雜交育種與誘變育種-優(yōu)質(zhì)課

1、雜交水稻之父雜交水稻之父袁隆平袁隆平第第6 6章章 從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程第一節(jié)第一節(jié) 雜交育種與誘變育種雜交育種與誘變育種問(wèn)題：?jiǎn)栴}：現(xiàn)有一純合高桿高產(chǎn)的水稻品種現(xiàn)有一純合高桿高產(chǎn)的水稻品種（DDTTDDTT），和另一純合矮稈低產(chǎn)水稻品（），和另一純合矮稈低產(chǎn)水稻品（ddttddtt）。）。 如何才能將兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀矮桿（抗如何才能將兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀矮桿（抗倒伏）、高產(chǎn)結(jié)合在一起倒伏）、高產(chǎn)結(jié)合在一起, ,培育出矮稈高產(chǎn)培育出矮稈高產(chǎn)ddTTddTT植株？植株？小組合作探究（一）小組合作探究（一）一、雜交育種一、雜交育種DDTTDDTTddttddttDdTtDdTt

2、ddTtddTt高桿高產(chǎn)、高桿低產(chǎn)、矮桿高產(chǎn)、矮桿低產(chǎn)高桿高產(chǎn)、高桿低產(chǎn)、矮桿高產(chǎn)、矮桿低產(chǎn)ddTTddTT、雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交選優(yōu)選優(yōu)思考：要培育出思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的植物品種一般的植物品種一般需要幾年？需要幾年？連續(xù)自交，直至不出連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止。現(xiàn)性狀分離為止。5-65-6年年原理：原理： 基因重組基因重組優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即個(gè)體上，即“集優(yōu)集優(yōu)”, ,能產(chǎn)生新的基因型。能產(chǎn)生新的基因型。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1 1、育種過(guò)程緩慢，過(guò)程復(fù)雜。、育種過(guò)程緩慢，過(guò)程

3、復(fù)雜。2 2、不能創(chuàng)造新的基因。、不能創(chuàng)造新的基因。概念：概念： 雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀優(yōu)良性狀通過(guò)通過(guò)交配集中在一起，在經(jīng)過(guò)交配集中在一起，在經(jīng)過(guò)選擇和培育選擇和培育，獲得新，獲得新品種的方法。品種的方法。雜交育種知識(shí)歸納總結(jié)雜交育種知識(shí)歸納總結(jié)步驟：步驟： 雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交選優(yōu)選優(yōu)（連續(xù)自交選優(yōu)）（連續(xù)自交選優(yōu)）思考：思考：針對(duì)雜交育種針對(duì)雜交育種“育種育種時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)”的缺點(diǎn)，結(jié)合已學(xué)知識(shí)，的缺點(diǎn)，結(jié)合已學(xué)知識(shí)，如何才能如何才能快速獲得快速獲得矮桿、高產(chǎn)水稻矮桿、高產(chǎn)水稻品種（品種（ddTTddTT）？）？ P高桿高產(chǎn)高桿高產(chǎn) D

4、DTT矮桿低產(chǎn)矮桿低產(chǎn) ddttddttF1高桿高產(chǎn)高桿高產(chǎn) DdTtDdTt第第1 1年年雜交育種雜交育種F2D_T_ D_ttddtt第第2 2年年第第3 3年年F3減數(shù)分裂減數(shù)分裂配子配子 DTDtdt單倍體單倍體 DTDtdt花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)選育出需要的選育出需要的矮桿高產(chǎn)品種矮桿高產(chǎn)品種自交自交第第4 4年年單倍體育種單倍體育種秋水仙素秋水仙素DDttddtt純合體純合體DDTT第第2 2年年矮桿高產(chǎn)矮桿高產(chǎn)F4設(shè)計(jì)方案將矮桿、高產(chǎn)、不耐寒水稻設(shè)計(jì)方案將矮桿、高產(chǎn)、不耐寒水稻品種（品種（ddTTFFddTTFF）培育成矮桿、高產(chǎn)、耐寒）培育成矮桿、高產(chǎn)、耐寒水稻品種（水稻品種

5、（ddTTffddTTff）的方案。）的方案。 二、誘變育種二、誘變育種小組合作探究（二）小組合作探究（二）誘變育種參考方案誘變育種參考方案1 1：ddTTddTTFFFFddTTddTTFfFf誘變處理誘變處理自交自交選優(yōu)選優(yōu)X X射線處理射線處理ddTTddTTF_F_ddTTddTTffff誘變育種參考方案誘變育種參考方案2 2：ddTTddTTFFFFddTTddTTFfFf誘變處理誘變處理單倍體單倍體育種育種X X射線處理射線處理ddTTddTTFFFFddTTddTTffff減數(shù)分裂減數(shù)分裂花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理秋水仙素處理選優(yōu)選優(yōu)思考與討論思考與討論1 1、與雜交育

