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(共32张PPT)
第一节 杂交育种和诱变育种
第六章 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
利用生物自然变异
原理:
缺点
2 可选择的范围有限
1 育种周期太长
一、选择育种
长期选择，汰劣留良
方法:
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。
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？
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）。如果你是育种工作者，你应该怎样操作才能得到矮秆抗病（ddTT）的优良品种？
2006年度国家最高科学
技术奖----李振声院士
小麦远缘杂交的奠基人,其培育的小麦抗病强、 产量高
　 高抗 　 矮不抗
F1　 高抗
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
9高抗 3高不抗 3矮抗 1矮不抗
ddTT
矮抗
ddTT
ddTt
矮抗
ddTT
矮抗
矮抗 矮不抗
ddTT
ddTt
杂交
自交
选优
自交
F3
选优
假如从播种到收获种子要一年，那么培育出一个能稳定遗传的纯种矮抗小麦至少要7－8年
F2
　Ｐ
植物的杂交育种方法
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）？
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
长毛立耳
BbEe
长毛立耳
BbEe
长立 长折 短立 短折
Bbee
BBee
BBee
Bbee
bbee
bbee
长折
短折
长折
长折
短折
杂交
F1中雌雄交配
选优
测交
　Ｐ
Ｆ１
Ｆ２
F3
长折
短折
比植物杂交育种所需年限短
动物的杂交育种方法
二、杂交育种
1、概念
3、原理
基因重组
4、方法
杂 交
自交
(选优
自交)
杂交
F1间交配
测交
植物:
动物:
纯合的优良品种
多次
选优
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（稳定遗传）的方法。
(广义的杂交育种包括获得杂种优势的杂种。)
2、适应范围
有性生殖的生物（局限于同一物种或亲缘关系较近的物种）
5、优点
6、缺点
1.育种所需时间较长（一般需7－8年）
2.只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。
3、杂种后代会出现性状分离
农作物育种，家禽家畜育种
8、应用
7、特点
产生新的基因组合（基因型）
目的性强，通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上（“集优”）；可表现“杂种优势”。
注意：若利用杂种优势育种需年年制种（种子只能用一年）
杂种优势：
是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势在F1代表现最明显。
例如：我国劳动人民用马（64条染色体）和驴（62条染色体）杂交获得体力强大，耐力好的杂种——骡（63条染色体）。
杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻和玉米的杂优种，每年农科站都有供应。
90年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论”，撰文说到下世纪30年代，中国人口将达到16亿，到时谁来养活中国。
袁隆平向世界宣布：“中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题”。
“三系杂交稻”
“二系杂交稻”
“超级杂交稻”
“杂交水稻之父”
2000年国家最高科学技术奖
2004年十大感动中国人物之一
杂交水稻之父：袁隆平,从1976年到2006年，累计增产粮食5200多亿公斤，平均每年解决6000万人的粮食问题。
(1)在农业生产中：
改良作物品质，提高
农作物单位面积产量
中国荷斯坦牛： 荷斯坦—弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。 泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上 。
荷斯坦牛
中国黄牛
×
（2）在家畜、家禽育种中的应用
如果要培育出新的基因和新的
性状，应该怎样做？
？
诱变育种
一、概念：
利用物理因素（如ⅹ射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。
二、原理：
基因突变 (自然突变，人工诱变)
三、常用方法：
辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种
四、优点：
五、缺点：
三、诱变育种
六、应用
提高基因突变频率，加速育种进程。产生新基因，大幅度地改良某些性状。在较短时间获得更多的优良性状。
难以控制突变方向，具有一定的盲目性,有利个体少;需大量处理实验材料 ，工作量大 。
克服方法：
扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
农作物育种，微生物育种
“黑农五号”大豆
黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。
青霉菌高产菌株的选育
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50000～60000单位/mL。
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过各种辐射、失重、宇宙粒子、弱地磁，高真空等综合作用使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。
甘肃种植的太空育种的蔬菜
“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜
太空黄瓜
太空葡萄（左）
普通葡萄（右）
单倍体育种
方法：花药离体培养
普通植株
花粉
单倍体幼苗
纯合子幼苗
筛选所需的品种
减数分裂
