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1、生物育种专题复习植物育种的方式及过程 第第1 1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种第第6 6章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程古人驯化野生动物家禽、家畜植 物 驯 化自然变异人工选择原理缺点2 可选择的范围有限1 育种周期太长荷斯坦弗里生牛中国黄牛中国荷斯坦牛（ 泌乳期305 d，年产乳量6300 kg以上 )玉米品种A子粒多，但不抗黑粉病，品种B子粒少 ，但抗黑粉病。1 用什么方法既把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？2 预计实际操作中可能会遇 到那些困难？怎样解决这些 困难？3 规范的育种方案该如何表示？4 你还能说出哪些杂交育种实例？你知道我国在杂
2、交育种方面的哪些伟大成就？袁隆平“三系杂交稻”“二系杂交稻”“超级杂交稻”水稻之父年份197820002010种类普通水稻普通水稻 &杂交水稻杂交水稻产量 (吨/每公顷）3.5单产达到 6.34 13.5中国于年提出超级杂交水稻培育计划。 推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活6000多万 人口。到2004年底止，杂交水稻在中国已累计推广约 3亿公顷，增产稻谷约4.5亿吨，成为中国解决粮食问 题的关键技术。 贡献 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 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 华民族的“第五大发明” 。 袁隆平的杂交水
3、稻引起了世界的关注 ，许多国家的专家到中国来取经，印度 、越南等20多个国家和地区还引种了杂 交水稻。袁隆平的努力，也为解决世界 粮食短缺问题作出了贡献。 李登海玉米之父选育的紧凑型玉米新品种掖单13号在2004年2月20日荣获国家科技进步一等奖06年度国家最高科学技术奖-李振声院士陕西有句民谣“要吃面，种小偃”，小偃 是种抗病强、 产量高的小麦生物性状改造的几种常用方法复习目标：1将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知识梳理出来形成知识体系。2利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有优良性状的新品种的育种方法。3通过试题分析、练习提高审题解题能力。
4、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 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗ddTTddTT矮抗ddTtddTt矮抗矮抗 矮不抗 ddT
5、T杂交自交选优自交F3选优3现有黑色短毛免（BBEE）和褐色长毛免（bbee），两对等位基因位于两对同源染色体上，问怎样育成能稳定遗传的黑色长毛免。 P BBEE bbee 亲本杂交黑短 褐长F1 BbEe 让F1代雌雄个体间杂交F2 B_E_ B_ee bbE_ bbee黑长 褐长 选黑色长毛兔和褐色长毛兔测交：如果后代全为黑色长毛兔，则被检测的黑色长毛兔为纯合体，能稳定遗传，符合育种要求。如果后代出现性状分离，则被检测的黑色长毛兔不符合育种要求，淘汰。 长毛立耳 短毛折耳 BBEEbbee长毛立耳 BbEe长毛立耳 BbEe长立 长折 短立 短折 Bbee BBee杂交F1间 交配选优测交
6、 BBeebbee长折 短折长折 BbeeBbeebbee长折 短折长折 短折bbeeBbee1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过 逐代自交，而应改为测交。 2、比植物杂交育种所需年限短。例2、玉米是雌雄同株的植物，正常植株的基因型为A B ，基因型为aa的植株不能长出雌花序而成为雄株，因此雄株的基因型为aaB ；基因型为bb的植株雄花序变成雌花序而成为雌株 ，因此，雌株的基因型为A bb，基因型为aabb的植株顶端长出的也是雌花序成为雌株。请分析回答下列问题： 正常株(A B )雄株(aaB )雌株(A bb )雌株(aabb )（1）育种工作者选用上述材料做亲本，杂交后得到下表中结果：
7、类型数目正常株雄 株雌 株99810011999请你写出亲本的基因型：1 、 2 。 AaBb aabb 或 Aabb aaBb (2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要应用价值，可免除雌雄同株时杂交育种必须去雄的麻烦 。 选育的纯合子雄株和雌株，应确保其杂交后代都是正常株，以符合生产要求。那么，选育的纯合子雄株的基因型应为 ，纯合子雌株的基因型应为 。 aaBB AAbb (3) 已知大田中正常植株都是杂合子，请你利用这种正常植株设计一个育种程序，选育出符合生产要求的纯合子雄株和雌株。（提示：常规的杂交育种方法很难选出符合要求的植株，用单倍体育种与杂交育种相结合的方法，容易达到育种 的目的
8、。） 亲本： AaBb 正常株减数分裂二倍体植株 AABB AAbb aaBB aabb正常株 雌株 雄株 雌株配子（花粉粒） AB Ab aB ab花药离体培养单倍体幼苗 AB Ab aB ab 秋水仙素处理思考与讨论有没有能出现意想不到的结果，产生新基因的育种方 法呢？杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇 到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以 及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选 择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现 性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。太空番茄太空南瓜太空椒二、诱变育种能提高突变率，产生新基因和新的性
