微生物育种技术研究进展 摘要：生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法。微生物的育种技术已从常规的突变和筛选技术发展到基因诱变、基因重组和基因工程等，育种技术的不断成熟，大大提高了微生物的育种效果。但是有时候微生物育种也不是单一的一种方法，有的是需要多种方法综合使用。本文将各种微生物育种技术进行总结和细致分析。 关键词：微生物育种；诱变育种；基因重组育种；基因工程育种 1.常规育种 常规育种是以不经过人工处理，利用微生物自发突变为基础，从中筛选出具有优良性状菌株的一种育种方法一般情况下，由于DNA的半保留复制以及校正酶系的校正作用和光修复、切除修复、重组修复、诱导修复等作用，发生自然突变的几率特别低，一般为106～1010/BP，而且用于工业生产的菌株的性状往往由单一或少数基因控制，所以常规育种时间较长，工作量较大。，通过常规育种提高菌种生产能力、筛选高产菌株的效率较低，效果不明显。因此在生产实践中，常规育种的主要目的是用来纯化、复壮、稳定菌种。 2. 诱变育种 1927年MILLER发现X-射线能诱发果蝇基因突变之后人们发现其他一些因素 也能诱导基因突变，并逐渐弄清了一些诱变因素的机理，为微生物诱变育种提供了前提条件根据育种需要，有目的地使用诱变因素，可使菌株的基因发生突变以改良其生产性状.凡能诱发基因突变，并且突变频率远远超过自发突变的物理因子或化学物质被称为诱变剂。根据诱变剂的不同可以将诱变育种的方法分为：有物理因子诱变育种和化学因子诱变育种。，前者包括激光、X-射线、"r-射线、快中子等)后者主要是烷化剂（包括EMS、EI、NMU、DES、MNNG、NTG等），天然碱基类似物，亚硝酸和氯化锂在物理诱变因素中，紫外线比较有效、适用、安全，其他几种射线都是电离性质的，具有穿透力，使用时有一定的危险性,化学诱变剂的突变率通常要比电离辐射的高，并且十分经济，但这些物质大多是致癌剂，使用时必须十分谨慎.目前，多种诱变剂的诱变效果、作用时间、方法都已基本确定，人们可以有目的、有选择地使用各种诱变剂，以达到预期的育种效果. 2.1物理因子诱变 2.1.1 UV 所有传统的物理诱变手段中，使用得最为普遍的就是紫外线辐照，它是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。对于紫外线的的作用有很多解释，但研究最清楚的是它可引起DNA结构的变化，尤其是可使DNA分子形成胸腺嘧啶二聚体，即两个相邻的嘧啶共价连接，二聚体的出现会减弱氢键的作用，引起双键结构变形，就可能影响胸腺嘧啶(T)和腺嘌呤(A)的正常配对，破坏了腺嘌呤的正常掺人，复制就在这一点上突然停止或错误地进行。如果错误地进行复制，且在新形成的链上有一个改变了的碱基次序，则在随后的复制过程中，碱基次序已改变的DNA链照常进行复制，产生了一个在两条链上碱基次序都是错误的分子而引起突变归J。利用紫外诱变的方法可选育出大量产量高，活性强的菌种，由于其设备简单，诱变效率高，操作安全而被广泛应用。白兰芳等用紫外线单因子处理、光复活处理西罗莫司产生菌Streptomyces hygro—scopicus得到了一正变株UV-8-61，效价比出发菌株提高了2—3倍。近些年来紫外线作为一种基本的诱变因子，也常常和其他一些诱变因子联合作用于微生物而提高诱变效果。胡永兰等用UV和DES(硫酸二乙酯)复合处理梧宁霉素产生菌，得到一株较高的突变株，效价比出发菌株提
作物育种学：研究选育和繁育作物优良品种的理论与方法的科学。是研究改良现有品种和创造新品种的学科，即改良植物的遗传性，使之更符合人类的生产和生活的需要，从而可将之为人工进化的学科。 一般配合力：一个被测系与一个遗传基础复杂的群体品种杂交后的产量表现，或被测系与许多其他系杂交后F1的平均值。 特殊配合力：一个被测系与另一个特定的系杂交后的产量表现。 测交种：在测定配合力的工作中，用来与被测系杂交的品种、杂交种、自交系、不育系、恢复系等统称为测验种。这种杂交称侧交，所产生的种子叫测交种。 雄性不育系：具有雄性不育特性的品种或自交系。 雄性不育保持系：保持雄性不育系的不育特性的品种或自交系。 雄性不育恢复性：指某一品系与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品种或自交系。 三系配套：用恢复系的种子在田间大面积播种所得的植株既可以通过传粉结实，又可以在各方面表现出较强的优势。在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复性必须配套使用。称为三系配套。系谱法：在选择的过程中，个世代都予以编号以便查找株系的历史亲缘关系，故称为系谱法。 顶交种：一个品种和自交系杂交产生的杂交后代。 单交种：两个自交系间杂交所产生的杂交种。 三交种：一个单交种和自交系杂交产生的杂交种。 双交种：两个单交种杂交产生的杂交种。 综合种：10个以上自交系杂交，或几个单交种、双交种杂交后通过混合选育的杂交种。 回交育种的意义和特点：一、意义：1、当一个优良品种由于感染某种病害而失去其利用价值时，用回交育种能有效改良其性状。2、雄性不育特性的转育。3、给父本品种导入标准性状。4、回交在解决远缘杂交中存在的杂种不育和分离世代过长方面，已被证明是有效的。5、回交可以打破连锁，创造出综合双亲优良性状的后代。二、特点：1、育种过程中可以对目标性状进行有目的的选择，使育种工作有更大的准确性。2、目标明确，可以利用温室、异地或者异季培养以加速育种进程。3、回交育种所得到的新品种丰产性和优良性状与原有优良品种相似，能够迅速推广应用。4、只能改良少数的性状。5、被改良性状属于多基因控制，效果差。6、工作量大。 