雜交育種與單倍體育種教學(xué)課件

雜交水稻之父三倍體無籽西瓜抗蟲棉雜交育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種細(xì)胞工程育種神奇的“太空椒”矮稈抗病的水稻誘變育種番茄–馬鈴薯你知道下列品種的育種方式嗎？雜交育種與單倍體育種一、雜交育種將兩個(gè)或多個(gè)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。P

F1F2高稈抗病矮稈抗病高稈感病矮稈感病兩個(gè)小麥品種雜交示意圖高稈抗病×矮稈感病DDTTddtt高稈抗病DdTtD_T_ddT_D_ttddtt

在F2的這些矮稈抗病個(gè)體都是我們所需要的嗎？為什么？第5~6年P(guān)高稈抗病

DDTT×矮稈感病

ddttF1高稈抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddtt↓×第1年第2年矮稈抗病ddTT↑

需要的矮抗品種1、某作物的高稈（A）對(duì)矮稈（a）為顯性，感?。≧）對(duì)抗病（r）為顯性。A、a和R、r是位于非同源染色體上的兩對(duì)等位基因。今有高稈抗病和矮稈感病純種，人們希望在較短的時(shí)間內(nèi)并且用簡便的方法來培育出矮稈抗病新類型。（1）應(yīng)采取的方法是

。（2）育種的步驟是：①

；②

；③

。雜交育種讓高稈抗病和矮稈感病的兩個(gè)品種進(jìn)行雜交得到F1F1自交得到F2在F2中選出矮稈抗病的植株育種原理：技術(shù)手段：通過雜交，使控制所需性狀的基因重新組合處理方法:雜交→自交→篩選優(yōu)點(diǎn):操作簡便，使位于不同個(gè)體的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)體。缺點(diǎn)：

只能利用已有的基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。育種進(jìn)程緩慢。基因重組（基因自由組合、基因的連鎖與互換）但是,水稻屬自花授粉植物，雌雄蕊著生在同一朵穎花里,由于穎花很小,而且每朵花只結(jié)一粒種子，因此很難用人工去雄雜交的方法來生產(chǎn)大量的第一代雜交種子,所以長期以來水稻的雜種優(yōu)勢(shì)未能得到應(yīng)用。雜交水稻雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象:主要表現(xiàn)在生長旺盛，根系發(fā)達(dá)，穗大粒多，抗逆性強(qiáng)等方面.材料分析兩系法雜交稻：是利用光、溫敏不育系水稻為基本材料培育的。光溫敏不育系水稻非常神奇，他的生育能力是隨著光和溫度的變化而達(dá)到一系兩用的目的。具體地說：這種水稻在夏季，長日照、高溫下，表現(xiàn)為雄性不育，這時(shí)所有正常品種都能和它雜交，生產(chǎn)雜交種子，這個(gè)種子就是兩系雜交水稻的種子。這種光溫敏不育系水稻在秋季，短日照、低溫下又變成了正常的雄性可育水稻，也就是自行繁育不育系種子。因?yàn)樗臼菍儆诖菩弁ǖ淖曰ㄊ诜壑参铩＿@種雜交水稻因?yàn)橹挥胁挥担副荆?、和恢?fù)系（父本）、而不需要保持系（中間體），所以稱兩系法雜交水稻。兩系法雜交稻不育系(AA)×恢復(fù)系(aa)（甲）（乙）雜交種

(Aa)長日照、高溫

短日照、低溫

不育系(AA)雄性不育恢復(fù)系(aa)不育系(AA)雄性可育第一年留種如何得到雜交種？如何留種？♀

♂

同是不育系在不同條件下表現(xiàn)型不同說明了什么?恢復(fù)系(aa)第一年制種正常植株兩系法雜交稻為我國獨(dú)創(chuàng)，于2019年研究成功，是作物育種上的重大突破，近年的種植面積在4000萬畝左右，一般比三系雜交稻增產(chǎn)5-10％。2019年，當(dāng)選為中國工程院院士；2019年獲首屆（2000年度）“國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”；2019年，獲以色列沃爾夫基金會(huì)“沃爾夫獎(jiǎng)”（農(nóng)業(yè)）；

