从诱变育种到基因工程

课件31张PPT。
　　蓝玫瑰“蓝色妖姬”的花语
单枝蓝色妖姬花语： 相守是一种承诺．
双枝蓝色妖姬 花语：相遇是一种宿命
三枝蓝色妖姬,花语：你是我最深的爱恋　　一,日本三得利公司利用移植的基因和三色紫罗兰中的蓝色色素合成培植出了世界上第一株蓝色玫瑰。
　　玫瑰的栽培历史可以追溯到5000年前，但通过色素呈现出蓝色的玫瑰却从来没有出现过。这是因为玫瑰花的基因功能缺陷，没有生成翠雀花素所需的酶“黄酮类化合物3‘5’-氢氧化酶”，因此蓝玫瑰被认为是不可能的。
　　三得利公司从蓝色三叶草中提取制造蓝色色素的基因，然后注入到玫瑰中，使玫瑰的基因重组。以新开发玫瑰为杂交母体，有望使玫瑰的花色更加绚丽多彩。
　　二，玫瑰还可以通过基因食用。食用玫瑰为蔷薇科蔷薇属，原产中国。目前，不仅中国广泛栽培，日本、朝鲜及欧美各国也有大量栽培 。在保加利亚，玫瑰花还被作为国花，象征着勤劳和智慧。 　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。
但由于是杂交的原因，公骡的生殖器
官因缺少某种激素而不能产生成熟的
精子，而母骡的生殖器官虽能产生卵
细胞，但缺乏助孕素，因而卵细胞也
不能成熟，骡是没有繁殖后代的能力。杂种优势基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种第一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。如骡子6.1杂交育种与诱变育种 玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，16世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。 设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况:品种A籽粒多，但不抗黑粉病；品种B籽粒少，但抗黑粉病。
讨论：你用什么方法把两个品种的优良性状结合在一起，又能缺点去掉？黑粉病古代人类的育种方式－－选择育种原理： 利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培养出优良品种。缺点：1·周期长
2·可以选择的范围有限袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？　　中国于１９９６年提出超级杂交水稻培育计划。推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活6000多万人口。到2004年底止，杂交水稻在中国已累计推广约3亿公顷，增产稻谷约4.5亿吨，成为中国解决粮食问题的关键技术。 水稻产量对比 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），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来.以下是杂交的育种参考方案：　Ｐ 高抗 　 矮不抗Ｆ１ 　 高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗 矮不抗ddTtddTT杂交F3ⅹ荷斯坦牛中国黄牛 中国荷斯坦牛 荷斯坦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。思考与讨论（教材P99） 杂交育种的优点很明显，但实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。 杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。 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？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： 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状 能引起基因突变的方法有三大类：
物理方法有：
化学方法有：
紫外线、X射线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯等三、诱变育种概念：利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。原理：基因突变
方法：辐射诱变、激光诱变、化学诱变、作物空间技术育种。
优点：能提高突变率，产生新基因；
在较短时间内获得更多的优良变异类型。
缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合；有利变异少，须大量处理实验材料。
应用：太空作物的培育 、青霉菌的选育等。诱变育种的应用 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、大豆等优良品种。
1、用射线和其他诱变剂处理大豆，培育成了“黑农五号”等新品种。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16%，含油量提高2.5％。2、诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用太空育种。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，通过强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。我国已培育成功许多太空作物：太空育种
太空辣椒平均单个重达500克，果实中维生素C的含量提高了10%～25%；黄瓜1根达1米多长；“航天芝麻1号”不仅个大，而且单株蒴果达98粒以上；水稻蛋白质含量可提高8.7%～12%。 太空椒 普通椒太空黄瓜3、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50000—60000单位/mL。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 诱变育种基因重组基因突变染色体变异（成倍减少）染色体变异（成倍增加）杂交用物理或化学方法处理生物花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种秋水仙素处理使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，加速育种进程，有利变异少，需大量处理供试材料明显缩短育种年限，育种时间较短。技术复杂，需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、抗性强与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟育种时间最长