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优良品种的培育 胡

建民 优良品种的培育——育种工作综合复习

高三生物小专题复习

制作单位：晨韵网络工作室

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优良品种的培育 胡

建民

育种方法 一、杂交育种 二、诱变育种 三、单倍体育种 四、多倍体育种 五、基因工程育种 六、细胞工程育种 附：杂交稻的培育

GOGOGOGO

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GOGO别区

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优良品种的培育 胡

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杂交育种 概念： 是将2个或多个品种的优良性状通过杂交和基因重组集中于一体，再通过人工选择获得新品种的方法。 依据原理：基因重组 方法过程：杂交→自交→人工选择→连续自交 育种目的：培育动植物优良品种 优缺点：优点——最简捷、常规 缺点——育种年限长，进程缓慢 实例：矮秆抗锈小麦的培育

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优良品种的培育 胡

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杂交育种的方法过程第一步： 杂交 P 矮秆不抗锈 （ ddtt ） × 高秆抗锈 （ DDTT ）

F1

第二步： 自交 ○×矮秆不抗锈 高秆抗锈 矮秆抗锈 高秆不抗锈

第三步：人工选择 矮秆抗锈

第四步：连续自交 矮秆抗锈 目标品种 —— （ ddTT ）

○×

第1

年第2

年第3

年第若干年

注意：优良品种（矮秆抗锈）在子二代（F2）出现，但在第 3 年方 可选出。所以，杂交育种至少需要3 年时间，若要得到目标 品种（纯种），还需连续自交，不断纯化。

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诱变育种 概念：是利用物理或化学因素处理生物， 使生物发生基因突变，再通过人工选择获得新品种的方法。 依据原理：基因突变 方法过程： 诱导处理→基因突变→人工选择→新品种 育种目的：培育动、植物，微生物新品种 优缺点：优点——提高变异频率，缩短育种年限 缺点——诱变方向难以控制 实例：高产青霉素菌株的培育 G

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诱变育种的方法过程第一步： 选材 生物材料（如许多低产青霉素菌株）第二步：诱导处理 物理因素 （激光、射线、紫外线等） （太空微重力、高辐射） 化学因素 （硫酸二乙酯、秋水仙素） 发生突变的生物材料（如高产的，更低产的等）

第三步：人工选择 ------------------ 若没有出现 符合人们要求的突变性状（如高产青霉素菌株）

继续处理

作物太空育种。

如太空椒的培育。

注意：具有优良性状的生物个体常常很少出现甚至不出现，因为 基因突变具有危害性和不定向性。此时，需要对供试材料 重新进行处理，直到出现符合人们要求的有利突变性状。

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单倍体育种 概念：是利用植物的花粉进行离体培养获得单倍体植株，然后用秋水仙素处理，再通过人工选择获得新品种的方法。 依据原理：染色体变异（染色体组成倍增加） 方法过程： 杂交→花药离体培养→诱导染色体加倍→人工选择 育种目的：培育植物新品种 优缺点：优点——明显缩短育种年限 缺点——技术难度高，不能独立进行 实例：矮秆抗锈小麦的培育 G

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单倍体育种的方法过程第一步： 杂交 P 矮秆不抗锈 （ ddtt ） × 高秆抗锈 （ DDTT ）

F1

减数分裂 花粉 DT Dt dT dt

第二步：花粉离体培养 单倍体植株 DT Dt dT dt

第三步：染色体加倍 秋水仙 素处理 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt

第1

年

第2

年

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（ DdTt ）

第四步：人工选择 目标品种 —— ddTT

注意：需要与杂交育种配合使用。只需 2 年就获得纯种。

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多倍体育种 概念：是将正在萌发的种子或幼苗用一定浓度的秋水仙素处理获得新品种的方法。 依据原理：染色体变异（染色体组成倍增加） 方法过程： 选材→诱导染色体加倍（秋水仙素处理）→新品种 育种目的：培育植物新品种（动物无法开展） 优缺点：优点——器官大，营养物质含量高 缺点——发育延迟，结实率低。 实例：无子西瓜、八倍体小黑麦的培育

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多倍体育种的方法过程第一步： 选材 正在萌发的种子或幼苗

第二步：染色体加倍 秋水仙 素处理第1

年

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目标品种 注意：选材是关键，一定要选择正在进行有丝分裂的植物。 只需 1 年就获得目标品种。但实际培育中根据培养目 标不同所需时间也有所不同。

例释： 1、无子西瓜的培育 2 、八倍体小黑麦的培育

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无子西瓜的培育 普通西瓜（2N）第一步： 染色体加倍 秋水仙 素处理 四倍体西瓜（4N）

