第6章 第1节杂交育种与诱变育种

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1、第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种教材全解一、杂交育种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，获得新品种的方法。育种时有目的地将具有不同优良性状的两个亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状结合在一起，培育出同时具备两种优良性状的新品种。若性状都是隐性的，则在F2代中就能选择到稳定遗传的品种；若有些性状是显性的，则需要将在F2代选择到的品种再进行不断地自交，直到出现能稳定遗传的品种。例如，在水稻中，有芒(A)对无芒(a)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。有两个不同品种的水稻，一个品种无芒、不抗病；另一个品种有芒、抗

2、病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交，根据自由组台定律，在F2中分离出的无芒、抗病(aaRR或aaRr)植株应该占总数的3/16，其中，l/16是纯合类型(aaRR)2/16是杂合类型(aaRr)。要进一步得到纯合类型，还需要对无芒、抗病类型进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。杂交育种的优点很明显，但是在实际操作中会遇到不少困难，育种时间长。杂交育种只能利用已有的基因的重组，按需要选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。二、诱变育种诱变育种是指利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、

3、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。用这种方法可以提高突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。20世纪60年代以来，我国在农作物诱变育种方面取得了可喜的成果，培育出了数百个农作物新品种。这些新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点，在农业生产中发挥了巨大作用。例如，黑龙江省农业科学院用辐射方法处理大豆，培育成了黑农五号等大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5％，大豆产量提高了16％。在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要作用。青霉菌的选育就是一个典型的例子。现在世界各国生产青霉素的菌种，最初是在19

4、43年从一个发霉的甜瓜上得来的。这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少，产量只有20单位/mL。后来，人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前青霉素的产量已经可以达到50000单位/mL～60000单位/mL。学法指引1．表现型和基因型与杂交中相对性状的对数表现型是指生物个体表现出来的性状的类型；基因型是指与表现型有关的基因组成的类型，是肉眼看不到的，通常用各种符号来表示。表现型是基因型的表现形式，基因型是表现型的内在因素。表现型相同，基因型不一定相同，如DD和Dd两种基因型均表现为高茎。基因型相同，环境条件不同，表现型也不

5、一定相同。即表现型=基因型+环境条件。杂交中包括的相对性状的对数与基因型和表现型的关系如下表：杂交中包括的相对性状的对数完全显性时子二代的表现型数子一代杂种形成的配子数子二代的基因型组合数子二代配子的可能子二代性状分离比12234(3∶1)112244916(3∶1)23882764(3∶1)34161681256(3∶1)4n2n2n3n4n(3∶1)n2．杂交育种与基因自由组合定律的联系基因的自由组合定律的适用条件是：①有性生殖生物的性状遗传；②真核生物的性状遗传；③细胞核遗传；④两对及两对以上相对性状遗传；⑤控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对同源

6、染色体上。杂交育种是指让同一物种不同品种的个体之间相交。杂交育种依据的原理是基因的自由组合定律，即控制不同相对性状的非等位基因的自由组合。在杂交育种工作中，根据自由组合定律，只有合理选择优缺点互补的亲本类型，通过杂交使基因重新组合，才能得到理想的具有双亲中优良性状的后代，抛弃具有双亲不良性状的杂交后代，并可预测杂种子代中优良性状出现的概率，从而有计划确定育种规模。同时应对F2进行观察，若优良性状为隐性性状，则只需要两年时间就可获得种子，若为显性性状则需要几年时间连续自交和选择。在杂交育种过程中，对于个别的优良性状的培养，往往要筛选到纯合体，让其能够稳定遗传，才能达

7、到育种的要求。在生产上，高产不是由一个基因或几个基因控制的，这是一个复杂的机制，纯合体并不占优势，杂合体却占有很大的优势称为杂种优势。如杂交水稻、杂交玉米等的产量比普通的优良品种都要高。但杂交品种只能种植一代，第二代开始会出现性状分离而减产，这是它的缺点。3．杂交育种：（1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）（2）方法：连续自交，不断选种。（3）举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育

8、出具有优良