不同繁殖方式作物的遗传育种特点 一、自花授粉作物遗传特点1）基因型与表现型的相对一致性。2）遗传行为的相对稳定性。3）没有自交衰退现象。4）通过人工选择可迅速分离出许多纯系。育种特点：纯系内选择是无效的，纯系间选择是有效的。二、异花授粉作物遗传特点１）个体的异质性，个体的表现型和基因型的不一致性。２）遗传行为的不稳定性，为了获得稳定的春和后代强制自交。３）异花授粉作物自交衰退严重。育种特点１）简单的单株选择效果不好。２）良种繁育必须严格隔离。３）可利用杂种优势。三、常异花授粉作物遗传特点遗传基础基本是纯合状态，只是异质花程度没有异花授粉的显著。育种特点采用系统育种和杂交育种是有效的。四、无性繁殖作物遗传特点1）基因型的杂合性。2）无性繁殖后代，个体间基因型的一致性。育种特点1）可以采取选择（系统）育种的方法，选择优良的单株。2）杂种优势利用不需保持系。 三种选择育种的方法： 一、单株选择，适用于自花授粉和常异花授粉作物，是将当选的优良个体分别脱粒保存，翌年分别各种一区行，根据小区植株的表现鉴定上年当选个体的优劣。有一次和多次的，直至达到选择目的。其缺点是1、异花授粉作物为利用杂种优势而培育自交系要采用单株选择，但不适宜单株选择选育品种。2、同一优良品种内进行选择，因为单株间或系统间差异小，难以选到优良个体且花费人力物力。 二、混合选择，从品种混杂群体中，把成熟期、株高、茎叶性状和颜色一致的相似优良个体（单株）选出，混合脱粒脱铃，第二年与原品种比较，优异的就可作为新品种推广。这种方法工作简易，收效迅速，不需要较多劳动力。其缺点是不能了解各个个体后代性状的表现，有的个体具有不良的地产效能，会影响整个品种群体的优良程度，降低选择效果。 三、集团选择，当品种的群体复杂而表现若干类型，每一类型又有一定数量植株时，可把每一类型相同的个体选出，集中混合脱粒播种，翌年各类型进行产量比较，选出新品种。
太空诱变育种 摘要：现在，越来越多的国家利用太空诱变来培育新品种，同时在这一方面取得了良好的成果，由此开辟了一条植物育种的新的途径 关键字：太空诱变特点安全性应用展望 太空育种．又称航天育种、空间诱变育种，是利用太空技术．通过高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物的种子、组织、器官或生命个体等诱变材料搭载到200~400 km高空的宇宙空间，利用强辐射、微重力、高真空、弱磁场等宇宙空间特殊环境诱变因子的作用．使生物基因发生变异，再返回地面进行选育，培育新品种、新材料的作物育种新技术。其核心内容是利用太空环境的综合物理因素对植物或生物遗传性的强烈动摇和诱变，在较短的时间内创造出目前地面诱变育种方法难以获得的罕见突变种质材料和基因资源，选育突破性新品种，由此而开辟一条植物育种的新途径。 太空诱变的主要因素 1.微重力 太空的重力环境明显不同于地面，未及地球上重力十分之一的微重力(10-3~10-6 g)是引起植物遗传变异的重要原因之一。许多实验证明，植物感受和转换微重力信号，是通过质膜调节细胞内Ca2+水平或磷脂／蛋白质排列顺序的变化等，引起ATP酶、蛋白质激酶、NAD氧化还原酶及光系统中许多酶类的活性变化等，从而在细胞分裂期微管的组装与去组装、染色体移动、微丝的构建、光系统的激活等方而起作用，进而影响细胞分裂、细胞运动、细胞间信息传递、光合作用和生长发育等生理生化过程，并出现细胞核酶变、分裂紊乱、浓缩染色体增加、核小体数目减少等。已有的研究结果还指出，微重力是通过增加植物对其它诱变因素的敏感性和干扰DNA损伤修复系统的正常运作，从而加剧生物变异，提高变异率。 2.空间辐射 空间辐射源包括来自地磁场俘获的银河宇宙射线和太阳磁暴的各种电子、质子、仅粒子、低能重离子和高能重离子等。它们能穿透宇宙飞行器的外壁，作用于太空飞行器中的生物。研究结果表明，空间诱变与地面辐射处理发生的变异情况有许多类似之处，辐射敏化剂预处理能增加生物损伤。DNA和生物膜是射线作用的靶子。空间辐射主要导致生物系统遗传物质的损伤，如突变、肿瘤形成、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。重离子辐射生物学研究的结果表明，质子、高能重离子等能非常有效地引起细胞内遗传物质DNA分子的双链断裂和细胞膜结构改变，且其中非重接性断裂的比例较高，从而对细胞有更强的杀伤及致突变和致癌变能力嘲。对植物的研究证明，空间条件尤其是高能离子具有强烈的致变作用，导致细胞死亡、突变、恶性转化，而且在微重力条件下辐射的诱变作用将会加强门。 3.其它诱变因素 植物材料在空间飞行时。是受各种空间因素综合作用的，包括高真空、交变磁场、航天器发射过程中的强振、飞行舵内的温度和湿变条件及其他未知因素。一般认为．空间辐射和微重力的复合效应是主要的诱变因素。 太空育种的特点 1.诱变效率高 太空中的特殊条件对农作物种子具有强烈的诱变作用。可以产生较高的变异率，其变异幅度大、频率高、类型丰富．有利于加速育种进程。水稻自然变异的频率在二十万分之一．化学诱变的变异频率也在千分之几．而经空间处理的水稻变异频率可达百分之几。一般来说，太空育种变异率为5％-10％，最高的诱变率可超出10％以上，其中有益突变率为2％-3％。 2.变异方向不定。正负方向变异都有
