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生物育种水果湖高中齐莹挂绿•最早文献《广东新语》称有种荔枝“挂绿者,红中有绿,或在肩或在腹”,“爽脆如梨,浆液不见,去壳怀之,三日不变”。《珍帚编》记载,“挂绿出增城沙贝,荔枝中第一品也,蒂旁一边突起稍高谓之龙头,一边突起稍低谓之龙尾,熟时红紫相间,一绿线直贯到底,故名。”•清代嘉庆年间,官吏勒扰,百姓不堪重负而将其砍伐,在西园幸存一株。•2000年一场拍卖会,“西园挂绿”因其久负盛名,一颗竟拍到55.5万元,载入吉里斯记录成为世界上最贵的水果•已知在荔枝的性状控制中,D(无绿线)对d(有绿线)显性,T(有甜味)对t(无甜味)显性。普通荔枝基因型一般是DDTt,少数会突变成(芽变)DdTt。•假如你是育种专家,能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”?请简要介绍你的育种方案常见育种方法一、依据“变异来源”的育种方法1、诱变育种2、杂交育种3、单倍体育种4、多倍体育种二、依据“工程原理”的育种方法1、基因工程育种2、细胞工程育种优点:可以提高变异频率,产生新的基因,能产生新的品种和新的基因型。缺点:变异不定向,须大量处理供试材料,工作量大。1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:基因突变用物理或化学方法处理生物物理诱变:用一定剂量的射线或激光照射生物体。突变频率和射线的剂量成正比,和照射累积时间(照射量)成正比,即剂量越大、时间越长,突变率越高。化学诱变:用化学药剂(秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯、芥子气等)处理生物体,其中多数诱变剂有毒,甚至有致癌作用。低产青霉素菌株(20单位∕ml)高产青霉素菌株(5~6万单位∕ml)一、诱变育种综合因素X射线紫外线筛选基因重组选择具有相对性状的亲本杂交,然后连续自交P无绿、甜×无绿、甜DdTtDdTtF1绿、甜(3╱16)ddT_连续自交选择纯绿甜(ddTT)1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:优点:把不同的优良性状集中,培育出同时具有多种优良品质的新类型。技术相对较简单.缺点:若需要的是显性性状,则育种年限过长,一般需要5~6年.二、杂交育种染色体变异1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:用花药离体培养技术,然后用秋水仙素处理。甲品种×乙品种F1花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素溶液处理若干种植株人工选择新品种优点:得到植株均为纯种,能明显缩短育种年限,一般只需二年。缺点:技术难度大,需与杂交育种配合使用。人工选择:根据人们的需要和爱好,对生物发生的变异进行不断的选择,从而形成新品种的过程。人工选择的意义:是选育农作物或家禽、家畜优良品种的重要手段.三、单倍体育种杂交育种与单倍体育种的比较㈡单倍体育种第2年第1年㈠杂交育种第1年第2~5年F1ddTTD_T_D_ttddT_ddtt配子DTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt纯合体↑需要的绿甜种花药离体培养→秋水仙素→P无绿、甜DdTt需要的绿甜种减数分裂绿甜连续多年自交×无绿、甜DdTtPDTDtdTdt思考1:为了改良“西园挂绿”,增城领导欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。若你前往应聘,该怎样设计育种方案?染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(也可用高温、低温、离心、超声波等物理方法使其加倍)2N西瓜种子或幼苗秋水仙素溶液处理4N植株♀×2N植株♂3N种子(4N瓜)种植3N植株3N无子西瓜优点:多倍体茎秆粗壮,果实、种子和叶片较大,有机物含量高。缺点:发育延迟、结实率低。育种工作完成四、多倍体育种1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:用2N产生的花粉来刺激染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(也可用高温、低温、离心、超声波等物理方法使其加倍)2N西瓜种子或幼苗秋水仙素溶液处理4N植株♀×2N植株♂3N种子(4N瓜)种植3N植株3N无子西瓜回忆:无籽荔枝与无籽番茄的培育原理一样吗?育种工作完成四、多倍体育种1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:用2N产生的花粉来刺激适宜浓度的生长素可以促进果实的发育在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液,子房就可以发育成无子果实。