從雜交育種到基因工程1課件

1、第6章 從雜交育種到基因工程第1節(jié) 雜交育種與誘變育種第1頁，共22頁。 玉米起源于美洲大陸，15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。遠在古代，美洲的印第安人就選擇和培育了許多穗大粒飽的玉米。原來他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離條件下種植的，經(jīng)過精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良，無任何雜粒，這樣就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。 第2頁，共22頁。 古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點。（1）上述培育玉米的方法稱為 。（2）選擇育種的優(yōu)點

2、： ， 缺點： 。（3）現(xiàn)代育種工作怎樣改進 “選擇育種”？選擇育種技術(shù)簡單、容易操作選擇范圍有限，育種周期長第3頁，共22頁。問題探討： 設(shè)想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況：品種A子粒多，但不抗黑粉??；品種B子粒少，但抗黑粉病。 討論：你用什么方法既能把兩個品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起,又能把雙方的缺點都去掉?第4頁，共22頁。方案展示P 品種A 品種B（子粒多,不抗病） (子粒少,抗病) F1F2 子粒多,不抗病 子粒多,抗病 子粒少,不抗病 子粒少,抗病 (選擇檢測基因型)可能遇到的困難: 1. 如何判斷顯隱性? 2.若要選擇的品種是雙隱性、一隱一顯、雙顯性的，如何選擇得到純合子？第5

3、頁，共22頁。已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對易染銹病（t）為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。你用什么方法能把兩個品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能把雙方的缺點都去掉？將你的設(shè)想用遺傳圖解表示出來。試一試：植物雜交育種的方法第6頁，共22頁。以下是雜交的育種參考方案： 高抗 矮不抗 高抗DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗 矮不抗ddTtddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？第7頁，共22頁。若從播種到收獲種子需要一年,則培育出能穩(wěn)定

4、遺傳的矮桿抗病的品種至少需要幾年?P高桿抗病 DDTT矮桿感病 ddttF1高桿抗病 DdTt第1年選育出ddTTF2D_T_D_ttddT_ddtt雜交育種第2年第3年自交ddT_F3減數(shù)分裂配子DTDtdTdt單倍體DTDtdTdt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素第1年第2年第4年單倍體育種DDttddTTddtt純合體DDTT矮抗種植選育第8頁，共22頁。動物的雜交育種中國荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達305天，年產(chǎn)乳量可達6300kg以上。第9頁，共22頁。試一試：動物的雜交育種方法假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定

5、遺傳的長毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）長毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓第10頁，共22頁。長毛立耳 短毛折耳BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳BbEe長立 長折 短立 短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折 短折長折 長折 短折雜交F1間交配選優(yōu)測交 F3長折 短折思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種至少要幾年？第11頁，共22頁。雜交育種小結(jié)1、概念將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。3、方法：若干次雜交自交（選優(yōu)自交）純種2、原理：基因重組4、優(yōu)點：“集優(yōu)”,操作簡便 缺點：育種年限長.第12頁，共22頁。思

6、考：我國運用返回式運載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達600kg，最高達750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長期平均縮短10天。請回答： 水稻產(chǎn)生這種變異的來源是_ _，產(chǎn)生變異的原因是_ _。 基因突變 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。 復(fù)習(xí)： 1.什么叫基因突變？屬于什么水平的變化？ 2.自然突變和誘發(fā)突變特點的異同？3.誘發(fā)基因突變的因素有哪些？（都有普遍性、隨機性、不定向性，誘發(fā)突變的頻率高）第13頁，共22頁。誘變育種原理： 基因突變 方法： 物理方法(紫外線、射線、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合

7、要求的變異類型 應(yīng)用:農(nóng)作物新品種的培育，新品種具有抗病力強、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點。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%。第14頁，共22頁。 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)星和高空氣球能達到的高空環(huán)境，通過強輻射、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：第15頁，共22頁。空間生命科學(xué)：高真空(108pa)微重力(104g)強輻射第16頁，共22頁。第17頁，共22頁。用于微生物育種：例如青霉素的選育。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/m

8、L。后來人們對青霉菌多次進行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)量已達到5000060000單位/mL。中間為青霉菌，周圍是細(xì)菌。第18頁，共22頁。思考與討論 與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點？聯(lián)系基因突變的特點，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？優(yōu)點： 產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進程。不足： 誘變育種的方向難以掌握，誘變體難以集中多個理想性狀。第19頁，共22頁。育種的方法有多種，各有各的優(yōu)點，我們要合理的有機結(jié)合各種方法，高效的達到各種目的。如果水稻的某遲熟（AA)品種,那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（aa）品種？靈活創(chuàng)新、實際應(yīng)用第20頁，共22頁。人工誘變 + 單倍體育種早熟品種(aa)花藥離體培養(yǎng)當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！遲熟品種(AA)雜合子(Aa)人工誘變 幼苗 （A） 幼苗（a）秋水仙素處理早熟品種(AA)秋水仙素處理時間：第21頁，共22頁。雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理原理優(yōu)點缺點植物：雜交 自交、選優(yōu)、 自交輻射、激光誘變，化學(xué)藥劑處理秋水仙素花藥離