高中生物的几种育种方式

高中生物的几种育种方式

常娟（广东省博罗县博罗中学 516100）

1 杂交育种

1.1 原理

以杂交方法培育优良品种或者利用杂种优势成为杂交育种。

1.2 方法

在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交（两个或多个品种间的杂交），其次是远缘杂交（种间以上的杂交）。在杂交育种时，应采用基因纯合体作亲本，正确识别表现型和基因型的区别。对杂种来说，表现型相同的个体，基因型却不一定相同。纯合体不再分离，而杂合体后代继续出现分离。掌握了这个原理，就能有效的指导育种工作。

1.3 优点

杂交可以使生物的遗传物质从一个群体转移到另一群体，是增加生物变异性的一个重要方法。不同类型亲本的杂交可以获得性状的重新组合，杂交后代中可能出现优良性状的组合，甚至出现超亲代的优良性状。

1.4 缺点

也可能出现双亲的劣势性状组合，或者双亲所没有的劣势性状。另外时间长，需及时发现优良性状。1.5 应用

从20世纪40年代起，世界各国共同发起了一场名为“绿色革命”的农业增产运动，大大提高了粮食产量。而这一成就斐然、声势浩大的运动就是科学家通过杂交育种的育种方式，培育出了许多高产而且品质优良的农作物而取得成功的。

小麦高茎D（易倒伏）、抗锈病T的纯种与矮茎d（抗倒伏）易染锈病t的纯种杂交，培育出矮茎、抗锈病的品种。【小麦的抗病性状，多由显性基因控制，为获得稳定的抗病类型，必须连续自交选择。】

DDTT X ddtt

↓

DdTt

↓

D_T_ D_tt ddT_ ddtt

由于后代中矮茎、抗锈病的小麦品种的基因型为ddT_，不一定是纯合子，所以应将其连续自交，增大纯合子的概率，达到育种的目的。

2 诱变育种

2.1 原理

指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。

2.2 诱因

诱发突变的物理因素主要指某些射线，如x射线、B射线、Y射线和中子流等；化学诱变剂主要指某些烷化剂，碱基类似物，抗生素等化学药物。

2.3 优点

能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。

2.4 缺点

有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制；改良数量性状效果较差。

2.5 应用

物理诱变方法应用于植物始于1928年。L.J.斯德勒首先证实了X射线对玉米和大麦有诱变育种。1930年和1924年H.尼尔逊.爱尔和D.托伦纳分别用辐射诱变技术获得了有真实价值的大麦突变体和烟草突变体。化学诱变剂在植物上德应用一般认为始于1943年，当时F.约克斯用马来糖（脲烷）诱发了月见草、百合和风铃草的染色体畸变。

理化因素的诱导作用，使得植物细胞的突变率比平时高出千百倍，有些变异是其它手段难以得到的。当然，所产生的变异绝大多数不能遗传，所以，辐射后的早代一般不急于选择。

我国的诱变育种同样成绩斐然，在过去的几十年中，经诱变育种的品种数一直占到同期育种品种的1 0％左右。如水稻品种原丰早，小麦品种山农幅63，还有玉米的鲁原单4号、大豆的铁丰18、棉花的鲁棉1号等都是通过诱变育成的。

2.6 实例

太空椒正是用曾经遨游过太空的青椒种子培育而成的。与普通椒相比，太空椒的果实个大、肉厚、口感好，维生素C的含量高，在大田生产中产量比普通青椒高25～30％。

青霉菌经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成青霉素产量很高的菌株。

3 多倍体育种

3.1 多倍体的概念

自然界的植物多数是二倍体（2n＝2x），即其体细胞（2n）核中包含两个相同的染色体组（x）。但有些物种经过染色体的自然或人工加倍，可形成含有多个染色体组的新物种，我们称为多倍体。常见多倍体有

三、四、五、六和八倍体，2n分别等于3x、4x、5x、6x和8x。如果多倍体的各染色体组来自同一物种，

称为同源多倍体，如：马铃薯、苜蓿等。如果多倍体的各染色体组来自不同物种，称为异源多倍体，如小麦、烟草、甘薯等。

3.2 原理

多倍体育种是一种采取生物基因工程培育良种的方法。通过外因使植物体细胞染色体的数量加倍，植物体细胞染色体加倍后，则会表现出叶、果实、种子等形状增大，内含物增加；以培育出新的植物品种。这种方法也称作人工诱导多倍体育种。

3.3 方法

目前人工诱导产生多倍体的方法有物理及化学两类办法。物理方法包括温度骤变、离心力处理、机械创伤刺激及X射线处理等；化学方法为利用化学物质处理，例如秋水仙素、咖啡碱、萘骈乙烷及三氯甲烷等，其中以秋水仙素效果较好、采用较多。

3.4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。

3.5 缺点

只适于植物，结实率低。

3.6 实例

下图是我国育种专家鲍文奎培育异源八倍体小黑麦的过程。

4单倍体育种

4.1 原理

染色体变异，组织培养技术

4.2 方法

先选择亲本，进行有性杂交，再用人工方法获得单倍体，常用方法是花药离体培养（花药离体培养法就是取F1代的花药置于特定的培养基上培养，利用细胞的全能性，诱导花粉长成植株）然后经过人工诱导（秋水仙素处理）使其染色体数目加倍。加倍后的植株不仅正常可育，而且完全纯和，最后选择所需要的类型。

4.3 优点

纯合体自交后代不发生性状分离，所以单倍体育种可以明显地缩短育种的年限，加速育种进程。

4.4 缺点

技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。而且单倍体表现高度不育，植株细弱、矮小。

4.5 实例

石板菜是一种名贵蔬菜，为雌雄异株，属于XY型性别决定，其雄株产量与质量都超过雌株。请你从提高经济效益的角度考虑，提出方案繁殖推广。

运用单倍体育种：

5 利用“基因工程”育种

5.1 原理

DNA重组技术（属于基因重组范畴）

5.2 方法

根据人类所需，选择某些生物特定基因或DNA片段用转基因的手段导入其他生物细胞中，定向改变生物体的遗传物质（基因型），使其在性状、营养品质等方面向人类所需的目标转变。

5.3 操作步骤

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．

5.4 特点

目的性强，育种周期短

5.5 举例

能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等．除此之外，科学家要做的事情还很多，比如培育光合效率更高的作物，使产量大幅度提高；培育有固氮能力的作物，减少化肥的使用；培育雄性不育的品种，为杂交育种提供条件等等。

6 利用“细胞工程”育种

6.1 植物体细胞杂交

6.1.1 方法

用来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法．

6.1.1操作步骤

用酶解发去掉细胞壁，用诱导剂诱导原生质体融合，将杂种细胞进行组织培养等．