太空诱变育种 摘要：现在，越来越多地国家利用太空诱变来培育新品种，同时在这一方面取得了良好地成果，由此开辟了一条植物育种地新地途径资料个人收集整理，勿做商业用途 关键字：太空诱变特点安全性应用展望 太空育种．又称航天育种、空间诱变育种，是利用太空技术．通过高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物地种子、组织、器官或生命个体等诱变材料搭载到高空地宇宙空间，利用强辐射、微重力、高真空、弱磁场等宇宙空间特殊环境诱变因子地作用．使生物基因发生变异，再返回地面进行选育，培育新品种、新材料地作物育种新技术.其核心内容是利用太空环境地综合物理因素对植物或生物遗传性地强烈动摇和诱变，在较短地时间内创造出目前地面诱变育种方法难以获得地罕见突变种质材料和基因资源，选育突破性新品种，由此而开辟一条植物育种地新途径.资料个人收集整理，勿做商业用途 太空诱变地主要因素 .微重力 太空地重力环境明显不同于地面，未及地球上重力十分之一地微重力( )是引起植物遗传变异地重要原因之一.许多实验证明，植物感受和转换微重力信号，是通过质膜调节细胞内水平或磷脂／蛋白质排列顺序地变化等，引起酶、蛋白质激酶、氧化还原酶及光系统中许多酶类地活性变化等，从而在细胞分裂期微管地组装与去组装、染色体移动、微丝地构建、光系统地激活等方而起作用，进而影响细胞分裂、细胞运动、细胞间信息传递、光合作用和生长发育等生理生化过程，并出现细胞核酶变、分裂紊乱、浓缩染色体增加、核小体数目减少等.已有地研究结果还指出，微重力是通过增加植物对其它诱变因素地敏感性和干扰损伤修复系统地正常运作，从而加剧生物变异，提高变异率.资料个人收集整理，勿做商业用途 .空间辐射 空间辐射源包括来自地磁场俘获地银河宇宙射线和太阳磁暴地各种电子、质子、仅粒子、低能重离子和高能重离子等.它们能穿透宇宙飞行器地外壁，作用于太空飞行器中地生物.研究结果表明，空间诱变与地面辐射处理发生地变异情况有许多类似之处，辐射敏化剂预处理能增加生物损伤.和生物膜是射线作用地靶子.空间辐射主要导致生物系统遗传物质地损伤，如突变、肿瘤形成、染色体畸变、细胞失活、发育异常等.重离子辐射生物学研究地结果表明，质子、高能重离子等能非常有效地引起细胞内遗传物质分子地双链断裂和细胞膜结构改变，且其中非重接性断裂地比例较高，从而对细胞有更强地杀伤及致突变和致癌变能力嘲.对植物地研究证明，空间条件尤其是高能离子具有强烈地致变作用，导致细胞死亡、突变、恶性转化，而且在微重力条件下辐射地诱变作用将会加强门.资料个人收集整理，勿做商业用途.其它诱变因素 植物材料在空间飞行时.是受各种空间因素综合作用地，包括高真空、交变磁场、航天器发射过程中地强振、飞行舵内地温度和湿变条件及其他未知因素.一般认为．空间辐射和微重力地复合效应是主要地诱变因素.资料个人收集整理，勿做商业用途 太空育种地特点 .诱变效率高 太空中地特殊条件对农作物种子具有强烈地诱变作用.可以产生较高地变异率，其变异幅度大、频率高、类型丰富．有利于加速育种进程.水稻自然变异地频率在二十万分之一．化学诱变地变异频率也在千分之几．而经空间处理地水稻变异频率可达百分之几.一般来说，太空育种变异率为％％，最高地诱变率可超出％以上，其中有益突变率为％％.资料个人收集整理，勿做商业用途 .变异方向不定.正负方向变异都有 作为一种空间多环境特殊条件下产生地诱变，其诱变方向具有不确定性.一般单株有效穗数、
作物育种原理与方法 1.作物育种工作的主要环节有哪些？ 2.作物育种的主要方法有哪些？ 3.目前生产上大面积推广应用的小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆、油菜、甘薯等作物的主要育种途径？ 4.你认为制约突破性品种培育的关键因素是什么？ 一. 作物育种的主要环节。 1.制定育种目标。结合自身种质资源、硬件水平、技术经验等条件制定一个合适的育 种目标。 2.选择合适的育种方法。根据自己做育种的作物选择合适的育种方法。如：玉米选择 杂种优势利用的方法；小麦主要的育种方法是杂交育种；水稻可以选择杂种优势的利用或杂交育种，等等。 3.进行品种审定。育种家育出的新品种需要通过区域试验、生产试验才能通过审定。 需要育种家了解自己品种的优缺点，将其在不同的区域审定，以提高通过的机会。 二.作物育种的主要方法 1．杂交育种。不同品种间杂交获得杂种，继而在杂种后代中进行选择以育出符合生产要求的新品种。 2．杂交优势利用。一般是指杂种在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。 3．分子标记辅助选择育种。传统育种主要依赖于对植株的表现型的选择。其受环境条件、基因间的互作、基因与环境间的互作等因素的影响。而分子标记辅助选择是对DNA进行标记，通过对其后代基因标记的选择，就可以选择到含有该基因的植株，其选择效率更高。 4．倍性育种。主要是通过单倍体育种使后代快速达到纯合状态。 5．回交育种。对优良品种进行改造。一个优良的品种具有一中小缺点，可以通过回交的方法以使其缺点得到改善。 6．诱变育种。通过物理、化学等方法，使植物变异，以拓宽种质资源，如若得到优良变异，可以通过其他育种方法，将其引入到品种中。 三.小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆、油菜、甘薯等作物的主要育种途径？ 小麦：主要的通过杂交育种（选择优良的栽培种杂交，经过选择，得到目标品种）；远缘
