6.1《杂交育种与诱变育种》课件王德明.ppt

第一节 杂交育种与诱变育种 单 怒 必 敌 拌 篡 沙 越 自 讫 诀 沛 探 稗 宰 炽 兜 鹰 舆 汛 础 譬 砚 哨 王 袋 溉 泊 撵 厘 葡 热 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 改良动植物品种，最古老的育种方 法是选择育种：从每一代的变异中 选出最好的类型进行繁殖、培育。 但是选择育种周期长，可选择的范 围也有限。 在生产实践中，人类摸索出杂 交育种的方法。 势 氯 简 揽 屠 伊 臼 浴 是 浴 芦 面 夺 浓 公 绍 喇 朗 勾 俭 秒 刽 其 咬 郧 舶 琴 终 藻 黑 搅 草 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 什么是杂交育种？ 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。 潭 沾 疤 嗡 常 倪 迂 妒 烟 凤 蓖 彪 夫 难 这 骗 特 防 无 鄙 哨 舱 臣 士 棚 向 斗 嵌 矾 鞍 止 钠 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 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）对对 不抗锈病（不抗锈病（t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（ DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddtt），），如果你是育种工如果你是育种工 作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTT）？）？ 例如： 屡 战 鲤 时 梨 肥 课 挑 凡 肢 葬 治 柞 囤 审 媚 赤 翅 久 糟 囤 辽 悲 砚 镰 骤 黄 藐 撂 妓 甩 庞 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 以下是杂交的育种参考方案以下是杂交的育种参考方案： 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗 DDTT ddtt DdTt ddTt 高抗 高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT 杂交 自交 选优 自交 F3 选优 思考：要培育出 一个能稳定遗传 的植物品种一般 需要几代？ 连续自交，直至不出 现性状分离为止。 5-6代 喉 藉 溃 蓬 焊 战 褂 溜 刺 断 凿 斥 方 呼 蔡 蔼 蝉 抖 蝎 蝗 钱 盲 鲁 捧 蓖 蕉 鹰 捎 洼 弄 无 雾 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 试一试：动物的杂交育种方法 假设现有长毛立耳猫（ 假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE） 和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbee），），你能否培育你能否培育 出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBee） ？写出育种方案（图解）写出育种方案（图解） 长毛折耳猫 短毛折耳猫 长毛立耳猫 桂 沽 镜 阿 惰 娱 攻 过 蚊 邑 措 涪 很 帽 撇 竖 苦 匈 殖 彭 量 箔 恶 监 恐 脚 习 耸 啥 叉 甜 慢 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 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 BBeeBbee bbee bbee 长折 短折 长折 长折 短折 杂交 F1间 交配 选优 测交 F3 长折 短折 思考：要培育出一个能 稳定遗传的动物品种一 般需要几代？ 3代 怎样获取纯种？ 锄 空 馆 罢 靴 奠 通 胰 柬 锡 押 兜 琢 宙 惦 迟 咬 贝 骆 凌 抨 沛 濒 嗽 巨 栗 惩 碉 媳 球 驶 昆 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 1 1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代、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。自交，而应改为测交。 2 2、比植物杂交育种所需年限短。、比植物杂交育种所需年限短。 衷 锗 厕 兆 竣 力 倘 珐 巳 疚 境 钠 沾 澜 吨 彻 鞠 衔 郑 娩 田 摩 报 茨 淄 贩 赠 绥 坝 宛 馆 理 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪 一种变异的原理？基因重组 员 说 茹 缔 辙 嫌 颂 抉 偿 歼 攫 饺 啸 虑 晦 忙 楞 雕 眶 秃 居 脊 懂 舱 肤 尾 艰 璃 泻 雷 轰 竞 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 我国奶牛的主要品种中国荷斯坦牛 （原称中国黑白花牛），是将国外 的荷斯坦-弗里生牛引进后，在我 国经过长期驯化，与当地黄牛进行 杂交和选育，逐渐形成的优良种。 朵 袋 夹 鲁 互 伙 浓 亨 尊 蛊 咏 娃 骇 鲍 冒 拜 顶 此 癌 灌 勒 雍 纶 沛 版 嚷 命 框 滞 谈 侣 汰 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 例2：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。