1、杂交育种和诱变育种、杂交育种和诱变育种 第六章第六章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程已知小麦的高秆（已知小麦的高秆（D）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，矮秆）为显性，矮秆能抗倒伏，抗锈病（能抗倒伏，抗锈病（T）对易染锈病（）对易染锈病（t）为显性，）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，将你的设想用遗传图解表示良性状结合在一起，将你的设想用遗传图解表示出来。出来。试一试：植物杂交育种的方法试一试：植物杂交育种的方法锈病锈病杂交育种与诱变育种讲以下是杂交的育种参考方案：以下是杂交的育种参考方案： 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗D_T_ D_tt ddttddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优杂交育种与诱变育种讲一、杂交育种一、杂交育种 杂交育种是将杂交育种是将两个或多个品种的优良性状两个或多个品种的优良性状两个或多个品种的优良性状两个或多个品种的优良性状通过交通过交配配集中集中在一起，再经过在一起，再经过选择和培育选择和培育，获得新品种，获得新品种的方法。的方法。1.概念：概念：3.方法方法杂交杂交自交自交选优选优自交自交2.原理：原理： 基因重组基因重组杂交育种与诱变育种讲优点优点优点优点：将不同个体中的优良性状集中到一个个体上将不同个体中的优良性状集中到一个个体上将不同个体中的优良性状集中到一个个体上将不同个体中的优良性状集中到一个个体上缺点：缺点：缺点：缺点：育种时间长，过程繁琐；育种时间长，过程繁琐；育种时间长，过程繁琐；育种时间长，过程繁琐； 只能利用已有的基因重组，不能产生新基因。只能利用已有的基因重组，不能产生新基因。只能利用已有的基因重组，不能产生新基因。只能利用已有的基因重组，不能产生新基因。（1 1）分析上述杂交过程，杂交育种有哪些）分析上述杂交过程，杂交育种有哪些优点？优点？（2）能否有新的基因和新的性状产生？能否有新的基因和新的性状产生？ （3 3）从）从杂交后代可能出现的各种类型及育杂交后代可能出现的各种类型及育种时间种时间来看，杂交育种有哪些缺点？来看，杂交育种有哪些缺点？思考与讨论思考与讨论杂交育种与诱变育种讲如果要培育出新的基因和新的如果要培育出新的基因和新的性状，应该怎样做？性状，应该怎样做？杂交育种与诱变育种讲重达重达300斤的斤的太空南瓜太空南瓜杂交育种与诱变育种讲长相奇特的南瓜长相奇特的南瓜 杂交育种与诱变育种讲太空黄瓜杂交育种与诱变育种讲奇怪的奇怪的“太空椒太空椒”杂交育种与诱变育种讲太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比杂交育种与诱变育种讲上海世博会上海世博会太空家园馆太空家园馆太空育种厅太空育种厅杂交育种与诱变育种讲二、诱变育种基因突变基因突变2.2.什么因素会诱发基因突变？什么因素会诱发基因突变？物理因素有：物理因素有：化学因素有：化学因素有：紫外线、紫外线、X射线、激光等射线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等1.概念：概念：杂交育种与诱变育种讲利用利用物理因素物理因素或或化学因素化学因素来处理生物，来处理生物，使生物发生使生物发生基因突变基因突变。3.概念概念杂交育种与诱变育种讲青霉菌高产菌株的选育青霉菌高产菌株的选育19431943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来的青霉菌只能产生青霉素霉素2020单位单位/mL/mL。后来人。后来人们对青霉菌多次进行们对青霉菌多次进行X X射射线、紫外线照射以及综线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉合处理，培育成了青霉素高产菌株，素高产菌株，目前青霉目前青霉素的产量已达到素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。杂交育种与诱变育种讲（1 1）与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？）与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？（2 2）基因突变的特点有哪些？联系基因突变特点，）基因突变的特点有哪些？联系基因突变特点，谈谈诱变育种的局限性。谈谈诱变育种的局限性。（3 3）要想克服这些局限性，可以采取什么办法？）要想克服这些局限性，可以采取什么办法？优点：优点：提高基因突变频率，产生新基因；在提高基因突变频率，产生新基因；在较短的时间内获得更多的优良变异类型。较短的时间内获得更多的优良变异类型。不足：不足：具有不定向性，难以控制突变方向；具有不定向性，难以控制突变方向；有利个体少，须大量处理供试材料有利个体少，须大量处理供试材料 。思考与讨论思考与讨论杂交育种与诱变育种讲二、诱变育种二、诱变育种原理：原理： 基因突变基因突变 方法：方法： 物理方法物理方法( (紫外线、紫外线、射线、失重等射线、失重等) )或化学方或化学方法法( (亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等) )处理植株，再选择处理植株，再选择符合要求的变异类型符合要求的变异类型 优点：优点：产生新基因产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，和新的性状，能提高变异的频率，加速育种进程。加速育种进程。