偃 是种抗病强、 产量高的小麦,生物性状改造的几种常用方法,复习目标： 1将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知 识梳理出来形成知识体系。 2利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因 工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有 优良性状的新品种的育种方法。 3通过试题分析、练习提高审题解题能力。,小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（D

4、DTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？,想一想：植物杂交育种的方法, 高抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,杂交,F3,3现有黑色短毛免（BBEE）和褐色长毛免（bbee），两对等位基 因位于两对同源染色体上，问怎样育成能稳定遗传的黑色长毛免。,P BBEE bbee 亲本杂交 黑短 褐长 F1 BbEe 让F1代雌雄个体间杂交 F2 B_E_ B_ee bbE_ bbee 黑长 褐长,选黑色长毛兔和褐色长毛兔测交： 如果后代全为黑色长毛兔，则被检测的黑色长毛兔为纯 合

5、体，能稳定遗传，符合育种要求。 如果后代出现性状分离，则被检测的黑色长毛兔不符合 育种要求，淘汰。,长毛立耳 短毛折耳,BBEE,bbee,长立 长折 短立 短折,杂交,F1间交配,选优,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。,注意,例2、玉米是雌雄同株的植物，正常植株的基因型为A B ，基因 型为aa的植株不能长出雌花序而成为雄株，因此雄株的基因 型为aaB ；基因型为bb的植株雄花序变成雌花序而成为雌株， 因此，雌株的基因型为A bb，基因型为aabb的植株顶端长出 的也是雌花序成为雌株。请分析回答下列问题：,正常株(A B ),雄株

6、(aaB ),雌株(A bb ),雌株(aabb ),（1）育种工作者选用上述材料做亲本，杂交后 得到下表中结果：,请你写出亲本的基因 型：1 、 2 。, AaBb aabb,或 Aabb aaBb,(2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要应用价 值，可免除雌雄同株时杂交育种必须去雄的麻烦。 选育的纯合子雄株和雌株，应确保其杂交后代都 是正常株，以符合生产要求。那么，选育的纯合 子雄株的基因型应为 ，纯合子雌株的基 因型应为 。,aaBB,AAbb,(3) 已知大田中正常植株都是杂合子，请你利用这种正常 植株设计一个育种程序，选育出符合生产要求的纯合子 雄株和雌株。（提示：常规的杂交育种方

7、法很难选出 符合要求的植株，用单倍体育种与杂交育种相结合的 方法，容易达到育种 的目的。）,亲本： AaBb正常株,减数分裂,二倍体植株 AABB AAbb aaBB aabb 正常株 雌株 雄株 雌株,配子（花粉粒） AB Ab aB ab,花药离体培养,单倍体幼苗 AB Ab aB ab,秋水仙素处理,思考与讨论,有没有能出现意想不到的结果，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，分析比较杂交育种方法的不足。,杂交育种只能利用已有基因的重组，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

8、象，育种进程缓慢，过程繁琐。,太空番茄,太空南瓜,太空育种,太空椒,太空育种,二、诱变育种,能提高突变率，产生新基因和新的性状，加速育种进程。在较短时间内获得更多的符合人类需要的优良变异类型。,利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。,基因突变,3、方法：,1、概念：,2、原理：,4、优点：,物理、化学方法处理生物，再选择符合要求的变异类型,基因突变的应用:,农作物新品种的培育 用于微生物育种,例如青霉素的选育。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

9、霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位/mL。,基因工程育种,提取耐贮藏基因,耐贮藏基因与运载体结合,重组DNA分子导入农杆菌,该农杆菌去感染番茄体细胞,组织培养,选择所需 植株,单倍体育种遗传图解：,若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?,选育出需要的矮抗品种,杂交育种,ddTT,F3,单倍体育种,人工诱变 + 单倍体育种,早熟品种(aa),花药离 体培养,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,早熟品种(AA),秋水仙素处理,运用知识解决问题：,问题1：番茄是一种营养丰富、经济价

10、值很高的果蔬，深受人们的喜爱。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。思考： （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？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？ （用文字简要描述获得过程即可）,(2) 如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？简述其过程？,AABBdd,AAbbDD,（A）,（B）,AABbDd,aaBBDD,AaBbDd,aabbdd（种子）,aabbd

11、d（植株 ）,配子,abd,abd（单倍体幼苗）,aabbdd（植株 ）,减数分裂,秋水仙素 处理,花药离体培养,第一年,第二年,第三年,第四年,第三年,（C）,异源多倍体育种基本过程：,问题： 为什么异源二倍体不育而异源四倍体可育？,同源多倍体育种基本过程：,多倍体育种典型例题分析：,应用举例1 :,问题3：番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题，研究者发现，一种耐贮藏基因能使果实长期贮藏。如果你是育种专家，你将如何育种？,思路一：通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。 （1）飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么? （2）这些番茄返回地面后，是否均可产生耐储藏变

