1、雜交水稻之父：袁隆平院士與超級水稻雜交水稻之父：袁隆平院士與超級水稻 生物育種專題生物育種專題 1、雜交育種雜交育種 2、誘變育種誘變育種 3、單倍體育種單倍體育種 4、多倍體育種多倍體育種 5、基因工程基因工程 概念概念原理原理方法過程方法過程目的目的優點優點缺點缺點應用應用一、雜交育種一、雜交育種在什么情況下進行雜交育種？在什么情況下進行雜交育種？DDTTddttDdTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗矮抗矮抗3 ddT矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT雜交雜交自交自交選優選優自交自交F3選優選優ddTTddTt第第 2年年 第第 3年年第第 1年

2、年9 D T3 D tt1 ddtt雜交育種小結雜交育種小結基因重組基因重組使位于不同個體上的多個優良性狀集中于一個使位于不同個體上的多個優良性狀集中于一個個體上，個體上，能產生新的能產生新的基因型；基因型；最簡捷，常規最簡捷，常規育種周期長育種周期長（至少需要（至少需要3 3年；自交選擇需年；自交選擇需5 56 6代代，甚至十幾代甚至十幾代) )。原理：原理： 方法：方法： 優點：優點：缺點：缺點：應用：應用： 雜交水稻；用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗雜交水稻；用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥病小麥培育矮稈抗病小麥 雜交雜交自交自交選優選優自交自交選優選優二、誘變育種

3、二、誘變育種提高突變的頻率提高突變的頻率，在較短時間內獲得更多的，在較短時間內獲得更多的優良變異類型；優良變異類型；能產生新基因能產生新基因優點優點 ：有利個體不多，須大量處理供試材料有利個體不多，須大量處理供試材料 ，工作工作量大量大 缺缺 點：點：方法過程：方法過程： 誘導處理誘導處理基因突變基因突變人工選擇人工選擇新品種新品種實例：實例：高產青霉素的菌種高產青霉素的菌種誘變育種誘變育種太空育種太空育種高真空高真空微重力微重力強輻射強輻射三、單倍體育種三、單倍體育種普通植株普通植株減數減數 分裂分裂花粉花粉花藥離花藥離 體培養體培養單倍體幼苗單倍體幼苗秋水仙秋水仙 素處理素處理純合子幼苗純

4、合子幼苗篩選所需的品種篩選所需的品種高桿抗病高桿抗病DDTTddtt矮桿不抗病矮桿不抗病F1PDdTt高桿抗病高桿抗病DDTT高桿高桿抗病抗病高桿不高桿不抗病抗病矮桿矮桿抗病抗病矮桿不矮桿不抗病抗病DtDTdTdt花粉花粉花藥離體培養花藥離體培養DtDTdTdt單倍體植株單倍體植株秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理幼苗DDttddTTDDtt純合體植株純合體植株第第 2年年 第第 1年年花藥離體培養花藥離體培養P高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTt配子配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt純合純合體體秋水仙素秋水仙素

5、需要的矮抗品種需要的矮抗品種單倍體育種單倍體育種第第1年年第第2年年P高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT 雜交育種雜交育種第第1年年第第2年年第第36年年 需要的矮抗品種需要的矮抗品種矮抗矮抗對比育種年限對比育種年限原理：原理： 明顯縮短育種年限。所得后代均為純合明顯縮短育種年限。所得后代均為純合子，不會發生性狀分離子，不會發生性狀分離方法：方法： 雜交雜交花藥離體培養花藥離體培養誘導染色體加倍誘導染色體加倍人工選擇人工選擇優點：優點：技術較復雜，需與雜交育種結合，多限于植物。技術較復雜，需與雜交

6、育種結合，多限于植物。缺點：缺點：單倍體育種小結單倍體育種小結染色體變異染色體變異四、多倍體育種四、多倍體育種 是將是將正在萌發的正在萌發的種子或幼苗種子或幼苗用一定濃用一定濃度的秋水仙素處理獲度的秋水仙素處理獲得新品種的方法。得新品種的方法。無籽西瓜的培育無籽西瓜的培育普通西瓜的普通西瓜的幼苗（或萌幼苗（或萌發的種子）發的種子）秋水秋水 仙素處理仙素處理幼苗（染色體幼苗（染色體加倍加倍,4N）生長生長四倍體植株四倍體植株四倍體四倍體植株植株二倍體二倍體植株植株三倍體植株三倍體植株二倍體植二倍體植株的花粉株的花粉三倍體種子（三倍體種子（3N）第第2年年 第第 1年年普通小麥普通小麥AAAAAA

