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1、第六章 从杂交育种到基因工程,第1节 杂交育种与诱变育种,问题探讨：,诱变育种的突出优点是：提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合。,选择育种,一、杂交育种,已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(T)对易感锈病(t)为显性，两对性状独立遗传。现在有高秆抗锈病(DDTT)、高秆易感锈病(DDtt)、矮秆易感锈病(ddtt)的三个纯系品种，要求设计一个通过基因重组培育双优新品种(ddTT)的步骤。,杂交育种,以下是杂交的育种参考方案：,高抗 矮不抗,高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddT
2、T,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,科目三考试 http:/科目3实际道路考试技巧、视频教程,科目四考试 http:/科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试,杂交育种的概念：,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，获得新品种的方法。,原理：基因自由组合定律。优点：能集中位于不同品种中的优良性状。缺点：只能利用已有的基因组，并不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。,1、农作物品质改良,杂交育种的应用：,2、动物养殖品种改良,二、诱变育种,利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚
3、硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。,诱变育种的突出优点是：提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合。,在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。1、用射线和其他诱变剂处理大豆，培育成了“黑农五号”等新品种。这品种含有改变了的酶系，在同样的施肥和管理条件下可提高产量16%，含油量提高2.5。,诱变育种的应用,诱变育种的应用,2、利用返回式卫星搭载植物种子以来，已成功进行了10余次航天育种试验。种子在太空条件下发生基因突变，进行农作物遗传性状的改良。,诱变育种太空育种,诱变育种,医药工业应用的青霉素
4、就是利用普通青霉菌，经过X射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。,用射线、激光、化学药品等处理生物,用秋水仙素处理种子或幼苗,花药离体培养再人工诱导使染色体数目加倍,通过基因重组把两亲本的优良性状组合在同一后代中,用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型,抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞,诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体,方法简便，但需较长年限方可获得纯合体,加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利
5、个体往往不多,器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低,缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低,高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种,高产量青霉素菌株的育成,三倍体西瓜、八倍体小黑麦,抗病植株的育成,1、杂交育种所依据的原理是什么（）A.基因突变 B.基因自由组合 C.染色体交叉互换 D.染色体变异 2、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得（）A.纯种 B.杂种表现的优势 C.基因突变 D.染色体变异,B,B,练习：,太空椒,诱变育种太空育种,利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异的讲究始于上世纪60年代初期，迄今已有40多年的历史。前苏联(俄罗斯)、美国空间植物学研
6、究的主要目标，定位在以探索空间条件下植物生长发育规律，改善空间人类生存的小环境，解决宇航员的食品供给及生存安全等，这是为了将来“太空里的人类”。即使美国航空航天局于1995年建立了引力生物学中心，重点研究植物对引力的感受和反应，但其最终目标仍是开发出更加适于太空旅行的植物。而我国的太空育种则把更多的注意力投向如何利用空间环境资源，开辟选育植物优良品种的新途径，这是为了现在“地球上的人类”。因为目的的不同，导致现在有“中国已经走上太空育种的最前沿”一说。自从1987年8月5日我国第一次利用返回式卫星搭载植物种子以来，已成功进行了10余次航天育种试验。前后共有70多种植物1000多个品种的植物种子
7、经过太空育种，共吸引全国23个省市的70多个单位参与种子搭载试验。奇迹出现了水稻出现了大穗、大粒、优质、高产的效果，经航天诱变育种培育出的航育1号水稻新品种株高降低14厘米，生长期缩短13天，增产5%-10，累计已推广30万亩。华航一号水稻新品种穗大，粒多、结实率高，可增产10，亩产达500公斤以上，已推广100万亩以上；小麦获得许多矮秆，丰产、早熟的后代作物，产量增长1015；青椒的优势亦很明显，长势十分喜人，已培育出一些高产、优质、抗病能力强的新品系，一种名叫872青椒，一个在250克以上，亩产5000公斤左右，维生素C含量增加20。苹果平均重量从90克提高到160克，亩产比地面良种对照组
8、高30以上，丰产年份还达到122。江西广昌县利用航天育种培植出了特大粒白莲种卫星3号，每粒莲子重24克以上，比常规品种可增产60。,诱变育种太空育种,空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射(尤其是危害性极大的HZE）,多倍体育种,在育种过程中，人们用秋水仙素处理种子或幼苗从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，发育为多倍体植株，得到多倍体品种。,优点：器官大，营养物质含量高。缺点：发育延迟，结实率低。,多倍体育种,秋水仙素处理萌发的幼苗时，可以诱导多倍体的产生，秋水仙素的作用是。三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，因为成熟花粉具有的色氨酸酶系
9、（促使合成生长素），通过授粉为其子房的发育提供。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是由于卵原细胞3个染色体组（3N=33），减数分裂时同源染色体联会，从而不能正常产生卵细胞。由此可以获得 的是 倍体果实，但是没有种子的无籽西瓜。上述过程需要的时间周期为2年。第一年可以由专门的种子培育公司完成3N和2N的种子；农户直接购买配比好的3N和2N的种子，按照正常的栽培方法培育，当年就可以获得。,抑制纺锤体的形成,生长素,紊乱,三,无籽西瓜,单倍体育种,采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再人工诱导染色体加倍，获取自交不发生性状分离的稳定遗传的纯系品种。,优点：缩短育种年限。缺点：但方法复杂，成活率较低
10、。,单倍体育种,在野外发现抗锈病（显性基因D控制的）小麦植株，如何快速获取可以稳定遗传的抗锈病的种子呢？,转基因育种,转基因育种的原理：人为基因重组变异原因：人工方法使目的基因整合到受体DNA分子中去实例：人体干扰素基因的转移、人体胰岛素基因的转移、转基因大豆、转基因牛等优点：人类实现对基因的定向转移，有利研究生物制药等缺点：可能带来生态灾难或战争狂人的“基因武器”。,关注转基因食品安全,对转基因食品无害性的评估主要有以下几方面：是否有毒性、引起过敏反应、营养或毒性蛋白质的特性、注入基因的稳定性、基因改变引起的营养效果及其他不必要的功能等。对人类健康而言，专家们认为，主要应审查转基因食品有无毒性及对环境的影响。,欧盟对转基因食品的生产和销售制定了一系列法规，要求基因改变不得超过基因总量的 1，市场上出售的转基因食品必须贴标签。,
