几种育种的方法比较

育种的方法与应用

生物育种就是一门很复杂的技术,针对不同的生物应采用不同的育种方式,要对各种育种方式进行比较,选择简易、可操作的方式。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,所以我们无论在生产实践中还就是有关习题训练中都应灵活应用。

一、几种育种的方法的比较

在高中阶段所介绍的育种方法主要有:诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种(组织培养育种)、基因工程育种(转基因育种)、植物激素育种等。

1、杂交育种

(1)原理:基因重组。

(2)方法:连续自交,不断选种。(不同个体间杂交产生后代,然后连续自交,筛选所需纯合子)

(3)发生时期:有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期,

(4)优点:使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体,具有预见性。’

(5)缺点:育种年限长,需连续自交才能选育出需要的优良性状。

(6)举例:矮茎抗锈病小麦等。

2、诱变育种

(1)原理:基因突变。

(2)方法:用物理因素(如x射线、1射线等)、化学因素(如亚硝酸、秋水仙素等各种化学药剂)、生物因素或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。

(3)发生时期:有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期(DNA分子复制的时候)。

(4)优点:能提高变异频率,加速育种进程,可大幅度改良某些性状,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;变异范围广。

(5)缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向与性质不能控制;改良数量性状效果较差,具有盲目性。

(6)举例:青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等。

3、多倍体育种

(1)原理:染色体变异。

(2)方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(秋水仙素能抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成)。

(3)优点:可培育出自然界中没有的新品种,且培育出的植物器官大,产量高,营养丰富。

(4)缺点:结实率低,发育延迟。

(5)举例:三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦。

4、单倍体育种

(1)原理:染色体变异。

(2)方法:花药离体培养获得单倍体植株,再用秋水仙素等诱导剂人工诱导染色体数目加倍。

(3)优点:自交后代不发生性状分离,能明显缩短育种年限,加速育种进程。

(4)缺点:技术相当复杂,需与杂交育种结合,其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持,多限于植物。

(5)举例:“京花一号”小麦。

5、细胞工程育种

(1)方式: 植物组织培养植物体细胞杂交细胞核移植

(2)原理: 植物细胞的全能性植物细胞膜的流动性动物细胞核的全能性

(3)方法: 离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→根、芽→植物体去掉细胞壁→诱导原生质体融合→组织培养核移植→胚胎移植

(4)优点: 快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲与的障碍,培育出作物新品种

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

(5)缺点: 技术要求高、培养条件严格技术复杂,难度大;需植物组织培养等技术导致生物品系减少,个体生存能力下降。

(6)举例: 试管苗的培育、培养转基因植物培育"番茄马铃薯"杂种植株 "多利"羊等克隆动物的培育

6、基因工程育种(转基因育种)

(1)原理:基因重组

(2)方法:基因操作(提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种)

(3)优点:目的性强,可以按照人们的意愿定向改造生物;育种周期短。

(4)缺点:可能会引起生态危机,技术难度大。

(5)举例:“傻瓜水稻”、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物(转基因鲤鱼)等

7、植物激素育种

(1)原理:适宜浓度的生长素可以促进果实的发育

(2)方法: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。

(3)优点:由于生长素所起的作用就是促进果实的发育,并不能导致植物的基因型的改变,所以该种变异类型就是不遗传的。

(4)缺点:该种方法只适用于植物。

(5)举例:无子番茄的培育

育种的根本目的就是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种,以便更好地为人类服务。那么,我们应该怎样选择育种方法呢？

二、育种方法的选择

选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平与经济因素,进行综合考虑与科学决策:

①一般作物育种可选杂交育种与单倍体育种;

②为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种;

③若要将特殊性状组合到一起,但又不能克服远缘杂交不亲与性,可考虑运用基因工程与细胞工程育种,如培育各种用于生物制药的工程菌。

具体方法就就是:

①若要培育隐性性状的个体,可选用杂交育种,只要出现该性状即可。

②若要培育无性繁殖的显性性状的个体,可选用杂交育种,只要出现该性状即可。如要

培育黄肉抗病(RrYy)的马铃薯。

③若要快速获得纯种,可用单倍体育种。

④若要培育原先没有的性状,可用诱变育种。

若从基因组成上瞧,育种目标基因型可能就是:

①纯合体,便于制种、留种与推广; ②杂交种,充分利用杂种优势。

我们根据各种育种方式的特点做一个简单的归纳小结。

操作最简易育种方法:杂交育种快速育种方法:单倍体育种

创造新性状育种方法:诱变育种种间育种法:生物工程育种

三、动植物杂交育种的区别

①方法:植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法获得;而动物杂交育种