第一节 杂交育种与诱变育种
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），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
想一想：植物杂交育种的方法
以下是杂交的育种参考方案：
Ｐ 高抗 　 矮不抗
Ｆ１ 　 高抗
Ｆ２
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗D_T_ D_tt ddtt
ddTT
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？
第一年
第二年
选优
第三年
第四年
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
Ｐ
Ｆ１
Ｆ２
F3
长折
短折
思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年？
！
注意
1、动物杂交育种中纯合子的获得不用通过逐代自交，可改为测交。
2、比植物杂交育种所需年限短。
1.什么叫杂交育种？
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。
2、杂交育种依据的遗传学原理是什么？
基因重组
3、常用的方法是什么？
4、杂交育种有什么优点？
将不同个体的优良性状集中到一个个体上
结合上述几个实例，请总结出有关杂交育种以下问题？
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。
5.杂交育种的应用
×
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，产奶量为世界奶牛之冠 。
（2）家畜的育种方面
杂种优势
杂种优势是生物界普遍存在的现象。指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，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。
Eg. 骡（体力强大，耐力好）
骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。
　　至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。
　　骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。
6、缺点：

1、只能利用已有基因的重组，并不能产生新的基因；

2、杂交进程缓慢，过程繁琐，育种时间长；

3、只能进行本物种或亲缘关系较近的物种杂交， 不能克服远源杂交不亲和的障碍。
一、杂交育种
原理：
基因重组
方法：
优点：
方法简捷,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，只能进行本物种或亲缘关系较近的物种杂交,杂交后代易出现性状分离，不能克服远缘杂交不亲合的障碍。
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？
1、请你给诱变育种下一个合理的定义。
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。
2、依据什么原理?
基因突变
3、常用的方法有哪些？
辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变
中国首批太空实验育种动物诞生
（1）与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？
（2）基因突变的特点有哪些？联系基因突变特点，谈谈诱变育种的局限性。
5、优点：提高基因突变频率，产生新基因；在较短的时间内获得更多的优良变异类型。
6、不足：具有不定向性，难以控制突变方向；有利个体少，须大量处理供试材料 。
思考与讨论
长相奇特的南瓜
奇怪的“太空椒”
“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%。
5.应用
①农作物新品种的培育
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。
②用于微生物育种
二、诱变育种
原理：
基因突变
方法：
物理方法(紫外线、α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，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
微生物的育种方面
单倍体育种
还有什么育种方法有可能缩短育种年限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用？
三、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（常用秋水仙素），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 ；获得优良纯种。
缺点：但方法复杂，成活率较低。
高杆抗病 矮杆易感病
F1
花药离体培养
单倍体植株幼苗
正常植株
选择
符合要求的品种
秋水仙素处理幼苗
DDTT X
ddtt
DdTt
1DT : 1Dt : 1dT : 1dt
1DDTT：1DDtt：1ddTT：1ddtt
ddTT 矮抗
单倍体育种方法
依据原理：
染色体变异
育种年限：2年
四、多倍体育种
在育种过程中，人们用秋水仙素处理萌发的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：种子与果实大，营养物质含量高。
缺点：发育延迟，结实率低；
适用于植物，在动物中难于开展。
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)
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：
基因重组
基因突变
染色体变异
（成倍增加）
染色体变异
（成倍减少）
杂交 → 自交→ 选优 → 自交
辐射诱变，激光诱变，空间技术育种
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种
提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种
将不同个体的优良性状，集中于一个个体上
抗病植株的
育成
自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）
器官较大，营养物质含量高
发育延迟，结实率低
盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料
时间长，需及时发现优良品种
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
培育高产青霉素菌株
高茎抗锈病纯种小麦与矮茎易染锈病纯种小麦杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种
高度不育，方法复杂，成活率低
练习 :请写出下面各项培育方法：
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。
（2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 。
（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。
（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于 。
（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。
（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。
单倍体育种
诱变育种
多倍体育种
诱变育种
杂交育种
诱变育种
生物育种的方式
AAbb aaBB
AABb AaBb AB


AABB

AAABBB
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
育种方式的类型：
Ⅰ、Ⅱ表示__________
Ⅲ表示______________
Ⅳ表示______________
Ⅴ、Ⅵ表示__________
杂交育种
多倍体育种
诱变育种
单倍体育种
归纳提升
当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。
回答：
（1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的 辐射后，其 发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益? ，你判断的理由是________________。
（2）试举出这种育种方法的优点：
。
宇宙射线等
基因
不一定
基因突变是不定向的
变异频率高，大幅度改良某些性状
小试身手！
这些题你会做吗？
1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：
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。
答 [ ]
B
2.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：
A、杂交育种 B、诱变育种
C、单倍体育种 D、多倍体育种
答案：[ ]
3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：
A、提高了后代的出苗率
B、产生的突变全部是有利的
C、提高了后代的稳定性
D、能提高突变率以供育种选择 答案：[ ]
B
D
4.60Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。 γ射线处理后主要引起—————，从而产生可遗传的变异。除γ射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有———、——————和————————。
答案：基因突变；x射线；紫外线；激光
下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出 ④⑤⑥品种的示意图，试分析回答：
① AABB E Ab ------------④
D ③AaBb F AAbb----------⑤
②aabb G AAaaBBbb----⑥
（1）用①和②培育⑤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③培育⑤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③培育⑥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.
秋水仙素 处理幼苗
染色体变异（多倍体育种）
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