61杂交育种与诱变育种(精品).ppt

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1、问题探讨问题探讨:假如你是一位金鱼爱好者假如你是一位金鱼爱好者,对买来的金鱼品种都不对买来的金鱼品种都不满意满意,想自已来想自已来“创造创造”想要的新品种想要的新品种,你可以做到吗你可以做到吗?你会你会采用采用哪些方法哪些方法呢呢?第六章第六章从杂交育种到基因工从杂交育种到基因工程程湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05杂交育种杂交育种与与诱变育种诱变育种最早的育种方法：最早的育种方法：玉米起源于美洲大陆。远在古代，美洲玉米起源于美洲大陆。远在古代，美洲的印第安人把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉的印第安人把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和

2、米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，选育出了果穗硕大、颗粒饱满，认真选育，选育出了果穗硕大、颗粒饱满，品质优良，无任何杂粒的玉米品种。品质优良，无任何杂粒的玉米品种。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缺点：缺点：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缺点：缺点：1.1.周期长周期长2.2.可以选择的范围有限可以选择的范围有限小麦高秆（小麦高秆（D）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，）为显性，抗锈病（抗锈病（T）对不抗锈病（）对不抗锈病（t）为显性，现）为显性，现有纯合的高秆抗锈病

3、的小麦（有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和）和矮秆不抗锈病的小麦（矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），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袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（种（ddTT）？）？想一想：植物育种的方法想一想：植物育种的方法(一一)杂交育种杂交育种F1 高抗高抗DDTTddttDdTt(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗

4、(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗ddTT ddTt(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTT ddTtddTT矮抗矮抗F3(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTT ddTtddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT ddTtF3(一

5、一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTT ddTtddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT ddTtF3(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗F1 高抗高抗F2DDTTddttDdTt高抗高抗 矮抗矮抗 高不抗高不抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTT ddTtddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT ddTt杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优(一一)杂交育种杂交育种P 高抗高抗 矮不抗矮不抗思考：思考：要培育

6、出一个能稳定遗要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几代？传的动物品种至少要几代？湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05一、杂交育种一、杂交育种原理：原理：方法：方法：优点：优点：缺点：缺点：湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05基因重组基因重组原理：原理：方法：方法：优点：优点：缺点：缺点：一、杂交育种一、杂交育种湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自交自交原理：原理：方法：方法：优点：优点：缺点：缺点：一、杂交育种一、杂交育种湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校

7、2009年下学期制作 05基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自交自交使不同个体上的多个优良性状使不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即集中于一个个体上，即“集优集优”。原理：原理：方法：方法：优点：优点：缺点：缺点：一、杂交育种一、杂交育种湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自交自交使不同个体上的多个优良性状使不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即集中于一个个体上，即“集优集优”。育种所需时间较长（自交选择育种所需时间较长（自交选择需五六代需五六代,甚至十几代甚至十几代)。原理：原理：方法：方法：优点：优点

8、：缺点：缺点：一、杂交育种一、杂交育种湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛折耳猫长毛折耳猫假设现有长毛立耳猫假设现有长毛立耳猫(BBEE)和短毛折耳猫和短毛折耳猫(bbee)，你能否培育出能稳定遗传的长你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫毛折耳猫(BBee)？写出育种方？写出育种方案案(图解图解)湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05PF1 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湖南长郡卫星远程学校湖南长郡

9、卫星远程学校2009年下学期制作 05PF1 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湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05PF1 F2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长立长折短立短折长立长折短立短折湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05PF1 F2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长立长折短立短折长立长折短立短折BbeeBBee湖南长

10、郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05PF1 F2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长立长折短立短折长立长折短立短折BbeeBBeeBBeebbee长折长折 短折短折Bbeebbee长折长折 短折短折湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05PF1 F2F3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长立长折短立短折长立长折短立短折BbeeBBeeBBeebbee长折长折 短折短折长折长折 Bbeebbee长折长折 短折

11、短折长折长折 短折短折湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交PF1 F2F3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长立长折短立短折长立长折短立短折BbeeBBeeBBeebbee长折长折 短折短折长折长折 Bbeebbee长折长折 短折短折长折长折 短折短折1.1.动物杂交育种中纯合子的获得不能通动物杂交育种中纯合子的获得不能通 过逐代自交，而应改为杂交。过逐代自交，而应改为杂交。1.1.动物杂交育种中纯合子的获得不能通动物杂交育种中纯合子的获得不能通 过逐代自

