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1、 一、杂交育种与诱变育种一、杂交育种与诱变育种 (2)概念概念:有目的地将两个或多个品种的有目的地将两个或多个品种的优良性优良性 状状组合在一起,培育出更优良的新品种。组合在一起,培育出更优良的新品种。 1杂交育种杂交育种 (1)原理原理:基因重组基因重组。 (3)举例举例抗病红果肉番茄的培育抗病红果肉番茄的培育 P 抗病、黄果肉抗病、黄果肉 ssrr 易感病、红果肉 易感病、红果肉 SSRR F1 易感病、红果肉易感病、红果肉 SsRr 第第1年年 选育出需要的抗病、红果肉品种选育出需要的抗病、红果肉品种 F2 S_R_S_rr ssR_ssrr 抗红抗红 第第2年年 第第3年年 生长生长
2、ssRRF3 第第4年年 杂杂 交交 自自 交交 选选 优优 自自 交交 选选 优优 (2)实例:现有基因型为实例:现有基因型为BBEE和和bbee的两种植物或的两种植物或 动物,欲培育基因型为动物,欲培育基因型为BBee的植物或动物品种,育的植物或动物品种,育 种过程用遗传图解表示如下:种过程用遗传图解表示如下: 动、植物杂交育种的区别动、植物杂交育种的区别 (1)方法:植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测方法:植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测 交,只能通过逐代自交的方法获得;而动物杂交育交,只能通过逐代自交的方法获得;而动物杂交育 种中纯合子的获得一般不通过逐代自交,而通过测种中纯合子
3、的获得一般不通过逐代自交,而通过测 交的方法进行确认后而获得。交的方法进行确认后而获得。 P: BBEE bbee F1: BbEe F2: 9B_E_ : 3B_ee : 3bbE_ : 1bbee 植物:植物:F1自交自交 动物:动物:F1雌雄个体间交配雌雄个体间交配 植物:连续自交植物:连续自交、 选优选优,直至后代不,直至后代不 发生性状分离发生性状分离 动物:选异性隐性纯动物:选异性隐性纯 合子测交,不发生性合子测交,不发生性 状分离的为所选品种状分离的为所选品种 2诱变育种诱变育种 (2)概念概念:利用利用物理物理、化学化学因素诱导生物发生变异,因素诱导生物发生变异, 并从变异后代
4、中选育新品种的过程并从变异后代中选育新品种的过程。 (1)原理原理:基因突变和基因突变和染色体畸变。染色体畸变。 (3)诱变育种诱变育种 的方法的方法 辐射诱变辐射诱变 化学诱变化学诱变 X射线、紫外线、射线、紫外线、射线等射线等 许多化学药剂许多化学药剂 (4)主要优点主要优点 可提高可提高突变频率。突变频率。 能在较短的时间内有效地能在较短的时间内有效地改良改良生物品种的某些性状。生物品种的某些性状。 如早熟籼稻种子的培育如早熟籼稻种子的培育。 改良作物品质,增强改良作物品质,增强抗逆性抗逆性。如。如“太辐一号太辐一号”小麦的小麦的 培育培育。 (5)生产应用生产应用 用于动物、植物及用于
5、动物、植物及微生物微生物等方面育种,其中等方面育种,其中微生物微生物方方 面的成效极为明显。如青霉素高产量菌株的选育面的成效极为明显。如青霉素高产量菌株的选育 用于微生物育种用于微生物育种:例如青霉素的选育。:例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出年从自然界分离出 来的青霉菌只能产生青霉素来的青霉菌只能产生青霉素20单位单位/mL。后来人们对青霉菌多。后来人们对青霉菌多 次进行次进行X射线射线、紫外线紫外线照射以及综合处理,培育成了青霉素高照射以及综合处理,培育成了青霉素高 产菌株,目前青霉素的产量已达到产菌株,目前青霉素的产量已达到5000060000单位单位/mL。 中间为青霉菌,周围
6、是细菌。中间为青霉菌,周围是细菌。 二、单倍体育种、多倍体育种、转基二、单倍体育种、多倍体育种、转基 因技术因技术 (3)概念:利用单倍体作为中间环节产生具有优良概念:利用单倍体作为中间环节产生具有优良 性状的性状的可育纯合子可育纯合子的育种方法。的育种方法。 1单倍体育种单倍体育种 (1)单倍体植株特点单倍体植株特点:植株小而弱,且植株小而弱,且高度不育高度不育。 (2)原材料:原材料:单倍体单倍体。 (4)主要特点主要特点 a缩短缩短育种年限。育种年限。 b能排除能排除显隐性显隐性干扰,提高效率。干扰,提高效率。 (5)原理:原理:染色体数目变异染色体数目变异。 减数分裂减数分裂 配子配子
7、 SR Sr sR sr 单倍体单倍体 SR Sr sR sr SSrr ssRR ssrr 纯合子纯合子 SSRR 抗病、抗病、 红果肉红果肉 秋水仙素秋水仙素 P 抗病、黄果肉抗病、黄果肉 ssrr 易感病、红果肉 易感病、红果肉 SSRR F1 易感病、红果肉易感病、红果肉 SsRr 花药离体培养花药离体培养 杂杂 交交 花药离体培养花药离体培养 秋水仙素秋水仙素 筛筛 选选 (6)育种程序:育种程序: (2)人工诱导多倍体人工诱导多倍体 原理:原理:染色体数目变异染色体数目变异。 方法方法:目前最好的方法是用目前最好的方法是用秋水仙素秋水仙素处理萌发的处理萌发的 种子、种子、幼苗幼苗等
