杂交育种与诱变育种课件(公开课)-PPT.ppt

杂交育种与诱变育种课件(公开课)古人驯化野生动物家禽、家畜古人驯化野生动物家禽、家畜植植物物驯驯化化自然变异自然变异长期人工选择长期人工选择原理缺点缺点2 可选择的范围有限1 育种周期太长选择育种：选择育种：利用利用生物的自然变异，生物的自然变异，通过长期选择，通过长期选择，汰劣留良，培养汰劣留良，培养出优良品种。出优良品种。玉米玉米 品种品种A A子粒多，但不抗黑粉病，子粒多，但不抗黑粉病，品种品种B B子粒少，但抗黑粉病。子粒少，但抗黑粉病。假如你是育种专家，你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？现有纯合的高秆抗锈病的小麦（现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddtt）。如果）。如果你是育种工作者，你应该怎样操作才能你是育种工作者，你应该怎样操作才能得到矮秆抗病（得到矮秆抗病（ddTTddTT）的优良品种？）的优良品种？高抗高抗 矮不抗矮不抗F F1 1 高抗高抗DDTTDDTTddttddttDdTtDdTtddTtddTt9 9高抗高抗 3 3高不抗高不抗 3 3矮抗矮抗 1 1矮不抗矮不抗ddTTddTT矮抗矮抗ddTTddTTddTtddTt矮抗矮抗ddTTddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTTddTTddTtddTt杂交杂交自交自交选优选优自交自交F F3 3选优选优假如从播种到收获种子假如从播种到收获种子要一年，那么培育出一要一年，那么培育出一个能稳定遗传的纯种矮个能稳定遗传的纯种矮抗小麦至少要抗小麦至少要5 56 6年年F F2 2试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE）和短）和短毛折耳猫（毛折耳猫（bbeebbee），你能否培育出能稳定），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（遗传的长毛折耳猫（BBeeBBee）？）？长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点长毛立耳长毛立耳 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BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F F1 1中中雌雄交配雌雄交配选优选优测交测交 F3长折长折 短折短折比植物杂交育种所需年限短比植物杂交育种所需年限短一、杂交育种一、杂交育种1 1 1 1、概念、概念、概念、概念2 2 2 2、原理、原理、原理、原理3 3 3 3、方法、方法、方法、方法例如：高产、矮秆水稻的培育例如：高产、矮秆水稻的培育 抗病、矮抗病、矮秆小麦的培育秆小麦的培育4 4 4 4、应用应用应用应用杂交杂交 自交自交 选优选优 自交自交 纯合子的纯合子的优良品种优良品种多次多次杂交水稻之父：袁隆杂交水稻之父：袁隆平平,从从19761976年到年到20062006年，年，累计增产粮食累计增产粮食52005200多多亿公斤，平均每年解亿公斤，平均每年解决决6006000 0万人的粮食问万人的粮食问题。题。中国荷斯坦牛：中国荷斯坦牛：荷斯坦荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交选育后弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。逐渐形成的优良种。泌乳期可达泌乳期可达305305天，年产乳量可达天，年产乳量可达6300kg6300kg以上以上 。荷斯坦牛荷斯坦牛中国黄牛中国黄牛5 5 5 5、优点、优点、优点、优点6 6 6 6、缺点、缺点、缺点、缺点1.育种所需时间较长（一般需育种所需时间较长（一般需56年）年）2.只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。使不同个体的优良性状集中于一个个体上使不同个体的优良性状集中于一个个体上（“集优集优”）；）；例：我国运用返回式运载卫星搭载水例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达穗长粒大，亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增加蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。请回答：天。请回答：(1)(1)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的作用，各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。使基因的分子结构发生改变。二、诱变育种二、诱变育种（1 1）概念：人工利用物理因素（如）概念：人工利用物理因素（如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝射线、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，使生物发生酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。基因突变。（3 3）优点：能提高突变率，产生新基因；在较）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。短时间内获得更多的优良变异类型。（2 2）原理：）原理：基因突变基因突变（3 3）应用：）应用：农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、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。产量高、品质好等优点。黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成培育成“黑农五号黑农五号”大豆品种，含大豆品种，含油量比原来的品种提高了油量比原来的品种提高了2.5%2.5%，大，大豆产量提高了豆产量提高了16%16%。黑农五号黑农五号”大豆大豆用于微生物育种：用于微生物育种：例如青霉素高产菌株的选育。例如青霉素高产菌株的选育。19431943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素年从自然界分离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、紫外线射线、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前青霉素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。中间为青霉菌，周围是细菌。诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用还采用太空育种太空育种。太空育种主要是利用返回太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过强辐射、的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件使微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。突变的作物育种新技术。我国已培育成功我国已培育成功许多太空作物：许多太空作物：甘肃种植的太空育种的蔬菜“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜太空水稻搭载前后株系对比太空育种辣椒 太空黄瓜太空黄瓜（4 4）局限性：）局限性：（5 5）克服方法：）克服方法：原因：基因原因：基因突变是随机突变是随机不定向的。不定向的。