復(fù)習(xí)課雜交育種與誘變育種課件

1、 生物育種 復(fù)習(xí)課2010. 6. 23雜交.自交.選種.自交雜交物理誘變化學(xué)誘變用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng),秋水仙素處理幼苗將不同個(gè)體優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)體提高突變率，大幅度改良某些性狀葉種子果實(shí)較大，莖稈粗壯，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高明顯縮短育種年限出現(xiàn)性狀分離，育種時(shí)間長(zhǎng)有利變異少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料技術(shù)復(fù)雜，發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低技術(shù)復(fù)雜，要與雜交育種配合 方式高產(chǎn)、抗病小麥高產(chǎn)、抗病小麥青霉素高產(chǎn)菌株三倍體無(wú)籽西瓜將一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)胞中定向改造生物的遺傳性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)超級(jí)細(xì)菌、抗蟲(chóng)棉單倍體育種雜交育種誘變育種多倍體育種基因工

2、程育種基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組 原理 方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 范圍 實(shí)例有性生殖的動(dòng)植物幾乎所有生物植物有性生殖的植物微生物動(dòng)植物幾種常見(jiàn)育種方式的比較5根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法 （1）將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。 （2）要求快速育種，則運(yùn)用單倍體育種。 （3）要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。 （4）要求提高品種產(chǎn)量，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。關(guān)注要點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)1、誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生新的 ， 創(chuàng)造變異新類型；后者能產(chǎn)生新的 ，它是 通過(guò)原有

3、基因的重新組合實(shí)現(xiàn)的。2、單倍體育種和雜交育種相比，其優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短了 育種年限。那么前者育種至少需要 年，后者 育種至少需要 年。3、雜交育種選種時(shí)間是子二代，因?yàn)閺淖佣_(kāi)始出現(xiàn) 性狀分離；那么選種后是否要連續(xù)自交？為什么？ ， 。 4、多倍體育種與單倍體育種用秋水仙素等,作用機(jī)制相似， 但作用對(duì)象有所不同，前者: ， 后者: 。因?yàn)?。 基因基因型不一定要看所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性正在萌發(fā)的種子或幼苗正在萌發(fā)的幼苗單倍體植物高度不育兩四5、動(dòng)植物雜交育種的區(qū)別，請(qǐng)見(jiàn)遺傳圖解：（欲培育BBee品種）P： BBEE bbee F1 ： BbEe 植物描述為 。 動(dòng)物描述為 。 F2 ：B

4、E bbE B ee bbee植物：連續(xù) ， 動(dòng)物：選異性進(jìn)行 ，以 直至性狀不 檢測(cè)親本 型，性 分離。 狀不分離的為所選品種 F1自交F1雌雄個(gè)體間交配自交測(cè)交基因普通植株減數(shù) 分裂花粉花藥離 體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙 素處理純合子幼苗篩選所需的品種DDTTDdTt花藥離 體培養(yǎng)DT Dt dT dt 幼苗秋水仙 素處理DDTT DDtt ddTT ddtt篩選所需的品種ddttDT Dt dT dt單倍體育種過(guò)程至少要幾年？2年 雜交育種過(guò)程 高抗 矮不抗 高抗DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗 矮不抗ddTtddTT

5、F3思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一個(gè)生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀！一 基因工程的概念解決胰島素生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？二：基因操作的工具關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：分子手術(shù)刀限制性內(nèi)切酶分子縫合針DNA連接酶分子運(yùn)輸車運(yùn)載體（1）限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶有何不同？ 都是作用到脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵（不是氫鍵），只不過(guò)一個(gè)切開(kāi)，一個(gè)連接。（2）DNA酶、DNA連接酶、DNA聚合酶有何

6、不同？ DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶。DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過(guò)程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段的兩個(gè)缺口同時(shí)連接，不需要模板； DNA連接酶和DNA聚合酶作用的化學(xué)鍵相同，都是磷酸二酯鍵。（3）運(yùn)載體和細(xì)胞的膜上的載體相同嗎？ 不同；運(yùn)載體是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的專門(mén)運(yùn)輸工具，常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、噬菌體等。載體是位于細(xì)胞膜上的載體蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)系。（4）受體細(xì)胞如何選擇？ 微生物常被用做受體細(xì)胞的原因是其具有繁殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多的特點(diǎn)。動(dòng)物受體細(xì)胞一般選用受

7、精卵，植物受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞，但需與植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。2基因工程中疑難問(wèn)題辨析3.作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與多種外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。 如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等目的基因目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。 如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因，還有植物的抗?。共《?、抗細(xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。步驟一：目的基因的提取目的基因的提取方法直接分離基因人工合成基因逆轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA：鳥(niǎo)槍法 在獲取真核細(xì)胞中的目的基因時(shí),一般用

8、人工合成基因的方法.目的基因的mRNA單鏈DNA (cDNA）雙鏈DNA(即目的基因)反轉(zhuǎn)錄合成1）反轉(zhuǎn)錄法： 以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基因推測(cè)推測(cè)化學(xué)合成2）根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法 ：步驟二：目的基因與運(yùn)載體重組 1）用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)切口，露出黏性末端。 2）用同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端。 3）將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處，再加入適量DNA連接酶，形成了一個(gè)重組DNA分子（重組質(zhì)粒）

9、 目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過(guò)程，實(shí)際上是不同來(lái)源的基因重組的過(guò)程?；虮磉_(dá)載體的組成目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。a、目的基因b、啟動(dòng)子c、終止子d、標(biāo)記基因e、復(fù)制原點(diǎn)常用的受體細(xì)胞：動(dòng)植物細(xì)胞、大腸桿菌、土壤農(nóng)桿菌、枯草桿菌等。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。轉(zhuǎn)化目的基因進(jìn)入_內(nèi)，并且在 受體細(xì)胞內(nèi)維持_和_的過(guò)程受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)步驟三：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞方法導(dǎo)入植物細(xì)胞導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞導(dǎo)入微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法顯微注射法 感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞步驟四：目的

