61雜交育種與誘變育種

1、選擇育種選擇育種1、方法：、方法： 2 2、局限性：、局限性： 利用利用生物的變異生物的變異，通過(guò)通過(guò)長(zhǎng)期長(zhǎng)期選擇，選擇，汰劣留汰劣留良良，培育優(yōu)良品種。，培育優(yōu)良品種。 育種育種周期長(zhǎng)周期長(zhǎng)，選擇，選擇范圍有限范圍有限。一、雜交育種一、雜交育種 是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。法。原理：基因重組原理：基因重組小組討論：小組討論： 如果你是小麥育種專家，你如果你是小麥育種專家，你用什么方法才能得到矮稈抗病用什么方法才能得到矮稈抗病(ddTT)的優(yōu)良品種？將你的設(shè)的

2、優(yōu)良品種？將你的設(shè)想用想用育種方案育種方案表達(dá)出來(lái)。表達(dá)出來(lái)。銹病銹病小麥高稈小麥高稈( (D D) )對(duì)矮稈對(duì)矮稈( (d d) )為顯性，抗銹病為顯性，抗銹病( (T T) )對(duì)不對(duì)不抗銹病抗銹病( (t t) )為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥麥(DDTT)(DDTT)和矮稈不抗銹病的小麥和矮稈不抗銹病的小麥(ddtt)(ddtt)。想一想：植物雜交育種的方法想一想：植物雜交育種的方法DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTTddTT矮抗矮抗ddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT

3、F3注意： 1:培育雙雜合品種時(shí)，子一代可直接利培育雙雜合品種時(shí)，子一代可直接利用（有雜種優(yōu)勢(shì)，但需年年制種）用（有雜種優(yōu)勢(shì)，但需年年制種） 2:培育隱性純合子時(shí)，子二代性狀符合培育隱性純合子時(shí)，子二代性狀符合要求的個(gè)體即可推廣要求的個(gè)體即可推廣 3：培育具有顯性性狀的純合子時(shí)，需多：培育具有顯性性狀的純合子時(shí)，需多次自交選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，所需時(shí)間次自交選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，所需時(shí)間較長(zhǎng)較長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)：基因型不同的親本個(gè)體雜交，產(chǎn)雜種優(yōu)勢(shì)：基因型不同的親本個(gè)體雜交，產(chǎn)生的雜種生的雜種F1在長(zhǎng)勢(shì)，生活力，繁殖力，抗在長(zhǎng)勢(shì)，生活力，繁殖力，抗逆性，產(chǎn)量品質(zhì)等一種或多種性狀上會(huì)優(yōu)于逆性，產(chǎn)量品質(zhì)等一種

4、或多種性狀上會(huì)優(yōu)于兩個(gè)親本，這種現(xiàn)象為雜種優(yōu)勢(shì)兩個(gè)親本，這種現(xiàn)象為雜種優(yōu)勢(shì)動(dòng)物的雜交育種動(dòng)物的雜交育種假設(shè)現(xiàn)有長(zhǎng)毛立耳貓（假設(shè)現(xiàn)有長(zhǎng)毛立耳貓（BBEEBBEE）和短毛折耳貓（和短毛折耳貓（bbeebbee），你能否），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長(zhǎng)毛折耳貓培育出能穩(wěn)定遺傳的長(zhǎng)毛折耳貓（BBeeBBee）？寫(xiě)出育種方案（圖解）？寫(xiě)出育種方案（圖解）長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 BbEe長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)立長(zhǎng)立 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折

5、短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折雜交雜交F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)測(cè)交測(cè)交F3長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折1、概念：、概念：2、原理：、原理：基因重組?；蛑亟M。 4、基本步驟：、基本步驟： 植物：植物：雜交雜交自交自交選種選種連續(xù)自交連續(xù)自交直至不直至不發(fā)生性狀分離為止發(fā)生性狀分離為止 將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配交配集集中在一起，再經(jīng)過(guò)中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇選擇和和培育培育，獲得新品種的，獲得新品種的方法。方法。雜交育種雜交育種3、適用范圍：、適用范圍：有性生殖生物有性生殖生物動(dòng)物：動(dòng)物：雜交雜交F1F1間相互交配間相互交配選種選種測(cè)交測(cè)交4、應(yīng)用：、應(yīng)用： （1

6、）改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單位面積。）改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單位面積。產(chǎn)量。產(chǎn)量。 雜交水稻：雜交水稻： 從從19761976年到年到20062006年，年，累計(jì)增產(chǎn)糧食累計(jì)增產(chǎn)糧食52005200多億多億公斤，平均每年解決公斤，平均每年解決60006000萬(wàn)人的糧食問(wèn)題。萬(wàn)人的糧食問(wèn)題。中國(guó)黃牛中國(guó)黃牛荷斯坦牛荷斯坦牛中國(guó)荷斯坦牛中國(guó)荷斯坦牛泌乳期可達(dá)泌乳期可達(dá)305天，年產(chǎn)天，年產(chǎn)乳量可達(dá)乳量可達(dá)6300kg以上以上（2）培育優(yōu)良的家畜、家禽培育優(yōu)良的家畜、家禽。 ：雜交后代易出現(xiàn)性狀分雜交后代易出現(xiàn)性狀分離離;4;4）只能進(jìn)行本物種或親緣關(guān)系較近的物種雜交）只能進(jìn)行本物種或親緣關(guān)系較近

