第1节杂交育种与诱变育种.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,*,锄禾日当午，汗滴禾下土。,谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。,悯农,唐,李绅,第,1,节杂交育种与诱变育种,TangJL,第,6,章从杂交育种到基因工程,一 选择育种,1.,实例,:,农作物 家禽 斗鸡等等,2.,优点,:,保留,强化优良形状,3.,缺点,:,周期长,选择范围有限,即挑选好的品质的个体来传种,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（,DDTT,）和矮秆不抗锈病的小麦（,ddtt,），怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（,ddTT,）？,二 杂交育种,实例,以下是杂交的育种参考方案：,高抗 矮不抗,高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗,ddTT,ddTt,矮抗,ddTT,矮抗,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,自交,选优,自交,F,3,选优,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,(57,年,),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,思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年？,一般,4,年左右,！,注意,1,、动物杂交育种中纯合子的获得不用通过逐代自交，可改为测交。,2,、比植物杂交育种所需年限短。,长毛折耳猫,二,杂交育种,：,1.,定义,:,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,。,2.,遗传学原理：,基因重组,（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）,3.,方法：,连续自交，不断选种。,杂交 自交 选种 自交,.(,选显,),4.,特点：,优点,:,将不同个体的优良性状集中到一个个体上,缺点,:,育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。,5.,成果,:,所见即所得,(,选隐,),中国黄牛,中国荷斯坦牛,荷斯坦牛,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,只能集优不能创优,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，并且需要时间相对要短的育种方法呢？,资料：,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,1987,年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了,11,次航天育种搭载试验，试验品种达,1200,多种。,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（,10,3,克,10,6,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变。据统计，航天育种变异率达,4,以上，株高变异为,40cm,30cm,，果重变异达,70,100,（蔬菜），生育期变异为,3,天,10,天。,神舟六号,1,、,太空莲,3,号中有没有产生新基因？,有新基因产生,2,、诱发基因突变的条件有哪些？,微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空,3,、诱变育种有哪些优点？,可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种,。,4,、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？,物理因素、化学因素和生物因素,白莲,:1994,年江西广昌白莲研究所搭载白莲种子,442,粒，培育出太空莲,3,号等新品种，亩产达,120,千克，比原品种提高,88,，平均粒重,2,2,克，最大为,3,3,克（原品种平均粒重为,1.1,克），超过出口莲子标准。,三诱变育种,1.,定义,:,利用物理因素（如,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.,原理：,基因突变,3.,方法：,辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种,4.,举例：,太空育种、青霉素高产菌株的获得、,“,黑农五号,”,5.,特点：,提高了突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有一定盲目性。,6.,说明：该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等,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。,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。,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。,四,.,几种育种方法的比较,常规育种,诱变育种,多倍体育种,单倍体育种,处理,杂交,用射线、激光、化学药品等处理生物,用秋水仙素处理种子或幼苗,花药离体培养,原理,通过,基因重组,把两亲本的优良性状组合在同一后代中,用人工方法诱发,基因突变,，产生新性状，创造新品种或新类型,抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞,(,染色体变异,),诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体,(,染色体变异,),特点,方法简便，但需较长年限方可获得纯合体,加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利个体往往不多,器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低,缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低,举例,高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种,高产量青霉素菌株的育成,三倍体西瓜、八倍体小黑麦,抗病植株的育成,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：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了,115,小时,32,分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。