去雄套袋(花蕾期)柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物(成熟期)继续套袋发育无籽果实优点:不会导致植物的基因型的改变,短时间内获得无籽果实缺点:不可遗传。1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:利用植物激素处理获得无籽果实思考2:荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿”的产量,以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了它的抗性基因(L),请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种。导入增殖、表达方案提示:基因工程育种结合提取人工基因重组用基因工程的技术手段,将外源基因片段整合到该生物DNA中。抗虫基因通过基因载体插入荔枝的DNA中荔枝筛选抗虫荔枝优点:目的性强,能定向改变生物的性状,育种周期短。缺点:技术难度大,设备要求高,可能会引起生态危机。1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:五、转基因技术育种提取目的基因目的基因与运载体相结合目的基因的导入目的基因的检测与表达细胞膜的流动性和细胞的全能性将去壁的植物细胞融合后培育成杂种植株。优点:克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出作物新品种缺点:技术复杂,难度大;需植物组织培养等技术。1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:六、植物体细胞杂交植物体细胞A植物体细胞B原生质体A原生质体B人工诱导融合原生质体AB再生壁杂种细胞AB脱分化愈伤组织再分化杂种植株植物组培去壁细胞融合遗传育种方法的比较类别杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种依据原理常用方法基因重组杂交→自交→选种→自交基因突变辐射诱变激光诱变作物空间技术育种染色体变异花药的离体培养,然后再加倍染色体变异秋水仙素处理萌发的种子、幼苗人工基因重组转基因技术将目的基因引入生物体内培育新品种让不同生物细胞原生质融合,同种生物细胞可融合为多倍体类别杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种优点举例将不同个体的优良性状集中于一个体上提高变异的频率,大幅度地改良某些品种可明显以地缩短育种年限提高产量和营养成分打破物种界限,定向改变生物的性状按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂亲不亲和障碍矮秆抗锈病小麦青霉素高产菌株单倍体育种获得的矮秆抗锈病小麦三倍体无籽西瓜抗虫棉白菜-甘蓝问题:在上述育种方法中,1、哪些用到了植物组织培养技术?2、哪些育种方法需要使用秋水仙素或低温处理?单倍体育种、基因工程、植物体细胞杂交单倍体育种、多倍体育种3、哪些育种方法能打破物种界限?基因工程、植物体细胞杂交4、能产生新基因的育种方法?诱变育种6、动物一般可用的育种方法?植物一般可用的育种方法?微生物一般可用的育种方法?杂交育种、诱变育种、基因工程育种杂交育种、诱变育种、基因工程育种、单倍体育种、多倍体育种、植物组织培养、植物体细胞杂交诱变育种、基因工程育种5、能产生新物种的育种方法?多倍体育种、植物体细胞杂交诱变育种杂交育种基因工程育种单倍体育种多倍体育种植物体细胞杂交基因水平染色体水平细胞水平育种层面育种方法7、完成下列表格单倍体幼苗下图展示了哪几种育种方式:育种注意事项:•1.请关注每一种育种方法中所使用原理.药品或试剂。•2.选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素,进行综合考虑和科学决策:选择简易、可操作符合要求的育种方式。•3.同一种育种方式应用于不同的生物也会有不尽相同的育种过程。•4.从基因组成上看,育种目标基因型可能是:①纯合体,便于制种、留种和推广;②杂交种,充分利用杂种优势。•总结:•通过育种技术的递进发展历程,说明超越已有技术的局限性是育种技术不断完善与发展的动力和原因,科学和技术总是在不断发现与超越的过程中互动发展。相信随着科学研究的进展,育种应用的领域会越来越多,效果也会越来越好。动物细胞核的全能性将体细胞的细胞核移入去核的卵细胞中。优点:繁殖优良品种,用于保存濒危物种,有选择地繁殖某性别的动物。缺点:技术复杂,难度大;它将对生物多样性提出挑战,有性繁殖是形成生物多样性的重要基础,而“克隆动物”则会导致生物品系减少,个体生存能力下降。1.原理:2.方法:3.育种程序:4.优、缺点:八、细胞核移植B母绵羊乳腺细胞多莉羊分娩妊娠重组细胞卵细胞A母绵羊细胞核细胞质早期胚胎卵裂电脉冲刺激C母绵羊子宫胚胎移植细胞核移植
本文标题:遗传育种
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