261從雜交育種到基因工程

第六六章章從從雜雜交交育育種種到到基基因因工工程程第一一節(jié)節(jié)雜雜交交育育種種與與誘誘變變育育種種古人人馴馴化化野野生生動(dòng)動(dòng)物物－－家家禽禽、、家家畜畜植物馴化選擇育種自然變異人工選擇原理？缺點(diǎn)2可選擇的的范圍有限1育種周期期太長(zhǎng)設(shè)想你是一位位玉米專家，，遇到這樣的的情況：玉米米品種A子粒粒多，但不抗抗黑粉病，品品種B子粒少少，但抗黑粉病。。用什么方法既既把兩個(gè)品種種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一一起，又能把把雙方的缺點(diǎn)都去掉？？問(wèn)題探討親代高產(chǎn)、不抗病病×低產(chǎn)、抗病AAbbaaBB↓雜種第一代高產(chǎn)、抗病AaBb↓（自交）第二代高產(chǎn)、抗病低低產(chǎn)、抗抗病高產(chǎn)產(chǎn)、不抗病低低產(chǎn)、不不抗病AABBAABbAaBBAaBb↓（連續(xù)自交，，逐代淘汰））高產(chǎn)、抗病AABB小麥的雜交育育種一、概念：將兩個(gè)或多個(gè)個(gè)品種的優(yōu)良良性狀通過(guò)交交配集中在一一起，再經(jīng)過(guò)過(guò)選擇和培育育，獲得新品品種的方法。。二、原理：基因重組三、方法：四、優(yōu)點(diǎn)：將不同個(gè)體的的優(yōu)良性狀集集中到一個(gè)個(gè)個(gè)體上五、缺點(diǎn)：育種時(shí)間長(zhǎng)，，選擇范圍有有限雜交育種雜交自交選種自交

對(duì)雜交育種的的幾點(diǎn)說(shuō)明：：①a.該方法常用于于同一物種不不同品種的個(gè)個(gè)體間；b.不同品種種的個(gè)體各自自需要具有優(yōu)優(yōu)良的性狀②若該生物靠靠有性生殖繁繁殖后代，則則必須選育出出優(yōu)良性狀的的純種，以免免后代發(fā)生性性狀分離；若若該生物靠無(wú)無(wú)性生殖產(chǎn)生生后代，那么么只要得到該該優(yōu)良性狀就就可以了，純純種、雜種并并不影響后代代性狀的表達(dá)達(dá)。親代高產(chǎn)、不抗病病×低產(chǎn)、抗病AAbbaaBB↓雜種第一代高產(chǎn)、抗病AaBb↓（自交）第二代高產(chǎn)、抗病低低產(chǎn)、抗抗病高產(chǎn)產(chǎn)、不抗病低低產(chǎn)、不不抗病AABBAABbAaBBAaBb↓（連續(xù)自交，，逐代淘汰））高產(chǎn)、抗病AABB小麥的雜交育育種生產(chǎn)上利用雜雜種優(yōu)勢(shì)可以以大幅度地提提高產(chǎn)量。例例如，雜交高高梁比純系高高梁增產(chǎn)30%--50%,雜交水水稻比純系水水稻增產(chǎn)20%左右。雜種優(yōu)勢(shì)：基因型不同的的親本個(gè)體互互相雜交產(chǎn)生生的雜種第一一代，在生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)、生活力力、繁殖力、、抗逆性、產(chǎn)產(chǎn)量和品質(zhì)等等一種或多種種性狀上優(yōu)于于兩個(gè)親本的的現(xiàn)象。試一試：動(dòng)物物的雜交育種種方法假設(shè)現(xiàn)有長(zhǎng)毛毛立耳貓（BBEE）和和短毛折耳貓貓（bbee），你能否否培育出能穩(wěn)穩(wěn)定遺傳的長(zhǎng)長(zhǎng)毛折耳貓（（BBee））？寫出育種種方案（圖解解）長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓1、動(dòng)物雜交交育種中純合合子的獲得不不能通過(guò)逐代代自交，而應(yīng)應(yīng)改為測(cè)交。2、比植物雜雜交育種所需需年限短。注意你知道我國(guó)在在雜交育種方方面的哪些偉偉大成就？