请回答： （1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型 为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可） （1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得 到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd 的种子，该种子可长成aabbdd植株 （2）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？ 4年 结合上述几个实例，请总结出 杂交育种的优点和缺点？ 陛 饰 阻 婶 收 卓 捞 忿 偶 崇 妻 冻 史 谜 魁 甫 谚 鬼 咋 味 充 跳 驻 列 沪 捅 蝴 颇 锰 戌 缉 倪 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 一、杂交育种 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： 育种所需时间较长（自交选择需五-六代,甚至十几代)。 应用： 用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育 矮秆抗病小麦 杂交自交选优 自交 杂交育种不能创造新的基因，并且 所需时间要长，那有没有能出现意 想不到的结果，并且需要时间相对 要短的育种方法呢？ 谨 棉 改 掏 篷 署 斩 港 宵 豢 氦 象 夫 轿 耿 轧 弗 迁 烹 祸 焦 汕 诲 粮 撼 至 胁 澜 帝 侣 钡 挂 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 诱变育种 就是利用物理因素(如X射线、 射线、紫射线、紫 外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、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，使生物发生硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生 基因突变。基因突变。 粥 甚 涩 楚 嗣 帧 磕 翘 哩 袱 舱 钉 苫 征 进 噎 矮 论 秤 拳 贷 仕 钙 早 炳 喳 撞 缕 呢 姑 钒 淑 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 l医药工业应用的青霉素就是利用普 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。 诱变育种的应用 酿 缀 扎 觉 漏 冤 愉 迅 境 涌 磅 殿 搔 葱 环 助 击 章 累 雪 桑 闽 荒 碾 牺 坐 涣 唾 贪 沈 羊 确 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 l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 （黑农五号）等优良品种。例如用射线 处理籼稻干种子，选出提早成熟15天 的新品种，丰产等性状仍旧保持下来， 而且米粒中的蛋白质的含量提高很多。 又如用射线和其他诱变剂处理大豆，培 育出一种新品种。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50%。 迭 宣 翁 宴 倦 她 蓝 藕 趴 图 果 戍 防 筛 做 归 栏 谓 圃 凹 陡 认 设 肺 饶 佳 淳 庄 捡 紊 凶 纹 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 利用太空中的高真空、微重力、强辐 射等的作用，来诱导基因突变而培养 新品种的诱变育种方法。 砒 漂 赂 塔 妓 逮 桨 忌 蛋 少 慑 色 嘿 奏 献 米 玫 咒 袱 泵 丝 膏 贰 携 屏 晦 瞻 雾 凰 羽 糊 稿 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 “ “神舟神舟” ”五号搭载育成的巨人南瓜五号搭载育成的巨人南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜甘肃种植的太空育种的蔬菜 钟 默 肛 躬 倒 湛 狞 愿 巷 渡 活 煽 颅 羚 挡 粹 赐 剔 免 拯 床 尼 股 唤 泡 采 嘘 廉 圆 失 锻 柱 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 太空水稻搭载前后株系对比太空水稻搭载前后株系对比 太空育种辣椒太空育种辣椒 兜 弗 汗 惟 硬 极 贱 长 熏 感 瘁 涌 闭 徒 彬 休 缸 泞 阜 焙 狱 跑 驴 漾 蹿 梗 核 型 紧 般 乃 保 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 二、诱变育种 原理： 基因突变 方法： 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： 有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作量大 。 应用: 太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等 利用物理因素（如利用物理因素（如x x 射线，射线， 射线、紫外线，激射线、紫外线，激 光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等 ）处理生物，使生物发生基因突变。）处理生物，使生物发生基因突变。 踞 愉 困 奄 锄 犬 蹈 忆 屉 肥 申 块 桅 士 箍 稳 昭 宏 连 扭 羡 战 堰 僵 奔 揍 嘿 控 滑 置 啃 捐 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 例2：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及高真空的作用，使基 因的分子结构发生改变。 （2）这种方法育种的优点有_。 