草育種學(xué)生物技術(shù)在草育種中的應(yīng)用

草育種學(xué)生物技術(shù)在草育種中的應(yīng)用第1頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概述1、生物技術(shù)以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體系和工程原理生產(chǎn)生物制品和創(chuàng)造新物種的綜合性科學(xué)技術(shù)。（中國(guó)農(nóng)業(yè)百科全書）第2頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物技術(shù)

基因工程：

細(xì)胞工程：將生物細(xì)胞或分生組織培養(yǎng)技術(shù)去壁的原生質(zhì)體在離體條件下愈傷組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)繁殖和精細(xì)的人工操器官培養(yǎng)技術(shù)作，使其特性按照人們的意志懸浮細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)生改變，從而達(dá)到改良生物原生質(zhì)體培養(yǎng)和融合技術(shù)品種和創(chuàng)造新物種的目的

酶工程

發(fā)酵工程第3頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用優(yōu)越性（1）能擴(kuò)大種質(zhì)資源的利用范圍，創(chuàng)造出用傳統(tǒng)方法難以或不能創(chuàng)造的有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新品種或新物種。（2）加快育種進(jìn)程，克服育種的盲目性，提高選擇準(zhǔn)確性和育種效率。（3）使良種繁育工廠化第4頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）已應(yīng)用到育種的各個(gè)環(huán)節(jié)并且利用轉(zhuǎn)基因，花藥培養(yǎng)等技術(shù)培育出一批植物新品種，許多植物的良種繁育實(shí)現(xiàn)了工廠化（2）許多理論問(wèn)題需要進(jìn)一步研究，許多技術(shù)和方法需要進(jìn)一步完善（3）應(yīng)用前景廣闊生物技術(shù)將改變?nèi)藗兊囊率匙⌒校瑢?duì)解決糧食、環(huán)境等問(wèn)題前景廣闊3、應(yīng)用現(xiàn)狀和前景

第5頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月愈傷組織培養(yǎng)莖尖培養(yǎng):脫毒快繁幼胚培養(yǎng):豆科胚珠培養(yǎng)；禾本科草多用幼胚培養(yǎng)花藥培養(yǎng):可用于獲得單倍體植株，第一節(jié)細(xì)胞工程第6頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月組織培養(yǎng)分兩步（1）接種在含2，4-D的誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，形成愈傷組織。（2）轉(zhuǎn)移到去掉2，4-D，但加入NAA和細(xì)胞分裂素的分化培養(yǎng)基上，分化出植株。第7頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月愈傷組織培養(yǎng)第8頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第9頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第10頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第11頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第12頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第13頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）花藥培養(yǎng)技術(shù)是將植物的花藥或花粉無(wú)菌接種到人工培制的培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)出愈傷組織，經(jīng)過(guò)繼代和再生，形成單倍體植株的方法。

1953年銀杏花粉培養(yǎng)第一次誘導(dǎo)獲得愈傷組織

1964年毛葉曼陀螺花粉培養(yǎng)獲得單倍體植株到1988年，已有35科52屬160多種植物獲得了單倍體植株，其中有20多種植物包括小麥、水稻和大麥等首先在中國(guó)獲得。第16頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、花藥培養(yǎng)程序

幼穗

花藥或花粉花粉愈傷組織繼代培養(yǎng)和植株再生試管苗移栽第17頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、影響花培成功的因素★基因型★供體植株?duì)顟B(tài)★取材時(shí)期★預(yù)處理★培養(yǎng)基★培養(yǎng)方法★培養(yǎng)條件第18頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、花藥培養(yǎng)育種的特點(diǎn)★加速育種材料的純合，縮短育種年限

★提高了選擇效率

★獲得優(yōu)良基因型的機(jī)會(huì)小★不能用常規(guī)方法處理后代材料★要求較高的技術(shù)第19頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原生質(zhì)體培養(yǎng)原生質(zhì)體—細(xì)胞壁分離后，為質(zhì)膜所包圍的裸露植物細(xì)胞。由于沒(méi)有細(xì)胞壁的障礙，很容易將外源基因?qū)朐|(zhì)體，或進(jìn)行體細(xì)胞雜交、誘變體細(xì)胞變異。（一）原生質(zhì)體的分離材料的選擇：細(xì)嫩部份，細(xì)胞分裂旺盛的部位。酶的選擇：纖維素酶、果膠酶,有時(shí)加半纖維素酶。滲透壓穩(wěn)定劑：等滲的環(huán)境，防止脹破。酶解處理：第20頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二）突變體篩選1、概述（1）突變體篩選的由來(lái)

組織培養(yǎng)中客觀地存在著許多變異

Larkin和Scowcroft（1981）提出了體細(xì)胞無(wú)性系變異以區(qū)分于外植體是配子體來(lái)源的離體培養(yǎng)物的再生植株及其后代變異。不加任何選擇壓力而篩選出的變異個(gè)體稱為變異體。經(jīng)過(guò)施加選擇壓力所選出的無(wú)性系變異，稱為突變體。從離體培養(yǎng)的植物材料中，篩選擬定目標(biāo)突變體的方法，稱為突變體篩選。第21頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、突變體篩選的程序誘變材料的準(zhǔn)備預(yù)處理材料培養(yǎng)植株再生突變細(xì)胞系的篩選選擇變異體植株再生

