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1、,第六章 从杂交育种到基因工程,第一节杂交育种与诱变育种,2000年国家最高科学技术奖 2004年十大感动中国人物之一,上海世博会太空家园馆,太空育种厅,杂交育种和诱变育种,一古代人类的育种方式选择育种,原理：,利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培养出优良品种。,缺点：,1周期长 2可以选择的范围有限,已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，矮秆能抗倒伏，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，将你的设想用遗传图解表示出来。,试一试：植物杂交育种的方法,锈病,以下是杂交的育种参考方案：, 高
2、抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗D_T_ D_tt ddtt,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？,第一年,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,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,思考：要获得能稳定遗传的长毛折耳应做怎样
3、处理？,！,注意,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。,一、杂交育种,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。,1.概念：,3.方法,杂交自交选优自交,2.原理：,基因重组,4. 应用,(1)在农业生产中： 改良作物品质，提高 农作物单位面积产量,杂交水稻：从1976年到2006年，累计增产粮食5200多亿公斤，平均每年解决600万人的粮食问题。,荷斯坦牛,中国黄牛,中国荷斯坦牛 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30天，年产乳量可达6300kg以上。,中国荷斯坦牛,（2）在家畜、家禽育种中的应用,
4、视野拓展,紫糯玉米口感好，产量高,优点：将不同个体中的优良性状集中到一个个体上,缺点： 只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产生新基因。杂交后代会出现形状分离，育种时间长，过程繁琐；,（1）分析上述杂交过程，杂交育种有哪些优点？ （2）能否有新的基因和新的性状产生？ （3）从杂交后代可能出现的各种类型及育种时间来看，杂交育种有哪些缺点？,思考与讨论,如果要培育出新的基因和新的 性状，应该怎样做？,？,诱变育种,二、诱变育种,基因突变,2.什么因素会诱发基因突变？ 物理因素有： 化学因素有：,紫外线、X射线、激光等,亚硝酸、硫酸二乙酯等,1.原理：,利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发
5、生基因突变。,3.概念,“黑农五号”大豆,黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。,4.应用,青霉菌高产菌株的选育,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。,2、诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，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
6、功许多太空作物：,“神七”搭载的太空种子,奇怪的“太空椒”,重达300斤的 太空南瓜,长相奇特的南瓜,太空黄瓜,太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比,与“神六”飞船一起上太空的花卉“瓷玫瑰”、“老虎须”,视野拓展,（1）与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？ （2）基因突变的特点有哪些？联系基因突变特点，谈谈诱变育种的局限性。 （3）要想克服这些局限性，可以采取什么办法？,优点：提高基因突变频率，产生新基因；在较短的时间内获得更多的优良变异类型。,不足：具有不定向性，难以控制突变方向；有利个体少，须大量处理供试材料 。,思考与讨论,办法：扩大诱变后代的群体，增加选择机会。,Thank You !,
7、休息一会，再回来,单倍体育种,还有什么育种方法有可能缩短育种年限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用？,高杆抗病 矮杆易感病,F1,花药离体培养,单倍体植株幼苗,正常植株,选择,符合要求的品种,秋水仙素处理幼苗,DDTT X,ddtt,DdTt,1DT : 1Dt : 1dT : 1dt,1DDTT：1DDtt：1ddTT：1ddtt,ddTT 矮抗,单倍体育种方法,依据原理：,染色体变异,育种年限：2年,二倍体,四倍体,秋水仙素处理,二倍体,三倍体种子,三倍体植株,不能形成正常的卵细胞,无子西瓜,种下去,联会紊乱,第一年,第二年,授二倍体的花粉,方案提示：借鉴三倍体无子
8、西瓜的育种方式 （多倍体育种）,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：,基因重组,杂交自交选 优自交,将不同个体的优良性状集中于一个个体上,育种时间长，不能产生新基因,基因突变,用物理或化学因素处理生物,提高变异频率，产生新基因，加速育种进程,具有不定向性；有利变异少，需大量处理供试材料,
9、染色体变异,花药离体培养，秋水仙素处理幼苗，选择,明显缩短育种年限,技术复杂，需与杂交育种配合,染色体变异,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,器官大，产量高，营养丰富,发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物,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
10、、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,2.在动物的育种中，用一定剂量的X射线处理精巢，渴望获得大量变异个体.这是因为： A.合子都是纯合子 B.诱发雄配子发生了高频率的基因突变 C.诱导发生了大量的染色体变异 D.提高了基因的重组,3、 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 。 (4)由培育所用的育种方法是,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,小展身手,Aabb,诱变育种,Thank You !,Bye Bye!,