第一節(jié)雜交育種與誘變育種

1、設想你是一位玉米育種專家，設想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況遇到這樣的情況: :品種品種A A籽粒籽粒多，但不抗黑粉病；品種多，但不抗黑粉病；品種B B籽籽粒少，但抗黑粉病。粒少，但抗黑粉病。討論：討論：你用什么方法把兩個品種的你用什么方法把兩個品種的優(yōu)良性狀結合在一起，又能優(yōu)良性狀結合在一起，又能去掉缺點？去掉缺點？黑粉病黑粉病第一節(jié)第一節(jié) 雜交育種與誘變育種雜交育種與誘變育種 原理：利用生物的變異，通過長期選擇，原理：利用生物的變異，通過長期選擇， 汰劣留良，培養(yǎng)出優(yōu)良品種。汰劣留良，培養(yǎng)出優(yōu)良品種。 不足：育種周期長，不足：育種周期長， 可選擇的范圍有限。可選擇的范圍有限。一、古代

2、人類的育種方式一、古代人類的育種方式選擇育種選擇育種二、雜交育種二、雜交育種1 1、概念、概念雜交育種是將雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過通過交配集中在一起交配集中在一起，再經過選擇和培育，獲得新，再經過選擇和培育，獲得新品種（品種（穩(wěn)定遺傳穩(wěn)定遺傳）的方法。）的方法。3 3、方法：、方法：雜交雜交 自交自交 ( (選優(yōu)選優(yōu) 自交自交) )若干次若干次 純純種種2 2、原理：、原理：基因重組基因重組5 5、不足：雜交育種只能利用已有基因的重組，、不足：雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，按需選擇，并不能產生新的基因并不能產生新的基因；雜種后代出；雜種后代出

3、現(xiàn)分離現(xiàn)象，現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種進程緩慢育種進程緩慢，過程復雜。，過程復雜。4 4、應用：可用于、應用：可用于農作物農作物品質的改良、產量品質的改良、產量的提高，培育新品種；也用于的提高，培育新品種；也用于家禽、家畜家禽、家畜的的育種。育種。 例如：如何利用純種的高稈抗銹病例如：如何利用純種的高稈抗銹病(DDRR)(DDRR)和矮和矮稈不抗銹病稈不抗銹病(ddrr)(ddrr)的水稻植株獲得優(yōu)良性狀且能的水稻植株獲得優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的品種。穩(wěn)定遺傳的品種。第一步第一步：先雜交得到高抗植株；：先雜交得到高抗植株；第二步第二步：讓高抗植株自交，后代出現(xiàn)性狀分離，：讓高抗植株自交，后代出現(xiàn)性狀分離，

4、從中選擇矮抗植株；從中選擇矮抗植株；第三步第三步：將矮抗植株連續(xù)自交直至不再發(fā)生性狀：將矮抗植株連續(xù)自交直至不再發(fā)生性狀分離為止。分離為止。P DDRR ddrr F1 DdRrF1:DdRrD_R_, D_rr , ddR_, ddrrF2連續(xù)自交直至連續(xù)自交直至到不再發(fā)生性到不再發(fā)生性狀分離為止狀分離為止ddRR(矮抗矮抗) 像這樣顯性性狀是優(yōu)良性狀，采用雜像這樣顯性性狀是優(yōu)良性狀，采用雜交育種必須連續(xù)自交交育種必須連續(xù)自交4 45 5代后種子才相對代后種子才相對較純，育種年限至少較純，育種年限至少5 5年。年。雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢： 是指基因型不同的親本相互雜交產生的是指基因型不同的親本相互

5、雜交產生的雜種一代雜種一代，在生長勢、生活力、繁殖力、抗，在生長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產量和品質等一種或多種性狀上優(yōu)于逆性、產量和品質等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。兩個親本的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢在雜種優(yōu)勢在F F1 1代表現(xiàn)最明代表現(xiàn)最明顯。顯。例如：我國勞動人民用例如：我國勞動人民用馬（馬（6464條染色體）條染色體）和和驢（驢（6262條染色體）條染色體）雜交獲得體力強大，耐雜交獲得體力強大，耐力好的雜種力好的雜種騾（騾（6363條染色體）條染色體）。 雜種優(yōu)勢主要利用雜種雜種優(yōu)勢主要利用雜種F F1 1代的優(yōu)良性狀，代的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。并不要求遺傳上的穩(wěn)定。需年年

6、制種。如水稻需年年制種。如水稻和玉米的和玉米的雜優(yōu)種雜優(yōu)種，每年農科站都有供應。，每年農科站都有供應。三、誘變育種三、誘變育種（1 1）概念：人工利用）概念：人工利用物理因素（如物理因素（如X X射線、射線、射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生來處理生物，使生物發(fā)生基因突變?；蛲蛔?。（2 2）優(yōu)點：）優(yōu)點：能提高突變率，產生新基因能提高突變率，產生新基因；在較；在較短時間短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。內獲得更多的優(yōu)良變異類型。（3 3）應用）應用農作物新品種的培育農作物新品種的培育，新品種

