第二节 生物变异在生产上的应用,讨论：有两个不同番茄品种，一个是抗病、黄果肉的品种（ssrr），另一个是易感病、红果肉的品种（ SSRR）。如何才能培育出一个既抗病又是红果肉的新品种，并且新品种的性状能稳定遗传。,方法：,纯种,课后练习：纯度达到95%至少要自交几次？,6次,杂交育种,1概念,利用基因重组的原理，有目的的将两个或多个品种的优良性状组合在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,2方法：,纯种,3、原理,基因重组,4例子,农作物：袁隆平杂交水稻,农作物：袁隆平杂交水稻2003年10月9日，30多年前颠覆了国际经典水稻理论的袁隆平再次让世界注意到了他。湖南省湘潭县泉塘子乡的超级杂交稻百亩示范片平均亩产达到80746公斤，这个数字接近现在全国水稻平均亩产量的两倍，比普通杂交水稻的亩产量高出200公斤。水稻亩产从600公斤提高到800公斤是一个世界性的难题，而袁隆平从1997年提出“超级杂交稻计划”后，几乎每三年就能让杂交稻单产潜力成功提高100公斤，他的研究似乎是一株最为优良的作物多产、稳定。,4例子,引进各纯种牛纯繁、驯化 各纯种牛与当地黄牛杂交 各杂交种互交 中国荷斯坦牛,优点： 泌乳期可达305天，年产乳量可达6300Kg以上,家畜、家禽：中国荷斯坦牛的育种过程：,杂种优势,基因型不同的两个亲本个体 杂交产生的杂种第一代， 在生长、繁殖、抗逆性、产量等 性状上优于两个亲本的现象。 如骡子,优点：,缺点:,方法简单，易操作,5、杂交育种的优缺点,讨论：杂交育种的优点是很明显的，但在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，及育种的时间等方面，分析杂交育种方法对不足。,不能产生新基因 育种时间长,诱变育种,1概念,利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。,4意义：,创造动植物、微生物新品种,2方法：,辐射诱变、化学诱变,3 原理：,基因突变和染色体畸变,5例子,农作物 黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑农五号”等大豆品种，产量提高了16，含油量比原来提高25。,微生物 青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。但产量只有20单位/mL。后来，人们对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以达到50 000单位/mL60 000单位/mL。,太空育种 太空辣椒平均单个重达500克，果实中维生素C的含量提高了10%25%；黄瓜1根达1米多长；“航天芝麻1号”不仅个大，而且单株蒴果达98粒以上；水稻蛋白质含量可提高8.7%12%。,6 诱变育种的优缺点,讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈该育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？,优点：,缺点：盲目性，突变的方向难以掌握有利变异少,提高变异频率，能产生多种多样对新类型，为育种创造出丰富对原材料。 能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状。 改良作物品质，增强抗逆性。,单倍体育种,1、单倍体植株特点：,弱小，且高度不育,2、概念：用单倍体做中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。,3、过程：,二倍体植株（杂合子）,花药离体培养,单倍体植株,二倍体植株（纯合子）,人工诱导染色体加倍,AAbb 宽、不抗,aaBB 窄、抗,AaBb 宽、抗,花药离体培养,AB,Ab,aB,ab,人工诱导染色体加倍 （幼苗期用秋水仙素处理）,AABB 宽、抗,AAbb,aaBB,aabb,F1,单倍体植株,4、单倍体育种的特点：,缩短育种年限。 能排除显隐性干扰，提高效率。,5、原理：染色体畸变,1. 多倍体对细胞通常壁二倍体对细胞大，细胞内有机物对含量高、抗逆性强。,2.但发育延迟，结实率低。,多倍体植株的特点,染色体加倍后的草莓（上） 野生草莓（下）,多倍体水稻,多倍体育种,1.方法：,用秋水仙素处理,方法,原理,2.应用,Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？,方法：用秋水仙素处理_或_。 原理：当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑 制_的形成，导致_不能_ _， 从而引起细胞内染色体_。染色体数目加倍的细胞继续进行_分裂，将来就可能发育成_植株。,萌发的种子,幼苗,分裂,纺锤体,染色体,移向两极,数目加倍,有丝,多倍体,人工诱导多倍体的产生,单击返回,无籽西瓜的培育过程,帕 米 尔 高 原,据统计,帕米尔高原上的植物65%以上是多倍体。,转基因技术,1、概念：,2、例子：,3、特点：,4、转基因食品的安全性,结 果：定向改造生物的性状，获得人类所需要的品种。,生长快、肉质好的转基因鱼(中国),乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,与药物研制,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。,微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。,胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。,将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,环境保护 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。,基因重组,基因突变,染色体畸变（成倍减少）,染色体畸变（成倍增加）,杂交,用物理或化学方法处理生物,花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯种,秋水仙素处理,方法简单，易操作,提高变异频率，加速育种进程,盲目性，突变的方向难以把握 有利变异少,明显缩短育种年限，排除显隐性干扰,技术要求高，方法复杂，成活率低,各种器官大、营养成分高、抗性强,发育延迟 结实率低,不能产生新基因 育种时间最长,