生物变异与生物育种

1. 生物变异与生物育种 遗传的变异的类型 原理: 基因突变、染色体变异、基因重组、基因工程、细胞工程(细胞的全能性) 生物育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。生物育种的技术和方法目前有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因育种和细胞工程育种等。生物育种是提高农作物产量和品质的主要途径，随着生物科学研究的进展，育种的方法发展迅速，效果也越来越好。

2. 1.杂交育种 原理： 基因重组(基因的三大遗传基本定律) 方法： （1）通过杂交使亲本的优良性状组合在一起 （2）连续自交选择 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

3. 2.诱变育种 原理： 基因突变 方法： 物理方法(高真空、紫外线、α射线、微重力等)或化学方法(秋水仙素、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，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。能大幅度改良某些性状。 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

4. 3.单倍体育种 原理： 染色体变异(染色体组成倍地减少) 方法： 常用方法为花药离体培养：(1)先将花药离体培养，培养出单倍体植株；(2)将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。 优点： 明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程。 不能从根本上改变原有性状，因而不能按人类意愿定向改变作物的的遗传特性 。 缺点： 应用： 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交得F1，用F1的花药离体培育纯种矮秆抗病小麦

5. ㈠ 杂交育种 ㈡单倍体育种 × × P 矮杆感病 ddtt P 矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DDTT 高杆抗病 DDTT 第1年 第1年 ↓ ↓ 高杆抗病 DdTt 高杆抗病 DdTt F1 F1 第2年 ↓ ↓ F2 dt dT D_T_ D_tt ddT_ ddtt Dt 配子 DT 第2年 矮抗 ↓ ↓ ↓ ↓ 花药离体培养→ 第3~6年 DT Dt dT dt ↓ ↓ ↓ ↓ 秋水仙素→ 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt ddTT ↑ 需要的矮抗品种 ↑ 需要的矮抗品种 × ×

6. 4.多倍体育种 原理： 染色体变异(染色体组成倍地增加) 方法: 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗. 原理:有丝分裂秋水仙素抑制纺锤体形成→细胞染色体数目加倍发育 →多倍体植株 优点： 育种周期短，能改良原有性状，提高产量（茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。） 缺点： 一般只适合于植物，发育延迟，结实率低 。 应用： 同源多倍体育种(偶数染色体组数)。如：四倍体水稻的培育 异源多倍体育种。如：可育性的“萝卜—甘蓝”和“八倍体小黑麦的培育”，含奇数染色体组数的多倍体的培育。如：三倍体无籽西瓜的培育

7. 5. 基因工程育种 原理: 异源DNA(基因)重组[基因工程] 方法: “提”“装”“导”“检”“选”。即：目的基因的提取，装入运载体，导入受体细胞，目的基因的检测与表达，筛选出符合要求的新品种。 优点: 不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种 缺点: 技术复杂，操作要求精细,难度大。 应用: 转基因抗虫棉、转基因“向日葵豆”“转基因超级绵羊”“转基因超级鲤鱼” 等。

8. 6.细胞工程育种 一、植物体细胞杂交育种 理论基础： 细胞的全能性 方 法： “去壁” →“诱融” →“组培”。即：去细胞壁，诱导细胞融合，进行组织培养获得杂种植株。 优 点： 克服不同种生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，可按人类意愿定向改变生物性状，培育作物新品种。 缺 点： 技术复杂，操作要求精细,难度大。 应 用： “白菜--甘蓝”、“番茄—马铃薯”的培育 。

9. 二、动物细胞克隆育种 理论基础： 细胞核的全能性 方 法： 核移植和胚胎移植 优 点： 培育繁殖优良生物品种，用于保存频危物种，有选择地繁殖某性别动物 缺 点： 技术复杂，操作要求精细,难度大。 应 用： 鲤鲫移核鱼、克隆羊——“多莉”的培育

10. 例题1: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。 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 诱变育种

11. （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。（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。 （7）将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的植物品种。这种方法是。 （8）将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是。 （9）生产“人工种子”采用的方法是。 杂交育种 多倍体育种 植物体细胞杂交育种 基因工程育种 植物组织培养

12. 例题2下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三例题2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: ④ Ab ① AABB Ⅴ Ⅲ Ⅰ Ⅱ ③ AaBb ⑤ AAbb ② aabb Ⅳ ⑥ AAaaBBbb 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

13. 例题3假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高杆例题3假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高杆 （T）对矮杆（t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻 和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗 传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤： ⑴ 将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交 种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为___ ___________________的花粉。 RT, Rt, rT, r t 花药离体培养 ⑵ 采用_______________的方法得到单倍体幼苗。 秋水仙素 ⑶ 用______________处理单倍体幼苗，使染色体加倍。 病原体感染 ⑷ 采用_____________的方法，鉴定出其中的抗病植株。 RRtt ⑸ 从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是______。