12、异？为什么？,种子萌发后进入细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响而发生基因突变,不会。 变异是不定向的,（3）将植物经太空返回地面后种植，发现该植物不耐贮存的性状（假设为隐性性状）突变为耐贮存性状（假设为显性性状）。 表现为耐贮存性状的种子能否大面积推广？说明理由。 简要叙述获得该显性耐贮存优良品种的步骤,不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。,方案一：a、 种植后对花粉进行离体培养，得单倍体；b、单倍体幼苗用秋水仙素处理，获得纯合体；c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。 方案二：a、 将变异后的显性个体自交培养；b、选择后代中的显性个体连续自交；c、选择不再发生性状

13、分离的显性个体的种子作优良品种,思路二：假设在某种植物体内有一种耐贮藏基因。你还能运用什么育种方法，简要说明过程？,提取耐贮藏基因,耐贮藏基因与运载体结合,重组DNA分子导入农杆菌,该农杆菌去感染番茄体细胞,组织培养,选择所需 植株,杂种细胞,番茄细胞(2n),甜椒细胞(2n),原生质体,正在融合的原生质体,4n,原生质体融合合,组织培养,植物细胞工程（植物体细胞杂交）育种,去壁,核移植技术,1.克隆羊培育过程,另一头绵羊的子宫,胚胎移植技术,胚胎移植的基本程序如下（以牛胚胎移植为例）,练习1：以下是五种不同育种方法示意图，请据图回答：,（1）图中A D表示的育种方法称为 ，其依据的原理是 ；

14、 A B C表示的育种方法称为 ， 与A D的相比较，其优越性在于 。,（2）图中E过程对种子或幼苗进行相关处理的最佳作用时期是 ，请列举一种能引起E过程变化的物理因素 ；F过程最常用的一种化学试剂的作用原理是 。,（3）图中 G J过程中涉及到的生物技术有 ，该育种方法与前面几种育种方法相比较，具有的优点是 。,问题情境1：,现有一种西瓜个大，但甜味不够，基因型是AaBb。你能用哪些方法培育出既大又甜的优良纯种西瓜（AAbb）？你选用的育种方法是 ，育种原理为 。,杂交育种遗传图解：,单倍体育种缩短育种年限 杂交育种操作简单,下面我们分别用杂交育种和单倍体育种的方法来培育所需的西瓜品种，请同

15、学们用遗传图解写出育种程序。,问题情境2：,问：若在此基础上要进一步培育得到无籽西瓜（AAAbbb）,还需培育 年？,问题情境3:,问:获得该无籽西瓜后，若欲大量栽培，应该采用怎样的培育方法？,问题情境4:,问:若用亲缘关系较远的两种植物作为育种材料，培育出具有两者遗传特性的植物新品种，该如何育种？请简述育种方案。,杂交育种,基因重组,杂交 自交 选种 自交,“集优”，操作简单,基因突变,物理方法：激光或辐射等 化学方法：化学药剂处理,提高变异频率，大幅度改良某些性状,染色体变异,花药离体培养，后人工诱导加倍,缩短育种年限,染色体变异,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,器官大，营养物质含量高,细

16、胞的全能性,去细胞壁 诱导融合 组织培养,目的性强，克服远缘杂交不亲和的障碍,基因重组,基因工程操作,目的性强，克服远缘杂交不亲和的障碍,操作最简易育种方法： 快速育种方法： 创造新性状育种方法： 种间育种法：,杂交育种,单倍体育种,诱变育种,生物工程育种,5、下面为六种不同的育种方法。据图回答：,亲本（X）,A,F1,F2,D,Fn,选择稳定 品种,单倍体 植株,纯合体,纯合二倍体种子长出的植株,C,B,种子或幼苗,具有新基因的种子或幼苗,E,染色体加倍的种子或幼苗,F,种子或幼苗,植物细胞,其他生物基因,新细胞,愈伤组织,胚状体,人工种子,植物 细胞A,植物 细胞B,杂种细胞,愈伤组织,分

17、化出幼苗,G,H,I,J,K,L,M,1,2,3,4,6,5,新品种,(1)图中A至D方向所示的途径表示 育种方式，这 种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 。,杂交,从F2开始发生性状分离,5、下面为六种不同的育种方法。据图回答：,亲本（X）,A,F1,F2,D,Fn,选择稳定 品种,单倍体 植株,纯合体,纯合二倍体种子长出的植株,C,B,种子或幼苗,具有新基因的种子或幼苗,E,染色体加倍的种子或幼苗,F,种子或幼苗,植物细胞,其他生物基因,新细胞,愈伤组织,胚状体,人工种子,植物 细胞A,植物 细胞B,杂种细胞,愈伤组织,分化出幼苗,G,H,I,J,K,L,M,1,2,3,4,