6、種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？、與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：能夠提高突變率，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更優(yōu)點(diǎn)：能夠提高突變率，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。多的優(yōu)良變異類型。擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。理想性狀。2 2、聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，誘變育種有什么局、聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，誘變育種有什么局限性？限性？3 3、要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？、要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？誘變育種應(yīng)用誘變育種應(yīng)用“神舟神舟”五號(hào)搭載育成的巨型南瓜

7、五號(hào)搭載育成的巨型南瓜人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行行X X射線、紫外線照射線、紫外線照射射以及綜合處理，培以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌育成了青霉素高產(chǎn)菌株，株，目前青霉素的產(chǎn)目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到量已達(dá)到50000500006000060000單位單位/mL/mL。“神舟神舟”五號(hào)搭載育成的巨型南瓜五號(hào)搭載育成的巨型南瓜甘肅種植的太空育種的蔬菜甘肅種植的太空育種的蔬菜太空水稻搭載前后株系對(duì)比太空水稻搭載前后株系對(duì)比太空青茄大過(guò)小孩頭太空青茄大過(guò)小孩頭基因突變基因突變 物理方法物理方法( (紫外線、紫外線、射線、失重等射線、失重等) )或化學(xué)方法或化學(xué)方法( (亞硝亞硝酸、硫酸二

8、乙酯等酸、硫酸二乙酯等) )處理植株，再選擇符合要求的變異處理植株，再選擇符合要求的變異類型類型 能提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良能提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。變異類型。1 1、難以掌握誘發(fā)突變的方向、難以掌握誘發(fā)突變的方向2 2、突變體難以集中多個(gè)理想性狀。、突變體難以集中多個(gè)理想性狀。誘變育種知識(shí)歸納總結(jié)誘變育種知識(shí)歸納總結(jié)擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種方方法法原原理理優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)缺缺點(diǎn)點(diǎn)基因重組基因重組基因突變基因突變可以集中兩個(gè)親體可以集中兩個(gè)親體的優(yōu)良性狀的優(yōu)良性狀1 1、育種進(jìn)慢、育種

9、進(jìn)慢2 2、不能產(chǎn)生新基因、不能產(chǎn)生新基因1 1、難以掌握誘發(fā)突變的方向、難以掌握誘發(fā)突變的方向2 2、突變體難以集中多個(gè)理想、突變體難以集中多個(gè)理想性狀。性狀。物理因素：物理因素：X X射線、紫外線射線、紫外線等；化學(xué)因素：亞硝酸、等；化學(xué)因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等。硫酸二乙酯等。雜交雜交F1F1自交自交F2F2選優(yōu)選優(yōu)自交自交選優(yōu)（選優(yōu)（連續(xù)自交選連續(xù)自交選優(yōu)）優(yōu)）本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)能提高突變率，在較短能提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。變異類型。如圖表示某種農(nóng)作物品種如圖表示某種農(nóng)作物品種和培育出的幾種方和培育出的幾種方法。有關(guān)說(shuō)法法。有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤錯(cuò)誤的是

10、的是( () )習(xí)題鞏固習(xí)題鞏固A A經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)培育形成培育形成常用的方法是花藥離體培養(yǎng)常用的方法是花藥離體培養(yǎng)B B過(guò)程過(guò)程常用一定濃度的秋水仙素處理常用一定濃度的秋水仙素處理的幼苗的幼苗C C由品種由品種直接形成直接形成的過(guò)程必須經(jīng)過(guò)基因突變的過(guò)程必須經(jīng)過(guò)基因突變D D由品種由品種和和培育能穩(wěn)定遺傳的品種培育能穩(wěn)定遺傳的品種的最快的最快途徑是途徑是 VV 香豬香豬“天資聰穎、略通人性天資聰穎、略通人性”，成為人們的新寵，其背，成為人們的新寵，其背部皮毛顏色是由位于不同常染色體上的兩對(duì)基因（部皮毛顏色是由位于不同常染色體上的兩對(duì)基因（A A、a a和和B B、b b）控制的，共有四種表現(xiàn)型：黑色（）控制的，共有四種表現(xiàn)型：黑色（A_B_A_B_）、褐）、褐色（色（aaBaaB_ _）、棕色（）、棕色（A_bbA_bb）和白色（）和白色（aabbaabb）