10、基因的檢測(cè)和表達(dá)四環(huán)素抗性基因青霉素抗性基因檢測(cè)：通過(guò)檢測(cè)標(biāo)記基因的有無(wú)，來(lái)判斷目的基因是否導(dǎo)入檢測(cè)方法：將受體細(xì)胞放在含有青霉素或四環(huán)素的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，若存活，則導(dǎo)入成功；若死亡，則重組質(zhì)粒沒(méi)有導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定檢查是否成功分子水平檢測(cè)個(gè)體水平鑒定檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA 上是否插入了目的基因檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法方法方法DNA-DNA分子雜交DNA-RNA分子雜交抗原-抗體雜交 能力提升:供選生物材料：A、小麥的高稈(DD)抗銹病(TT)純種 B、小麥的矮稈(dd)不抗銹病(tt)純種 C、水稻的遲熟

11、種子 非生物材料：根據(jù)需要自選 （1）育種名稱： （2）所選擇的生物材料：（可用字母表示） （3）希望得到的結(jié)果： （4）預(yù)計(jì)最早產(chǎn)生所需類型的幾率：（5）寫(xiě)出育種的簡(jiǎn)要過(guò)程：（可用圖解）（6）簡(jiǎn)答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。 方案1：（1）育種名稱： 育種（2）所選擇的生物材料： 。（3）希望得到的結(jié)果： 。 （4）預(yù)計(jì)F2產(chǎn)生所需類型的幾率： 。（5）寫(xiě)出育種的簡(jiǎn)要過(guò)程（可用圖解） ， 。（6）簡(jiǎn)答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。 ， 。 矮稈抗銹病小麥A、B 雜交3/16高抗矮病 F1高抗, F1自交 F2 （高抗、矮抗、高不抗、矮不抗）將F2 矮稈抗銹病品種連續(xù)自交，分淘汰提純到基本不

12、分離為止。 方案2（1）育種名稱： 育種（2）所選擇的生物材料： 。（3）希望得到的結(jié)果： 。（4）預(yù)計(jì)產(chǎn)生所需類型的幾率： 。（5）寫(xiě)出育種的簡(jiǎn)要過(guò)程（可用圖解） ， ， ， 。（6）簡(jiǎn)答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。 。 單倍體A、B矮稈抗銹病小麥1/4高抗矮病 F1高抗 F1花藥離體培養(yǎng) 獲單倍體幼苗再經(jīng)秋水仙素處理，獲純合子的高抗、矮抗、高病、矮病植株挑選矮稈抗銹病的植株即可 方案3：（1）育種名稱： 育種（2）所選擇的生物材料： 。（3）希望得到的結(jié)果： 。（4）預(yù)計(jì)產(chǎn)生所需類型的幾率： 。（5）寫(xiě)出育種的簡(jiǎn)要過(guò)程（可用圖解） ， ， 。（6）簡(jiǎn)答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法。 ，

13、。 誘變C早熟水稻極低或不出現(xiàn)用射線、激光照射或秋水仙素等化學(xué)試劑處理（或用太空飛船搭載）水稻，使之產(chǎn)生基因突變將處理的水稻種植下去，進(jìn)行觀察 選擇早熟的水稻，并純化。育種的方法有多種，各有各的優(yōu)點(diǎn)，我們要合理的有機(jī)結(jié)合各種方法，高效的達(dá)到各種目的。如果水稻的某遲熟（AA)品種,那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（aa）品種？四、靈活創(chuàng)新、實(shí)際應(yīng)用人工誘變 + 單倍體育種早熟品種(aa)花藥離體培養(yǎng)當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！遲熟品種(AA)雜合子(Aa)人工誘變 幼苗 （A） 幼苗（a）秋水仙素處理遲熟品種(AA)秋水仙素處理時(shí)間： 檢測(cè)1、花生是自花傳粉植物。種子粒大(A)對(duì)粒小(a)為顯

14、性，含油少(B)對(duì)含油多(b)為顯性，以上兩對(duì)基因分別位于非同源染色體上?，F(xiàn)有粒大含油少品種、粒小含油少品種和粒小含油多品種(三個(gè)品種均為純合體)，育種家期望獲得粒大含油多的新品種，為此進(jìn)行雜交。試回答下列問(wèn)題：(1)應(yīng)選用以上哪兩個(gè)品種作為雜交親本?(2)上述兩親本雜交產(chǎn)生的F1代基因型和表現(xiàn)型是什么?(3)在F2代中表現(xiàn)粒大含油多的植株出現(xiàn)的比例是多少? F2代中能穩(wěn)定遺傳的粒大含油多的植株出現(xiàn)的比例是多少? F2代粒大含油多的植株出現(xiàn)能穩(wěn)定遺傳的比例是多少?粒大含油少品種和粒小含油多品種AaBb 粒大含油少品種 1/163/16 1/3檢測(cè)1、下圖是用某種作物的兩個(gè)品種和分別培育 出、 品種的示意圖，試分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的D和F步驟分別是 和 。 其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是 。（2）用培育所采用的E和H步驟分別是 和 。 其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是 。 育種方法是 。 （3）用培育所采用的G步驟是 。 其遺傳學(xué)原理是 。育種方法是 。雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗染色體變異秋水仙素處理幼苗染色體變異；H單倍體育種多倍體育種 當(dāng)神舟六號(hào)航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時(shí)，一些特殊的乘客也回到了地