1、作物育种学的主要内容 答：1、育种目标的制定及实现育种目标的相应策略。2、种质资源的搜集、保存、研究评价、利用和创新。3选择额理论与方法。4人工变异的途径、方法和技术。5杂种优势的利用与方法。6目标性状的遗传、鉴定及选育方法。7作物育种各个阶段的田间试验技术。8新品种的审定、推广和生产。 2、转基因育种：根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组与遗传转化或 直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。 3、作物育种目标：指在一定的自然栽培和经济条件下，对计划选育的新品种提出应具备的 优良特征特性，也就是对育成品种在生物学和经济学上的具体要求。 4、种质资源：一般是指具有特定种质或基因可供育种及其相关研究利用的各种生物类型。 5、作物：是指野生植物经过人类的不断的选择和训化，利用和演化而来的具有经济价值的 栽培植物。 6、作物品种：是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选用的某种作物 的一定群体。 7、长距离引种应注意哪些原则？ 答：高纬度的作物引向低纬度1常日照植物北种南引开花推迟选早熟品种 南种北引开花提前选晚熟品种 2短日照植物则相反 8、远缘杂交的作用？ 答：1 培育新品种和种质系 2 创造新作物类型 3 创造异染色体系：通过远缘杂交，导入异源染色体或其片段，可创造出异附加系、异替换系和易位系，用以改良现有品种。4 诱导单倍体：诱导孤雌生殖产生单倍体 5 利用杂种优势 6 研究生物的进化。 9、抗病虫育种在现代农业生产中的主要作用？ 10、转基因技术对粮食生产的贡献以及存在的争议是什么？你如何看待转基因技术？ 答：自古以来人们就从不断繁殖的动植物群体中有目的的选择自己所需要的食物，通过有性杂交、观察和选择具有优良性状的品种进行扩大繁殖、改良，以满足人们摄取更高食物水平的需要。然而传统的杂交育种耗时时间长，通常需要8-10年的时间，虽然发展中国家已在解决贫穷、饥饿和疾病等方面取得了较大的进步，但仍有成千上万的人营养不良，人口的大幅度增长，对粮食产量=提出了更高要求。人们迫切需要一种能提高品质和产量、增加营养含量的新技术，由此转基因技术应运而生。据统计，1996年转基因农产品的销售额达到36亿美元，而且逐年上涨。 尽管有关转基因食品安全的争论未曾平息，转基因技术研究的步伐却从未停止过，在各种媒体上有关转基因的报道可谓铺天盖地，转基因技术进入农业领域的趋势将无法逆转，要解决日益膨胀的人口吃饭问题，转基因技术似乎必不可少，尽管人们对转基因技术的产品还有这样那样的担忧，有关转基因技术的安全性评价还存在许多的不确定性，比如影响人类生育，发生基因突变等。但有一点可以确定的是转基因技术已与我们的生活密不可分。目前还没有有关转基因技术有害方面的报道，有关转基因技术的安全性问题可能并没有想象中的那么可怕。与其安全性相比，转基因技术带给人类的好处缺失显而易见的，它不仅能够生产出口味更佳的食品，而且培育出的作物新品种抗逆性分常强、产量高并且便于储存和运输。
太空诱变是利用太空中的强辐射、微重力、高真空、弱磁场等诱变因子对植物种子、组织、器官或生命个体的基因变异的诱变。 太空诱变育种 摘要：现在，越来越多的国家利用太空诱变来培育新品种，同时在这一方面取得了良好的成果，由此开辟了一条植物育种的新的途径 关键字：太空诱变特点安全性应用展望 太空育种．又称航天育种、空间诱变育种，是利用太空技术．通过高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物的种子、组织、器官或生命个体等诱变材料搭载到200~400 km高空的宇宙空间，利用强辐射、微重力、高真空、弱磁场等宇宙空间特殊环境诱变因子的作用．使生物基因发生变异，再返回地面进行选育，培育新品种、新材料的作物育种新技术。其核心内容是利用太空环境的综合物理因素对植物或生物遗传性的强烈动摇和诱变，在较短的时间内创造出目前地面诱变育种方法难以获得的罕见突变种质材料和基因资源，选育突破性新品种，由此而开辟一条植物育种的新途径。 太空诱变的主要因素 1.微重力 太空的重力环境明显不同于地面，未及地球上重力十分之一的微重力(10-3~10-6 g)是引起植物遗传变异的重要原因之一。许多实验证明，植物感受和转换微重力信号，是通过质膜调节细胞内Ca2+水平或磷脂／蛋白质排列顺序的变化等，引起ATP酶、蛋白质激酶、NAD氧化还原酶及光系统中许多酶类的活性变化等，从而在细胞分裂期微管的组装与去组装、染色体移动、微丝的构建、光系统的激活等方而起作用，进而影响细胞分裂、细胞运动、细胞间信息传递、光合作用和生长发育等生理生化过程，并出现细胞核酶变、分裂紊乱、浓缩染色体增加、核小体数目减少等。已有的研究结果还指出，微重力是通过增加植物对其它诱变因素的敏感性和干扰DNA损伤修复系统的正常运作，从而加剧生物变异，提高变异率。 2.空间辐射 空间辐射源包括来自地磁场俘获的银河宇宙射线和太阳磁暴的各种电子、质子、仅粒子、低能重离子和高能重离子等。它们能穿透宇宙飞行器的外壁，作用于太空飞行器中的生物。研究结果表明，空间诱变与地面辐射处理发生的变异情况有许多类似之处，辐射敏化剂预处理能增加生物损伤。DNA和生物膜是射线作用的靶子。空间辐射主要导致生物系统遗传物质的损伤，如突变、肿瘤形成、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。重离子辐射生物学研究的结果表明，质子、高能重离子等能非常有效地引起细胞内遗传物质DNA分子的双链断裂和细胞膜结构改变，且其中非重接性断裂的比例较高，从而对细胞有更强的杀伤及致突变和致癌变能力嘲。对植物的研究证明，空间条件尤其是高能离子具有强烈的致变作用，导致细胞死亡、突变、恶性转化，而且在微重力条件下辐射的诱变作用将会加强门。 3.其它诱变因素 植物材料在空间飞行时。是受各种空间因素综合作用的，包括高真空、交变磁场、航天器发射过程中的强振、飞行舵内的温度和湿变条件及其他未知因素。一般认为．空间辐射和微重力的复合效应是主要的诱变因素。 太空育种的特点