2019年，獲美國世界糧食獎(jiǎng)基金會(huì)“世界糧食獎(jiǎng)”；2019年，當(dāng)選為美國科學(xué)院外籍院士袁隆平專訪人民網(wǎng)介紹袁隆平袁隆平的主要成就袁隆平院士分析說，我國水稻種植面積約占糧食作物種植面積的30%，推廣超級(jí)雜交稻大大增加了糧食產(chǎn)量。第二期超級(jí)雜交稻推廣后，大面積的平均畝產(chǎn)達(dá)600公斤以上，比一般的雜交稻增產(chǎn)150公斤，增產(chǎn)約30%。按年種植2億畝計(jì)算，每年可多收獲3000萬噸稻谷，能多養(yǎng)活1億人口?，F(xiàn)在，正在向超級(jí)稻第三期目標(biāo)努力,如果這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，大面積畝產(chǎn)又可以比第二期目標(biāo)增加50公斤,糧食安全更有保障。為加快糧食增產(chǎn)的步伐，湖南省已經(jīng)啟動(dòng)“種三產(chǎn)四”豐產(chǎn)工程，就是種三畝超級(jí)雜交稻，產(chǎn)出現(xiàn)有四畝地的糧食。如果全國五年發(fā)展6000萬畝超級(jí)雜交稻，將產(chǎn)出8000萬畝的糧食，這樣既能保證國家糧食安全，又能為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)民致富創(chuàng)造條件。雜交水稻對(duì)人類的貢獻(xiàn)水稻作為全球主要農(nóng)作物，在世界上120個(gè)國家和地區(qū)廣泛栽培種植，目前全世界有一半以上的人口以稻米為主食，但是直至目前，全球水稻平均畝產(chǎn)依然停留在200公斤左右。21世紀(jì)的地球上，依然有8億人處于糧食短缺狀態(tài)，每天有24000人死于饑餓。

從2019年起，聯(lián)合國糧農(nóng)組織選擇了15個(gè)水稻生產(chǎn)國，如印度和越南等，與這些國家的政府一道，制定雜交稻發(fā)展計(jì)劃并給予一定的經(jīng)費(fèi)支持。受聯(lián)合國糧農(nóng)組織之聘，在中國政府的支持下，袁隆平等許多中國專家都擔(dān)任過顧問，多次赴這些國家講學(xué)、指導(dǎo)雜交水稻育種和繁殖制種技術(shù)。同時(shí)，還為這些國家培訓(xùn)雜交水稻技術(shù)骨干，從1981～2019年，袁隆平擔(dān)任主任的國家雜交水稻工程技術(shù)研究中心等機(jī)構(gòu)共舉辦了20多期國際雜交水稻培訓(xùn)班，培訓(xùn)了來自五大洲30多個(gè)國家的500多名科技人員。在中國的幫助下，越南和印度的雜交水稻發(fā)展很快，已應(yīng)用于生產(chǎn)。2019年越南種植雜交水稻65萬公頃，印度為56萬公頃，并取得了比當(dāng)?shù)亓挤N每公頃增產(chǎn)1.5～2.5噸的效果。

美國科學(xué)院院長、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者西瑟羅納說：“袁隆平為世界糧食安全做出了杰出的貢獻(xiàn)，增產(chǎn)的糧食每年為世界解決了7000萬人的吃飯問題。他的當(dāng)選也為美國科學(xué)院增添了光彩?！倍?、單倍體育種花藥離體培養(yǎng)→配子DTDtdTdt↓DTDtdTdt↓↓↓↓DDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓純合子秋水仙素處理→↑

需要的矮稈抗病品種P高稈抗病

DDTT×矮稈感病

ddttF1高稈抗病

DdTt↓第1年第2年單倍體幼苗育種過程A×B→F1花粉→4種單倍體植株→4種純種植株→種子雜交花藥離體培養(yǎng)秋水仙素篩選基因重組植物組織培養(yǎng)染色體數(shù)目加倍優(yōu)點(diǎn)：縮短了育種年限（2年）

獲得的后代均為純種個(gè)體染色體變異花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理新植株（優(yōu)良品種）單倍體育種原理：方法：2、（2019年春季高考試題）假設(shè)水稻抗病（R）對(duì)感?。╮）為顯性，高稈（T）對(duì)矮稈（t）為顯性?，F(xiàn)有純合的抗病高稈水稻和感病矮稈水稻。為了在較短的年限內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的抗病矮稈水稻，可采取以下步驟：（1）將純合的抗病高稈水稻和感病矮稈水稻雜交，得到雜交種子。播種這些種子，長出的植株可產(chǎn)生基因型為____________的花粉。（2）采用____________的方法得到單倍體幼苗。（3）用__________處理單倍體幼苗，使染色體加倍。（4）采用__________的方法，鑒定出其中的抗病植株。（5）從中選擇表現(xiàn)抗病的矮稈植株，其基因型應(yīng)是_________。RT、Rt、rT、rt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素病原體感染RRtt為什么說單倍體育種能明顯縮短育種年限？㈡單倍體育種花藥離體培養(yǎng)→配子DTDtdTdt↓DTDtdTdt↓↓↓↓DDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓純合體秋水仙素→↑

