雜交育種與誘變育種](共32張PPT)

1、 設(shè)想你是一位玉米育種專設(shè)想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況家，遇到這樣的情況:品種品種A籽籽粒多，但不抗黑粉?。黄贩N粒多，但不抗黑粉??；品種B籽粒少，但抗黑粉病。籽粒少，但抗黑粉病。討論：討論： 你用什么方法把兩個品種你用什么方法把兩個品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能缺點(diǎn)去掉？缺點(diǎn)去掉？黑粉病黑粉病第一節(jié)第一節(jié) 雜交育種與誘變育種雜交育種與誘變育種教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)【知識方面】【知識方面】1.舉例說明生物變異在育種上的應(yīng)用舉例說明生物變異在育種上的應(yīng)用2.簡述雜交育種和誘變育種的作用及其局限性簡述雜交育種和誘變育種的作用及其局限性【能力方面】【能力方面】運(yùn)用遺傳和變

2、異原理，解決生產(chǎn)和生活實(shí)際中運(yùn)用遺傳和變異原理，解決生產(chǎn)和生活實(shí)際中的問題的問題 玉米起源于美洲大陸，玉米起源于美洲大陸，15世紀(jì)傳入歐洲，世紀(jì)傳入歐洲，16世紀(jì)經(jīng)葡萄牙傳入中國，現(xiàn)在遍布全世界。世紀(jì)經(jīng)葡萄牙傳入中國，現(xiàn)在遍布全世界。 古印第安人是最早選擇和培育玉米的，古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。（1）古印第安人培育玉米的方法稱為）古印第安人培育玉米的方法稱為（2）這里的）這

3、里的“選擇選擇”的含義是的含義是（3）“用作祭的玉米是在隔離條件下種植的用作祭的玉米是在隔離條件下種植的”其其中中“隔離隔離”作用是作用是（4）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是（5）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的“汰劣留汰劣留良良”這一措施？這一措施？ 古印第安人是最早選擇和培育玉米的，古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。（1）古印第安人培育玉米

4、的方法稱為）古印第安人培育玉米的方法稱為選擇育種選擇育種 。（2）這里的）這里的“選擇選擇”的含義是的含義是汰劣留良汰劣留良。（3）“用作祭的玉米是在隔離條件下種植的用作祭的玉米是在隔離條件下種植的”其其中中“隔離隔離”作用是作用是防止劣質(zhì)玉米與選擇的具有優(yōu)防止劣質(zhì)玉米與選擇的具有優(yōu)良性狀的玉米雜交，使優(yōu)良性狀得到不斷的積累。良性狀的玉米雜交，使優(yōu)良性狀得到不斷的積累。 （4）選擇育種的優(yōu)點(diǎn)是）選擇育種的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單、容易操作。技術(shù)簡單、容易操作。缺點(diǎn)：選擇范圍有限，育種周期長。缺點(diǎn)：選擇范圍有限，育種周期長。 （5）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的“汰劣留汰劣

5、留良良”這一措施？這一措施？一一古代人類的育種方式古代人類的育種方式選擇育種選擇育種原理：原理： 利用生物的變異，通過長期選擇，汰利用生物的變異，通過長期選擇，汰劣留良，培養(yǎng)出優(yōu)良品種。劣留良，培養(yǎng)出優(yōu)良品種。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1周期長周期長2可以選擇的范圍有限可以選擇的范圍有限想一想：想一想：銹病銹病DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交F3選優(yōu)選優(yōu)思考：要培育出思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少的植物品種至少要

6、幾年？要幾年？高桿抗病高桿抗病 矮桿易感病矮桿易感病F1花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體植株幼苗單倍體植株幼苗正常植株正常植株選擇選擇符合要求的品種符合要求的品種秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理幼苗DDTT XddttDdTt1DT : 1Dt : 1dT : 1dt1DDTT：1DDtt：1ddTT：1ddttddTT 矮抗矮抗單倍體育種方法單倍體育種方法依據(jù)原理：依據(jù)原理：染色體變異染色體變異育種年限：育種年限：2 2年年試一試：動物的雜交育種方法試一試：動物的雜交育種方法長毛折耳貓長毛折耳貓短毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓長毛立耳貓長毛立耳長毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳長毛立