高中生物必修《杂交育种和诱变育种》说课稿 各位老师： 大家好！ 今天我说课的题目是：《杂交育种和诱变育种》。 我将从以下六个方面进行说明。 一、教学内容的地位和要求 本课题的教学内容属于高中生物必修2第六章第1节“杂交育种与诱变育种”。在《普通高中生物课程标准》中的要求是：具体内容标准 行为动词 目标动词水平要求 搜集生物变异在育种上应用的事例 搜集 知识性：理解 根据必修模块2教材编排体系的设计思路，从杂交育种到基因工程这一章是解决人类如何利用生物的基因这个问题的。所以应该在如何利用上做文章。本模块前5章讲述了遗传和变异的基本原理，本章集中讲述遗传和变异原理在实践中的应用，通过对本节知识的学习，以期使学生在了解遗传学原理的应用的同时，在“科学、技术、社会”方面有更多的思考，得到更多的启示。 二、学情分析 1、知识方面：
初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。但现阶段新的育种方法有哪些，各有何优缺点，在生产实践中是如何运用的，学生并不清楚，教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 2、生活经验方面： 学生在实际生活中经常会接触到一些与育种有关的物品，如杂交水稻（大米）、各种类型的猫狗等宠物，对育种有一些感性认识，结合本节课的内容，最终使学生的感性认识上升为理性知识。 三、教学重点、难点 根据学习内容和学生情况制订本节课的重难点。 教学重点： 遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。 教学难点： 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。 用遗传图解表示各种育种过程。 四、教学目标
航天育种 摘要：航天育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径。大量的试验证明, 航天育种已培育出许多高产、优质、抗逆性强的优良品种, 是一个前景很好的新的育种方法。 关键词：航天育种 一、什么是航天育种 航天育种也称空间诱变育种或航天育种, 是指将植物种子、试管种苗或其他生物种苗放在航天器上, 送到太空, 利用太空特殊的、地面很难模拟的环境, 即微重力、高真空、强宇宙高能粒子射线辐射、宇宙交变磁场、高洁净及大温差等方面的诱变作用, 使种子基因产 生遗传变异, 再返回地面选育, 培育新品种的育种新技术[ 1]。 二、航天育种机理及诱变的生物学效应 空间环境与地球环境之间差异巨大, 太空的特殊条件对进入空间的生物材料具有明显诱变作用。空间诱变中高能重粒子(H ZE )能更有效地导致细胞内遗传物质DNA 分子的双链断裂, 而且其中非重接性断裂所占的比例较高, 从而有更强的诱发突变能力。另外,微重力条件可以抑制复机制, 即微重力与辐射可以产生协同作用, 增加变异率。太空诱变导致的死亡率较低, 这样, 发的各种突变都可能表现出来, 从而培育出新品种。 三、航天育种的生物种类 1、植物种类 截止目前, 曾经幸运进入太空的生物以植物占大多数, 其中粮食作物有麦、大麦、谷子、水稻、甘薯、玉米、高粱、绿豆、红小豆等; 蔬菜有萝卜、青椒、茄子、番茄、绿菜花、大蒜、黄瓜、丝瓜、辣椒、香菜、韭菜、青菜、瓠子、芥苜蓿等; 经济作物有棉花、烟草、西瓜等; 裸子植物有白皮杉、油衫、石刁柏等; 油料作物有大豆、油菜、蓖麻、芝麻、竺麻、向日葵等; 药用植物有西洋参、枸杞、甘草等; 花卉有仙人掌、鸡冠花、菊花、百合等。 . 1. 1 航天育种的粮食作物 航天一号0小麦是1998年山东省农科院原子能所利用一般小麦和美国黑小麦经过杂交形成的新品系, 然后通过返回式卫星携带进入太空诱变, 再经连续7代定性试种培育而成的。/航天一号0小麦良种于2003年试种12. 5公顷获得成功。经10多个测试点的实际计算, 大田种植的0. 7万公顷, 平均每公顷超过9600千克, 部分农户个别地块每公顷超过11200千克。可增产1200~ 1600千克/公顷。/航天一号0小麦的抗逆性、抗病性十分明显; 且耐盐碱、抗干旱, 表现出较强的生命力。2003年11月21日, 由河南省原阳县提供的40克水稻育秧种子搭载我国第十八颗返回式科学与技术试验卫星, 在太空遨游18天后返回地面, 经数十位育种专家艰辛遴选、定向培育, 2007年该县太空水稻选育获得了一个富含硒、铁、钙等微量元素, 外观饱满晶莹,口感良好的水稻新品种, 即/黄蕊一号0太空营养米。 1.2 航天育种的蔬菜 2007年上市的太空茄子是在2002年第一批搭乘/神舟四号0飞船上天的武汉优质茄种的基础上, 历经5年的精心培育、六次改良的品种。这批茄子的抗病性好, 试种的1公顷茄子, 从未使用过农药, 其口感更柔和, 茄香浓郁。在其生长过程中, 茄子的颜色由深变浅, 烹饪后又会由浅紫红变浅绿, 有点像/变色龙0。2007年, 分别在山东苍山县、武汉市郊区、湖北长阳高山蔬菜基地进行了试生产, 消费者反映良好, 市场前景较好。
玉米分子育种研究现状 王玲琼 （河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖 734000） 摘要：随着分子遗传学的发展和实验能力的提高，分子标记随之出现并且发展迅速，尤其是在玉米遗传育种上的应用。本文通过阅读大量的文献，介绍了分子标记育种在玉米遗传图谱的构建及基因定位、杂种优势群划分、优良品种的获得等方面的应用。 关键词：SSR AFLP 分子标记玉米育种 1.序言 在学习《植物分子育种技术》的课程中，认识到了分子标记在玉米育种中的重要性，但具体内容仍不了解，所以通过查阅文献增进对分子标记的了解，并将了解的内容进一步整理，写了这篇读书报告。分子标记直接表现在DNA水平上，是一种在分子遗传学快速发展而产生的技术。玉米是重要的粮食与饲料作物, 是世界三大作物之一。但是由于对玉米中许多性状的遗传机制缺乏了解, 从而限制了玉米产量的提高与品质的改善, 阻碍了玉米育种工作的进程。