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1、第一节 杂交育种与诱变育种,问题情景例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）两个品系，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个育种步骤怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？请你写出育种的步骤；用遗传图解表示出育种过程。,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,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,F3,以下是育种的参考步骤：,育种步骤,让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F
2、1；,让F1自交得F2；,选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；,淘汰F3中的矮秆不抗病个体，选出F3中的矮秆抗锈病小麦再进行自交，再选优，经过几次连续不断的自交和选优。,生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产30%-50%，杂交水稻比纯系水稻增产20%左右。,杂种优势,试一试：动物的杂交育种方法,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,长毛立耳 短毛折耳,BBEE,bbee,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee
3、,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,1、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。,结合上述几个实例，请总结出杂交育种的的原理、优点和缺点？,原理：,基因重组,方法：,优点：,使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。,缺点：,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。杂交后代会出现分离现象，育种过程缓慢，过程复杂。,杂交自交选优 自交,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，在经过选择和培育，获得新品种的方法。,2、有没有更好的育种方法可
4、以弥补杂交育种的这些缺陷呢？,一、杂交育种,1、杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，你知道在什么情况下能够产生新的基因吗？可以用什么方法处理？,知识归纳总结,问题情景 资料分析：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：,（1）水稻产生这种变异的来源是_，产生变异的原因是_。,基因突变,各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。,（2）这种方法育种的优点有_。,能提高突变频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状,思考与讨论与杂交育种相比，诱变育种有什
5、么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？,诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。,是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。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。,诱变育种的局限性：,二、诱变育种,原理：,基因突变,方法：,物理方法(紫外线、射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型,优点：,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定，加速育种进程。,缺点：,应用:,太空辣椒的培育、青霉菌的选育等,微生物的育种方面,诱变
6、育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。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。,知识归纳总结,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(危害性极大）,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。,中间为青霉菌，周围是细菌。,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，高效的达到各种目的。,如果水稻的某迟熟（A
7、A)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？,四、灵活创新、实际应用,人工诱变+单倍体育种,早熟品种(aa),当年就可以培育出优良新品种！,迟熟品种(AA),杂合子(Aa),幼苗（A）,幼苗（a）,迟熟品种(AA),时间：,你还记得杂交育种的步骤吗？,高杆抗病,矮杆不抗病,F1,F2,杂交育种,原理：基因重组,诱变育种,原理：基因突变,多倍体育种,ABDR,不育杂种,原理：染色体变异,单倍体育种,X,F1,幼苗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTT,DdTt,原理：染色体变异,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养后，人工诱变染色体加倍,基因重组,基因突变,染色体变异,可以
8、集中两个亲体的优良性状,提高变异的频率，改良性状育种年限缩短,茎秆粗，果实和种大，营养物丰富,明显缩短育种的年限,不能产生新基因；杂交后代会出现分离现象，育种进慢。,是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。,发育迟缓，结子率低,长得弱小高度不育成活率低,三、比较各种育种的方法,杂交,自交,筛选,自交,【例】小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性，易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性。Tt位于一对同源染色体上，Dd位于另一对同源染色体上。现用抗病但易倒伏纯种和易染病抗倒伏的纯种品种杂交，来培育既抗病又抗倒伏的高产品种。请回答：,(1)F2代中，选种的数量大约占F2的（）A.9/16 B.
9、3/16 C.1/16 D.4/16,(2)抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（）A.DT BDt CddTTDDdtt,(3)F2代中理想基因型应占（）A.1/3 B.2/3 C.1/16D.2/16,(4)F2代选种后，下一步应（）A杂交B.测交C自交 D回交,B,C,C,C,【例】右图纵轴表示青霉菌的菌株数，横轴表示青霉菌产生的青霉素产量，曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化，曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化。请根据图回答：,(1)从曲线a可以看出青霉菌中存在不同变异类型的个体，有的产生青霉素多，有的产生青霉素少。引起这种变异的主要来源是。,(2)曲线
10、b和a相比，说明了。(3)b、c、d 3条曲线比较，说明了。,(4)比较b、c、d 3条曲线的变化，最符合人们的菌株是，从中我们可得到什么启示?,基因突变,诱变剂可以引起青霉菌发生基因突变，使青霉素的产量提高,基因突变具有不定向性,d曲线对应的青霉菌株,人们可以通过反复诱变，不断地从诱变产生的突变中筛选出高产菌株，从而提高青霉素的产量。,【例】、以下分别表示几种不同的育种方法。请分析回答：,（1）A所示过程称“克隆”技术，新个体丙的基因型应与亲本中的_个体相同.（2）B过程中，由物种P突变为物种P1。在指导蛋白质合成时，处的氨基酸由物种P的_ 改变成了_。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）（3）C过程所示的育种方法叫做_，该方法最常用的做法是在处_（4）D表示的育种方法是_，若要在F2中选出最符合要求的新品种，最简便的方法是_。（5）E过程中，常用的方法是_，与D过程相比，E方法的突出优点是_。,甲,天门冬氨酸,缬氨酸,多倍体育种,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,杂交育种,从F2中选出符合要求的个体连续自交，直到得到不发生性状分离的个体,花药离体培养,明显缩短育种年限,