突變體鑒定方法：一步篩選法和分步篩選法(二）突變體篩選第22頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、無(wú)性系變異產(chǎn)生的遺傳基礎(chǔ)●染色體畸變●可轉(zhuǎn)位基因的激活●DNA甲基狀態(tài)的改變●點(diǎn)突變●表觀遺傳變異epigeneticvariation

(二）突變體篩選第23頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、概述

體細(xì)胞雜交就是把植物原生質(zhì)體分離出來(lái)，在人工控制的條件下，使不同親本的原生質(zhì)體互相融合，繼而把融合的雜種細(xì)胞培養(yǎng)成植株。體細(xì)胞雜交為植物育種開辟了新的途徑(三）體細(xì)胞雜交第24頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

選擇材料游離原生質(zhì)體誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合選擇雜種細(xì)胞誘導(dǎo)雜種細(xì)胞再生植株雜種植株的鑒定(三）體細(xì)胞雜交方法第25頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

用基因工程的方法培育作物新品種具有以下特點(diǎn)●能大大拓寬基因資源的利用范圍●育種速度比常規(guī)的育種方法快●能夠達(dá)到定向改造生物的目的

將人工分離和修飾過(guò)的基因?qū)氲缴矬w基因組中，由于導(dǎo)入基因的表達(dá)，引起生物體性狀可遺傳的修飾，這一技術(shù)稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。遺傳修飾過(guò)的生物稱為GMO(geneticallymodifiedorganism)。第二節(jié)基因工程第26頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第27頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因技術(shù)1973年DNA重組技術(shù)建立1983年Ti質(zhì)粒用于植物轉(zhuǎn)化，同年第一株轉(zhuǎn)基因煙草問(wèn)世2000年12個(gè)國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化第28頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第29頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、轉(zhuǎn)基因育種程序

確定育種目標(biāo)獲得目的基因，確定受體親本用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒛康幕蜣D(zhuǎn)入到受體親本中轉(zhuǎn)入基因的檢測(cè)及轉(zhuǎn)基因后代的性狀鑒定品種比較試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)品種審定轉(zhuǎn)基因技術(shù)第31頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因發(fā)法第32頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、基因工程在育種上的應(yīng)用●培育新品種●培育工程不育系和恢復(fù)系

100多個(gè)與花粉育性有關(guān)的基因●自交不親和系●種質(zhì)資源保存和創(chuàng)新●品種識(shí)別和育種者權(quán)利保護(hù)終止子技術(shù)特殊性狀的遺傳利用限制技術(shù)第33頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因技術(shù)抗蟲●Bt毒蛋白基因●蛋白酶抑制基因第34頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月抗病●抗病毒各種病毒的外殼蛋白基因（20多種如CMV、TMV和PVX）●抗細(xì)菌和真菌◆與木質(zhì)素和植保素等合成有關(guān)的酶類如查耳酮合成酶等◆致病相關(guān)蛋白基因如幾丁質(zhì)酶等◆各種抗病基因◆從動(dòng)物和微生物分離出來(lái)的抗性基因如抗菌肽轉(zhuǎn)基因技術(shù)第35頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、該方法的應(yīng)用前景（1）轉(zhuǎn)基因作為生物技術(shù)的核心技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景（2）目前限制該方法應(yīng)用的因素

●目的基因的獲得●高效的轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系的建立●外源基因在植物中的表達(dá)調(diào)控●轉(zhuǎn)基因的遺傳●食品安全性第36頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)分子標(biāo)記技術(shù)1、分子標(biāo)記的含義遺傳標(biāo)記：形態(tài)標(biāo)記細(xì)胞學(xué)標(biāo)記生化標(biāo)記分子標(biāo)記第37頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、分子標(biāo)記的特點(diǎn)1.DNA的變異豐富，分子標(biāo)記的數(shù)量無(wú)限；2.有些分子標(biāo)記（如RFLP,SCAR）是共顯性標(biāo)記，對(duì)選擇隱性基因控制的農(nóng)藝性狀十分有利；3.不同發(fā)育階段、不同組織的DNA均可用于標(biāo)記分析，使得對(duì)作物基因型的早期選擇成為可能4.分子標(biāo)記直接揭示來(lái)自DNA的變異，使育種家有可能依據(jù)植株基因型而不只是表現(xiàn)型來(lái)選擇優(yōu)良性狀組合。第38頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、分子標(biāo)記的種類

限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RFLP)

隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(RAPD)

擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)

簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)

序列特異擴(kuò)增區(qū)域(SCAR)

第39頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、分子標(biāo)記在育種上的應(yīng)用（1）分子圖譜構(gòu)建、基因定位和基因克?。?）建立品種指紋庫(kù)（3）親本選配和預(yù)測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)（4）分子標(biāo)記輔助選擇（5）突變體和雜種細(xì)胞的鑒定等第40頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、分子標(biāo)記輔助選擇（1）概念

通過(guò)對(duì)與目標(biāo)性狀基因緊密連鎖的分子標(biāo)記的選擇來(lái)間接選擇目標(biāo)性狀的方法，是一種對(duì)基因型的間接選擇。第41頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）基本原理第42頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）分子標(biāo)記輔助選擇方法取葉片抽提DNAPCR擴(kuò)增電泳染色讀帶第43頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）影響選擇準(zhǔn)確性的因素●標(biāo)記與目標(biāo)基因間的距離●所用標(biāo)記的數(shù)目●標(biāo)記與目標(biāo)基因連