建立在分子遗传学基础上的分子标记技术的迅速发展,促进了作物育种研究各个领域的发展。 2.分子标记概述 分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种新的较为理想的遗传标记形式。随着分子生物学的快速发展，分子标记也同样得到非常迅速发展。根据分子标记所依赖的的生物技术的不同，分子标记经历了三代的变化。1974，Graz- dicker 等人在鉴定温度敏感表形的腺病毒DNA突变体时，利用经限制性内切酶酶解后得到的DNA片断的差异，首创了DNA分子标记，即第一代分子标记——限制性片断长度多态性标记（restrictionfragment lengthpolymorphism，RFLP）。第一代分子标记主要是以分子杂交技术为基础的分子标记，1982 年Hamade发现第2 代DNA 分子标记——简单序列重复标记（Simplesequence repeat，SSR）。第2代分子标记是以聚合酶链式反应（PCR）为基础建立。1990年Williams和welsh 等人发明了随机扩增多态性DNA标记（randomly amplified polymorphic DNA，RAPD）和任意引物PCR（arbitrary primer PCR，AP-PCR）。1991 年Adams 等建立了表达序列标签（expressed sequen- cetag，EST）标记技术。1993 年Zabeau 和Vos 合作发明了扩展片断长度多态性标记（Amplified fragment lengthpolymorphism，AFLP）。1994 年Ziekiewicz 等发明了简单重复间序列标记（inter-simple sequence repeat，ISSR）。1998 年在人类基因组计划的实施过程中，第3代分子标记——单核苷酸多态性（single nucleotidep-
6-1杂交育种和诱变育种 【学习目标】 1、简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。 2、举例说出诱变育种在生产中的应用。 3、讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 【新知预习】 一、杂交育种 1、古代人们利用__________________，通过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种，这种选择育种不仅_____________，而且_________________________。 2、杂交育种是将__________或__________品种的_____________，通过__________集中在一起，在经过___________和___________。获得________________的方法。 3、在农业生产中，杂交育种是___________________的常规方法。杂交育种的方法也用于 _____________________的育种。 二、诱变育种 1、诱变育种的原理是_________________________________。 2、诱变育种是指利用_______________________________，使生物____________________的方法。 3、诱变育种的优点的________________________________________________。 4、诱变育种取得的成就： （1）培育__________________________________； （2）在___________________方面也发挥了重要作用，如：_____________________________。【知识细目表】 一、杂交育种 1、概念：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。 2、原理：基因重组 3、应用：在改良农作物品种、培育家畜新品种等方面广泛应用。 4、一般步骤：①两亲本杂交，获得F1;②F1自交，获得F2；③在F2中选出符合要求的性状并进行多次自交获得较纯的新品种。 5、优点：操作简单 6、缺点：育种时间长、工作量大、只能利用已有的基因杂交，不能产生新的基因、只能进行本物种或亲缘关系比较近的物种之间杂交，不能克服远缘杂交不亲和障碍等。 二、诱变育种
分子标记在番茄抗性育种中研究进展 摘要：本文综述了近年来RFLP RAPD SSA AFLP CAPS和SNP分子标记技术在番茄抗性育种上的应用，分析了目前的研究进展，对今后研究的重点进行了讨论。 关键词：分子标记；番茄；抗性；进展。 Molecular marker in tomato resistance breeding research progress in Abstract: This paper reviewed recent RFLP RAPD SSA AFLP CAPS and SNP in the application of tomato resistance breeding, analysis of the current research progress, the focus of the future research are discussed. Key words: Molecular markers; tomato; resistance; progress. 番茄既是蔬菜也是水果, 其中含有丰富的维生素C对心血管有良好的保护作用；番茄红素具有良好的抗氧化作用,能清除体内废物,增加免疫力。它也是营养师大力提倡的减肥食品。它早已成为人们日常生活中的不可缺少的食物。 