6.1 杂交育种与诱变育种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。

近几年，糯玉米、甜玉米、超甜玉米等特种玉米的出现，让人们有了更多的选择。研究证实，特种玉米的营养价值高于普通玉米。中国农科院检测发现，甜玉米、糯玉米的蛋白质含量是普通玉米的 2.23 倍，植物油含量是普通玉米的 2.3 倍，“生命元素”硒的含量是 9.5 倍，维生素是普通玉米的 3倍。

（ 1）古印第安人培育玉米的方法称为选择育种。

（ 2）选择育种的优缺点是 。 优点：技术简单、容易操作 缺点：选择范围有限，育种周期长

设想你是一位小麦育种专家，遇到这样的情况：现有纯合的现有纯合的高秆抗锈病高秆抗锈病的小麦（的小麦（ DDTDDTTT ）和）和矮秆不抗锈病矮秆不抗锈病的小麦（的小麦（ ddttddtt ），小），小麦高秆（麦高秆（ DD ）对矮秆（）对矮秆（ dd ）为显性，抗锈病）为显性，抗锈病（（ TT ）对不抗锈病（）对不抗锈病（ tt ）为显性，）为显性，你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉，得到得到矮秆抗病矮秆抗病的的优良品种优良品种（（ ddTTddTT ））？？将你的设想用遗传图解表示出来。

第一步：先杂交得到高抗植株；

第二步：将该植株自交得到矮抗植株；

第三步： 将矮抗植株再连续自交直至不再发生性状分离为止，选出优良品种。

　Ｐ 高抗 　 矮不抗　Ｐ 高抗 　 矮不抗

ＦＦ１ 　１ 　 高抗 高抗

ＦＦ２２

DDTT ddtt

DdTt

ddTt

高抗 高不抗 矮抗 矮不抗

ddTT矮抗ddTT

ddTt矮抗

ddTT矮抗 矮抗 矮不抗

ddTt

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至少要几年？

遗传图解

DDTT× ddtt

DdTt花药离体培养

DT、 Dt、 dT、dt秋水仙素处理 人工诱导加倍

DDTT DDtt ddTT ddtt

选出矮杆抗病植株，采收留种

单倍体育种

γγ 射线射线Ｐ　Ｐ　 DDTTDDTT 高秆抗锈

病

ddTTddTT 矮秆抗锈病

γγ 射线射线Ｐ　Ｐ　 ddttddtt 矮秆不抗锈病

ddTTddTT 矮秆抗锈病

或或

与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。

概念概念：： 杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通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，获得新过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。品种的方法。原理原理：： 基因重组基因重组优点优点：： 能集中位于不同品种中的优良性状。能集中位于不同品种中的优良性状。缺点缺点：： 只能利用已有的基因进行重组，并不能产生只能利用已有的基因进行重组，并不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。应用应用：： 杂交水稻、中国荷斯坦牛等。、中国荷斯坦牛等。

中国黄牛

ⅹ

中国荷斯坦牛

荷斯坦牛

概念概念：： 利用物理因素（如利用物理因素（如 x x 射线，射线， γγ 射线、射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫紫外线，激光等）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。酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。原理原理： ： 基因突变基因突变

优点优点：： 提高变异的频率，加速育种进程。 提高变异的频率，加速育种进程。 大幅度地改良某些性状。大幅度地改良某些性状。缺点缺点：： 难以控制突变方向，无法将多个优良难以控制突变方向，无法将多个优良性状性状 组合。组合。应用应用： ： 农作物育种农作物育种————黑农五号大豆黑农五号大豆 (( 产量提高产量提高 16%16% 、含油量提高、含油量提高 2.5%)2.5%)

微生物育种微生物育种——青霉素——青霉素 (20(20 单位单位 /ml→50000/ml→50000 单位单位 /ml)/ml)

空间生命科学：高真空 (10—8pa)微重力 (10—4g)强辐射

“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜

甘肃种植的太空育种的蔬菜

太空水稻搭载前后株系对比

太空青茄大过小孩头

太空育种辣椒

升载太空磨菇

方法比较 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种

处理

原理

优缺点

举例

请比较各种育种方式：请比较各种育种方式：

杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种

处理 杂交用射线、激光、化学药品等处理生物

用秋水仙素处理种子或幼苗 花药离体培养

原理通过基因重组把两亲本的优良性状组合在同一后代中

用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型

抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞

诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体

优缺点方法简便，但需较长年限方可获得纯合体

加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利个体往往不多

器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低

缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低

举例高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种

高产量青霉素菌株的育成

三倍体西瓜、八倍体小黑麦

抗病植株的育成

(2009年高考上海卷 )下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是 ( 　 　 )

•A 　 　 　 　．诱变育种 B．细胞融合•C 　　．花药离体培养 D．转基因

2.(2008年高考江苏卷 )下列关于育种的叙述中，错误的是 (多选 ) ( 　 　 )

• A．用物理因素诱变处理可提高突变率• B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因• C．三倍体植物不能由受精卵发育而来• D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状

• 【答案】　 BCD

　　　　　　3. 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： [ ]

4. 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

5. 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