雜交育種與基因工程課件

1、雜交育種與基因工程 雜交育種與基因工程一、雜交育種一、雜交育種概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過性狀通過交配交配集中在一起，再經(jīng)過集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育選擇和培育，獲得新品種的方法。，獲得新品種的方法。原理：原理：基因重組基因重組。優(yōu)點：位于優(yōu)點：位于不同個體不同個體上上的優(yōu)良性的優(yōu)良性狀集中在狀集中在同一個體同一個體上，操作簡單。上，操作簡單。雜交育種與基因工程缺點：不能創(chuàng)造出缺點：不能創(chuàng)造出新的新的基因基因，育種年限長育種年限長，只能在同一物種不，只能在同一物種不同個體間或親緣關(guān)系較近的不同同個體間或親緣關(guān)系較近的不同個體間進(jìn)行，個體間進(jìn)行，雜交育種與基

2、因工程例例1：小麥高稈（：小麥高稈（D）對矮稈（）對矮稈（d）為顯性，）為顯性，抗銹?。逛P?。═）對不抗銹病（）對不抗銹?。╰）為顯性，）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），），如果你是袁隆平，怎樣才能得到矮稈抗如果你是袁隆平，怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（病的優(yōu)良品種（ddTT）？用遺傳圖解表）？用遺傳圖解表示。示。雜交育種與基因工程操作方法：讓純種的讓純種的高稈抗銹病高稈抗銹病和和矮稈易染矮稈易染銹病銹病小麥雜交得小麥雜交得F1 種子種子種植F1并 自交自交得F2 種子；種植F2 并選出矮稈抗

3、銹病矮稈抗銹病小麥自交單獨留種得F3種子 ； 種植F3并留出未出現(xiàn)性狀分離未出現(xiàn)性狀分離的矮稈抗病個體，對于F3 中出現(xiàn)性狀分離的再重復(fù)步驟雜交育種與基因工程遺傳圖解遺傳圖解:P DDTT X ddtt 高桿抗病高桿抗病 矮稈不抗病矮稈不抗病 F DdTt 高桿抗病高桿抗病 F D T ddT (留種留種) D tt ddtt高桿抗病高桿抗病 矮稈抗病矮稈抗病 高桿不抗病高桿不抗病 矮稈不抗病矮稈不抗病 F3 留下未出現(xiàn)性狀分離的矮稈抗病個體留下未出現(xiàn)性狀分離的矮稈抗病個體雜交育種與基因工程 雜交育種選育的時間是雜交育種選育的時間是F F2 2，原，原因是從因是從F F2 2開始發(fā)生性狀分離開

4、始發(fā)生性狀分離；選育；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性。狀是顯性還是隱性。雜交育種與基因工程二、誘變育種二、誘變育種概念：是利用概念：是利用物理因素物理因素（如（如X射線、射線、射線、紫外線、激光等）或射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因化學(xué)因素素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)處理生物，使生物發(fā)生基因突變生基因突變，獲得新品種的方法。獲得新品種的方法。原理：原理：基因突變基因突變。雜交育種與基因工程優(yōu)點：提高了優(yōu)點：提高了變異變異的頻率的頻率，加速，加速育種的進(jìn)程育種的進(jìn)程，大幅度改良某些性狀。大幅度改良某些

5、性狀。缺點：缺點：有利變異少有利變異少，需要大量地處理實驗材料需要大量地處理實驗材料，具有很大的具有很大的盲目性盲目性。應(yīng)用：主要應(yīng)用于應(yīng)用：主要應(yīng)用于農(nóng)作物育種農(nóng)作物育種和和微生物育種微生物育種，如太空椒的培育、高產(chǎn)青霉素的選育。如太空椒的培育、高產(chǎn)青霉素的選育。雜交育種與基因工程雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種原原理理常常用用方方法法優(yōu)優(yōu)點點缺缺點點基因重組基因突變?nèi)旧w變異（成倍減少）染色體變異（成倍增加）雜交用物理或化學(xué)方法處理生物花藥離體培養(yǎng)單倍體秋水仙素處理純種秋水仙素處理使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程有利變

6、異少，需大量處理供試材料明顯縮短育種年限，技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合各種器官大、營養(yǎng)成分高、與雜交育種配合；獲得的新品種發(fā)育延遲育種時間最長雜交育種與基因工程根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法 將兩親本的將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀兩個不同優(yōu)良性狀集中于同集中于同一生物體上，可利用一生物體上，可利用雜交育種雜交育種，亦可利用單倍，亦可利用單倍體育種。體育種。 要求要求快速育種快速育種，則運用，則運用單倍體育種單倍體育種。 要求要求大幅度改良某一品種大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用所未有的性狀，可利用誘變育種誘變育種。 要求要求提高品