花药离体培养
秋水仙素处理
DDTT
DdTt
花药离体培养
DT Dt dT dt单倍体幼苗
秋水仙素
DDTT,DDtt,ddTT,ddtt 二倍体植株
筛选所需的品种
ddtt
×
DT Dt dT dt
杂交
矮抗（ddTT）小麦的培育
二倍体
四倍体
秋水仙素处理
二倍体
×
三倍体种子
三倍体植株
不能形成正常的卵细胞
无子西瓜
种下去
联会紊乱
第一年
第二年
授二倍体的花粉
多倍体育种
（方法：秋水仙素或低温处理萌发的种子和幼苗）
四种育种方法的比较
类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
育种原理
育种方法
优 点
应用实例
基因突变
染色体组成倍增加（染色体变异）
基因重组
染色体组成倍减少（染色体变异）
杂交→自交→选优→自交（至纯种）
物理或化学的方法处理生物
花药离体培养后再用秋水仙素加倍
使不同亲本的优良性状集中于同一个体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短
育种年限
器官大型，
营养含量高
培育矮抗小麦
培育青霉
素高产菌株
培育矮抗小麦
三倍体无子
西瓜的培育
用秋水仙素
处理萌发的
种子或幼苗
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（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？
灵活创新、实际应用
人工诱变 + 单倍体育种
早熟品种(aa)
花药离体培养
　　当年就可以培育出优良新品种！
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
迟熟品种(AA)
秋水仙素处理
时间：
育种步骤
高杆抗病
矮杆不抗病
杂交
F1
自交
F2
筛选、自交
稳定遗传的
双抗品种
杂交育种
原理：基因重组
诱变育种
物理方法、化学方法
植株（白花：AA）
植株（红花：aa）
原理：基因突变
多倍体育种
杂交
ABDR
不育杂种
秋水仙素
X
普通小麦
AABBDD
黑麦
RR
小黑麦
AABBDDRR
原理：染色体变异
单倍体育种
X
杂交
F1
配子
幼苗
DDTT
ddtt
DdTt
ddTT
DdTt
高杆抗病
矮杆不抗病
稳定遗传的
双抗品种
X
DDTT
ddtt
ddTT
原理：染色体变异
花药离体培养
秋水仙素出来
2、两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（　　）
A．单倍体育种 B．杂交育种
C．人工诱变育种 D．细胞工程育种
B
④ 无籽西瓜的培育 ；
多倍体育种
③通过花药离体培养出烟草新品种 ；
①用抗倒伏不抗锈病的小麦与不抗倒伏抗锈病的小麦后代F1自交培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种 ；
②用射线处理培育青霉素高产菌株 ；
1、写出下列生物育种方法：
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
课堂巩固
3、 下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三
种品种,根据上述过程,回答下列问题:
Ⅳ
①
AABB
②
aabb
③ AaBb
④ Ab
⑥ AAaaBBbb
⑤ AAbb
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴ
⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为
_________,由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是________.
⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成
⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合
称为_______育种.其优点是___________________.
⑶ 由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥
叫____________。依据的原理是____________。
杂交
自交
基因重组
花药离体培养
秋水仙素
单倍体
明显缩短育种年限
用秋水仙素处理
多倍体
染色体变异
5. 运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是（ ）
A．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理
B．培育无子西瓜是利用基因重组的原理
C．培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的理
D．培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理
B
4.属于分子水平上的育种工作的是 （ ）
A.辐射育种 B.杂交育种
C.单倍体育种 D.多倍体育种
A
6. 在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方法有（ ）
①人工诱导多倍体育种 ②人工诱变
③单倍体育种 ④用适当浓度的生长素诱导
A．①④ B．②③
C．③④ D．①②
7. 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 （ ）
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A. ① B. ①②
C. ①②③ D. ②③④
A
B
8、萝卜和甘蓝杂交，能得到的种子一般不育，如果要得到可育的种子，你认为应该采取下列哪种措施（ ）
A．利用花药离体培养技术
B．利用染色体数目加倍技术
C．利用诱变育种技术
D．以上技术都可以
B
9、“神州号”飞船上搭载的某纯乌鸡品种在太空中围绕地球转了若干圈，那么用作纯乌鸡品种的材料以及该育种方式所依据的原理分别是（ ）
A.受精的鸡蛋，基因突变
B.未受精的鸡蛋，染色体变异
C.幼鸡，基因突变
D.受精的鸡蛋，基因重组
A

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