水稻之父“三系雜交稻稻”“二系雜交稻稻”“超級(jí)雜交稻稻”袁隆平應(yīng)用李登海玉米之父李登海選育的的緊湊型玉米米新品種掖單單13號(hào)在2004年2月20日榮榮獲國(guó)家科技技進(jìn)步一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)06年度國(guó)家最高高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獎(jiǎng)--李振聲院士陜西有句民謠謠“要吃面，，種小偃”，，小偃是種抗病強(qiáng)、、產(chǎn)量高高的小麥荷斯坦－弗里里生牛中國(guó)黃牛中國(guó)荷斯坦牛牛（泌乳期305d，年產(chǎn)乳量6300kg以上)一、概念：利用物理因素素（如ⅹ射線線、γ射線、、紫外線、激激光等）或化化學(xué)因素（如如亞硝酸、硫硫酸二乙酯等等）來(lái)處理生生物，使生物物發(fā)生基因突突變。二、依據(jù)原理理：基因突變?nèi)?、常用方法法：輻射誘變、激激光誘變、作作物空間技術(shù)術(shù)育種四、優(yōu)點(diǎn)：可以提高突變變率，加速育育種過(guò)程，大大幅度地改良良某些品種,產(chǎn)生前所未未有的性狀。。五、缺點(diǎn)：有利變異少，，須大量處理理實(shí)驗(yàn)材料誘變育種六、應(yīng)用②用于微生物物育種例如青霉素的的選育。1943年從自自然界分離出出來(lái)的青霉菌菌只能產(chǎn)生青青霉素20單單位/mL。。后來(lái)人們對(duì)對(duì)青霉菌多次次進(jìn)行X射線線、紫外線照照射以及綜合合處理，培育育成了青霉素素高產(chǎn)菌株，，目前青霉素素的產(chǎn)量已達(dá)達(dá)到50000～60000單位/mL。①農(nóng)作作物新新品種種的培培育新品種種具有有抗病病力強(qiáng)強(qiáng)、產(chǎn)產(chǎn)量高高、品品質(zhì)好好等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。。如““黑農(nóng)農(nóng)五號(hào)號(hào)”大大豆，，產(chǎn)量量提高高了16%，含含油量量比原原來(lái)提提高了了2.5%。在作物物方面面，應(yīng)應(yīng)用誘誘變育育種我我國(guó)已已培育育出100多種種水稻稻、小小麥、玉玉米、、大豆豆等優(yōu)優(yōu)良品品種。。誘變育育種除除了采采用常常規(guī)的的誘變變育種種方法法外，，還采采用太空育育種。太空育育種主主要是是利用用返回回式衛(wèi)衛(wèi)星和和高空空氣球球能達(dá)達(dá)到的的高空空環(huán)境境，通通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)輻射射、微微重力力和高高真空空等條條件使使植物物種子子的基基因發(fā)發(fā)生基基因突突變的的作物物育種種新技技術(shù)。。我國(guó)已已培育育成功功許多多太空空作物物：經(jīng)過(guò)太太空育育種得得到的的水稻稻品種種出現(xiàn)現(xiàn)了大大穗、、大粒粒、優(yōu)優(yōu)質(zhì)、、高產(chǎn)產(chǎn)的效效果。。航育1號(hào)水水稻新新品種種株高高降低低14厘米米，生生長(zhǎng)期期縮短短13天，，增產(chǎn)產(chǎn)5%-10％％，累累計(jì)已已推廣廣30萬(wàn)畝畝。華航一一號(hào)水水稻新新品種種穗大大，粒粒多、、結(jié)實(shí)實(shí)率高高，可可增產(chǎn)產(chǎn)10％，，畝產(chǎn)產(chǎn)達(dá)500公斤斤以上上，已已推廣廣100萬(wàn)萬(wàn)畝以以上。白蓮:1994年江江西廣廣昌白白蓮研研究所所搭載載白蓮蓮種種子子442粒粒，培培育出出太空空蓮3號(hào)等等新品品種種，畝畝產(chǎn)達(dá)達(dá)120千千克，，比原原品種種提高高88％，，平均均粒重重2．．