第一节第一节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 原理：原理： 一、古代人类的育种方式一、古代人类的育种方式选择育种选择育种利用生物的变异，通过长期选择，利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培养出优良品种。汰劣留良，培养出优良品种。育种周期长，可选择的范围育种周期长，可选择的范围有限。有限。不足：不足：二、杂交育种二、杂交育种1 1、概念、概念: :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通过通过交配集中在一起交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新，再经过选择和培育，获得新品种（品种（稳定遗传稳定遗传）的方法。）的方法。3 3、方法：、方法：2 2、原理：、原理：杂杂 交交自交自交 (选优选优自交自交) 若干次若干次纯纯种种基因重组基因重组杂交杂交F1F1间交配间交配选优选优测交测交植植物物动动物物5 5、不足：、不足：4 4、应用：、应用：可用于可用于农作物农作物品质的改良、产量品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于的提高，培育新品种；也用于家家禽、家畜禽、家畜的育种。的育种。杂交育种只能利用已有基因的重组，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，按需选择，并不能产生新的基因并不能产生新的基因；杂种后代出现分离现象，杂种后代出现分离现象，育种进程育种进程缓慢缓慢，过程复杂。，过程复杂。三、诱变育种三、诱变育种（1 1）概念：人工利用）概念：人工利用物理因素（如物理因素（如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生来处理生物，使生物发生基因突变。基因突变。（2 2）优点：）优点：能提高突变率，产生新基因能提高突变率，产生新基因；在较；在较短时间短时间内获得更多的优良变异类型。内获得更多的优良变异类型。（3 3）应用：）应用：农作物新品种的培育农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如产量高、品质好等优点。如“黑农五号黑农五号”大豆，大豆，产量提高了产量提高了16%16%，含油量比原来提高了，含油量比原来提高了2.5%2.5%。 诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用还采用太空育种太空育种。太空育种太空育种主要是利用返回主要是利用返回式卫星和高空气球能达到式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过的高空环境，通过强辐射、强辐射、微重力和高真空微重力和高真空等条件使等条件使植物种子的基因发生基因植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。突变的作物育种新技术。我国已培育成功我国已培育成功许多太空作物：许多太空作物：用于微生物育种用于微生物育种：例如：例如青霉素高产菌株青霉素高产菌株的选的选育。育。19431943年从自然界分离出来的青霉菌只能产年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素生青霉素2020单位单位/mL/mL。后来人们对青霉菌多次进。后来人们对青霉菌多次进行行X X射线射线、紫外线紫外线照射以及综合处理，培育成了照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目青霉素高产菌株，目前青霉素的产量前青霉素的产量已达到已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。中间为青霉菌，周围是细菌。（4 4）局限性：）局限性：（5 5）克服方法：）克服方法：原因：基因原因：基因突变是随机突变是随机不定向的。不定向的。讨论：怎样克服？讨论：怎样克服？ 除了杂交育种和诱变育种之外我们前面除了杂交育种和诱变育种之外我们前面还学过什么育种方式？还学过什么育种方式？诱变育种的诱变育种的方向方向难以掌握难以掌握，诱变体，诱变体难以集难以集中多个理想性状中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以要想克服这些局限性，可以扩大诱扩大诱变后代的群体变后代的群体，增加选择的机会。，增加选择的机会。萌发的种子、幼苗萌发的种子、幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍、不分离染色体加倍、不分离多倍体多倍体（1 1）方法）方法： 用用秋水仙素秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗（2 2）原理：）原理：秋水仙素能秋水仙素能抑制纺锤体形成抑制纺锤体形成。人工诱导多倍体育种人工诱导多倍体育种:二倍体植株二倍体植株单倍体植株单倍体植株人工诱导染色体加倍人工诱导染色体加倍恢复成二倍体植株恢复成二倍体植株（纯合体）（纯合体）自交自交纯合体纯合体单倍体育种的过程：单倍体育种的过程：花药离体培养花药离体培养（秋水仙素或低温处理幼苗）（秋水仙素或低温处理幼苗）优点：优点：明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。AaBbAABB aaBB AAbb aabbAB aB Ab ab 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原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异（成倍减少）（成倍减少）染色体变异染色体变异（成倍增加）（成倍增加）杂交杂交用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种秋水仙素秋水仙素处理处理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率，提高变异频率，加速育种进程，加速育种进程，方向难以掌握，方向难以掌握，有利变异少，有利变异少，需大量处理供需大量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限，育种时年限，育种时间较短。间较短。技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强与杂交育种与杂交育种配合；获得配合；获得的新品种发的新品种发育延迟育延迟育种时间最长育种时间最长讨论总结讨论总结1.60Co是典型的是典型的放射源，可用于作放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。培养的棉花品种中栽培面积最大。 射线处理后主要引起射线处理后主要引起，从而产生可遗传的变异。除，从而产生可遗传的变异。除射射线外，用于诱变育种的其他物理诱线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有变因素还有、和和。 达标测评达标测评基因突变基因突变x射线射线紫外线紫外线激光激光2 2 、 下列表示某种农作物下列表示某种农作物和和两种品种分别培育出两种品种分别培育出三三 种品种种品种, ,根据上述过程根据上述过程, ,回答下列问题回答下列问题: :AABB aabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用用和和培育培育所采用的方法所采用的方法称为称为_,方法方法称为称为 _,由由和和 培育培育所依据的原理是所依据的原理是_. 用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,由由培育成培育成的过程中用化学药剂的过程中用化学药剂_处理处理的幼苗的幼苗,方法方法和和合合 称为称为_育种育种.其优点是其优点是_. 由由培育出培育出的常用方法是的常用方法是_,形成的形成的 叫叫_。依据的原理是。依据的原理是_。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秋水仙素单倍体单倍体明显缩短育种年限明显缩短育种年限用秋水仙素处理用秋水仙素处理多倍体多倍体染色体变异染色体变异 达标测评达标测评 达标测评达标测评3 3、杂交育种所依据的主要遗传学原理是、杂交育种所依据的主要遗传学原理是（ ） A.A.基因突变基因突变 B.B.基因自由组合基因自由组合 C.C.染色体交叉互换染色体交叉互换 D.D.染色体变异染色体变异 B4. 运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是（需要的生物品种。下列叙述错误的是（ ） A培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理B培育无子西瓜是利用基因重组的原理培育无子西瓜是利用基因重组的原理C培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的理培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的理D培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理原理B 5. .在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构 的育种方法是：的育种方法是： A A、杂交育种、杂交育种 B B、诱变育种、诱变育种 C C、单倍体育种、单倍体育种 D D、多倍体育种、多倍体育种 答案：答案： 6. 6.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：物的原有性状，其原因是： A A、提高了后代的出苗率、提高了后代的出苗率 B B、产生的突变全部是有利的、产生的突变全部是有利的 C C、提高了后代的稳定性、提高了后代的稳定性 D D、能提高突变率以供育种选择、能提高突变率以供育种选择 答案：答案： B BD D 达标测评达标测评 7 7通过诱变育种培育的是（通过诱变育种培育的是（ ） A.A.三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜 B.B.青霉素高产菌株青霉素高产菌株 C.C.二倍体无子番茄二倍体无子番茄 D.D.八倍体小黑麦八倍体小黑麦9. 在生产实践和科研中，欲获得无子果在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方法有（实，可利用的方法有（ ） 人工诱导多倍体育种人工诱导多倍体育种 人工诱变人工诱变 单倍体育种单倍体育种 用适当浓度的生长用适当浓度的生长素诱导素诱导 AB CDBA 达标测评达标测评