植物分子育种学.ppt

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1、植物分子育种学李健植物育种学的相关概念先来回顾一下作物育种学的相关知识。植物育种学种:分类上的基本单位,一群在形态和生理方面彼此十分相似，或性状间差别很微小，并有一定自然分布区的动物个体；凡种内的有性个体间能够互配，并且产生能够发育的个体后代；不同种的有性个体间不能够互配和产生后代变种:通常有一定的形态特征和地理分布，并在特征上与原种有一定的区别，与其他变种有共同的分布区亚种：种内个体在地理上和生殖上充分隔离后，形成的一类种群；它是一个种内的地理种群，或生理、生态种群，并具有地理分布上或生态上的不同。品种：在任一方面具有独特性的栽培植物群体,它可通过有性的、无

2、性的或其他的方式繁殖或重组,保持或重现其独特性",并把品种分为纯系品种、群体品种、杂交品种、综合品种、多系品种、无性系品种、人造多倍体品种和中间品种等8类品系良种植物育种学的内容1.种质资源的搜集、研究和利用。2.育种目标3.育种方法4.育种程序第一章绪论生物工程日益受到世界各国高度重视许多有重要意义的研究工作正在蓬勃展开，它的应用是新技术革命的鲜明标志。随着生物工程研究的深入和生物技术不断的开发，其应用面日渐拓宽，成果累累。生物技术在农业上的应用，为提高粮食和其它农副产品的产量与品质开辟了崭新的途径，有力地推动着农业的现代化。随着国民经济的腾飞，人民生活水平

3、的提高，农业上迫切需要高产、优质、抗病虫害和抗逆性强的作物新品种。常规育种虽然在农作物产量提高和品质改良方面取得了很大成绩，但它存在着局限性：一是遗传物质的转移难以突破生物学隔离的障碍，使优良种质资源的利用受到限制；二是由于基因连锁的困扰，又不易收到理想的育种效果。近年来迅速发展的生物技术，特别是分子水平的生物技术，在提高作物产量，改善品质，增强抗病虫和抗逆能力等方面展示了诱人的灿烂前景。第一节植物分子育种的概念和特点一、植物分子育种的概念：分子育种是指分子水平生物技术在植物育种上的应用，是近20年来开创的育种新途径。从上世纪70年代中期到90年代末，分子育种

4、经历了20余年的艰苦探索，在这期间，全国一共召开了3次植物分子育种学术讨论会，分子生物学，分子遗传学和作物育种学的专家们汇聚一堂，总结交流经验、切磋技艺，共商发展，使分子育种事业事业进入了新阶段。周光宇认为植物分子育种可概括为两个层次上的工程技术：1．将带有目的性状基因的供体总DNA片段导入欲改良的植物受体细胞，使其后代发生变异，从中筛选出获得目的性状的后代或符合需要的有价值的新类型，培育出高产、优质、高抗的新品种；2．分离目的基因，构建重组分子，导入需要改良的植物受体细胞，经过筛选，培育出获得目的性状，且综合性状优良的后代，育出新品种。总之，分子育种的实施充

5、分体现了运用分子生物学技术的科学性与先进性，即可以将不同物种的遗传物质（DNA或基因）导入受体细胞，再进行培育与选择，从而育出符合育种目标要求的新品种。二、植物分子育种的特点1、打破物种分类的界限，充分利用自然界丰富的遗传资源，使遗传物质能在不同的植物间，甚至在植物、动物和微生物之间进行交流；2、利用植株的特定细胞进行外源DNA或基因的转移，如卵细胞、受精卵或早期胚胎细胞；或者幼胚、幼苗、芽丛分裂旺盛的细胞，它们随着整体生长发育的进程而完成外源DNA或基因的导入、整合与转化过程。无需经过细胞原生质体离体培养、转化诱导，形成再生株等一系列繁琐复杂的培养流程。3、

6、适应面广，单子叶、双子叶植物均可运用这项技术达到品种创新与改良的育种效果。4、与常规育种相比，育种时间明显缩短，一般只需3～4代各选系便可稳定。5、方法简便，室内外（大田、盆栽场、温室等）均可进行，常规育种工作者易于掌握。一、问题的提出20世纪50年代我国兴起粮食作物远缘杂交试验，得到了玉米稻、高粱稻等，围绕玉米稻、高粱稻是否为远缘杂交种，在遗传育种界引起争论。第二节      植物分子育种的产生与发展周光宇提出的“DNA片段杂交”假说：就整体分子而言，远缘亲本间的染色体结构是不亲和的，容易相互排斥。但局部DNA分子部分基因间的结构有可能保持一定的亲和性，因而

7、远源DNA片段有可能进入受体细胞。在母体DNA复制过程中，这种DNA片段便与受体基因组相应区段整合，成为子代所表现的各种典型或非典型遗传变异现象的内在遗传依据。二、DNA片段杂交假说及其分子验证1、同工酶分析在高粱稻（银坊×亨加利）及其亲本酯酶同工酶分析研究中发现一条与高粱相同而银坊（母本）没有的酶带，说明高粱稻中的这条酶带来自父本高粱；DNA片段杂交假说的分子验证在对高粱稻基因组的分析研究中，取父本高粱DNA与母本水稻DNA进行分子杂交，除去两者的同源序列，以其余的高粱DNA序列制备探针，与高粱稻DNA进行分子杂交，发现高粱稻DNA中存在高粱的同源序列，从而

8、证实高粱稻基因组中确实存在高粱DNA片