2克克，最最大為為3．．3克克（原原品種種平均均粒重重為1.1克）），超超過(guò)出出口蓮蓮子標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。。1、太空蓮蓮3號(hào)號(hào)中有有沒(méi)有有產(chǎn)生生新基基因？？2、誘誘發(fā)基基因突突變的的條件件有哪哪些？？3、誘誘變育育種有有哪些些優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)？4、有有哪些些因素素可以以誘導(dǎo)導(dǎo)生物物產(chǎn)生生基因因突變變？有新基基因產(chǎn)產(chǎn)生。。微重力力、宇宇宙射射線、、重粒粒子、、變化化磁場(chǎng)場(chǎng)和高高真空空。可以提提高突突變率率，或或大幅幅度地地改良良某些些品種種。物理因因素、、化學(xué)學(xué)因素素和生生物因因素。。我國(guó)神神州6號(hào)上上太空空時(shí)，，重慶慶的一一位村村民花花了1.5萬(wàn)元元，把把自己己精心心培育育的50粒粒荷花花種子子送上上天，，希望望遨游游太空空回來(lái)來(lái)，能能培育育出冬冬天開(kāi)開(kāi)的荷荷花。。1他他的的愿望望一定定能夠夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)嗎？？為什什么？？2突突變變的冬冬天開(kāi)開(kāi)的荷荷花在在其它它方面面的性性狀一一定都如先先前一一樣理理想嗎嗎？3要要使其其保持持先前前的理理想性性狀，，可采采取什什么措措施？？4綜綜合上上述請(qǐng)請(qǐng)你總總結(jié)誘誘變育育種的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)和局局限性性。能產(chǎn)生生新的的基因因，提提高突突變率率。優(yōu)點(diǎn)：突變方方向難難以掌掌握，，突變變體難難以集集中多多個(gè)理理想性性狀缺點(diǎn)：擴(kuò)大誘誘變后后代群群體，，增加加選擇擇機(jī)會(huì)會(huì)措施：：雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種依據(jù)原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例通過(guò)基基因重重組，，把兩兩個(gè)親親本的的優(yōu)良良性狀狀組合合在同同一個(gè)個(gè)后代代中，，從而而產(chǎn)生生符合合要求求的新新類型型用人工方方法誘發(fā)發(fā)基因突突變，產(chǎn)產(chǎn)生新性性狀，創(chuàng)創(chuàng)造新品品種或新新類型抑制細(xì)胞胞分裂中中紡錘體體的形成成，使染染色體的的數(shù)目加加倍后不不能形成成兩個(gè)細(xì)細(xì)胞誘導(dǎo)精子子直接發(fā)發(fā)育成植植株，再再用秋水水仙素加加倍成純純合子雜交輻射誘變變，激光光誘變，，空間技技術(shù)育種種用秋水仙仙素處理理萌發(fā)的的種子或或幼苗花藥離體體培養(yǎng)提高育種種頻率，，加速育育種過(guò)程程，或大大幅度改改良某些些品種將不同個(gè)個(gè)體的優(yōu)優(yōu)良性狀狀，集中中于一個(gè)個(gè)個(gè)體上上抗病植株株的育成自交后代代不發(fā)生生性狀分分離，可可縮短育育種年限限（2年年）器官較大大，營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)含含量高發(fā)育延遲遲，結(jié)實(shí)實(shí)率低有利變異異少，需需大量處處理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)材料時(shí)間長(zhǎng)，