春种一粒粟，秋收万颗子。春种一粒粟，秋收万颗子。 四海无闲田，农夫犹饿死。四海无闲田，农夫犹饿死。 悯农唐悯农唐李绅李绅杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种第一节、杂交育种与诱变育种第一节、杂交育种与诱变育种一、设疑自探：一、设疑自探： 请同学们快速浏览课本请同学们快速浏览课本98100页页1 1、杂交育种的概念、原理、方法、优缺点及应用、杂交育种的概念、原理、方法、优缺点及应用、杂交育种的概念、原理、方法、优缺点及应用、杂交育种的概念、原理、方法、优缺点及应用2 2、诱变育种的概念、原理、方法、优缺点及应用、诱变育种的概念、原理、方法、优缺点及应用、诱变育种的概念、原理、方法、优缺点及应用、诱变育种的概念、原理、方法、优缺点及应用3 3、杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种、杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种、杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种、杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种 比较比较比较比较 小麦高秆（小麦高秆（D D）对矮秆（）对矮秆（d d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T T）对不抗锈病（对不抗锈病（t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddtt），如果你是），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTT）？）？想一想：植物杂交育种的方法想一想：植物杂交育种的方法锈病锈病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ddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种一般的植物品种一般需要几代？需要几代？连续自交，直至不出连续自交，直至不出现性状分离为止。现性状分离为止。5-6代代试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育），你能否培育），你能否培育），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交 F3长折长折 短折短折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一稳定遗传的动物品种一般需要几代？般需要几代？3代代1 1、动物杂交育种中纯合子的获得不用通过逐代、动物杂交育种中纯合子的获得不用通过逐代自交，可改为测交。自交，可改为测交。2 2、比植物杂交育种所需年限短。、比植物杂交育种所需年限短。长毛折耳猫长毛折耳猫概念概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。再经过选择和培育，获得新品种的方法。原理原理： 基因重组（基因的自由组合定律）基因重组（基因的自由组合定律）方法方法：杂交：杂交自交自交选优选优自交（动物为测交）自交（动物为测交）优点优点： 能集中位于不同品种中的优良性状，操作较简单。能集中位于不同品种中的优良性状，操作较简单。缺点缺点：只能利用已有的基因杂交，并：只能利用已有的基因杂交，并不能产生新的基因不能产生新的基因；杂；杂交进程缓慢，过程繁琐；交进程缓慢，过程繁琐；只适用有性生殖的个体只适用有性生殖的个体，只能进行，只能进行本物种或亲缘关系较近的物种的杂交。本物种或亲缘关系较近的物种的杂交。应用应用：农作物育种（杂交水稻）家畜育种（中国荷斯坦牛）：农作物育种（杂交水稻）家畜育种（中国荷斯坦牛）一、杂交育种中国黄牛中国黄牛中中国国荷荷斯斯坦坦牛牛荷斯坦牛荷斯坦牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛 泌乳期可达泌乳期可达305d305d，年产乳量可达，年产乳量可达6300kg6300kg以上以上2004200420042004年十大感动中国人物年十大感动中国人物年十大感动中国人物年十大感动中国人物 杂交水稻之父杂交水稻之父袁隆平袁隆平杂杂种种种种优优势势：杂种种优势是是生生物物界界普普遍遍存存在在的的现象象，是是指指基基因因型型不不同同的的亲本本个个体体相相互互杂交交产生生的的杂种种第第一一代代，在在生生长发育育状状况况、繁繁殖殖力力、抗抗逆逆性性、产量量和和品品质等等一一种种或或多多种种性性状状上上优于于两两个个亲本本的的现象象。杂种种优势只只在在F1F1得得以以表表现，F2F2、F3F3等等后后代由于基因分离而表代由于基因分离而表现衰退。衰退。空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射“神舟神舟”五号搭载育成的巨型南瓜五号搭载育成的巨型南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜甘肃种植的太空育种的蔬菜太空水稻搭载前后株系对比太空水稻搭载前后株系对比太空青茄大过小孩头太空青茄大过小孩头 诱变因素诱变因素DDTTDDTT高秆抗锈病高秆抗锈病ddTTddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病 诱变因素诱变因素ddttddtt矮秆不抗锈病矮秆不抗锈病 ddTTddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病概念概念：利用物理因素（如：利用物理因素（如x x 射线，射线，射线、紫外线，激光等）或射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变，利用这些突变培育新品种。因突变，利用这些突变培育新品种。原理原理： 基因突变基因突变方法方法：利用物理因素或化学因素处理萌发的种子或幼苗，诱发基利用物理因素或化学因素处理萌发的种子或幼苗，诱发基因突变，从中选育需要的突变的个体，然后进行培育推广。因突变，从中选育需要的突变的个体，然后进行培育推广。优点优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。状能较快稳定，加速育种进程。缺点缺点：有利个体不多有利个体不多，育种具有一定盲目性；，育种具有一定盲目性；突变个体难以集中突变个体难以集中多个优良性状多个优良性状，须大量处理供试材料，须大量处理供试材料 ，工作量大，工作量大 。应用应用： 农作物育种农作物育种黑农五号大豆黑农五号大豆(产量提高产量提高16%、含油量提高、含油量提高2.5%) 微生物育种微生物育种生产青霉素的菌种培育生产青霉素的菌种培育“黑农五号黑农五号黑农五号黑农五号黑农五号黑农五号”大豆大豆大豆大豆大豆大豆 黑龙江农科院用黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，辐射方法处理大豆，培育成培育成“黑农五号黑农五号”大豆品种，大豆品种，含油量比含油量比原来的品种提高了原来的品种提高了2.5%2.5%，大豆产量提高，大豆产量提高了了16%16%。 4.应用应用青霉菌高产菌株的选育青霉菌高产菌株的选育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。奇怪的奇怪的“太空椒太空椒” 方法方法比较比较杂交杂交育种育种诱变诱变育种育种多倍体育多倍体育种种单倍体育单倍体育种种处理方法处理方法杂交杂交致突变的物理致突变的物理化学因素处理化学因素处理秋水仙素处理秋水仙素处理萌发种子或幼萌发种子或幼苗苗花药离体培养花药离体培养原理原理基因重组基因重组( (主要是基因主要是基因自由组合自由组合) )基因突变基因突变抑制有丝分裂抑制有丝分裂过程中纺锤丝过程中纺锤丝形成，使染色形成，使染色体加倍体加倍诱导花粉中的诱导花粉中的精子直接发育精子直接发育成个体，再用成个体，再用秋水仙素处理秋水仙素处理优缺点优缺点操作简单，目操作简单，目的性强；育种的性强；育种周期长，不能周期长，不能产生新性状。产生新性状。改良性状，缩改良性状，缩短年限；短年限；突变方向难掌突变方向难掌握握植物器官大，植物器官大，营养含量高；营养含量高；生长缓慢，果生长缓慢，果实少实少缩短年限；缩短年限；技术难度大，技术难度大，成活率低成活率低举例举例矮秆抗病小矮秆抗病小麦品种麦品种青霉素菌株青霉素菌株三倍体无子三倍体无子西瓜西瓜抗病植株的抗病植株的育成育成三、比较几种育种方式：练习练习 :1 、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，这种育种方法的获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种方法的原理原理属于属于 。（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 基因突变基因突变 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种2、 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