7、具有抗病力強、，新品種具有抗病力強、產量高、品質好等優(yōu)點。如產量高、品質好等優(yōu)點。如“黑農五號黑農五號”大豆，大豆，產量提高了產量提高了16%16%，含油量比原來提高了，含油量比原來提高了2.5%2.5%。 誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，還采用還采用太空育種太空育種。太空育種太空育種主要是利用返回主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球能達到式衛(wèi)星和高空氣球能達到的高空環(huán)境，通過的高空環(huán)境，通過強輻射、強輻射、微重力和高真空微重力和高真空等條件使等條件使植物種子的基因發(fā)生基因植物種子的基因發(fā)生基因突變的作物育種新技術。突變的作物育種新技術。我國已培育成功我國

8、已培育成功許多太空作物：許多太空作物：太空椒太空椒 普通椒普通椒用于微生物育種用于微生物育種：例如：例如青霉素高產菌株青霉素高產菌株的選的選育。育。19431943年從自然界分離出來的青霉菌只能產年從自然界分離出來的青霉菌只能產生青霉素生青霉素2020單位單位/mL/mL。后來人們對青霉菌多次進。后來人們對青霉菌多次進行行X X射線射線、紫外線紫外線照射以及綜合處理，培育成了照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產菌株，目青霉素高產菌株，目前青霉素的產量前青霉素的產量已達到已達到50000500006000060000單位單位/mL/mL。中間為青霉菌，周圍是細菌。中間為青霉菌，周圍是細菌。（4

9、4）局限性：誘變育種的）局限性：誘變育種的方向方向難以掌握難以掌握，誘，誘變體變體難以集中多個理想性狀難以集中多個理想性狀。（5 5）克服方法：要想克服這些局限性，可以）克服方法：要想克服這些局限性，可以擴擴大誘變后代的群體大誘變后代的群體，增加選擇的機會。，增加選擇的機會。原因：基因原因：基因突變是隨機突變是隨機不定向的。不定向的。討論：怎樣克服？討論：怎樣克服？ 除了雜交育種和誘變育種之外我們前面除了雜交育種和誘變育種之外我們前面還學過什么育種方式？還學過什么育種方式？萌發(fā)的種子、幼苗萌發(fā)的種子、幼苗秋水仙素處理秋水仙素處理染色體加倍、染色體加倍、不分離不分離多倍體多倍體（1 1）方法）方

10、法： 用用秋水仙素秋水仙素處理萌發(fā)的處理萌發(fā)的種子或幼苗種子或幼苗（2 2）原理：）原理：秋水仙素能秋水仙素能抑制紡錘體形成抑制紡錘體形成。人工誘導多倍體育種人工誘導多倍體育種:二倍體植株二倍體植株單倍體植株單倍體植株人工誘導染色體加倍人工誘導染色體加倍恢復成二倍體植株恢復成二倍體植株（純合體）（純合體）自交自交純合體純合體單倍體育種的過程：單倍體育種的過程：花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)（秋水仙素或低溫處理幼苗）（秋水仙素或低溫處理幼苗）優(yōu)點：優(yōu)點：明顯縮短育種年限；自交后代不會發(fā)生性狀分離。明顯縮短育種年限；自交后代不會發(fā)生性狀分離。AaBbAABB aaBB AAbb aabbAB aB Ab

11、 ab例如：有兩個純種小麥，一個是高稈（例如：有兩個純種小麥，一個是高稈（D D）能）能抗?。共。═ T）；另一種是矮稈（）；另一種是矮稈（d d），易染銹病），易染銹?。╰)t)，如何培育成符合生產要求的新品種？，如何培育成符合生產要求的新品種？如果進行雜交育種需幾年，如何進行？如果進行雜交育種需幾年，如何進行？P 高稈抗銹病高稈抗銹病(DDTT) X 矮稈易染銹病矮稈易染銹?。╠dtt)F1 高稈抗銹病高稈抗銹病(DdTt) F2 高、抗高、抗 高、易染高、易染 矮稈抗銹病矮稈抗銹病 矮、易染矮、易染自自 交交 自自 交交 F3 矮稈抗銹病矮稈抗銹病(ddTT) DTDttddTddtt

12、P 高稈抗銹病高稈抗銹病(DDTT) 矮稈易染銹病矮稈易染銹?。╠dtt)F1 高稈抗銹病高稈抗銹病(DdTt) 花粉花粉（DT、dT、Dt、dt) 花藥離花藥離 體培養(yǎng)體培養(yǎng) 純種矮稈抗銹病純種矮稈抗銹病(ddTT ) 單倍體植株單倍體植株 （DT、dT、Dt、dt) 秋水仙秋水仙 素處理素處理 （染色體加倍）（染色體加倍）如果采用單倍體育種，則需幾年？如何進行？如果采用單倍體育種，則需幾年？如何進行？ 幾年時間？幾年時間？ 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重組基因突變基因突變染色體變異染色體變異（成倍減少）（成倍減少）染色體變異染色體變異（成倍增加）（成倍增加）雜交雜交用物理或化學用物理或化學方法處理生物方法處理生物花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體單倍體秋秋水仙素處理水仙素處理純種純種秋水仙素秋水仙素處理處理使位于不同使位于不同個體的優(yōu)良個體的優(yōu)良性狀集中于性狀集中于一個個體上一個