18、6,5,新品种,(2) B 常用的方法为 。,(3) E方法所用的原理是 ，所用的方法如 、 、 。,辐射诱变,花药离体培养,基因突变,激光诱变,化学试剂诱变,5、下面为六种不同的育种方法。据图回答：,新品种,（4）C、F过程最常用的药剂是 ，其作用的原理 是 。,秋水仙素,抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍,（5）由G到H过程中涉及的生物技术有 和 。,基因工程（DNA重组技术）,植物组织培养,亲本（X）,A,F1,F2,D,Fn,选择稳定 品种,单倍体 植株,纯合体,纯合二倍体种子长出的植株,C,B,种子或幼苗,具有新基因的种子或幼苗,E,染色体加倍的种子或幼苗,F,种子或幼苗,植物细胞,其

19、他生物基因,新细胞,愈伤组织,胚状体,人工种子,植物 细胞A,植物 细胞B,杂种细胞,愈伤组织,分化出幼苗,G,H,I,J,K,L,M,1,2,3,4,6,5,5、下面为六种不同的育种方法。据图回答：,（6）KLM这种育种方法的优越性表现在 。,克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围,新品种,亲本（X）,A,F1,F2,D,Fn,选择稳定 品种,单倍体 植株,纯合体,纯合二倍体种子长出的植株,C,B,种子或幼苗,具有新基因的种子或幼苗,E,染色体加倍的种子或幼苗,F,种子或幼苗,植物细胞,其他生物基因,新细胞,愈伤组织,胚状体,人工种子,植物 细胞A,植物 细胞B,杂种细

20、胞,愈伤组织,分化出幼苗,G,H,I,J,K,L,M,1,2,3,4,6,5,巩固练习：,1下列关于育种原理的几种说法，不正确的是 （ ） A育种的过程是一个选择的过程，选择方向与自然选择有所不同 B育种的过程是一个选择的过程，选择方向与自然选择相同 C能够创造出新品种甚至新类型的重要方法是诱变 D育种是对变异人工进行定向选择的过程,B,2用生长素处理获得无籽番茄和用多倍体育种获得无籽西瓜， 下列有关的叙述正确的是 （ ） A生长素处理获得番茄无籽的变异属于不能遗传的变异 B无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无籽果实 C三倍体西瓜无籽的变异属于不能遗传的变异 D无籽番茄属于单倍体植物,A,4小麦

21、品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆 （aa）、抗病（BB）的小麦新品种马铃薯品种是杂合体 （有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块 茎繁殖，现要选育黄肉（Yy），抗病（Br）的马铃薯 新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马 铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以 简要说明。（写出包括亲本在内的三代即可）,P AABB aabb,P Yyrr yyRr,小麦,马铃薯,杂交自交选优自交（测交）,一、杂交育种,能集中位于不同品种中的优良性状。即“集优”,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

22、。,基因重组,3、方法：,1、概念：,2、原理：,4、优点：,三. 多倍体育种：,育种原理：,技术手段：,染色体数目变异,优 点：,缺 点：,技术较复杂，常用于植物。,用一定浓度的秋水仙素处理花粉、萌发的 种子或幼苗。,可短时间培育出生物新品种。,杂交,辐射、射线 化学药剂,秋水仙素,花药离 体培养,基因重组,基因突变,染色体变异,可以集中两 个亲体的优 良性状,育种年限缩 短，改良某 些性状,果大，茎秆 粗，营养物 丰富,年限短，易稳定,时间长,有利不多， 需大量处理,发育迟 结实低,高度不育 植株弱小,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

23、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,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,早熟品种(AA),秋水仙素处理,5、下面为六种不同的育种方法。据图回答：,亲本（X）,A,F1,F2,D,Fn,选择稳定 品种,单倍体 植株,纯合体,纯合二倍体种子长出的植株,C,B,种子或幼苗,具有新基因的种子或幼苗,E,染色体加倍的种子或幼苗,F,种子或幼苗,植物细胞,其他生物基因,新细胞,愈伤组织,胚状体,人工种子,植物 细胞A,植物 细胞B

24、,杂种细胞,愈伤组织,分化出幼苗,G,H,I,J,K,L,M,1,2,3,4,6,5,新品种,(1)图中A至D方向所示的途径表示 育种方式，这 种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 。,杂交,从F2开始发生性状分离,5、下面为六种不同的育种方法。据图回答：,亲本（X）,A,F1,F2,D,Fn,选择稳定 品种,单倍体 植株,纯合体,纯合二倍体种子长出的植株,C,B,种子或幼苗,具有新基因的种子或幼苗,E,染色体加倍的种子或幼苗,F,种子或幼苗,植物细胞,其他生物基因,新细胞,愈伤组织,胚状体,人工种子,植物 细胞A,植物 细胞B,杂种细胞,愈伤组织,分化出幼苗,G,H,I,J,K,L,