從雜交育種到誘變育種

.,設(shè)想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況:品種A籽粒多，但不抗黑粉病；品種B籽粒少，但抗黑粉病。討論：你用什么方法把兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能去掉缺點(diǎn)？,黑粉病,第一節(jié)雜交育種與誘變育種,.,原理：利用生物的變異，通過長期選擇，汰劣留良，培養(yǎng)出優(yōu)良品種。不足：育種周期長，可選擇的范圍有限。,一、古代人類的育種方式選擇育種,.,二、雜交育種,1、概念,雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種（穩(wěn)定遺傳）的方法。,3、方法：,雜交自交(選優(yōu)自交)若干次,純種,2、原理：基因重組,.,5、不足：雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能產(chǎn)生新的基因；雜種后代出現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜。,4、應(yīng)用：可用于農(nóng)作物品質(zhì)的改良、產(chǎn)量的提高，培育新品種；也用于家禽、家畜的育種。,.,例如：如何利用純種的高稈抗銹病(DDRR)和矮稈不抗銹病(ddrr)的水稻植株獲得優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的品種。,第一步：先雜交得到高抗植株；第二步：讓高抗植株自交，后代出現(xiàn)性狀分離，從中選擇矮抗植株；第三步：將矮抗植株連續(xù)自交直至不再發(fā)生性狀分離為止。,PDDRRddrr,.,F1:DdRr,像這樣顯性性狀是優(yōu)良性狀，采用雜交育種必須連續(xù)自交45代后種子才相對較純，育種年限至少5年。,.,雜種優(yōu)勢：是指基因型不同的親本相互雜交產(chǎn)生的雜種一代，在生長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢在F1代表現(xiàn)最明顯。例如：我國勞動(dòng)人民用馬（64條染色體）和驢（62條染色體）雜交獲得體力強(qiáng)大，耐力好的雜種騾（63條染色體）。,雜種優(yōu)勢主要利用雜種F1代的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。需年年制種。如水稻和玉米的雜優(yōu)種，每年農(nóng)科站都有供應(yīng)。,.,三、誘變育種,（1）概念：人工利用物理因素（如X射線、射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。,（2）優(yōu)點(diǎn)：能提高突變率，產(chǎn)生新基因；在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。,（3）應(yīng)用農(nóng)作物新品種的培育，新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。如“黑農(nóng)五號”大豆，產(chǎn)量提高了16%，含油量比原來提高了2.5%。,.,誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，還采用太空育種。,太空育種主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球能達(dá)到的高空環(huán)境，通過強(qiáng)輻射、微重力和高真空等條件使植物種子的基因發(fā)生基因突變的作物育種新技術(shù)。,我國已培育成功許多太空作物：,.,太空椒普通椒,.,用于微生物育種：例如青霉素高產(chǎn)菌株的選育。1943年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來人們對青霉菌多次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到5000060000單位/mL。,中間為青霉菌，周圍是細(xì)菌。,.,（4）局限性：誘變育種的方向難以掌握，誘變體難以集中多個(gè)理想性狀。,（5）克服方法：要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會。,原因：基因突變是隨機(jī)不定向的。,討論：怎樣克服？,除了雜交育種和誘變育種之外我們前面還學(xué)過什么育種方式？,.,萌發(fā)的種子、幼苗,秋水仙素處理,染色體加倍、不分離,多倍體,（1）方法：,用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,（2）原理：,秋水仙素能抑制紡錘體形成。,人工誘導(dǎo)多倍體育種:,.,二倍體植株,單倍體植株,人工誘導(dǎo)染色體加倍,恢復(fù)成二倍體植株,（純合體）,自交,純合體,單倍體育種的過程：,花藥離體培養(yǎng),（秋水仙素或低溫處理幼苗）,優(yōu)點(diǎn)：,明顯縮短育種年限；自交后代不會發(fā)生性狀分離。,AaBb,AABBaaBBAAbbaabb,ABaBAbab,.,例如：有兩個(gè)純種小麥，一個(gè)是高稈（D）能抗?。═）；另一種是矮稈（d），易染銹?。╰)，如何培育成符合生產(chǎn)要求的新品種？,如果進(jìn)行雜交育種需幾年，如何進(jìn)行？,P高稈抗銹病(DDTT)X矮稈易染銹?。╠dtt),F1高稈抗銹病(DdTt),F2高、抗高、易染矮稈抗銹病矮、易染,自交,自交,F3矮稈抗銹病(ddTT),DT,Dtt,ddT,ddtt,.,P高稈抗銹病(DDTT)矮稈易染銹?。╠dtt),F1高稈抗銹病(DdTt),花粉（DT、dT、Dt、dt),花藥離體培養(yǎng),純種矮稈抗銹病(ddTT),單倍體植株（DT、dT、Dt、dt),秋水仙素處理（染色體加倍）,如果采用單倍體育種，則需幾年？如何進(jìn)行？,幾年時(shí)間？,.,基因重組,基因突變,染色體變異（成倍減少）,染色體變異（成倍增加）,雜交,用物理或化學(xué)方法處理生物,花藥離體培養(yǎng)單倍體秋水仙素處理純種,秋水仙素處理,使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上,提