12、交，而应改为杂交。过逐代自交，而应改为杂交。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。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05(二二)单倍体育种单倍体育种湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt(二二)单倍体育种单倍体育种第第1代代湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtDTDtdTdt(二二)单倍体育种单倍体育种F1配子配子第第1代

13、代湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05花药离体培养花药离体培养P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtDTDtdTdtDTDtdTdt(二二)单倍体育种单倍体育种F1配子配子单倍体幼苗单倍体幼苗第第1代代湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05花药离体培养花药离体培养P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtDTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt(二二)单倍体育种单倍体育种F1配子配子秋水仙素处理秋水仙素处理纯合体纯合体第

14、第1代代单倍体幼苗单倍体幼苗湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05花药离体培养花药离体培养P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtDTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt(二二)单倍体育种单倍体育种F1配子配子秋水仙素处理秋水仙素处理纯合体纯合体 需要的矮抗品种需要的矮抗品种第第1代代单倍体幼苗单倍体幼苗湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年下学期制作 05P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtDTDtdTdtDTDtdTdtDDTT

15、DDtt ddTT ddtt(二二)单倍体育种单倍体育种F1配子配子纯合体纯合体 需要的矮抗品种需要的矮抗品种第第1代代第第2 2代代单倍体幼苗单倍体幼苗杂交育种不能创造新的基因，杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有其并且所需时间要长，那有没有其他的育种方法可以既创造新的基他的育种方法可以既创造新的基因，又缩短育种年限呢？因，又缩短育种年限呢？例：我国运用返回式运载卫星搭载水例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达穗长粒大，亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增

16、加蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。请回答：天。请回答：(1)(1)水稻产生这种变异的来源是水稻产生这种变异的来源是_，产生变异的原因是，产生变异的原因是_。例：我国运用返回式运载卫星搭载水例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达穗长粒大，亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增加蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。请回答：天。请回答：(1)(1)水稻产生这种变异的来源是水稻产生这种变异

17、的来源是_，产生变异的原因是，产生变异的原因是_。基因突变基因突变例：我国运用返回式运载卫星搭载水例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达穗长粒大，亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增加蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。请回答：天。请回答：(1)(1)水稻产生这种变异的来源是水稻产生这种变异的来源是_，产生变异的原因是，产生变异的原因是_。基因突变基因突变各种宇宙射线和失重的作用，各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改

18、变。使基因的分子结构发生改变。例：我国运用返回式运载卫星搭载水例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达穗长粒大，亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增加蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。请回答：天。请回答：(2)(2)这种方法育种的优点有这种方法育种的优点有_。例：我国运用返回式运载卫星搭载水例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达穗长粒大，亩产达60

19、0kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增加蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。请回答：天。请回答：(2)(2)这种方法育种的优点有这种方法育种的优点有_。能提高变异频率，加速育种能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状进程，并能大幅度改良某些性状 二、诱变育种二、诱变育种原理：原理：方法：方法：优点：优点：原理：原理：方法：方法：优点：优点：基因突变基因突变二、诱变育种二、诱变育种原理：原理：方法：方法：优点：优点：基因突变基因突变物理方法物理方法(紫外线、紫外线、射线、失重等射线、失重等)或化学方法或化学方法

20、(亚硝酸、硫酸二乙酯亚硝酸、硫酸二乙酯等等)处理植株，再选择符合要求的变处理植株，再选择符合要求的变异类型异类型 二、诱变育种二、诱变育种原理：原理：方法：方法：优点：优点：基因突变基因突变物理方法物理方法(紫外线、紫外线、射线、失重等射线、失重等)或化学方法或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯亚硝酸、硫酸二乙酯等等)处理植株，再选择符合要求的变处理植株，再选择符合要求的变异类型异类型 产生新基因和新的性状，能提高变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异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。定，加速育种进程。二、诱变育种二、诱变育种缺点：缺点：应用：应用：缺点：缺点：

