杂交育种

低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用
试剂 卡诺氏液 使用方法 将根尖放入卡诺氏液中浸泡 0.5～1 h 冲洗用卡诺氏液处理的根尖 作用 固定细胞形态
洗去卡诺氏液 体积分数为 解离根尖细胞，使 与质量分数为 15% 的盐酸等体 95%的酒精 积混合，浸泡经固定的根尖 细胞之间的联系变 得疏松 质量分数为 与体积分数为9 5%的酒精等 解离根尖细胞 15%的盐酸 体积混合，作为解离液 蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min 漂洗根尖，去掉解离 液 改良苯酚品红 把漂洗干净的根尖放进盛有 改良苯酚品红染液的玻璃皿 使染色体着色 染液 中染色3～5 min
多倍体育种方法
萌发的幼 苗或种子
秋水仙素 处理
染色体加 倍的组织
多倍体植株
举例：无籽西瓜的培育过程
二倍体 发育 ♂二倍 幼苗 体植株 授粉 二倍体 秋水仙素处理 ♀四倍 幼苗 染色体加倍 体植株 二倍体 发育 二倍体 幼苗 植株 花粉 诱导 三倍体 发育 三倍体 种子 植株 三倍体 无籽瓜
第一年
第二年
单倍体植株 矮皱 秋水仙素处理 单倍体植株
多倍体育种 处理 原理 用秋水仙素处理种子或 幼苗
单倍体育种 花药离体培养
抑制细胞分裂中纺锤体的 诱导配子直接发育成 形成，使染色体数目加倍 植株，再用秋水仙素 加倍成纯合体 后不能形成两个细胞 器官大，营养物质含量 高，但发育延迟，结实 率低 三倍体西瓜、 八倍体小黑麦 缩短育种年限， 但方法复杂， 成活率较低 抗病植株的育成
例题：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:
用秋水仙素处理 ⑶ 由③培育出⑥的常用方法是___________, 形成的⑥叫_________ 多倍体 。 染色体变异 依据的原理是________ 。
思考：现有高秆抗病和矮秆感病的两小麦纯种，请分别用杂交育种 和单倍体育种两种方法培育矮秆抗病的纯种，比较育种年限。
恢复正常植株 （纯合体）
①方法复杂，要与杂交育种配合 ②成活率较低，成本高
5、原理： 染色体变异
6、单倍体育种的措施和优点 以利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒豌豆培育高茎圆 粒豌豆为例说明单倍体育种方法： 高圆 秋水仙素处理 纯合高圆 高皱 DDTT DT 染色体数目加倍 DDtt 必须结 单倍体植株 合杂交 秋水仙素处理 纯合矮圆 矮圆 育种 矮圆 ddTT dT 染色体数目加倍 ddTT 单倍体植株 杂合高圆 花药离 DdTt 体培养 高皱 秋水仙素处理 纯合高皱 Dt 染色体数目加倍 DDtt dt 纯合矮皱 ddtt 染色体数目加倍
二、诱变育种
原理： 基因突变
利用物理因素（如x 射线，γ射线、紫外线，激 方法： 光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等） 缺点：
产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，大幅 度改良某些性状，后代变异性状能较快稳定，加速 育种进程。 有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作量大 。
4年
杂交育种
原理： 基因重组 方法：
杂交→自交→选优 自交
优点： 使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个 杂交育种不能创造新的基因，并且 个体上，即“集优”,能产生新的基因型。
所需时间要长，那有没有能出现意 育种所需时间较长（自交选择需五--六代,甚至十几代)。 缺点： 想不到的结果，并且需要时间相对 要短的育种方法呢？
单倍体育种 染色体变异
花药离体培养
多倍体育种 染色体变异
用秋水仙素 处理萌发的 种子或幼苗 器官大型， 营养含量高
优点 使位于不同个
体的优良性状 集中于一个个 体上
明显缩短 育种年限
缺 点 育种时间长 实例
培育矮 抗小麦
技术复杂，需与 杂交育种配合 培育矮 抗小麦
只适用于植物，
发育迟，结实低
三倍体无子 西瓜的培育
■三种可遗传变异的比较
比较项目
（细胞水平）
把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段” 变异类型 染色体变异 基因重组 基因突变（分子水平） 实 质
原有基因之间的重 基因（内部）结构的改 新组合.点的结合或 变（点质变,数目不变） 交换(点的质与量均 不变) 任何生物均可发生（主 真核生物有性生殖 减数分裂（MI前、 要在间期） 后期） 染色体结构或 数目变化.“线 段”发生结构 或数目的变化 真核生物核遗 传中发生
单倍体、多倍 体育种
意
义
育种应用
从杂交育种到基因工程
（一）、多倍体育种 （二）、单倍体育种 （三）、杂交育种与诱变育种
(一)：多倍体育种:
1、常用方法： A、常用秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗 B、有时低温诱导 2、秋水仙素作用:抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而 引起细胞内染色体数目加倍。 分裂 的细胞时，能够抑制 3、过程：秋水仙素作用于正在______ ________的形成，导致染色体 ________不________ ，从而引起细胞内 纺锤丝 移向两极 染色体数目加倍 __________。染色体目加倍的细胞继续进行_______ 有丝 分裂， 将来就可能发育_________ 植株。 多倍体 3、过程： 秋水仙素 发育 多倍体植株 有丝分裂 细胞内染色体数目加倍 抑制纺锤体形成