需要的矮抗品種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓第1年第2年㈠雜交育種第5~6年第1年第2年ddTT×↑

需要的矮抗品種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddtt↓×矮抗3、為了提高玉米的產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用的玉米都是雜交種，雜交玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此農(nóng)民每年都需要購買玉米雜交種?，F(xiàn)有長果穗（A）白粒（b）和短果穗（a）黃粒（B）的兩個(gè)玉米雜合子品種作為親本，為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒（AaBb）雜交種玉米的目的，請(qǐng)回答下列有關(guān)問題。（1）選用的親本玉米的基因型為_____和_____。（2）為了盡快培育出長果穗白粒與短果穗黃粒純合子，應(yīng)該采用的育種方式為__________。（3）由于每年都要培育長果穗黃粒（AaBb）雜交種玉米，不僅要考慮當(dāng)年育種，還要考慮到下一年育種?，F(xiàn)有上述親本，請(qǐng)你以遺傳圖解加簡要說明的形式，設(shè)計(jì)出在最短時(shí)間內(nèi)培育出雜交種玉米的育種方案。AabbaaBb單倍體育種PAabbaaBbF1AAbbaaBB×F2AAbbaaBBAaBb部分自交留種部分雜交制種部分自交留種單倍體育種雜交玉米之父—李登海在當(dāng)今世界玉米栽培史上，有檔案記載的有兩個(gè)人，一個(gè)是美國先鋒種子公司的創(chuàng)始人華萊氏，世界春玉米高產(chǎn)紀(jì)錄的保持者；一個(gè)就是李登海，世界夏玉米高產(chǎn)紀(jì)錄的創(chuàng)始者。

在我國育種領(lǐng)域，也有“南袁北李”之說。“南袁”是指雜交水稻之父袁隆平，“北李”就是指李登海，緊湊型玉米研究的創(chuàng)始者，被稱為“雜交玉米之父”。

培育純合子與雜合子新品種的注意事項(xiàng)純合子新品種培育雜交育種如果需要的性狀是隱性性狀，一旦出現(xiàn)就能推廣。如果需要的性狀是顯性性狀，子代出現(xiàn)后，要連續(xù)自交、選擇，直到不發(fā)生性狀分離為止。單倍體育種花藥離休培養(yǎng)、經(jīng)秋水仙素處理，得到的就是純合子，一般要與雜交技術(shù)結(jié)合起來。雜合子新品種培育先要得到親本純合子，然后每年部分用來雜交制種，部分通過自交留種，為了加快育種進(jìn)程，一般與單倍體育種結(jié)合起來。將具有不同優(yōu)良性狀的兩親本雜交花藥離體培養(yǎng)操作簡便明顯縮短育種年限育種時(shí)間長技術(shù)復(fù)雜,需與雜交育種配合染色體變異基因重組培育雜交水稻培育矮抗小麥雜交育種與誘變育種的比較袁隆平專訪人民網(wǎng)介紹袁隆平事跡李登海介紹5、下列表示某種農(nóng)作物①和②兩種品種分別培育出④⑤⑥三種品種,根據(jù)上述過程,回答下列問題:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ稱為_______,方法Ⅱ稱為

_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依據(jù)的原理是

.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的過程中用化學(xué)藥劑_________處理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合稱為

育種.其優(yōu)點(diǎn)是___________________.⑶由③培育出⑥的常用方法是________________________,形成的⑥叫__________。依據(jù)的原理是____________。雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素單倍體明顯縮短育種年限用秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗多倍體染色體變異6、（2019年高考卷）已知柿子椒果實(shí)圓錐形（A）對(duì)燈籠形（a）為顯性，紅色（B）對(duì)黃色（b）為顯性，辣味對(duì)（C）對(duì)甜味（c）為顯性，假定這三對(duì)遺傳因子自由組合?，F(xiàn)有以下4個(gè)純合親本：（1）利用以上親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)2能出現(xiàn)燈籠形、黃色、甜味果實(shí)的植株親本組合有____________________