21、应用：应用：有利个体不多，须大量处理供试有利个体不多，须大量处理供试材料材料 ，工作量大，工作量大 。缺点：缺点：应用：应用：有利个体不多，须大量处理供试有利个体不多，须大量处理供试材料材料 ，工作量大，工作量大 。太空辣椒的培育、太空辣椒的培育、青霉菌的选育青霉菌的选育等等微生物的育种方面微生物的育种方面中间为青霉菌，中间为青霉菌，周围是细菌。周围是细菌。青霉素的选育：青霉素的选育：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霉素来的青霉菌只能产生青霉素2020单位单位/mLmL。后后来人们对青霉菌多次进行来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线射线、紫外线照射以及综合处

22、理，培育成了青霉素高产照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到菌株，目前青霉素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mLmL。诱变育种除了采用常规的诱变育诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用种方法外，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式卫主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，星和高空气球能达到的高空环境，通过通过强辐射、微重力和高真空强辐射、微重力和高真空等条等条件使植物种子的基因发生基因突变件使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。的作物育种新技术。太空辣椒平均单个重达太空辣椒平均单个重达500500

23、克，果实中克，果实中维生素维生素C C的含量提高了的含量提高了10%10%25%25%；黄瓜；黄瓜1 1根根达达1 1米多长；米多长；“航天芝麻航天芝麻1 1号号”不仅个大，不仅个大，而且单株蒴果达而且单株蒴果达9898粒以上；水稻蛋白质含粒以上；水稻蛋白质含量可提高量可提高8.7%8.7%12%12%。太空育种太空育种三、比较各种育种的方法三、比较各种育种的方法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单倍体育种育种处处理理原原理理优优点点缺缺点点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单倍体育种育种处处理理原原理理优优点点缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射

24、线化学药剂化学药剂花药离花药离体培养体培养秋水仙素秋水仙素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单倍体育种育种处处理理原原理理优优点点缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂花药离花药离体培养体培养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秋水仙素秋水仙素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单倍体育种育种处处理理原原理理优优点点缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂花药离花药离体培养体培养基因重组基因重组可以集中两可以集中两个亲体的优个亲体的优良性状良性状基因突变基因突变染色体变异染色体变异育种年限缩育种年限缩短，改

25、良某短，改良某些性状些性状果大，茎秆果大，茎秆粗，营养物粗，营养物丰富丰富年限短，年限短，易稳定易稳定秋水仙素秋水仙素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单倍体育种育种处处理理原原理理优优点点缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂秋水仙素秋水仙素花药离花药离体培养体培养基因重组基因重组可以集中两可以集中两个亲体的优个亲体的优良性状良性状时间长时间长基因突变基因突变染色体变异染色体变异育种年限缩育种年限缩短，改良某短，改良某些性状些性状果大，茎秆果大，茎秆粗，营养物粗，营养物丰富丰富有利不多，有利不多，需大量处理需大量处理发育迟，发育迟，结实低结实低高度不育，

26、高度不育，弱小弱小年限短，年限短，易稳定易稳定四、灵活创新、实际应用四、灵活创新、实际应用四、灵活创新、实际应用四、灵活创新、实际应用育种的方法有多种，各有各的优点，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，高效我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。的达到各种目的。四、灵活创新、实际应用四、灵活创新、实际应用育种的方法有多种，各有各的优点，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，高效我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。的达到各种目的。如果只有水稻的某迟熟（如果只有水稻的某迟熟（AA)品品种种,那么我们有什么好办法快速的得到那么

27、我们有什么好办法快速的得到早熟（早熟（aa）品种？）品种？人工诱变人工诱变+单倍体育种单倍体育种人工人工诱变诱变人工诱变人工诱变+单倍体育种单倍体育种迟熟迟熟品种品种(AA)杂合杂合子子(Aa)花药离花药离体培养体培养人工人工诱变诱变人工诱变人工诱变+单倍体育种单倍体育种早熟早熟品种品种(aa)迟熟迟熟品种品种(AA)杂合杂合子子(Aa)幼苗幼苗(a)迟熟迟熟品种品种(AA)秋水仙秋水仙素处理素处理秋水仙秋水仙素处理素处理 幼苗幼苗(A)花药离花药离体培养体培养人工人工诱变诱变人工诱变人工诱变+单倍体育种单倍体育种早熟早熟品种品种(aa)迟熟迟熟品种品种(AA)杂合杂合子子(Aa)幼苗幼苗(a)迟熟迟熟品种品种(AA)秋水仙秋水仙素处理素处理秋水仙秋水仙素处理素处理 幼苗幼苗(A)