7、耳 BbEe長毛立耳長毛立耳 BbEe長立長立 長折長折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折長折 短折短折長折長折 長折長折 短折短折雜交雜交F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)測交測交長折長折 短折短折荷斯坦牛荷斯坦牛中國黃牛中國黃牛 中國荷斯坦牛中國荷斯坦牛 荷斯坦牛與我國黃牛荷斯坦牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)達(dá)305305天，年產(chǎn)乳量天，年產(chǎn)乳量可達(dá)可達(dá)6300kg6300kg以上。以上。二、雜交育種二、雜交育種概念：雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良性概念：雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在

8、一起，再經(jīng)過選擇和培育，狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。獲得新品種的方法。原理：原理：基因重組?；蛑亟M。方法：方法：雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能集中位于不同品種中的優(yōu)良性狀。能集中位于不同品種中的優(yōu)良性狀。應(yīng)用：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。品種；也用于家禽、家畜的育種。 雜交育種的優(yōu)點(diǎn)很明顯，但雜交育種的優(yōu)點(diǎn)很明顯，但實(shí)際操作中會遇到不少困難。請實(shí)際操作中會遇到不少困難。請從雜交后代可能出現(xiàn)的各種類型，從雜交后代可能出現(xiàn)的各種類型，以及育種時間等方面，分析雜

9、交以及育種時間等方面，分析雜交育種方法的不足。育種方法的不足。 雜交育種只能利用已有的基雜交育種只能利用已有的基因重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造因重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程繁瑣。繁瑣。 雜交育種不能創(chuàng)造新的基雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時間要長，那有因，并且所需時間要長，那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時間相對要短的育種并且需要時間相對要短的育種方法呢？方法呢？ 例例2：我國運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返：我國運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回

10、地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達(dá)回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，最高達(dá)，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長期平均縮短生長期平均縮短10天。請回答：天。請回答：（1 1）水稻產(chǎn)生這種變異的來源是：）水稻產(chǎn)生這種變異的來源是： 產(chǎn)生變異的原因是：產(chǎn)生變異的原因是：基因突變基因突變 各種宇宙射線和失重的作用，使基各種宇宙射線和失重的作用，使基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。 （2 2）這種方法育種的優(yōu)點(diǎn)：）這種方法育種的優(yōu)點(diǎn)： 能提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，并能提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀能大幅度改良某些

11、性狀 能引起基因突變的方法有三大類：能引起基因突變的方法有三大類：物理方法有：物理方法有：化學(xué)方法有：化學(xué)方法有：紫外線、紫外線、X射線、激光等射線、激光等亞硝酸、硫酸二乙酯等亞硝酸、硫酸二乙酯等三、誘變育種三、誘變育種概念：利用物理因素（如概念：利用物理因素（如X X射線，紫外線，激光等）射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。基因突變。原理：原理：基因突變基因突變 方法：方法：輻射誘變、激光誘變、化學(xué)誘變。輻射誘變、激光誘變、化學(xué)誘變。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能提高突變率，產(chǎn)生新基因；在較短時間內(nèi)獲得更多能提高突變率，產(chǎn)生

12、新基因；在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。的優(yōu)良變異類型。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：難以控制突變方向，無法將多個優(yōu)良性狀組合；有利難以控制突變方向，無法將多個優(yōu)良性狀組合；有利變異少，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料。變異少，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料。應(yīng)用：應(yīng)用：太空作物的培育太空作物的培育 、青霉菌的選育等。、青霉菌的選育等。人工誘變?nèi)斯ふT變 + + 單倍體育種單倍體育種早熟早熟品種品種(aa)(aa)花藥離花藥離體培養(yǎng)體培養(yǎng)當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！遲熟遲熟品種品種(AA)(AA)雜合雜合子子(Aa)(Aa)人工人工誘變誘變 幼苗幼苗 （A） 幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素處理素處理遲遲熟熟品

