《杂交育种与诱变育种》课件.pptx

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1、探究一：探究一：DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT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DdTtDTDtdTdt离离体体培培养养配子配子DTDtdTdt单倍体单倍体植株植株诱诱导导加加倍倍DDTTDDttddTTddtt植株植株DDTT射线处理射线处理DdTTDDTtddTTDdtt 一个属于中国一个属于中国也属于世界的名字也属于世界的名字他发起的他发起的“第二次绿色革命第二次绿色革命”给整个人类带来了福音给整个人类带来了福音。袁隆平袁隆平:农学家、杂

2、交水稻育种专家。农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中国工程院院士。年当选为中国工程院院士。l 如今，我国大江南北的农田普遍种如今，我国大江南北的农田普遍种上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻的大面积推广应用，为我国粮食增产发的大面积推广应用，为我国粮食增产发挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中华民族的华民族的“第五大发明第五大发明” 。l 袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注，袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注，许多国家的专家到中国来取经，印度、许多国家的专家到中国来取经，印度、越南等越南等20多个国家和地区还引种了杂交多个国家

3、和地区还引种了杂交水稻。袁隆平的努力，也为解决世界粮水稻。袁隆平的努力，也为解决世界粮食短缺问题作出了贡献。食短缺问题作出了贡献。 袁隆平袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？一种变异的原理？ 动物杂交育种的方法动物杂交育种的方法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

4、交测交F3长折长折 短折短折杂交育种优点：杂交育种优点：缺点缺点:1只能利用已有基因的重组，按需选择，只能利用已有基因的重组，按需选择，不能创造新的基因不能创造新的基因2杂交后代会出现性状分离，进行纯化时杂交后代会出现性状分离，进行纯化时过程长、复杂。过程长、复杂。使位于使位于不同个体不同个体的优良性状集中的优良性状集中于一个个体上于一个个体上 杂种优势杂种优势 基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种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。如上优于两个亲本的现象。如骡子骡子 杂种优势：杂种优势：

5、基因型不同的两个亲本个体杂交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。如产量等性状上优于两个亲本的现象。如骡子骡子l 骡是公驴与母马杂交所产生骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代的后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。叫骡。l至少在至少在30003000年前，在亚洲某年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。用骡来干重活儿。l骡能吃苦耐劳，可以在马、骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担

6、其艰苦的条件驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。蹄小和毛短等方面像驴。现有现有3个番茄品种，个番茄品种，A品种的基因型为品种的基因型为AABBdd，B品种的品种的基因型为基因型为AAbbDD，C品种的基因型为品种的基因型为aaBBDD。3对等位对等位基因分别位于基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形色和果形3对性状。请回答：对性状。请回答：（1）如何运用杂

7、交育种方法利用以上）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型个品种获得基因型为为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）A和和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种的种子，该种子可长成子，该种子可长成aabbdd植株植株 （2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4年年结合上述实例，请总结出杂结合

8、上述实例，请总结出杂交育种的优点和缺点？交育种的优点和缺点？杂交育种不能创造新的基因，并且杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？要短的育种方法呢？空间生命科学空间生命科学：高真空高真空(108pa)微重力微重力(104g)强辐射强辐射(尤其是危害尤其是危害性极大的性极大的HZE）航育黄杏子航育黄杏子来自太空育种的珍奇瓜果来自太空育种的珍奇瓜果太空育种花卉仙客太空育种花卉仙客来来即即将将搭搭载载上上天天的的种种子子探究三：探究三：1、据统计，航天育种变异率达据统计，航

9、天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬菜），（蔬菜），生育期变异为生育期变异为3 3天天1010天。天。2 2、太空船把太空船把20002000颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇宙里颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇宙里经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很少一部经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很少一部分能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育分能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育或并不是我们希望得到的优良性状。科研人员经过或并不是我们希望得到的优良性状。科

10、研人员经过3 3个月的种个月的种植，长出植，长出150150公斤各种颜色的大南瓜。公斤各种颜色的大南瓜。 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：缺点：缺点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型内获得更多的优良变异类型。诱变育种的诱变育种的方向方向难以掌握，诱变体难以集难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。中多

