生物 第六章 从杂交育种到基因工程 6.1 杂交育种与诱变育种 新人教版必修2.ppt

杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 1、选择育种、选择育种原理：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留原理：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培养出优良品种。良，培养出优良品种。不足：育种周期长，选择的范围有限。不足：育种周期长，选择的范围有限。2、杂交育种、杂交育种 例如：如何利用纯种的高秆抗锈病（例如：如何利用纯种的高秆抗锈病（DDRR）和矮秆不抗锈病（和矮秆不抗锈病（ddrr）的水稻植株获得优良性状）的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。且能稳定遗传的品种。第一步第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗：先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。植株连续自交直至不再发生性状分离为止。P DDRR ddrr F1 DdRrF1:DdRrD_R_，D_rr，ddR_，ddrrF2连续自交直至连续自交直至到不再发生性到不再发生性状分离为止状分离为止ddRR（矮抗）（矮抗）像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交必须连续自交45代后种子才相对较纯，育种年代后种子才相对较纯，育种年限至少限至少5年。年。1）概念：杂交育种是将两个或多个品种的优良）概念：杂交育种是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，性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种（稳定遗传）的方法。广义的杂交获得新品种（稳定遗传）的方法。广义的杂交育种包括获得杂种优势的杂种。育种包括获得杂种优势的杂种。2）原理：利用自由组合定律实现基因重组。）原理：利用自由组合定律实现基因重组。4）不足：杂交育种只能利用已有基因的重组，）不足：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产生新的基因；杂种后代出现按需选择，并不能产生新的基因；杂种后代出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。3）应用：可用于农作物品质的改良、产量的提）应用：可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。袁隆平（杂交水稻专家）袁隆平（杂交水稻专家）2000年国家最高科学技术奖；年国家最高科学技术奖；2004年年十大感动中国人物之一。十大感动中国人物之一。颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。中国荷斯坦牛：荷斯坦中国荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛与我国黄弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达天，年产乳量可达6300kg以上。以上。杂种优势：是指基因型不同的亲本相杂种优势：是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势在优势在F1代表现最明显。例如：我国劳动代表现最明显。例如：我国劳动人民用马和驴杂交获得体力强大，耐力好人民用马和驴杂交获得体力强大，耐力好的杂种的杂种骡。骡。杂种优势主要利用杂种杂种优势主要利用杂种F1代的优良性代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻的杂优种，每年农科站都有供应。如水稻的杂优种，每年农科站都有供应。3、诱变育种、诱变育种1）概念：人工利用物理因素（如）概念：人工利用物理因素（如X射线、射线、射线、射线、紫外线、激光等紫外线、激光等）或化学因素或化学因素（如亚硝酸、硫如亚硝酸、硫酸二乙酯等酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突来处理生物，使生物发生基因突变。变。2）优点：能提高突变率，产生新基因；在较）优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。短时间内获得更多的优良变异类型。3）应用：）应用：农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、农作物新品种的培育，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%，含油量比原来提高了，含油量比原来提高了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。太空育种主要是利用返太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过达到的高空环境，通过强辐射、微重力和高真强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的空等条件使植物种子的基因发生基因突变的作基因发生基因突变的作物育种新技术。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：资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自源的愿望变成了现实。自19871987年以来，中国利年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试验品种达次航天育种搭载试验，试验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。理条件的综合作用使生物产生基因突变。据统计，航天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株以上，株高变异为高变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬菜），生育期变异为（蔬菜），生育期变异为3 3天天1010天。天。太空椒太空椒 普通椒普通椒用于微生物育种：例如青霉素的选育。用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素然界分离出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次进行后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量前青霉素的产量已达到已达到5000060000单位单位/mL。中间为青霉菌，周围中间为青霉菌，周围是细菌。是细菌。4）局限性：诱变育种的方向难以掌握，诱变）局限性：诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。体难以集中多个理想性状。5）克服方法：要想克服这些局限性，可以扩大）克服方法：要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。诱变后代的群体，增加选择的机会。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？