7、種產(chǎn)量提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，含量，可運用多倍體育種?？蛇\用多倍體育種。 雜交育種與基因工程第第7 7章章 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第第1 1節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來雜交育種與基因工程1 1拉馬克的進(jìn)化學(xué)說拉馬克的進(jìn)化學(xué)說用進(jìn)廢退用進(jìn)廢退和和獲得性遺傳獲得性遺傳是生物不斷進(jìn)化的主是生物不斷進(jìn)化的主要原因要原因2 2達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 過度繁殖過度繁殖、生存斗爭生存斗爭、遺傳變異遺傳變異、適者生適者生存存(2)(2)意義：意義：科學(xué)地解釋了科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化生物進(jìn)化的原因和的原因和物種多樣性物種多樣性 形成的原因。形成

8、的原因。雜交育種與基因工程(3)3)自然選擇學(xué)說的不足：自然選擇學(xué)說的不足：對對遺傳和變異遺傳和變異 的本質(zhì)不能做出科的本質(zhì)不能做出科學(xué)的解釋。學(xué)的解釋。 對生物進(jìn)化的解釋局限于對生物進(jìn)化的解釋局限于個體個體 水平。水平。 強調(diào)物種形成都是強調(diào)物種形成都是自然選擇自然選擇 的的結(jié)果，不能很好地解釋物種大爆發(fā)結(jié)果，不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。雜交育種與基因工程（二）、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論二）、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論1.1.發(fā)展發(fā)展 （1 1）對于生物進(jìn)化過程中遺傳和）對于生物進(jìn)化過程中遺傳和變異的研究，已經(jīng)從變異的研究，已經(jīng)從性狀性狀水平深入水平深入到到分子分子水平；水平； （2 2）關(guān)于自然

9、選擇的作用等問題）關(guān)于自然選擇的作用等問題的研究，已經(jīng)從以的研究，已經(jīng)從以生物個體生物個體為單位為單位發(fā)展到以發(fā)展到以種群種群為基本單位。為基本單位。雜交育種與基因工程2.2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容（1 1）種群種群是生物進(jìn)化的基本單是生物進(jìn)化的基本單位位種群種群：生活在一定區(qū)域的：生活在一定區(qū)域的同種生同種生物物的全部個體。的全部個體?；驇旎驇欤阂粋€種群中：一個種群中全部個體全部個體所所含有的含有的全部基因全部基因。基因頻率：在。基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比例全部等位基因數(shù)的比例雜交育種與基因工程（2 2）突

10、變突變和和基因重組基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料。的原材料?？蛇z傳的變異來源：可遺傳的變異來源：基因突變基因突變、基基因重組因重組和和染色體變異染色體變異。由于突變和重組都是隨機的，所以由于突變和重組都是隨機的，所以生物變異是生物變異是不定向不定向的，的，他們只產(chǎn)生生物進(jìn)化的他們只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料原材料，不，不能決定生物進(jìn)化的方向。能決定生物進(jìn)化的方向。雜交育種與基因工程（3 3）自然選擇自然選擇決定生物進(jìn)化的決定生物進(jìn)化的方向。方向。原因：不斷淘汰原因：不斷淘汰不利不利變異的基變異的基因，積累因，積累有利有利變異的基因。變異的基因。結(jié)果：種群的基因頻率發(fā)生結(jié)果：種群的基因頻率發(fā)

11、生定定向向改變。生物進(jìn)化的實質(zhì)是改變。生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群種群基因頻率基因頻率發(fā)生變化。發(fā)生變化。雜交育種與基因工程（4 4）隔離導(dǎo)致）隔離導(dǎo)致物種物種的形成。的形成。物種的慨念：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生出物種的慨念：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱為一個物種可育后代的一群生物稱為一個物種( (簡稱簡稱“種種”) )。 隔離：隔離的概念：不同種群間的個體，在自然隔離：隔離的概念：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。類型：類型： 生殖隔離：生殖隔離：不同物種不同物種之間一般是不能相互交配的，之間一般是不能相互交配的，即

12、使交配成功，也不能產(chǎn)生即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代可育后代的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 地理隔離：地理隔離：同一物種同一物種生物由于地理上的障礙而分生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。在物種形成中的作用：隔離是物種形成的必要條件，在物種形成中的作用：隔離是物種形成的必要條件，生殖隔離生殖隔離的形成標(biāo)志著新物種的形成。的形成標(biāo)志著新物種的形成。雜交育種與基因工程第三節(jié)第三節(jié) 共同進(jìn)化和生物多樣性的形成共同進(jìn)化和生物多樣性的形成1.1.共同進(jìn)化共同進(jìn)化 （1 1）概念：不同）概念：不同物種物種之間、之間、生物與無機環(huán)境生物與無機環(huán)境之間在相互之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。 （2 2）結(jié)果：通過漫長的共同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)）結(jié)果：通過漫長的共同