第二步：杂交 普通西瓜（ 2N ） × 三倍体种子（3N ）

第1

年

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三倍体植株（ 3N ）

授粉

第二步： 普通西瓜（ 2N ） 无子西瓜（3N ）

授粉刺激第2

年

注意：如要扩大栽培无子西瓜，可用三倍体植株的枝条进行扦插。 即进行无性繁殖。三倍体是不育的，因染色体联会紊乱。

先加倍 后杂交

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八倍体小黑麦的培育

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第一步： 杂交 普通小麦（ 6N ） × 小黑麦（ 2N ） 异源四倍体（ 4N ）

第二步：染色体加倍 秋水仙 素处理 八倍体小黑麦（8N ）

第1

年第2

年

（ AABBWW ） （ DD ） （ ABWD ）

（ AABBWWDD ）

注意：这里的 A 、 B 、 W 、 D 代表的是染色体组， 而不是基因。所以，异源四倍体（ ABWD ） 是不可育的。

先杂交 后加倍

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基因工程育种 概念：是在体外环境下，将一种生物的特定基因转移到另一种生物的细胞中，获得新品种的方法。 依据原理：基因重组 方法过程：获取目的基因→目的基因与运载体重组→目的基因导入受体细胞→目的基因的表达 育种目的：培育动植物、微生物新品种 优缺点：优点——定向改造遗传物质，克服远缘杂交 不亲和的障碍，目的性强，针对性高。 缺点——技术性高，可能引发生态危机 实例：抗虫棉的培育 G

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基因工程育种的方法过程 苏云金杆菌第一步： 获取目的基因 鸟枪法 （或散弹射击法）

毒蛋白基因第二步： 目的基因与运载体重组 ——质粒 第三步：目的基因导入受体细胞 导入 棉花体细胞

第四步：目的基因在受体细胞内表达 毒蛋白 基因控制合成毒蛋白 抗虫棉

BACK 动画过程演示

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基因工程育种动画演示

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限制性内切酶

分离出的目的基因

限制性内切酶

运载体出现切口

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基因工程育种动画演示

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细胞质

细胞核

核孔

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基因工程育种动画演示

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细胞质

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基因工程育种动画演示细胞质

毒蛋白

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细胞工程育种 概念：是在体外环境下，将不同植物的细胞去掉细胞壁后进行融合，从而获得新品种的方法。 依据原理：基因重组 方法过程：获得原生质体→诱导融合→筛选杂种细胞→植物组织培养→新品种个体 育种目的：培育植物、微生物新品种 优缺点：优点——定向改造遗传物质，克服远缘杂交 不亲和的障碍，目的性强，针对性高。 缺点——技术性高，可能引发生态危机 实例：萝卜—甘蓝的培育

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细胞工程育种的方法过程 植物甲细胞 植物乙细胞 酶解法 （去壁）第一步： 获得原生质体 原生质体甲 原生质体乙

第二步： 诱导原生质体融合 杂种细胞

第三步：脱分化 愈伤组织

BACK 动画过程演示

第四步：再分化 杂种植株

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细胞工程育种动画演示

酶解法去壁：用纤维素酶和果胶酶处理， 形成原生质体。

诱导原生质体融合：电刺激、聚乙二醇（ PEG ）

形成杂种细胞：产生新的细胞壁此时高尔基体活动旺盛。脱分化：形成愈伤组织。

它是形态不规则、排列疏松的薄壁细胞。再分化：形成球状胚体，

此时外包人工种皮即可形成“人工种子”。继续分化形成杂种植株

植物细胞甲 植物细胞乙

注意返回

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三种融合结果（只考虑 2 个细胞融合情况）

返回

AA型

BB型

AB型

筛选出符合要求的杂种细胞

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各育种方法的比较

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育种杂交育种诱变

育种单倍体

育种多倍体

育种工程基因

育种工程细胞

原理依据范围适合方法过程缺点优点实例具体

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杂交稻的培育

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1 、水稻育性的控制：细胞核基因和细胞质基因共同控制；细胞核基因：可育基因 R ，不育基因 r；细胞质基因：可育基因 N ，不育基因 S；可育： N （ RR ）、 N （ Rr ）、 N （ rr ）

S （ RR ）、 S （ Rr ）不育： S （ rr ）2 、杂交稻的培育过程： GO

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杂交稻的培育过程

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恢复系 N （ RR ）

保持系 N （ rr ）

不育系 S （ rr ）不育系 S （ rr ）

N （ RR ） S （ Rr ）

N （ rr ） S （ rr ）

杂交稻

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建民 请有序离开 保持安静

谢谢大家！