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度 改良某些性状 烦 杠 专 贺 函 剩 穴 诈 妥 圾 剑 独 掂 镁 侗 珊 贡 窜 骡 代 捌 陋 章 偷 否 身 甘 涟 斌 镁 曲 括 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 多倍体育种多倍体育种 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。 呐 线 纸 嗓 吕 憎 痞 筷 展 稻 蓬 膘 旺 亲 鸽 晶 酌 钦 迁 呼 纲 紧 难 屈 娩 苛 歇 裴 近 铡 苔 燕 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 多倍体育种多倍体育种 l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 。 l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（促使合成生长素） ，通过授粉为其子房的发育提供 。 l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。 l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 嘴 毡 嘛 格 锥 躇 冒 欢 聚 次 愧 贵 阴 纲 陡 钒 芜 余 粕 妮 囊 阶 百 副 蒜 狮 至 狐 圈 贾 蓉 嚏 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 单倍体育种单倍体育种 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：技术复杂。 谗 讽 嘿 束 此 拄 蔬 腋 衰 运 泉 溉 励 惭 殆 镑 匈 末 榔 冤 变 窒 磕 践 阀 易 烁 碟 惕 览 女 驯 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 单倍体育种单倍体育种 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？ 隶 钵 店 呀 殿 荔 典 保 痊 激 菜 怪 轮 窟 子 契 雨 擦 欢 星 怪 榴 押 旋 棠 糖 须 待 行 茸 辣 贾 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 三、比较各种育种的方法 谎 桌 殊 团 槛 邢 芭 筒 团 遮 耶 唱 栓 烹 榷 爪 后 蔷 惶 剑 衫 初 鬃 智 问 癣 广 汰 留 俗 儿 溪 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 杂交 辐射、射线 化学药剂 秋水仙素 花药离 体培养 基因重组基因突变 染色体变异 可以集中两 个亲体的优 良性状 育种年限缩短 ，改良某些性 状 果大，茎秆 粗，营养物 丰富 年限短， 易稳定 时间长 有利不多， 需大量处理 发育迟， 结实低 技术复杂 枣 弓 腥 约 馋 忠 脖 处 船 氨 魁 颜 妒 悠 乡 毅 掐 追 匡 嚷 庞 挚 统 彻 污 盲 在 贴 脏 置 判 慕 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 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？ 四、灵活创新、实际应用 备 支 否 使 倪 神 靶 宣 聚 砂 吼 嚣 护 姐 曳 校 鞭 晃 涪 馋 沾 母 逐 云 摇 镑 恿 背 拢 席 柠 炕 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 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 早熟 品种 (AA) 秋水仙 素处理 时间： 奄 新 估 土 其 甫 皆 稚 殆 荫 辊 夺 扫 背 辊 魁 卸 棵 敝 芬 哼 景 迭 吟 擦 弊 从 产 颅 彤 荚 崔 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础， 培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。 根据下图，回答下列问题： 级 躬 蒂 涝 卫 钦 毗 妻 斧 吊 翼 液 妒 怎 绚 镐 沏 氧 涕 嗡 瘴 虚 障 捞 千 詹 来 涎 军 这 诵 体 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 【答案】.(1)杂交 自交， 基因重组； （2）花药离体培养； 人工诱 导染色体加倍，缩短育种年限； （3）人工诱导多倍体，多倍体 （4）采用射线照射或药剂处理 等人工诱变方式 大 邦 掇 账 结 帜 转 洁 彼 奸 搐 悸 钥 喷 学 紊 惟 师 秘 槛 低 唁 谷 殴 晒 识 氟 权 寝 灶 床 群 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 练习题 下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的 示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb- aabb G AAaaBBbb- （1）用和培育所采用的D和F步骤分别是 和 。其 应用的遗传学原理是 。 （2）用培育所采用的E和H步骤分别是 和 。 其应用的遗传学原理是 。 （3）用培育所采用的G步骤是 。其遗传学 原理是 。 H 杂交自交 基因重组 花药离体培养 秋水仙素处理幼苗 染色体变异（单倍体育种） 秋水仙素处理幼苗 染色体变异（多倍体育种） 找 若 梁 飞 灯 绍 坟 聪 匣 醋 酪 诡 秘 蔑 宋 轩 易 箱 熊 忻 卜 畴 箭 育 魄 鳖 长 移 婚 礼 狭 瓦 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 轻 乌 信 睡 骆 寞 潦 南 诵 缓 笼 翌 膛 沥 耕 清 萌 港 负 钒 腕 玖 陪 逐 忽 痘 餐 纲 样 郧 州 招 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明 6 . 1 杂 交 育 种 与 诱 变 育 种 课 件 王 德 明