7、的物種雜交, ,不不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親合的障礙能克服遠(yuǎn)緣雜交不親合的障礙; ;思考與討論思考與討論 雜交育種的雜交育種的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，但是在實(shí)是很明顯的，但是在實(shí)際操作中會(huì)遇到不少困難。請(qǐng)從雜交際操作中會(huì)遇到不少困難。請(qǐng)從雜交后代可后代可能出現(xiàn)的各種類型能出現(xiàn)的各種類型，以及，以及育種時(shí)間育種時(shí)間等方面，等方面，分析雜交育種方法的不足。分析雜交育種方法的不足。 有沒(méi)有更好的育種方法有沒(méi)有更好的育種方法來(lái)彌補(bǔ)雜交育種的缺陷呢？來(lái)彌補(bǔ)雜交育種的缺陷呢？ 如果要培育出新的基因如果要培育出新的基因和新的性狀，應(yīng)該怎樣做？和新的性狀，應(yīng)該怎樣做？基因突變?；蛲蛔?。1、概念：、概念：2、原理：、原

8、理： 利用利用物理因素物理因素（如（如X X射線、射線、射線、紫外線、射線、紫外線、激光）或激光）或化學(xué)因素化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來(lái)處理生物，使生物發(fā)生來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變基因突變的育種方法的育種方法。誘變育種誘變育種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：物理方法物理方法有：有：化學(xué)方法化學(xué)方法有：有：生物方法生物方法有：有：紫外線、紫外線、X X射線、激光等射線、激光等亞硝酸、硫酸二乙酯等亞硝酸、硫酸二乙酯等病毒等病毒等與與“神六神六”飛船一起上太空的花卉飛船一起上太空的花卉“瓷玫瑰瓷玫瑰”、“老虎須老虎須”太空葡萄（左）

9、和普通葡萄（右）對(duì)比太空葡萄（左）和普通葡萄（右）對(duì)比誘變育種太空育種3、應(yīng)用舉例：、應(yīng)用舉例： （1 1）在農(nóng)作物育種方面取得了可喜的成果：）在農(nóng)作物育種方面取得了可喜的成果：培育出的培育出的新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。好等優(yōu)點(diǎn)。 “黑農(nóng)五號(hào)黑農(nóng)五號(hào)”大豆大豆 黑龍江農(nóng)科院用輻射方黑龍江農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成法處理大豆，培育成“黑黑農(nóng)五號(hào)農(nóng)五號(hào)”大豆品種，含油大豆品種，含油量比原來(lái)的品種提高了量比原來(lái)的品種提高了2.5%2.5%，大豆產(chǎn)量提高了，大豆產(chǎn)量提高了16%16%。 中育中育7 7號(hào)甜橙由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑研所用號(hào)甜橙由中國(guó)農(nóng)業(yè)科

10、學(xué)院柑研所用 射線射線輻射錦橙種子，從實(shí)生輻射錦橙種子，從實(shí)生1 1代中選育的少核突變體，代中選育的少核突變體，經(jīng)多代嫁接繁殖，篩選出無(wú)核優(yōu)質(zhì)突變株。現(xiàn)種植經(jīng)多代嫁接繁殖，篩選出無(wú)核優(yōu)質(zhì)突變株。現(xiàn)種植7.447.44萬(wàn)畝，累計(jì)創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益萬(wàn)畝，累計(jì)創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益1.9741.974億元，獲億元，獲19981998年年農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 （2 2）在微生物育種方面發(fā)揮了重要作用：）在微生物育種方面發(fā)揮了重要作用：如青霉菌高產(chǎn)菌株的培育。如青霉菌高產(chǎn)菌株的培育。 1943年從自然界分離年從自然界分離出來(lái)的青霉菌只能產(chǎn)生青出來(lái)的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素霉素20單位單位/mL。后來(lái)人。

11、后來(lái)人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行X射線、射線、紫外線照射以及綜合處理，紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到5000060000單位單位/mL。思考與討論思考與討論 （1 1）與雜交育種相比較，誘變育種有什么）與雜交育種相比較，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)？ （2 2）誘變育種有何局限性？要克服這些局）誘變育種有何局限性？要克服這些局限性，可以采取什么辦法？限性，可以采取什么辦法？ (1)(1)提高變異的頻率，能產(chǎn)生多種多樣的新類提高變異的頻率，能產(chǎn)生多種多樣的新類型，為育種創(chuàng)造豐富的原材料型，為育種創(chuàng)造豐富的