7、（6N42） 黑麥黑麥RR（2N14）F1PF2新品種新品種八倍體小黑麥的培育過程八倍體小黑麥的培育過程配子配子小黑麥小黑麥AAAAAARR（8N=56）不育雜種不育雜種AAAR（4N28）AAA(3N=21)R（N=7）秋水仙素處理秋水仙素處理多倍體育種小結多倍體育種小結 原理原理 方法方法 過程過程 優點優點 缺點缺點染色體變異染色體變異 秋水仙素處理萌發的種子或幼苗秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產量高，營養豐富植物器官大，產量高，營養豐富 一般只適于植物，發育延遲，結實率低一般只適于植物，發育延遲

8、，結實率低 選材選材誘導染色體加倍（秋水仙素處理）誘導染色體加倍（秋水仙素處理）新品種新品種下面的雜交圖解表示的是下面的雜交圖解表示的是“蘿卜甘藍蘿卜甘藍”的形成過程，的形成過程，請根據圖示回答問題：請根據圖示回答問題：蘿卜（蘿卜（2n=18）甘藍（甘藍（2n=18）F1 （2n=18）F2 （2n=36）蘿卜甘藍（是可育的）蘿卜甘藍（是可育的）（1）F1是是 倍體。倍體。 （是是/不）可育。不）可育。F1 1的染色體組成是（從來源分析）的染色體組成是（從來源分析）_。（2）自然界中直接從）自然界中直接從F1 1FF2 2的可能性是極低的，但的可能性是極低的，但我們希望得到大量可育我們希望得到

9、大量可育F2 2蘿卜甘藍，你將怎樣做？蘿卜甘藍，你將怎樣做？_。二二不不一組染色體來自蘿卜，一組染色體來自甘藍。一組染色體來自蘿卜，一組染色體來自甘藍。用秋水仙素處理用秋水仙素處理F1萌發的種子或幼苗。萌發的種子或幼苗。五、基因工程育種五、基因工程育種 基因工程基因工程，又叫做基因拼接技術或，又叫做基因拼接技術或DNA重組技重組技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，一種生物的細胞里，定向地定向地改造生物的遺傳性狀。改造生物的遺傳性狀。概念

10、概念原理原理方法過程方法過程優點優點缺點缺點抗蟲棉的培育抗蟲棉的培育基因重組基因重組 提取目的基因提取目的基因目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測和鑒定目的基因的檢測和鑒定定向改造遺傳物質，克服遠緣雜交不親和障礙，定向改造遺傳物質，克服遠緣雜交不親和障礙，目的性強，針對性高目的性強，針對性高技術性高，可能引發生態危機技術性高，可能引發生態危機實例實例基因基因工程工程操作操作基本基本步驟步驟基因工程的應用與作物育種基因工程的應用與作物育種 基因工程與作物育種基因工程與作物育種- 練習：練習：抗棉鈴蟲的轉基因抗蟲棉，抗蟲基因抗棉鈴蟲的轉

11、基因抗蟲棉，抗蟲基因來自一種細菌來自一種細菌蘇云金桿菌。蘇云金桿菌蘇云金桿菌。蘇云金桿菌能形成一種毒性很強的蛋白質晶體，能使棉能形成一種毒性很強的蛋白質晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅目害蟲癱瘓致死。請回答：鈴蟲等鱗翅目害蟲癱瘓致死。請回答： 1、從蘇云金桿菌中切割抗蟲基因所用的工具、從蘇云金桿菌中切割抗蟲基因所用的工具 是是 ，其特點是，其特點是 。 2、在轉基因抗蟲棉細胞內，抗蟲基因的表達、在轉基因抗蟲棉細胞內，抗蟲基因的表達要經過要經過 和和 兩個過程。兩個過程。限制酶限制酶專一性專一性轉錄轉錄翻譯翻譯小結：育種的發展歷程小結：育種的發展歷程A.選擇育種選擇育種 不足：不足：選擇周期長；可選擇的范

12、圍有限選擇周期長；可選擇的范圍有限B.雜交育種雜交育種 不足：不足：育種進程繁雜而緩慢，效率低；不能創造育種進程繁雜而緩慢，效率低；不能創造新的基因，只能利用已有的基因重組，按需選擇，新的基因，只能利用已有的基因重組，按需選擇，親本的選擇一般限制在同種生物范圍之內親本的選擇一般限制在同種生物范圍之內C.誘變育種誘變育種 不足：不足：基因突變的不定向性，導致育種的盲目性，基因突變的不定向性，導致育種的盲目性，必須大量處理供試材料必須大量處理供試材料D.基因工程基因工程 不足：不足：很多生物的基因組不清楚，尋找目的基因很多生物的基因組不清楚，尋找目的基因不容易，還有轉基因生物的安全性問題不容易，還

