1、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,本节聚焦：1、杂交育种的原理是什么？2、什么是诱变育种？3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？,1、什么叫杂交育种？杂交育种依据的遗传学原理是什么？,2、杂交育种常用的方法是什么？杂交育种有什么优点和缺点？,自学题纲,3、什么叫诱变育种？诱变育种依据的遗传学原理是什么？,4、诱变育种常用的方法是什么？优点和缺点各是什么？,5、请从原理、常用方法、优点、缺点四个方面列表分析四种育种方法的区别吗?(杂交育种和诱变育种、单倍体和多倍体育种),选择育种,原理：,从每一代的变异中选出最好的类型进行繁殖、培育。,育种周期长，可选择的范围有限。,
2、不足：,改良动植物品种，最早的育种方法： 。,选择育种（古代人类的育种方式）,1.原理:,2.缺点:,利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培育出优良品种。,（1）育种周期长；,（2）选择范围有限(只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种)。,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。,在生产实践中，人类摸索出杂交育种的方法。,小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良
3、品种（ddTT）？,想一想：植物杂交育种的方法,锈病,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,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种一般需要几代？,连续自交，直至不出现性状分离为止。,5-6代,试一试：动物的杂交育种方法,写出育种方案（图解）,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBee,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一般需要几代？,3代,F2,F1,！,注意：,1、动物杂交育种中纯合子的获得不
4、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。,结合上述几个实例，请总结出杂交育种的原理、方法、优点和缺点？,杂交育种小结,原理：,方法：,优点：,缺点：,基因重组,将不同个体的优良性状集中到一个个体上，即“集优”，能产生新的基因型。,所需时间较长，只能进行本物种或亲缘关系较近的物种杂交,杂交后代易出现性状分离，不能克服远缘杂交不亲合的障碍。,动:,杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，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？,荷斯坦牛,中国黄牛,荷斯坦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。,中国荷
5、斯坦牛,杂交白萝卜,杂交芹菜,杂种优势:,指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。,eg：我国劳动人民用马和驴杂交获得体力强大， 耐力好的杂种骡。,杂种优势在F1代表现最明显!,骡:马和驴的种间杂种，主供役用。由公驴和母马所生的杂种为马骡（Mule），简称骡；由公马和母驴所生的杂种为驴骡（Hinny）。骡和驴骡都无繁殖力，但生命力和抗病力强，饲料利用率高，体质结实，肢蹄强健，富持久力，易于驾驭，使役年限可长达2030年，役用价值比马和驴都高。,骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。至少
6、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。,杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻的杂优种，每年农科站都有供应。,杂交育种是利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种,思考：杂交育种能否用于微生物育种？,二、诱变育种 阅读P100页,原理：,基因突变,方法：,物
7、理方法：紫外线、射线、失重等化学方法：(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株特殊方法:作物空间技术育种。,优点：,产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，加速育种进程。,缺点：,有利个体不多，须大量处理材料，工作量大。,应用:,太空椒的培育、青霉菌的选育微生物的育种等,“神舟”五号搭载育成的巨大南瓜重逾300斤,诱变育种太空育种,甘肃种植的太空育种的蔬菜,太空水稻搭载前后株系对比,太空育种辣椒,与“神六”飞船一起上太空的花卉“瓷玫瑰”、“老虎须”,太空育种花卉仙客来,白莲:1994年7月3日江西广昌白莲研究所将白莲种子442粒搭载940703号返回式卫星，在太空遨游15天，培育出太空莲3号等新品种.
8、亩产达120千克，比原品种提高88，平均粒重2.2克，最大为3.3克（原品种平均粒重为1.1克）。,太空莲3号,来自太空育种的珍奇瓜果,太空黄瓜,长相奇特的南瓜,奇怪的“太空椒”,微生物育种：如青霉菌的选育。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。,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
9、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,四种育种方法的比较,基因重组,基因突变,染色体(数目）变异,杂交自交选优(多次）,物理或化学因素处理,将不同个体的优良性状集中,提高突变率，短期内获得更多优良变异类型,
10、明显缩短育种年限,果实种子大，营养物质含量高。,需与杂交育种配合，多限于植物,发育延迟，结实率降低,在动物中难开展,育种时间长，不能产生新基因,有利变异少，需处理大量供试材料,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养后用秋水仙素处理,小麦矮杆抗病品种,青霉素高产菌株的培育,无籽西瓜的培育,花药离体培养抗病植株,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(
11、Aa),幼苗 （A）,幼苗（a）,迟熟品种(AA),多长时间？：,假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高杆（T）对矮杆（t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤：, 将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为_的花粉。, 采用_的方法得到单倍体幼苗。, 用_ 处理单倍体幼苗，使染色体加倍。, 采用 的方法，鉴定出其中的抗病植株。, 从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是 .,RT, Rt, rT, rt,花药离体培养,秋水仙素,病原体感染,RRtt,我国运用返回式运载卫
12、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,（2）这种方法育种的优点有_。,能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状,作用，使基因的分子结构发生改变。,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
13、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 。,H,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.,秋水仙素 处理幼苗,染色体变异（多倍体育种）,.,.,.,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素,单倍体,明显缩短育种年限,用秋水仙素处理,多倍体,染色体变异,(2009海南)填空回答下列问题：,（1）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的 通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。,2）若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型
14、，其原因是F1在 形成配子过程中，位于 基因通过自由组合，或者位于 基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。,优良性状,减数分裂,非同源染色体上的非等位,同源染色体上的非等位,高考链接,（3）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有 种，其中纯合基因型共有 种，杂合基因型共有 种。,（4）从F2代起，一般还要进行多代自交和选择。自交的目的是 ；选择的作用是 。,获得基因型纯合的个体,保留所需的类型,（1）考察杂交育种的特点。 （2）基因分离定律和自由组合定律的本质是在减数 分裂形成配子的过程中，同源染色体上
15、的等位 基因随着同源染色体的分离而分离，非同源染 色体的非等位基因自由组合。,（3）含n对等位基因的个体杂交，产生的后代表现型 种类为 种，产生的基因型种类为3n，其中 纯合的基因型种类为2n ，所以杂合的基因型种 类为种3n-2n。,(4)杂交育种过程中必须经过数代的自交， 其目的是为了筛选出具有优良性状组合 的纯合体，以便保留种源。,【技巧点拨台】 根据育种目的选择育种方式(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出 现该性状即可。(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其 最简便的方法是自交。(3)若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。(4)若要提高营养物质含量，可用多倍体
16、育种方法。(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。(6)若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要 出现所需性状即可，不需要培育出纯种。,一,日本三得利公司利用移植的基因和三色紫罗兰中的蓝色色素合成培植出了世界上第一株蓝色玫瑰。 玫瑰的栽培历史可以追溯到5000年前，但通过色素呈现出蓝色的玫瑰却从来没有出现过。这是因为玫瑰花的基因功能缺陷，没有生成翠雀花素所需的酶“黄酮类化合物35-氢氧化酶”，因此蓝玫瑰被认为是不可能的。 三得利公司从蓝色三叶草中提取制造蓝色色素的基因，然后注入到玫瑰中，使玫瑰的基因重组。以新开发玫瑰为杂交母体，有望使玫瑰的花色更加绚丽多彩。二，玫瑰还可以通过基因食用。食用玫瑰为蔷薇科蔷薇属，原产中国。目前，不仅中国广泛栽培，日本、朝鲜及欧美各国也有大量栽培 。在保加利亚，玫瑰花还被作为国花，象征着勤劳和智慧。,