4、原理： 染色体变异 5、优点： 操作简便、易行 6、缺点：适用于植物，动物难开展。 7、举例：三倍体无籽西瓜的培育 8、为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？ 不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟 的植株大多细胞不进行有丝分裂。
人工诱导多倍体的产生:（无子西瓜的培育过程）
应用: 太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等
三、几种主要育种方法的比较
类型 原理 常用 方法 杂交育种 基因重组
将具有不同 优良性状的 两亲本杂交
人工诱变育种 基因突变
用物理或化学 的方法处理生 物 提高变异频率， 大幅度改良某 些性状，加速 育种进程 有利变异少需大 量处理供试材料 培育青霉素 高产菌株
（1）如何运用杂交育种方法利用以上 3个品种获得基因型 结合上述几个实例，请总结 为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）
出杂交育种的特点。
（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得 到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd 的种子，该种子可长成aabbdd植株 （ 2 ）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为 aabbdd的植株最少需要多少年？
转基因技术
2008-11-3 红网 11月1日，转基因蓝玫瑰 亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫 瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰所含 一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而 自然呈现蓝色。
归纳提升
• 1.最简便的育种方法是 杂交育种 • 2.最快速的育种方法是 单倍体育种 • 3.要将两个亲本优良性状集中到一个亲本上用
长毛立耳猫
长毛折耳猫
杂交
Ｐ Ｆ１
长毛立耳 BBEE
短毛折耳 bbee
F1间 交配 Ｆ２
长毛立耳 BbEe
长毛立耳 BbEe
短折
选优
测交
思考：要培育出一个能 长立 长折 短立 Bbee 稳定遗传的动物品种一 BBee 3代 般需要几代？ 长折 短折 长折 BBee bbee Bbee
短折 bbee 短折
用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育 应用： 矮秆抗病小麦
二
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、诱变育种依据什么原理? 基因突变 3、常用的方法有哪些？
用物理因素和化学因素处理生物
(3)三倍体西瓜为什么没有种子? 三倍体西瓜在减数分裂过程中，同源 染色体联会紊乱，不能产生正常的配 子，所以没有种子。
(4)为什么还要用二倍体西瓜的花粉受精？
促进生长素的形成
（二）单倍体育种：
1、方法 花药（花粉）离体培养 2、过程 花药离体培养
单倍体植株 3、优点 ①明显缩短育种年限 ②得到的植株都是纯合体 4、缺点 秋水 仙素
特点
举例
易混点
1、染色体结构变异与基因突变界定不清
染色体结构变异使排列在染色体上的“基因的数目或排列顺序” 发生改变，从而导致性状的变异，属于细胞水平上的变化，显 微镜下可观察到！基因突变是“基因内部结构”的改变；属于分 子水平上的变化，显微镜下观察不到。
2、“可
遗 传”
≠
“可
育”
三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”， 但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其 体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境 引起的不遗传的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子” 原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子” 性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时， 若能正常受粉，则可结“有子果实”。
注意：单倍体育种必须在杂交育种基础上才能完成！
（三）杂交育种----植物杂交
P F1 F2
第 1 年 第 2 年 第 3 年 抗病、黄果肉
ssrr
↓
× 易感病、红果肉 SSRR
杂 交 自 交 选 优 自 交 选 优 若从播种到收 获果实需要一 年,则培育出能 稳定遗传的抗 病、红果肉的 植株至少需要 几年?
易感病、红果肉
SsRr
S_R_ S_rr ssR_ ssrr
抗红
↓×
↓×
ssRR
生长 选育出需要的抗病、红果肉品种
F3
第 4 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）
短毛折耳猫