随着遗传学的发展,遗传标记的种类和数量也在不断增加。形态标记、细胞学标记、生化标记都是以基因表达的结果(表现型)为基础,是对基因的间接反映;而DNA分子标记则是DNA水平遗传变异的直接反映。与表型标记相比,DNA分子标记具有能对各发育时期的个体、组织、器官甚至细胞作检测,既不受环境的影响,也不受基因表达与否的限制;数量丰富;遗传稳定;对生物体的影响表现“中性”以及操作简便等特点。分子标记的所有这些特性,奠定了它具有广泛应用性的基础。本文在介绍一些常用的DNA分子标记技术基础上,综述分子标记应用于番茄遗传育种研究的新进展,并就我国今后番茄分子育种主要研究方向进行讨论。 分子标记的介绍 分子标记的概念:广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。狭义分子标记是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段。 在番茄遗传育种研究工作中使用的DNA分子标记主要涉及基于Southern杂交的限制性片段长度多态性标记( RFLP)、基于PCR技术的DNA扩增方法的随机扩增多态性DNA标记( RAPD),简单重复序列标记(SSR)、以及基于PCR与酶切相结合的扩增片段长度多态性标记(AFLP)、切割扩增的多态性序列标记(CAPS)和单核苷酸多态性(SNP) 等。 2.分子标记基本原理 RFLP(限制性片段长度多态性, restriction fragment length polymorphism,简称RFLP)基本原理是:植物基因组DNA经限制性内切酶酶切后,通过电泳将大小不同的酶切片段按照各自的长度分离,通过Southern吸印与标记的探针杂交,放射自显影检测酶切片段的多态性,此方法稳定可靠。 RAPD(随机扩增的DNA多态性，random amplified polymorphic DNA,简称RAPD)是以基因组总DNA为模板,利用随机引物对模板进行PCR扩增得到多态性DNA片段,然后通过电泳检测片段的多态性,以此来诊断生物体内在基因排布与外在性状表现规律的技术。它基于PCR,无需预先知道DNA序列信息。 简单重复序列(simple sequence repeats,简称SSR)又叫微卫DNA( microsatellite DNA)。所谓微卫星是由2~ 6bp的重复单位串联而成,一个微卫星长度一般小于100bp,不同品种或个体核心序列的重复次数不同,但重复序列两端序列多是保守的单拷贝序列,通过PCR扩增其间的核心微卫星DNA序列,利用电泳分析不同基因型个体在每个SSR位点上的多态性。 AFLP (扩增片段长度多态性，amplified fragments length polymorphism,简称AFLP)原理是把限制性酶切片段通过PCR反应进行扩增,再把扩增好的酶切片段通过聚丙烯酰胺凝胶等高分辨率的分析胶电泳,最后检出片段的多态性。
园艺花种太空培养方案 一、实验背景 中国神九飞船即将发射升天，将为科学工作者提供搭载服务，恰逢国家科技部为每个搭载项目提供研究经费200万元，所以有了这次园艺花种太空育种试验。 二、实验原理 太空育种：也称空间诱变育种，就是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境(高真空，宇宙高能离子辐射，宇宙磁场、高洁净)的诱变作用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。太空育种具有有益的变异多、变幅大、稳定快，以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。其变异率较普通诱变育种高3-4倍，育种周期较杂交育种缩短约1倍，由8年左右缩短至4年左右。 诱变后可使花卉变得奇形怪状，在花期、花型、株型、颜色等方面发生了变化。有的花期变长，有的缩短，原来紫色的花，能成为白色、红色,提高花卉的观赏价值。因此利用此次机会可以高效培养出更高质量园艺花种。 三、实验材料 优质的百合、风信子、寿菊、金盏菊、金鱼草、瓜叶菊、醉蝶花花种；太空无菌培养设备；优质花圃。 四、实验具体方法 1.首先选取优质的兰花、百合、风信子、寿菊、金盏菊、金鱼草、
瓜叶菊、醉蝶花花种，进行种子的纯度检测，保证种子的纯度。搭载前播种于太空培养设备中，进行严格灭菌处理后移入神九返回舱，并确保提供足够营养供应。 2.在神九试验舱提供适宜花种繁殖的生态环境，使其在外太空环境中萌发、生长。 3.花种在外太空受强辐射，微重力和高真空等太空综合环境影响后基因发生改变，待神九返回后进行地面第1次试种，出苗时形态性状，如株高、长势等会表现很多性状分离，对每1株进行检测。 4.选择有良好变异的单株进行第2代种植，仍然出现非常大的性状分离，把性状不好的全部淘汰掉，把好的突变体后代再进行第3代种植。 5.第3代种植后，把最好性状的种子搜集起来种植第4代，即可得到能稳定遗传的优质新品种。 五、经费预算 花种选购及纯度检测10万元 太空培养设备100万元 花种基因检测30万元 花种培育10万元 其他费用50万元