13、種品種(AA)(AA)秋水仙秋水仙素處理素處理時間：時間： 在作物方面，應(yīng)用誘變育種我國已培在作物方面，應(yīng)用誘變育種我國已培育出育出100100多種水稻、小麥、玉米、大豆等多種水稻、小麥、玉米、大豆等優(yōu)良品種。優(yōu)良品種。1 1、用射線和其他誘變劑處理大豆，培育、用射線和其他誘變劑處理大豆，培育成了成了“黑農(nóng)五號黑農(nóng)五號”等新品種。這品種含有等新品種。這品種含有改變了的酶系，在同樣的施肥和管理?xiàng)l件改變了的酶系，在同樣的施肥和管理?xiàng)l件下可提高產(chǎn)量下可提高產(chǎn)量16%16%，含油量提高，含油量提高2.52.5。2 2、誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方、誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，還采用法外，

14、還采用太空育種太空育種。太空育種太空育種主要是利用返回主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球能達(dá)到式衛(wèi)星和高空氣球能達(dá)到的高空環(huán)境，通過的高空環(huán)境，通過強(qiáng)輻射、強(qiáng)輻射、微重力和高真空微重力和高真空等條件使等條件使植物種子的基因發(fā)生基因植物種子的基因發(fā)生基因突變的作物育種新技術(shù)。突變的作物育種新技術(shù)。我國已培育成功我國已培育成功許多太空作物：許多太空作物：太空南瓜太空南瓜太空椒太空椒 普通椒普通椒3 3、用于微生物育種：例如青霉素的、用于微生物育種：例如青霉素的選育。選育。19431943年從自然界分離出來的年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素青霉菌只能產(chǎn)生青霉素2020單位單位/mL/mL。后來人

15、們對青霉菌多次進(jìn)行后來人們對青霉菌多次進(jìn)行X X射線射線、紫外線紫外線照射以及綜合處理，培育成照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到產(chǎn)量已達(dá)到50000600005000060000單位單位/mL/mL?；蛑亟M基因重組基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異（成倍減少）（成倍減少）染色體變異染色體變異（成倍增加）（成倍增加）雜交雜交用物理或化學(xué)用物理或化學(xué)方法處理生物方法處理生物花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體單倍體秋秋水仙素處理水仙素處理純種純種秋水仙素秋水仙素處理處理使位于不同使位于不同個體的優(yōu)良個體的優(yōu)良性狀集中于性狀集中于一個個體上一

16、個個體上提高變異頻率提高變異頻率加速育種進(jìn)程加速育種進(jìn)程有利變異少，有利變異少，需大量處理供需大量處理供試材料試材料明顯縮短育種明顯縮短育種年限，育種時年限，育種時間較短。間較短。技術(shù)復(fù)雜，需與技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合雜交育種配合各種器官大、各種器官大、營養(yǎng)成分高、營養(yǎng)成分高、抗性強(qiáng)抗性強(qiáng)與雜交育種與雜交育種配合；獲得配合；獲得的新品種發(fā)的新品種發(fā)育延遲育延遲育種時間最長育種時間最長 1、雜交育種所依據(jù)的原理是什么、雜交育種所依據(jù)的原理是什么 A.基因突變基因突變 B.基因自由組合基因自由組合 C.染色體交叉互換染色體交叉互換 D.染色體變異染色體變異 2、據(jù)你所知道雜交選育新品種之外，雜交

17、的、據(jù)你所知道雜交選育新品種之外，雜交的另一個結(jié)果是獲得另一個結(jié)果是獲得 A.純種純種 B.雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢 C.基因突變基因突變 D.染色體變異染色體變異 3、在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因、在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的育種方法是分子結(jié)構(gòu)的育種方法是 A.雜交育種雜交育種 B.誘變育種誘變育種 C.單倍體育種單倍體育種 D.多倍體育種多倍體育種 4、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是：某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是： A.提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率 B.產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣漠a(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣?C.提高了后代的穩(wěn)定性提高了后代的穩(wěn)定性 D.能提高突變率以供育種選擇能提高突變率以供育種選擇1、 下圖是用某種作物的兩個品種下圖是用某種作物的兩個品種和和分別培育出分別培育出、品品種的示意圖，試分析回答：種的示意圖，試分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用）用和