《雜交育種與誘變育種》課件

第一節(jié)雜交育種與誘變育種

九十年代后期，美國學(xué)者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到下世紀(jì)３０年代，中國人口將達(dá)到１６億，到時誰來養(yǎng)活中國，誰來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動蕩危機(jī)？袁隆平培養(yǎng)雜交水稻過程中，他利用了哪一種變異的原理？

袁隆平

一個屬于中國也屬于世界的名字他發(fā)起的“第二次綠色革命”給整個人類帶來了福音。袁隆平:農(nóng)學(xué)家、雜交水稻育種專家。1995年當(dāng)選為中國工程院院士。我國的水稻產(chǎn)量從原來的4500公斤每公頃增加到7500公斤每公頃。從1976年到1998年，累計(jì)增產(chǎn)糧食3.5x108

噸，平均每年多解決約6000萬人的糧食問題。

如今，我國大江南北的農(nóng)田普遍種上了袁隆平研制的雜交水稻。雜交水稻的大面積推廣應(yīng)用，為我國糧食增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。雜交水稻被世界譽(yù)為中華民族的“第五大發(fā)明”。

袁隆平的雜交水稻引起了世界的關(guān)注，許多國家的專家到中國來取經(jīng)，印度、越南等20多個國家和地區(qū)還引種了雜交水稻。袁隆平的努力，也為解決世界糧食短缺問題作出了貢獻(xiàn)。喜看稻菽千重浪,

最具風(fēng)流袁隆平!一、雜交育種

是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。

例1：小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對不抗銹?。╰）為顯性，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（ddtt），如果你是袁隆平，怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？想一想：植物雜交育種的方法以下是雜交育種的參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt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雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？練習(xí)1：某作物的高稈（A）對矮稈（a）為顯性，感?。≧）對抗?。╮）為顯性。Aa和Rr是位于非同源染色體上的兩對等位基因。今有高稈抗病和矮稈感病純種，人們希望利用雜交育種的方法在最少的世代內(nèi)培育出矮稈抗病新類型。應(yīng)該采取的步驟是：（1）__________________________________（2）____________________（3）__________________________________讓高稈抗病與矮桿感病的品種進(jìn)行雜交得到F1F1自交得到F2在F2群體中選出矮桿抗病的植株例題2：下圖是用某種作物的兩個品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④

D

③AaBb

FAAbb----------⑤②aabb

GAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤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③培育⑤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

。（3）用③培育⑥所采用的G步驟是_______________。其遺傳學(xué)原理是______________。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（單倍體育種）秋水仙素處理幼苗染色體變異（多倍體育種）H練習(xí)2：試一試動物的雜交育種方法假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）長毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓長毛立耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳BbEe長立長折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折短折長折長折短折雜交F1間交配選優(yōu)測交ＰＦ１Ｆ２F3長折短折

騾是公驢與母馬雜交所產(chǎn)生的后代。公馬與母驢雜交的后代叫騾。至少在3000年前，在亞洲某些地區(qū)人們已經(jīng)用騾來馱運(yùn)物品了，現(xiàn)在世界上許多地區(qū)仍在使用騾來干重活兒。騾能吃苦耐勞，可以在馬、驢等牲畜不能承擔(dān)其艱苦的條件下工作。騾的高度、皮毛的均勻度、頸部和臀部的形狀與馬相似。此外頭部短而粗，耳長，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驢。！注意：1、動物雜交育種中純合子的獲得不能通過逐代自交，而應(yīng)改為測交。2、一般比植物雜交育種所需年限短。一、雜交育種原理：

基因重組方法：

優(yōu)點(diǎn)：方法簡捷,使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。缺點(diǎn)：育種所需時間較長，只能進(jìn)行本物種或親緣關(guān)系較近的物種雜交,雜交后代易出現(xiàn)性狀分離，不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親合的障礙。應(yīng)用：用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥

雜交→自交→選優(yōu)自交雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時間要長，那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時間相對要短的育種方法呢？

二、誘變育種

利用物理因素（如X射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。能引起基因突變的方法有三大類：物理方法有：化學(xué)方法有：生物方法有：紫外線、X射線、激光等亞硝酸、硫酸二乙酯等病毒等誘變育種醫(yī)藥工業(yè)應(yīng)用的青霉素就是利用普通青霉菌，經(jīng)過X射線的照射，產(chǎn)生的有利突變型。還有醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的其他抗菌素如鏈霉素、地霉素、金霉素等，經(jīng)輻射處理的突變系，比原始品系抗菌素產(chǎn)量增長幾十倍到幾百倍，促進(jìn)和提高了抗菌素的生產(chǎn)。在作物方面，應(yīng)用誘變育種我國已培育出100多種水稻、小麥、玉米、大豆等優(yōu)良品種。例如用射線處理秈稻干種子，選出提早成熟15天的新品種，豐產(chǎn)等性狀仍舊保持下來，而且米粒中的蛋白質(zhì)的含量提高很多。又如用射線和其他誘變劑處理大豆，培育出一種新品種。這品種含有改變了的酶系，在同樣的施肥和管理?xiàng)l件下可提高產(chǎn)量50%。思考與討論與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。誘變育種的突出優(yōu)點(diǎn)是:

(1)提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程。

(2)大幅度地改良某些性狀。誘變育種的缺點(diǎn)：

難以控制突變方向，無法將多個優(yōu)良性狀組合，有利性狀比較少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。誘變育種——太空育種空間生命科學(xué)：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)強(qiáng)輻射(尤其是危害性極大的HZE）誘變育種——太空育種

例4：我國運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長期平均縮短10天。請回答：（1）水稻產(chǎn)生這種變異的來源是_______，產(chǎn)生變異的原因是________?；蛲蛔兏鞣N宇宙射線和失重的作用，使基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

（2）這種方法育種的優(yōu)點(diǎn)有__________。能提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀二、誘變育種原理：基因突變

方法：物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合要求的變異類型優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程。缺點(diǎn)：有利個體不多，須大量處理供試材料，工作量大。應(yīng)用:太空辣椒的培育、青霉菌的選育等微生物的育種方面練習(xí)3:請寫出下面各項(xiàng)培育方法：（1）通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是

。（2）用60Co輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是

。（3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是

。（4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于

。（5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是

。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是

。單倍體育種

誘變育種多倍體育種誘變育種雜交育種誘變育種類型雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例將具有不同優(yōu)良性狀的兩