一、解释名词：？ 二、1、作物育种和良种繁育学：是研究选育和繁育作物优良品种的理论和技术的科学。？ 三、植物学上的种子：指种子植物由胚胎发育而成的繁殖器官。？ 四、2、农业生产上的种子：指凡在农业生产上可以直接被利用作为播种材料的植物器官都 统称为种子，有真正的种子，类似种子的果实，营养器官三种类型。？ 五、3、品种：指某一栽培作物适应于一定的自然生态和生产经济条件，具有相对稳定的遗 传性和充分一致的生物学特性和形态特征，并以此与同一作物的其它类似群体相区别的生态类型。？ 六、4、地方品种（农家品种）：指在一定地区的自然和生产条件下，经过长期的自然选择 和人工选择培育而成的品种。？ 七、5、改良品种：是育种工作者通过系统育种，杂交育种，辐射育种、倍性育种等科学的 方法培育而成的品种。？ 八、6、杂交种：指选用性状优良、遗传基础差异大，配合力强的亲本组合进行杂交产生杂 交种。？ 九、品种标准化：指大田推广的优良品种必须符合其品种标准。？ 十、7、品种标准：就是对优良品种具有的主要特征特性作出准确的说明，对它的栽培要点 加以总结概括，作出科学的技术规定。？ 十一、8、育种目标：指在一定的自然栽培和经济条件下根据生产发展的需要，选育具有什么样优良性状的品种。？ 十二、9、高产育种：就是培育具有合理的株型和良好的光合性能，可以充分利用水、？十三、肥、光、气、热等合成光合产物，并能高效地运转到穗、粒中去而获得高产。？十四、10、本地品种资源：指原产于本地或本地栽培很久的古老地方品种和当前推广的改良品种。？ 十五、11、品种资源：又叫种质资源，指可用于育种或栽培的栽培作物类型，品种，近缘野生植物及人工创造的各种植物遗传材料的总称。？ 十六、12、野生植物资源：指育种工作中有利用价值的各种野生种或近缘野生植物类型。？十七、13、外地品种资源：指从国外和其它地区引进的品种或类型。？ 十八、14、人工创造的品种资源：指人们通过选择、杂交、诱变等方法创造的供进一步培育新品种用的原始材料。 十九、15、品种资源的种植保存：指根据不同作物的耐贮性特点，每隔一定时期（年限）在田间种植一次。？ 二十、16、品种资源的贮藏保存；指利用仓库或其它设备，使资源材料长期保持生活力的保存方法。？ 二十一、17、广义引种：指从外地区或外国引进新的植物，新作物，新品种以及为育种和有关理论研究所需要的各种品种资源材料。？ 二十二、18、生产上的引种：指从外地区或国外引进作物品种，经过简单的试验比较表现适应性强，比当地推广品种增产，能直接在本地区推广种植。？ 二十三、19、作物的外部环境条件：指作物生存空间周围的一切条件，包括自然条件和耕作栽培条件。？ 二十四、20、生态因素：在作物生长和环境因素中，对作物生长发育在明显影响的和直接为作物所同化的因素。？ 二十五、21、生态环境：对作物起综合作用的生态因素的总称。？ 二十六、22、作物生态类型：指同一作物在不同生态区形成与该地区生态环境及生产要求最相适应的不同品种类型。
诱变育种 第一节诱变育种的概念、意义和特点 诱变育种是人为地采用物理、化学的因素，诱发有机体产生遗传性的变异，并经过人工选择、鉴定、培育新品种的途径。诱变育种的目标是改变或增加一个满意品种的某一特性，而在其他方面保持品种不变。如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的和受欢迎的品种，这种方法特别吸引人。 诱变育种的特点：1）提高突变率，扩大变异谱；2）适于进行个别性状的改良；3）育种程序简单，年限短；4）变异的方向和性质不定（已有人把人工合成低聚核苷酸片段引入基因组中，以一定方式改变某一基因，进行定向诱变）。 作为一种育种方法，诱发突变技术在培育那些在种内有足够的遗传变异和由显性基因确定其特性的作物，是可有可无的或无前途的。但是，显性突变型曾被诱发，特别是抗病型，部分由于寄生植物的基因与病原体的基因之间的相互作用。在完全不育或无性繁殖的植物中，诱变育种是品种改良的唯一方法，例如专性无融合生殖植物，它不产生有合子胚的种子。无融合生殖在柑橘类和某些苹果属、树莓属的种中是普通的。 诱变育种是常规育种的一个补充或在园艺植物育种某些方面潜在替代者：1）在适应性广泛的种中诱发变异性，假若进一步的杂交提供有限的变异性和改良，而品种已接近选择的极限；2）诱发一个新的特性，如果没有通过杂交能传递的已知基因源，例如抗病性、企望的生长型或自交亲和性；3）在有性繁殖中将会消失的特定突变，通过营养繁殖产生和保存；4）打破与不良的特性或基因多效影响的连锁；5）使现存的嵌合体显露和均质化，并使突变型获得稳定；6）在远缘亲本之间杂交中遏制不亲和性；7）诱发单倍体；8）在无融合生殖植物中产生过渡性有性状态。 成功的诱变育种需要：1）处理可用于筛选的大的植物群体；2）预期的特性突变率高；3）可以用视力诊断或简单测定鉴别突变的有效方法。 第二节诱变因素 在诱发突变中，有两类诱变剂被使用：物理的和化学的。物理的诱变剂有：1）紫外灯发出的紫外线（UV）照射；2）电磁辐射：X射线发生器发出的X射线；从放射性同位素钴60或铯137发出的?射线；3）微粒辐射：从核反应堆发出的热中子或慢中子；从放射性同位素磷32或硫35发出的β粒子（电子）。化学诱变剂主要用于种子繁殖植物。较常用的有：叠氮化物、秋水仙碱、烷化剂、碱基类似物等。 1.物理的诱变因素 物理诱变因素的辐射能对植物诱发化学反应，结果造成DNA结构的变化。这些变化如果在DNA中保持重复，证明是突变。 1.１紫外线的能量和穿透力低，能成功地用于处理花粉粒。 1.2电磁辐射和中子容易穿透植物组织。 1.3X射线：辐射源是X光机。X射线又称阴极射线，是一种电磁辐射，它不带电核，是一种 中性射线。一大部分的栽培作物用物理诱变剂诱发的突变是X射线辐射的结果。X射线的反应在有氧时会加强。 1.4?射线：辐射源是60Co和137Cs及核反应堆。?射线也是一种不带电荷的中性射线。应用于 植物育种的?射线照射装置有?照射室和?圃场，前者用于急性照射，后者用于慢性照射。 1.5中子：辐射源为核反应堆、加速器或中子发生器。根据中子能量大小分为超快中子、快中 子、中能中子、慢中子、热中子。在生物研究中，通常用慢中子或热中子。热中子处理比用X射线照射更少受干扰因素的影响，如氧的浓度或温度。对多数作物来说，包括苹果，中子是比X或?射线更有效的诱变剂。高密度中子主要造成氧独立的不可挽回的损害，包括染色体畸变。