杂交育种与诱变育种PPT.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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？,2,2,2、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？,4,4,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,3.5x10,8,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。,P DDRR ddrr,F1 DdRr,反馈矫正,F1:,DdRr,D_R_,D_rr,ddR_,ddrr,F2,连续自交直至到不再发生性状分离为止,ddRR(,矮抗,),像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交,4,5,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,长毛立耳 短毛折耳,BBEE,bbee,长毛立耳,BbEe,长毛立耳,BbEe,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,F,1,间交配,选优,测交,F,3,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：,AABB E Ab-,D AaBb F AAbb-,aabb G AAaaBBbb-,（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。,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,F,1,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,F,1,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,50000,60000,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,AABB,aaBB,AAbb aabb,AB,aB,Ab ab,反馈矫正,杂交育种,诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,原理,常用方法,优点,缺点,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.,60,Co,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,60,Co,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,类型,杂交育种,人工诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,原理,常用方法,优点,缺点,实例,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,2,、,下列表示某种农作物和两种品种分别培育出三,种品种,根据上述过程,回答下列问题,:,AABB,aabb,AaBb,Ab,AAaaBBbb,AAbb,用和培育所采用的方法,称为,_,方法,称为,_,由,和,培育所依据的原理是,_.,用培育出的常用方法,是,_,由培育成,的过程中用化学药剂,_,处理的幼苗,方法,和,合,称为,_,育种,.,其优点是,_,_.,由培育出的常用方法是,_,形成的,叫,_,。依据的原理是,_,。,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,D.,诱变育种,B,C,达标测评,9.,在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方法有（）,人工诱导多倍体育种 人工诱变,单倍体育种 用适当浓度的生长素诱导,A,B,C,D,10.,下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 （）,我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛,A.,B.,C.,D.,A,B,达标测评,敬请指导,