,回答：,（,1,）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,辐射后，其,发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益,?,，你判断的理由是,_,。,（,2,）试举出这种育种方法的优点：,。,宇宙射线等,基因,不一定,基因突变是不定向的,变异频率高，大幅度改良某些性状,小试身手！,练 习,1,、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。,答,B,2,.,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：,3.,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,4,为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：,已有的材料：,A,小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，,B,小麦的矮秆不抗锈病纯种，,C,水稻的迟熟种子,非生物材料：根据需要自选,（,1,）育种名称：（,2,）所选择的生物材料：（,3,）希望得到的结果：（,4,）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,生物材料：,A,小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，,B,小 麦的矮秆不抗锈病纯种，,C,水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,方案,1,：,（,1,）育种名称：,杂交,育种,（,2,）所选择的生物材料：,A,、,B,。,（,3,）希望得到的结果：,矮秆抗锈病,。,（,4,）预计,F,2,产生这种结果的（所需类型）的几率：,3/16,。,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）,高抗,矮病,F1,高抗,自交,F,2,（高抗、矮抗、高病、矮病）,。,（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,将,F,2,矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。,方案,2,：,（,1,）育种名称：,单倍体,育种,（,2,）所选择的生物材料：,A,、,B,。,（,3,）希望得到的结果：,矮秆抗锈病,。,（,4,）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：,1/4,。,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）,高抗,矮病,F,1,高抗,F,1,花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株,。,（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,挑选矮秆抗锈病的植株即可。,方案,3,：,（,1,）育种名称：,诱变,育种,（,2,）所选择的生物材料：,C,。,（,3,）希望得到的结果：,早熟水稻,。,（,4,）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：,极低或不出现,。,（,5,）写出育种的简要过程（可用图解）,用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变,。,（,6,）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,将处理的水稻种植下去，进行观察，选择早熟的水稻，并纯化。,5,、（,2003,理综高考题）小麦品种是纯合体，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,(,Rr,),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前三代即可）,马铃薯,第一代,yyRr,Yyrr,亲本杂交,第二代,YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr,种植，选黄肉、,抗 病（,YyRr,）,第三代,YyRr,用块茎繁殖,第三代,F,2,A_B_,A_bb,aaB_,aabb,种植,F,2,代，选矮杆、,抗病（,aaB,_,），继,续自交，期望下代,获得纯合体,小麦,第一代,P AABB,aabb,亲本杂交,第二代,F,1,AaBb,种植,F,1,代，自交,练一练：,花生是自花传粉植物。种子粒大,(A),对粒小,(a),为显性，含油少,(B),对含油多,(b),为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种,(,三个品种均为纯合体,),，育种家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：,(1),应选用以上哪两个品种作为杂交亲本,?(2),上述两亲本杂交产生的,F,1,代基因型和表现型是什么,?(3),在,F,2,代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少,?,F,2,代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少,?,粒大含油少品种和粒小含油多品种,AaBb,粒大含油少品种,3/16 1/16,萝卜和甘蓝杂交，得到的种子一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后能产生可育后代，出现这种现象的原因是（）,A,基因的自由组合,B,染色体结构的变异,C,基因突变,D,染色体加倍,D,资料：萝卜和甘蓝是不同属的植物，他们的染色体都是,18,条，但是二者的染色体间没有对应的关系。如果将两者杂交，虽然能够得到杂种，但由于萝卜和甘蓝的染色体之间不能配对，杂种不能产生有功能的配子，因此高度不育。,不过，如果用秋水仙素处理，人工诱导杂种的染色体加倍，就可以得到异源四倍体。这种异源四倍体分别含有两个物种的两套染色体，因此又称为双二倍体。,可惜的是，萝卜甘蓝的根象甘蓝根，叶象萝卜叶，没有经济价值。,资料：八倍体小黑麦的培育：,普通小麦是六倍体,（,AABBDD,），,体细胞中含有,42,条染色体，属于小麦属；,普通小麦的进化经历了漫长的过程，起初一粒小麦（,AA,）和山羊草（,BB,）杂交，不育的后代（,AB,）染色体经自然加倍的异源四倍体二粒小麦（,AABB,），它再与另一种山羊草（,DD,）杂交，杂交种（,ABD,）经自然加倍便形成普通小麦（,AABBDD,），,A,、,B,、,D,分别代表三种植物的一个染色体组，其基数是,7.,黑麦是二倍体,(,RR,），,体细胞中含有,14,条染色体，属于黑麦属。两个不同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数的普通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组（,ABDR,），不可育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组（,AABBDDRR,），而这些染色体来自不同属的物种，所以称它为,异源八倍体小黑麦。,