13、有轉基因生物的安全性問題 在植物育種的各種方法中在植物育種的各種方法中常規方法：常規方法： 雜交育種雜交育種最快速方法：最快速方法：單倍體育種單倍體育種創造新性狀：創造新性狀：誘變育種誘變育種創造新物種：創造新物種：多倍體育種多倍體育種種間育種法：種間育種法：基因工程基因工程 秋水仙素可用于哪些育種方式？秋水仙素可用于哪些育種方式？ 作用的原理是什么？作用的原理是什么？小結小結與雜交育種與雜交育種配合；獲得配合；獲得的新品種發的新品種發育延遲育延遲雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種原原理理常常用用方方法法優優點點缺缺點點基因重組基因重組基因突變基因突變染色

14、體變異染色體變異（成倍減少）（成倍減少）染色體變異染色體變異（成倍增加）（成倍增加）雜交雜交自交自交選優選優用物理或化學用物理或化學方法處理生物方法處理生物花藥離體培養花藥離體培養單倍體單倍體秋秋水仙素處理水仙素處理純種純種秋水仙素處秋水仙素處理萌發的種理萌發的種子或幼苗子或幼苗使位于不同使位于不同個體的優良個體的優良性狀集中于性狀集中于一個個體上一個個體上提高變異頻率，提高變異頻率，加速育種進程，加速育種進程，有利變異少，有利變異少，需大量處理供需大量處理供試材料試材料明顯縮短育種明顯縮短育種年限，育種時年限，育種時間較短。間較短。技術復雜，需技術復雜，需與雜交育種配與雜交育種配合合各種器官

15、大、各種器官大、營養成分高、營養成分高、抗性強抗性強育種時間最長育種時間最長1、兩個小麥親本的基因型分別為兩個小麥親本的基因型分別為AAbb和和 aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳，這兩對基因按自由組合定律遺傳, 要培育出基因型為要培育出基因型為aabb的新品種，最簡的新品種，最簡 捷的方法是捷的方法是 A.單倍體育種單倍體育種 B.雜交育種雜交育種 C.人工誘變育種人工誘變育種 D.細胞工程育種細胞工程育種習題演練習題演練B2、雜交育種的優點是：、雜交育種的優點是： A. 能將多個優良的性狀組合在一起能將多個優良的性狀組合在一起 B. 能產生自然界沒有的新性狀能產生自然界沒有的新性狀 C

16、. 能按人類意愿定向改變生物能按人類意愿定向改變生物 D. 很容易培育出沒有任何缺點的品種很容易培育出沒有任何缺點的品種3、誘變育種的理論依據是、誘變育種的理論依據是 A. 基因分離基因分離 B. 基因重組基因重組 C. 基因突變基因突變 D. 染色體變異染色體變異4、在育種上要得到更多的變異，最好采用、在育種上要得到更多的變異，最好采用 A. 雜交育種雜交育種 B. 誘變育種誘變育種 C. 利用單倍體育種利用單倍體育種 D. 選擇育種選擇育種A AC CB B 5.通過誘變育種的是（通過誘變育種的是（ ） A.三倍體無籽西瓜三倍體無籽西瓜 B.青霉素高產菌株青霉素高產菌株 C.二倍體無子番茄

17、二倍體無子番茄 D.八倍體小黑麥八倍體小黑麥B6.大麻是雌雄異株植物，體細胞中有大麻是雌雄異株植物，體細胞中有20條染色體。條染色體。若將其花藥離體培養，將獲得的幼苗再用秋水仙素若將其花藥離體培養，將獲得的幼苗再用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成狀況應是（處理，所得植株的染色體組成狀況應是（ ）A.18+XX B.18+XY C.20+XX D.18+XX或或XYA 改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用的方法是的方法是() A誘變育種誘變育種 B單倍體育種單倍體育種 C基因工程育種基因工程育種 D雜交育種雜交育種B雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離

18、體花藥離體培養培養秋水仙素處秋水仙素處理幼苗理幼苗染色體變異（單倍體育種）染色體變異（單倍體育種）秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理幼苗染色體變異（多倍體育種）染色體變異（多倍體育種）7、下圖是用某種作物的兩個品種和分別培育出、品下圖是用某種作物的兩個品種和分別培育出、品種的示意圖，試分析回答：種的示意圖，試分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的）用和培育所采用的D和和F步驟分別是步驟分別是 和和 。其。其應用的遺傳學原理是應用的遺傳學原理是 。（2）用培育所采用的）用培育所采用的E和和H步驟分別是步驟分別是 和和 。其應用的遺傳學原理是其應用的遺傳學原理是 。（3）用培育所采用的）用培育所采用的G步驟是步驟是_ 。其遺傳學原理是其遺傳學原理是_。H5.普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進行了如下三組實驗： 請分析回答：請分析回答：(1)A(1)A組由組由F F1 1獲得獲得F F2 2的方法是的方法是_，F F2 2矮稈抗病植株矮稈抗病植株不能穩定遺傳