缺点：缺点：有利个体不多，须大量处理供试材料有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作，工作量大量大 。应用应用: :太空辣椒的培育太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等、青霉菌的选育等微生物的育种方面微生物的育种方面杂交育种与诱变育种讲单倍体育种单倍体育种 还有什么育种方法有可能还有什么育种方法有可能缩短育种年缩短育种年限限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用能更迅速在生产实践上得到应用？ 杂交育种与诱变育种讲高杆抗病高杆抗病 矮杆易感病矮杆易感病F1花药离体培养花药离体培养单倍体植株幼苗单倍体植株幼苗正常植株正常植株选择选择符合要求的品种符合要求的品种秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗DDTT XddttDdTt1DT : 1Dt : 1dT : 1dt1DDTT：1DDtt：1ddTT：1ddttddTT 矮抗矮抗单倍体育种方法单倍体育种方法依据原理：依据原理：染色体变异染色体变异育种年限：育种年限：2 2年年杂交育种与诱变育种讲类型型杂交育种交育种人工人工诱变育种育种单倍体育种倍体育种多倍体育种多倍体育种原理原理常用方常用方法法优点点缺缺点点实例例将具有不同将具有不同优良性状的优良性状的两亲本杂交两亲本杂交用物理或化学用物理或化学的方法处理生物的方法处理生物花药离体培养花药离体培养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使位于不同个使位于不同个体的优良性状体的优良性状集中于一个个集中于一个个体上体上提高变异频提高变异频率加速育种率加速育种进程进程明显缩短明显缩短育种年限育种年限器官大型，器官大型，营养含量高营养含量高育种时间长育种时间长有利变异少有利变异少需大量处理需大量处理供试材料供试材料技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合只适用于只适用于植物植物基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组培育矮抗小麦培育矮抗小麦培育青霉培育青霉素高产菌株素高产菌株三倍体无子三倍体无子西瓜的培育西瓜的培育培育矮抗小麦培育矮抗小麦几种主要育种方法的比较几种主要育种方法的比较杂交育种与诱变育种讲人工诱变人工诱变 + + 单倍体育种单倍体育种早熟早熟早熟早熟品种品种品种品种(aa)(aa)(aa)(aa)花药离花药离花药离花药离体培养体培养体培养体培养当年就可以培育出优良新品种！当年就可以培育出优良新品种！迟熟迟熟品种品种(AA)(AA)杂合杂合子子(Aa)(Aa)人工人工诱变诱变 幼苗幼苗 （A） 幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素处理素处理迟熟迟熟品种品种(AA)(AA)秋水仙秋水仙素处理素处理时间：时间：杂交育种与诱变育种讲练习练习 :请写出下面各项培育方法：请写出下面各项培育方法：（1 1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是是 。（2 2）用）用6060Co Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是是 。（4 4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于质上属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6 6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育种单倍体育种 诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种 诱变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种杂交育种与诱变育种讲1、 下图是用某种作物的两个品种下图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出、品品种的示意图，试分析回答：种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用）用和和培育培育所采用的所采用的D和和F步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（2）用）用培育培育所采用的所采用的E和和H步骤分是步骤分是 、 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（3）用）用培育培育所采用的所采用的G步骤是步骤是 。其遗传学原理。其遗传学原理是是 。 (4)由由培育培育所用的育种方法是所用的育种方法是 。 H杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异染色体变异秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异染色体变异Aabb诱变育种诱变育种杂交育种与诱变育种讲3.3.在动物的育种中，用一定剂量的在动物的育种中，用一定剂量的X X射线处射线处理精巢，渴望获得大量变异个体理精巢，渴望获得大量变异个体. .这是因为：这是因为：A.A.合子都是纯合子合子都是纯合子 B.B.诱发雄配子发生了高频率的基因突变诱发雄配子发生了高频率的基因突变 C.C.诱导发生了大量的染色体变异诱导发生了大量的染色体变异D.D.提高了基因的重组提高了基因的重组杂交育种与诱变育种讲