11、个理想性状。克服方法克服方法 : :要想克服这些局限性，可以扩大诱变后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。代的群体，增加选择的机会。三、单倍体育种三、单倍体育种普通植株普通植株减数减数 分裂分裂花粉花粉花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗筛选所需的品种筛选所需的品种2、单倍体育种的原理：、单倍体育种的原理：染色体变异染色体变异 明显缩短育种年限。所得后代均为纯合明显缩短育种年限。所得后代均为纯合子，不会发生性状分离子，不会发生性状分离1、单倍体育种的方法：、单倍体育种的方法： 通过花药离体培养得到单倍体，再用秋水仙

12、素通过花药离体培养得到单倍体，再用秋水仙素处理单倍体幼苗处理单倍体幼苗3、单倍体育种的优点：、单倍体育种的优点：技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。4、单倍体育种的缺点：、单倍体育种的缺点：四、多倍体育种四、多倍体育种普通小麦普通小麦AAAAAA（6N42） 黑麦黑麦RR（2N14）F1PF2新品种新品种八倍体小黑麦的培育过程八倍体小黑麦的培育过程:配子配子小黑麦小黑麦AAAAAARR（8N=56）不育杂种不育杂种AAAR（4N28）AAA(3N=21)R（N=7）秋水仙素处理秋水仙素处理l原理原理l方法方法l过程过程l l优点优点l缺点缺点染色

13、体变异染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 同源多倍体同源多倍体育种，如：育种，如： 四倍体二倍体染色体加倍异源多倍体异源多倍体育种，如：育种，如： ANaBNbN a bNab物种物种杂交染色体加倍22222422 二倍体二倍体 二倍体二倍体 不育不育 四倍体四倍体 可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富官大，产量高，营养丰富 一般只适于植物，发育延迟，结实率低一般只适于植物，发育延迟，结实率低 类型类型杂交育种杂交育种人工诱变育种人工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

14、理原理常用常用方法方法优点优点缺 点缺 点实例实例杂交杂交-自交自交-选育选育用物理或化学用物理或化学的方法的方法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组染色体组成倍减少成倍减少染

15、色体组染色体组成倍增加成倍增加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主要育种方法的比较主要育种方法的比较课堂小结育种的方法有多种，各有各的优点，我们育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。各种目的。如果水稻的某如果水稻的某迟熟（迟熟（AA)AA)品种品种, ,那么我那么我们有什么好办法们有什么好办法快速快速的得到的得到早熟早熟（aaaa）品种？）品种？思维拓展思维拓展人工诱变人工诱变 + + 单倍体育种单倍体育种早熟

16、早熟品种品种(aa)(aa)花药离花药离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：两个亲本的基因型分别是两个亲本的基因型分别是AAbbAAbb和和aaBB,aaBB,这两对这两对基因按自由组合定律遗传基因按自由组合定律遗传. .要培育出基因型为要培育出基因型为aabbaabb的新品种的新品种, ,最最简捷简捷的方法是的方法是 A.A.人工诱变育种人工诱变育种 B.B.细

17、胞工程育种细胞工程育种 C.C.单倍体育种单倍体育种 D.D.杂交育种杂交育种通过人工诱变培育出的新类型是通过人工诱变培育出的新类型是 A.A.青霉素高产菌株青霉素高产菌株 B.B.八倍体小黑麦八倍体小黑麦 C.C.矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦 D.D.无子西瓜无子西瓜DA: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）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种的方法是 。（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，所用方法是新菌种，所用方法是 。（3

18、 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）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，这种育种原理本质上属于种，这种育种原理本质上属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小）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，所用方法麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是是 。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

19、变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 假设水稻抗病（假设水稻抗病（R R）对感病（）对感病（r r）为显性，高杆）为显性，高杆（T T）对矮杆（）对矮杆（t t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤：传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤： 将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交 种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为_ _的花粉。的花粉。 采用采用

20、_的方法得到单倍体幼苗。的方法得到单倍体幼苗。 用用_处理单倍体幼苗，使染色体加倍。处理单倍体幼苗，使染色体加倍。 采用采用_的方法，鉴定出其中的抗病植株。的方法，鉴定出其中的抗病植株。 从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是_。RT, Rt, rT, r t花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素病原体感染病原体感染RRtt 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(四倍体四倍体)染色体变异染色体变异