1、九十年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论”，撰文说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？这时，袁隆平向世界宣布：“中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题”。,袁隆平,一个属于中国也属于世界的名字他发起的“第二次绿色革命”给整个人类带来了福音。,袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中国工程院院士。,袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？,第6章 从杂交育种到基因工程,第1节 杂交育种与诱变育种,最早的育种方法：,玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，16世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世
2、界。远在古代，美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。,古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。（1）古印第安人培育玉米的方法称为 。（2）这里的“选择”的含义是 。（3）“用作祭的玉米是在隔离条件下种植的”，其中“隔 离”作用是（4）选择育种的优点:_ 缺点：_（5）局限性：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变
3、异，在已有的性状组合中选育优良品种。,选择育种,汰劣留良,防止劣质玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。,技术简单、容易操作。,选择范围有限，育种周期长。,设想： 每种生物都有不少性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，而且不同的优良性状存在于不同的品种中。人们一直设想如果能想办法去掉不良性状，让优良性状集于一身，创造出自然条件下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，培育出具有优良性状组合的新品种。,现代育种工作是否运用选择育种的“汰劣留良”这一措施？,问题探讨：,设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：品种A子粒多，但不抗黑粉病；品种B子粒少，但抗黑粉病。,讨
4、论： 你用什么方法既能把两个品种的优良性状结合在一起,又能把双方的缺点都去掉?将你的设想用遗传图解表示出来。,方案展示,P 品种A 品种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,一、杂交育种,是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。,试一试：植物杂交育种
5、的方法,以下是杂交的育种参考方案：, 高抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,动物的杂交育种,中国荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。,试一试：动物的杂交育种方法,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBe
6、e,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年？,！,注意,1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。,公驴与母马杂交所产生的后代叫马骡。 公马与母驴杂交的后代叫驴骡。至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。,小结： 杂交育种的概
7、念： 原理： 方法： 优点：,基因重组,使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。,杂交自交选优 自交,是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,思考与讨论,杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。,那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？,杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。,1、哪种变异能产生新基因？,2、诱发突变
8、的因素有什么？,回忆,利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的育种方法-诱变育种,二、诱变育种,原理：,基因突变,方法：,物理方法(紫外线、射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型,应用:,农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。,用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位/mL
9、。,中间为青霉菌，周围是细菌。,诱变育种：例子,医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过X射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。例如用射线处理水稻干种子，选出提早成熟15天的新品种，丰产等性状仍旧保持下来，而且米粒中的蛋白质的含量提高很多。又如用射线和其他诱变剂处理大豆，培育出一种新品种。这品种含有改变了的酶系，在同样的施肥和管理条件下可提高产量16%。,诱变育种除了采用常规的诱变
10、育种方法外，还采用太空育种。,太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。,我国已培育成功许多太空作物：,空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射(尤其是危害性极大的HZE）,思考：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：,（1） 水稻产生这种变异的来源是_ ，产生变异的原因是_ _。,基因突变,各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。,（2）这种方
11、法育种的优点有_。,能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状,思考与讨论,与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？,优点：不足：克服：,产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。,诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。,要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。,总结：,选择育种,杂交育种,诱变育种,特点：在自然产生的变异中选择局限：不能把位于两个品种的优良性状集 于一身,主要优点：有目的地把位于两个品种的优 良性状集于一身局限：不能产生新
12、的基因,主要优点：能产生新基因局限：该方法具有一定的盲目性,均不能实行种间的基因交流,练习 :请写出下面各项培育方法：（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。（2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 。（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于 。（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋
13、白质含量高的品系，这种方法是 。,单倍体育种,诱变育种,多倍体育种,诱变育种,杂交育种,诱变育种,杂交,辐射、射线化学药剂,秋水仙素,花药离体培养,基因重组,基因突变,染色体变异,可以集中两个亲体的优良性状,育种年限缩短，改良某些性状,果大，茎秆粗，营养物丰富,年限短，易稳定,时间长,有利不多，需大量处理,发育迟，结实低,技术复杂,秋水仙素,育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。,如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？,灵活创新、实际应用,人工诱变 + 单倍体育种,早熟品种(aa),当年就可以培育出优良新品种！,迟熟品种(AA),杂合子(Aa),幼苗 （A）,幼苗（a）,迟熟品种(AA),时间：,练习：下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的D和F步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。（2）用培育所采用的E和H步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。（3）用培育所采用的G步骤是_ 。其遗传学原理是_。,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素处理幼苗,染色体变异（单倍体育种）,秋水仙素处理幼苗,染色体变异（多倍体育种）,H,谢谢！,敬请各位老师批评指正,