，需及時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)優(yōu)良品種種三倍體無(wú)無(wú)子西瓜瓜、八倍倍體小黑黑麥青霉素經(jīng)經(jīng)射線、、紫外線線照射以以及綜合合處理，，培育出出青霉素素產(chǎn)量很很高的菌菌株小麥高莖莖（易倒倒伏）抗抗銹病的的純種與與矮莖（（抗倒伏伏）易染染銹病的的純種進(jìn)進(jìn)行雜交交，培育育出矮莖莖抗銹病病小麥品品種高度不育育，方法法復(fù)雜，，成活率率低練習(xí):請(qǐng)寫出下下面各項(xiàng)項(xiàng)培育方方法：（1）通通過(guò)花藥藥離體培培養(yǎng)再用用秋水仙仙素加倍倍得到煙煙草新品品種的方方法是。（2）用用60Co輻輻射谷氨氨酸棒狀狀桿菌，，選育出出合成谷谷氨酸的的新菌種種，所用用方法是是。（3）用用小麥和和黑麥培培育八倍倍體黑小小麥的方方法是。（4）將將青椒的的種子搭搭載人造造衛(wèi)星，，在太空空中飛行行數(shù)周后后返回地地面，獲獲得了果果大、肉肉厚和維維生素含含量高的的青椒新新品種，，這種育育種原理理本質(zhì)上上屬于。（5）用用抗倒伏伏、不抗抗銹病和和不抗倒倒伏、抗抗銹病的的兩個(gè)小小麥品種種，培育育出抗倒倒伏、抗抗銹病的的品種，，所用方方法是。（6）用用秋水仙仙素或硫硫酸二乙乙酯處理理蕃茄、、水稻種種子，獲獲得成熟熟期早、、蛋白質(zhì)質(zhì)含量高高的品系系，這種種方法是是。單倍體育育種誘變育種種多倍體育育種誘變育種種雜交育種種誘變育種種育種的方方法有多多種，各各有各的的優(yōu)點(diǎn)，，我們要要合理的的有機(jī)結(jié)結(jié)合各種種方法，，高效的的達(dá)到各各種目的的。如果水稻稻的某遲遲熟（AA)品品種,那那么我們們有什么么好辦法法快速的的得到早早熟（aa）品品種？靈活創(chuàng)新新人工誘變變+單單倍體體育種早熟品種種(aa)花藥離體培養(yǎng)當(dāng)年就可可以培育育出優(yōu)良良新品種種！遲熟品種種(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種(AA)秋水仙素處理1、雜交交育種所所依據(jù)的的原理是是什么A.基因突突變B.基因自自由組合C.染色體體交叉互換換D.染色體變變異2、據(jù)你所所知道雜交交選育新品品種之外，，雜交的另另一個(gè)結(jié)果果是獲得A.純種B.雜雜種表現(xiàn)的的優(yōu)勢(shì)C.基因突突變D.染色體體變異練習(xí)：3、在下列列幾種育種種方法中，，可以改變變?cè)谢蛞蚍肿咏Y(jié)構(gòu)構(gòu)的育種方方法是A.雜交育育種B.誘誘變育種C.單倍體體育種D.多倍體育育種4、現(xiàn)代農(nóng)農(nóng)業(yè)育種專專家采用誘誘變育種的的方法改良良某些農(nóng)作作物的原有有性狀，其其原因是：：A.提高了了后代的出出苗率B.產(chǎn)生的的突變?nèi)坎渴怯欣牡腃.提高了了后代的穩(wěn)穩(wěn)定性D.能提高高突變率以以供育種選選擇5、倍體草草莓比野生生的普通草草莓的果實(shí)實(shí)大，營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)含量量有所增加加。4倍體體草莓的培培育成功屬屬于A.單倍體體育種B.多倍倍體育種C.誘變育育種D.雜交交育種6、在一塊塊馬鈴薯甲甲蟲(chóng)成災(zāi)的的地里，噴噴了一種新新的農(nóng)藥后后，約98％的甲蟲(chóng)蟲(chóng)死了，約約2％的甲甲蟲(chóng)生存下下來(lái)，生存存下來(lái)的原原因是A.有基因因突變產(chǎn)生生的抗藥性性個(gè)體存在在B.以前曾曾噴過(guò)某種種農(nóng)藥，對(duì)對(duì)農(nóng)藥有抵抵抗力C.約有2％的甲蟲(chóng)蟲(chóng)未吃到沾沾有農(nóng)藥的