诱变育种的诱变育种的方向方向难以掌握，诱变体难以集难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱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。变后代的群体，增加选择的机会。萌发的种子、幼苗萌发的种子、幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍、不分离染色体加倍、不分离多倍体多倍体（1 1）方法）方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（2 2）原理：）原理：染色体变异染色体变异三、人工诱导多倍体育种三、人工诱导多倍体育种:四、单倍体育种四、单倍体育种方法：花药离体培养方法：花药离体培养DDTTDDTTDdTtDdTt花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体幼苗单倍体幼苗单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理DDTT,DDtt,ddTT,ddtt DDTT,DDtt,ddTT,ddtt 二倍体植株二倍体植株二倍体植株二倍体植株筛选所需的品种筛选所需的品种筛选所需的品种筛选所需的品种ddttddttDT Dt dT dtDT Dt dT dt杂交杂交矮抗（矮抗（矮抗（矮抗（ddTTddTTddTTddTT）小麦的培育）小麦的培育）小麦的培育）小麦的培育减数分裂减数分裂优点：优点：明显缩短育种年限；自交后明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。代不会发生性状分离。杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点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（成倍减少）（成倍减少）染色体变异染色体变异（成倍增加）（成倍增加）杂交杂交自交自交选优选优自交自交（至纯种（至纯种）用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种用秋水仙用秋水仙素处理萌素处理萌发的种子发的种子或幼苗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率，提高变异频率，加速育种进程加速育种进程有利变异少，有利变异少，需大量处理供需大量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限，育种时年限，育种时间较短。间较短。技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强与杂交育种与杂交育种配合；获得配合；获得的新品种发的新品种发育延迟育延迟育种时间最长育种时间最长总结总结练习练习:请写出下面各项培育方法：请写出下面各项培育方法：（1 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）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是_。（2 2）用）用6060Co Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。（4 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，）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质上属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，）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，所用方法是培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6 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）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，这种方法是早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育单倍体育 诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种 诱变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种1.60Co是典型的是典型的放射源，可用于作放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。培养的棉花品种中栽培面积最大。射线处理后主要引起射线处理后主要引起，从而产生可遗传的变异。除，从而产生可遗传的变异。除射射线外，用于诱变育种的其他物理诱线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有变因素还有、和和。基因突变基因突变x射线射线紫外线紫外线激光激光2 2、下列表示某种农作物下列表示某种农作物和和两种品种分别培育出两种品种分别培育出三三 种品种种品种,根据上述过程根据上述过程,回答下列问题回答下列问题:AABB aabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用用和和培育培育所采用的方法所采用的方法称为称为_,方法方法称为称为 _,由由和和 培育培育所依据的原理是所依据的原理是_.用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,由由培育成培育成的过程中用化学药剂的过程中用化学药剂_处理处理的幼苗的幼苗,方法方法和和合合 称为称为_育种育种.其优点是其优点是_.由由培育出培育出的常用方法是的常用方法是_,形成的形成的 叫叫_。依据的原理是。依据的原理是_。杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素单倍体单倍体明显缩短育种年限明显缩短育种年限用秋水仙素处理用秋水仙素处理多倍体多倍体染色体变异染色体变异 3 3、杂交育种所依据的主要遗传学原理是、杂交育种所依据的主要遗传学原理是（）A.A.基因突变基因突变 B.B.基因自由组合基因自由组合 C.C.染色体交叉互换染色体交叉互换 D.D.染色体变异染色体变异 B B4.运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类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（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培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理原理B B 5.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构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：（的育种方法是：（）A A、杂交育种、杂交育种 B B、诱变育种、诱变育种 C C、单倍体育种、单倍体育种 D D、多倍体育种、多倍体育种6.6.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：（的原有性状，其原因是：（）A A、提高了后代的出苗率、提高了后代的出苗率 B B、产生的突变全部是有利的、产生的突变全部是有利的 C C、提高了后代的稳定性、提高了后代的稳定性 D D、能提高突变率以供育种选择、能提高突变率以供育种选择 B BD D 7 7通过诱变育种培育的是（通过诱变育种培育的是（）A.A.三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜 B.B.青霉素高产菌株青霉素高产菌株 C.C.二倍体无子番茄二倍体无子番茄 D.D.八倍体小黑麦八倍体小黑麦B