8、,使它们的染色体加倍。等,使它们的染色体加倍。 2多倍体育种多倍体育种 (1)多倍体特点多倍体特点:其细胞通常比二倍体的细胞其细胞通常比二倍体的细胞大大, 细胞内细胞内有机物有机物的含量高、的含量高、抗逆性抗逆性强,在生产上具有强,在生产上具有 很好的经济价值。很好的经济价值。 举例:三倍体无籽西瓜的培育举例:三倍体无籽西瓜的培育 机理机理 秋水仙素能抑制细胞分裂时秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体纺锤体的形成,因的形成,因 此染色体虽已复制,但不能分离,最终导致此染色体虽已复制,但不能分离,最终导致染染 色体数目加倍色体数目加倍。 应用:培育作物新品种的另一个重要途径。应用:培育作物新品种的另一
9、个重要途径。 二倍体二倍体 秋水仙素秋水仙素 四倍体四倍体 (母本)(母本) 二倍体二倍体 (父本)(父本) 杂交杂交 花粉刺激果花粉刺激果 实生长实生长 三倍体三倍体 第一年第一年 第二年第二年 二倍体幼苗(二倍体幼苗(2N) 秋水仙素秋水仙素 四倍体四倍体 (4N) 二倍体二倍体 (2N) 卵细胞(卵细胞(2N)精子(精子(N) 受精卵(受精卵(3N) 三倍体植株(三倍体植株(3N) 花粉刺激花粉刺激 联会紊乱联会紊乱 无籽西瓜无籽西瓜 三倍体植株三倍体植株 多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种 原理原理 常用常用 方法方法 优点优点 缺点缺点 染色体组成倍增加染色体组成倍增加 染色体
10、组成倍减少染色体组成倍减少 得到单倍体,再得到单倍体,再加加 倍倍后后 得到得到纯种纯种 秋水仙素处理萌秋水仙素处理萌 发的种子、幼苗发的种子、幼苗 花药离体培养后,人花药离体培养后,人 工诱导染色体加倍工诱导染色体加倍 器官大,提高产器官大,提高产 量和营养成分量和营养成分 明显缩短育种年限明显缩短育种年限 适用于植物,在动适用于植物,在动 物方面难以开展物方面难以开展 技术较复杂,须与技术较复杂,须与 杂交育种配合杂交育种配合 (2)处理方法处理方法 用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细 胞内,使其整合到受体的染色体上。胞内,使其整合到受体的
11、染色体上。 3转基因技术转基因技术 (1)概念概念:利用利用分子生物学分子生物学和和基因工程基因工程的手段,将的手段,将 某种生物的基因某种生物的基因(外源基因外源基因)转移到其他生物物种转移到其他生物物种 中,使其出现原物种不具有的新性状的技术。中,使其出现原物种不具有的新性状的技术。 (4)特点特点 人为地增加了人为地增加了生物变异生物变异的范围,实现的范围,实现种间种间遗传遗传 物质的交换。物质的交换。 从采用的多种方法看,这种技术的针对性更从采用的多种方法看,这种技术的针对性更强强, 效率更效率更高高,经济效益更明显。,经济效益更明显。 (3)原理:原理:基因重组基因重组。 (5)应用
12、:各种转基因动植物的培育,如抗虫棉。应用:各种转基因动植物的培育,如抗虫棉。 转基因技术转基因技术 2008年年11月月1日,转基因蓝玫瑰亮相日本东京国际花日,转基因蓝玫瑰亮相日本东京国际花 卉博览会。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰,被植入三色紫卉博览会。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰,被植入三色紫 罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因,花瓣因而自罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因,花瓣因而自 然呈现蓝色。然呈现蓝色。 真正蓝玫瑰面世真正蓝玫瑰面世 转基转基 因技术造就因技术造就 台湾科学家用转基因技术开发出全球首条红荧光鱼台湾科学家用转基因技术开发出全球首条红荧光鱼 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种
13、单倍体育种多倍体育种多倍体育种 原理原理基因重组基因重组基因突变基因突变 染色体畸变染色体畸变(染染 色体组先成倍色体组先成倍 减少,再加倍,减少,再加倍, 得到纯合子得到纯合子) 染色体数目染色体数目 变异变异 方法方法 (1)杂交杂交自自 交交选优选优 (2)杂交杂交 辐射诱变、辐射诱变、 激光诱变、激光诱变、 化学药剂化学药剂 处理处理 花药离体培养、花药离体培养、 秋水仙素诱导秋水仙素诱导 加倍加倍 用秋水仙素用秋水仙素 处理萌发的处理萌发的 种子或幼苗种子或幼苗 几种育种方法的比较几种育种方法的比较 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种 优点优点操作简便操作简便 提高变异频率,提高变异频率, 大幅度改良某大幅度改良某 些性状,加速些性状,加速 育种进程育种进程 明显缩短育明显缩短育 种年限种年限 有机物含量有机物含量 高,抗逆强高,抗逆强 操作简单,操作简单, 短时间内可获短时间内可获 得所需类型。得所需类型。 缺点缺点 时间长,时间长, 需要及时需要及时 发现优良发现优良 性状性状 有利变异少,有利变异少, 需要处理大量需要处理大量 实验材料,具实验材料,具 有不确定性有不确定性 技术复杂,技术复杂, 成本高成本高 发育期延迟结发育期延迟结 实率低实率低
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