杂交育种与诱变育种

(共17张PPT)
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，又能去掉缺点？
黑粉病
第一节 杂交育种与诱变育种
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。
不足：育种周期长，
可选择的范围有限。
一、古代人类的育种方式－－选择育种
二、杂交育种
1、概念
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。
3、方法：
杂交 自交 (选优 自交)若干次
纯种
2、原理：基因重组
5、不足：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产生新的基因；杂种后代出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。
4、应用：可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。
例如：如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。
第一步：先杂交得到高抗植株；
第二步：让高抗植株自交，后代出现性状分离，从中选择矮抗植株；
第三步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。
P DDRR × ddrr
F1 DdRr
F1:DdRr
D_R_, D_rr , ddR_, ddrr
F2
×
连续自交直至到不再发生性状分离为止
ddRR(矮抗)
像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交4～5代后种子才相对较纯，育种年限至少5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。
三、诱变育种
（1）概念：人工利用物理因素（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）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。
（3）应用
①农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。
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：
太空椒 普通椒
②用于微生物育种：例如青霉素高产菌株的选育。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。
中间为青霉菌，周围是细菌。
（4）局限性：诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。
（5）克服方法：要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
原因：基因突变是随机不定向的。
讨论：怎样克服？
除了杂交育种和诱变育种之外我们前面还学过什么育种方式？
萌发的种子、幼苗
秋水仙素处理
染色体加倍、不分离
多倍体
（1）方法：
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
（2）原理：
秋水仙素能抑制纺锤体形成。
人工诱导多倍体育种:
二倍体植株
单倍体植株
人工诱导染色体加倍
恢复成二倍体植株
（纯合体）
自交
纯合体
单倍体育种的过程：
花药离体培养
（秋水仙素或低温处理幼苗）
优点：
明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。
AaBb
AABB aaBB
AAbb aabb
AB aB Ab ab
例如：有两个纯种小麦，一个是高秆（D）能抗病（T）；另一种是矮秆（d），易染锈病（t)，如何培育成符合生产要求的新品种？
如果进行杂交育种需几年，如何进行？
P 高秆抗锈病(DDTT) X 矮秆易染锈病（ddtt)
F1 高秆抗锈病(DdTt)
F2 高、抗 高、易染 矮秆抗锈病 矮、易染
自 交
自 交
F3 矮秆抗锈病(ddTT)
D＿T＿
D＿tt
ddT＿
ddtt
P 高秆抗锈病(DDTT) ╳ 矮秆易染锈病（ddtt)
F1 高秆抗锈病(DdTt)
花粉（DT、dT、Dt、dt)
花药离 体培养
纯种矮秆抗锈病(ddTT )
单倍体植株 （DT、dT、Dt、dt)
秋水仙 素处理 （染色体加倍）
如果采用单倍体育种，则需几年？如何进行？
几年时间？
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
原理
常用方法
优点
缺点
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