9、状，加速 育种进程。在较短时间内获得更多的符合人类 需要的优良变异类型。利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学 因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变 。 基因突变3、方法：1、概念：2、原理：4、优点：物理、化学方法处理生物，再选择符合要求 的变异类型 基因突变的应用:农作物新品种的培育 用于微生物育种例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉 菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次 进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉 素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000 单位/mL。基因工程育种 提取耐贮藏基因 耐贮藏基因与运载体结合
10、重组DNA分子导入农杆菌 该农杆菌去感染番茄体细胞 组织培养 选择所需 植株 P DDRR ddrr F1 DdRr花药（配子） DR Dr dR dr单倍体 DR Dr dR dr 纯合子 DDRR DDrr ddRR ddrr秋水仙素诱导染色体加倍离体培养减数分裂杂交选取ddRR（矮抗）即为所需类 型单倍体育种遗传图解：若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定 遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病DDTT矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt第1年选育出需要的矮抗品种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt 矮抗杂交育种第2年第3年生长ddTTF3减数分裂配子DTDtdTdt单倍
11、体 DTDtdTdt花药离体培养秋水仙素第1年第2年第4年单倍体育种DDttddTT ddtt纯合体DDTT 矮抗 人工诱变 + 单倍体育种早熟 品种 (aa)花药离体培养迟熟 品种(AA)杂合 子(Aa)人工诱变幼苗 （A）幼苗 （a）秋水仙 素处理早熟 品种 (AA)秋水仙 素处理运用知识解决问题： 问题1：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受 人们的喜爱。现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd ，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3 对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、 花色和果形3对性状。思考： （1）如何运用杂交育种方法利用
12、以上3个品种获得基因型为 aabbdd的植株？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？ （用文字简要描述获得过程即可）(2) 如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？简 述其过程？ AABBddAAbbDD（A） （B） AABbDdaaBBDDAaBbDdaabbdd（种子） aabbdd（植株 ） 配子 abd abd（单倍体幼苗） aabbdd（植株 ） 减数分裂 秋水仙素 处理 花药离体培养 第 一 年 第 二 年 第 三 年 第 四 年 第 三 年 （C） 异源多倍体育种基本过程：问题： 为什么异源 二倍体不育 而异源四倍 体可育？
13、同源多倍体育种基本过程：多倍体育种典型例题分析：问题3：番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题，研 究者发现，一种耐贮藏基因能使果实长期贮藏。如果你是育种专 家，你将如何育种？ 思路一：通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。 （1）飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么? （2）这些番茄返回地面后，是否均可产生耐储藏变异？为什么？种子萌发后进入细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影 响而发生基因突变不会。 变异是不定向的 （3）将植物经太空返回地面后种植，发现该植物不耐贮存的性状（假设为隐 性性状）突变为耐贮存性状（假设为显性性状）。 表现为耐贮存性状的种子能否大面积推广？说明理由。简要叙述获得该显性耐贮存优良品种的步骤不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。 方案一：a、 种植后对花粉进行离体培养，得单倍体；b、单倍体幼苗用秋水 仙素处理，获得纯合体；c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。 方案二：a、 将变异后的显性个体自交培养；b、选择后代中的显性个体连续 自交；c、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种 思路二：假设在某种植物体内有一种耐贮藏基因。你还能运用 什么育种方法，简要说明过程？