12、原材料 (2) (2)加速育種進(jìn)程。加速育種進(jìn)程。(3)(3)大幅度地改良某些性狀大幅度地改良某些性狀。 具有一定的盲目性，難以控制突變方向，難具有一定的盲目性，難以控制突變方向，難以將多個(gè)優(yōu)良性狀集中，產(chǎn)生的有利性狀比較以將多個(gè)優(yōu)良性狀集中，產(chǎn)生的有利性狀比較少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。（不定向性，低少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。（不定向性，低頻性，多害少利性頻性，多害少利性 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)。早熟早熟品種品種(aa)(aa)花藥離花藥離體培養(yǎng)體培養(yǎng)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）

13、幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素處理素處理遲熟遲熟品種品種(AA)(AA)秋水仙秋水仙素處理素處理如果水稻的某遲熟（如果水稻的某遲熟（AA)AA)品種品種, ,那么我們有什那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（么好辦法快速的得到早熟（aaaa）品種？）品種？類別類別 雜交育種雜交育種 誘變育種誘變育種單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種原理原理常用常用方法方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)基因重組基因重組雜交雜交自自交交選優(yōu)選優(yōu)自交自交使位于不同個(gè)體使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上于一個(gè)個(gè)體上；操作簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)單不能產(chǎn)生新不能產(chǎn)生新基因；育種基因；育種進(jìn)程緩慢，進(jìn)程緩慢，過(guò)程繁瑣過(guò)程繁瑣基

14、因突變基因突變用物理或化學(xué)用物理或化學(xué)因素處理生物因素處理生物產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新基因，提高變異的頻提高變異的頻率，加速育種率，加速育種進(jìn)程進(jìn)程有利變異少，需有利變異少，需大量處理供試材大量處理供試材料：突變方向難料：突變方向難以掌握，突變體以掌握，突變體難以集中多個(gè)理難以集中多個(gè)理想性狀想性狀染色體變異染色體變異花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍染色體加倍明顯縮短明顯縮短育種年限育種年限技術(shù)復(fù)雜，技術(shù)復(fù)雜，需與雜交需與雜交育種配合育種配合染色體變異染色體變異用秋水仙素用秋水仙素處理萌發(fā)的處理萌發(fā)的種子或幼苗種子或幼苗器官大，提器官大，提高產(chǎn)量和營(yíng)高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分養(yǎng)成分發(fā)

15、育延遲，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率降低；結(jié)實(shí)率降低；只適用于植只適用于植物，在動(dòng)物物，在動(dòng)物方面難以開(kāi)方面難以開(kāi)展展練習(xí)練習(xí) :請(qǐng)寫(xiě)出下面各項(xiàng)培育方法：請(qǐng)寫(xiě)出下面各項(xiàng)培育方法：（1 1）通過(guò)花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法）通過(guò)花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是是 。（2 2）用）用6060Co Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方是）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方是 。（4 4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，）將青椒的

16、種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于質(zhì)上屬于 。（5 5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個(gè)小麥品種，）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個(gè)小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是 。（6 6）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是 。單倍體育種單倍體育種 誘變育種誘變

17、育種 多倍體育種多倍體育種 誘變育種誘變育種 雜交育種雜交育種 誘變育種誘變育種2 2、小麥抗銹病小麥抗銹病(T)(T)對(duì)易染病對(duì)易染病(t)(t)為顯性，易倒伏為顯性，易倒伏(D)(D)對(duì)抗倒伏對(duì)抗倒伏(d)(d)為顯性。為顯性。TtTt位于一對(duì)同源染色體上，位于一對(duì)同源染色體上，DdDd位于位于另一對(duì)同源染色體上。現(xiàn)用抗病但易倒伏純種和易染病另一對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)用抗病但易倒伏純種和易染病抗倒伏的純種品種雜交，來(lái)培育既抗病又抗倒伏的高產(chǎn)抗倒伏的純種品種雜交，來(lái)培育既抗病又抗倒伏的高產(chǎn)品種。請(qǐng)回答：品種。請(qǐng)回答：(1)F(1)F2 2代中，選種的數(shù)量大約占代中，選種的數(shù)量大約占F F2 2的

18、（的（ ） A.9/16A.9/16B.3/16B.3/16 C.1/16 C.1/16 D.4/16 D.4/16(2)(2)抗病又抗倒伏個(gè)體中，理想基因型是（抗病又抗倒伏個(gè)體中，理想基因型是（ ）A.DT A.DT B BDt Dt C CddTTddTTD DDdttDdtt(3)F(3)F2 2代中理想基因型應(yīng)占（代中理想基因型應(yīng)占（ ） A.1/3A.1/3 B.2/3 B.2/3 C.1/16C.1/16D.2/16D.2/16(4)F(4)F2 2代選種后，下一步應(yīng)（代選種后，下一步應(yīng)（ ） A A雜交雜交B.B.測(cè)交測(cè)交C C自交自交 D D回交回交(1)(1)要縮短育種年限，應(yīng)選要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是擇