。（2）上述親本組合中，F(xiàn)2出現(xiàn)燈籠形、黃色、甜味果實(shí)的植株比例最高的是________,其基因型為_________，這種親本組合雜交F1的基因型和表現(xiàn)型是_________，其F2的全部表現(xiàn)型有_______________________，燈籠形、黃色、甜味果實(shí)的植株在該F2中出現(xiàn)的比例是____。aaBBCCaabbCCAABBccAAbbcc甲與丁,乙與丙,乙與丁乙與丁aabbCC與AAbbccAabbCc圓錐形黃色辣味,圓錐形黃色甜味,燈籠形黃色辣味,燈籠形黃色甜味1/167、現(xiàn)有3個(gè)番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為aaBBDD。3對(duì)等位基因分別位于3對(duì)同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形3對(duì)性狀。思考：（1）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上3個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可）（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要多少年？（3）如果要縮短獲得aabbdd植株的時(shí)間，可采用什么方法？簡述其過程？

單倍體育種技術(shù)A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為aabbdd植株。4年AABBdd×AAbbDD（A）（B）AABbDd×aaBBDDAaBbDdaabbdd（種子）aabbdd（植株）配子abdabd（單倍體幼苗）aabbdd（植株）減數(shù)分裂秋水仙素處理花藥離體培養(yǎng)第一年第二年第三年第四年第三年（C）×雜交育種單倍體育種8、普通小麥中有高桿抗?。═TRR）和矮桿易感病（ttrr）兩個(gè)品種，控制兩隊(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)：（1）A組由F1獲得F2的方法是

_____

，F(xiàn)2矮桿抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占___。（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮桿抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是

_______

類。請(qǐng)分析回答：

雜交

2/3

Ⅱ

（3）A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮桿抗病小麥新品種的方法是

____組，原因是

_________________。（4）通過矮桿抗病Ⅱ獲得矮桿抗病小麥新品種的方法是_____________________________。獲得的矮桿抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占

____。C

基因突變頻率極低且是不定向的

秋水仙素（或低溫）誘導(dǎo)染色體加倍

100%

9、下面為六種不同的育種方法。據(jù)圖回答：

親本（X）AF1F2DFn選擇穩(wěn)定品種單倍體植株純合體純合二倍體種子長出的植株CB種子或幼苗具有新基因的種子或幼苗E染色體加倍的種子或幼苗F種子或幼苗植物細(xì)胞其他生物基因新細(xì)胞愈傷組織胚狀體人工種子植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B雜種細(xì)胞愈傷組織分化出幼苗GHIJKLM123465新品種(1)圖中A至D方向所示的途徑表示

育種方式，這種方法屬常規(guī)育種，一般從F2代開始選種，這是因?yàn)?/p>

。雜交從F2開始發(fā)生性狀分離9、下面為六種不同的育種方法。據(jù)圖回答：

(2)B常用的方法為

?；ㄋ庪x體培養(yǎng)

(3)E方法所用的原理是

，所用的方法如

、

、

。基因突變激光誘變輻射誘變化學(xué)試劑誘變親本（X）AF1F2DFn選擇穩(wěn)定品種單倍體植株純合體純合二倍體種子長出的植株CB種子或幼苗具有新基因的種子或幼苗E染色體加倍的種子或幼苗F種子或幼苗植物細(xì)胞其他生物基因新細(xì)胞愈傷組織胚狀體人工種子植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B雜種細(xì)胞愈傷組織分化出幼苗GHIJKLM123465新品種9、下面為六種不同的育種方法。據(jù)圖回答：（4）C、F過程最常用的藥劑是

，其作用的原理是

。秋水仙素

抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍（5）由G到J過程中涉及的生物技術(shù)有

和

。基因工程（DNA重組技術(shù)）植物組織培養(yǎng)親本（X）AF1F2DFn選擇穩(wěn)定品種單倍體植株純合體純合二倍體種子長出的植株CB種子或幼苗具有新基因的種子或幼苗E染色體加倍的種子或幼苗F種子或幼苗植物細(xì)胞其他生物基因新細(xì)胞愈傷組織胚狀體人工種子植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B雜種細(xì)胞愈傷組織分化出幼苗GHIJKLM123465新品種