第09章 诱变育种
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诱变育种菌种选育(selection strain)的目的是改良或改变菌种的特性,使其符合工业生产或科研的要求。
菌种选育过程由三个环节组成:一是使菌种产生变异;二是筛选出变异的菌株;三是使变异菌株的特性得到表达。
根据使菌种产生变异的方式的不同,菌种选育可分为自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程这四种方法。
自然选育、诱变育种是利用基因突变来获得优良菌种,具有改良菌种特性的性质。
杂交育种、基因工程是通过DNA重组来获得优良菌种,具有改变菌种特性的性质。
菌种选育是一门应用科学技术。
是以微生物学、微生物遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程等学科为理论基础。
菌种选育目的,从生产方面来说,为了提高产量,产生新的生物活性物质,改变产品质量和组分,简化工艺,缩短周期,抵抗不良环境,适应新的原材料。
从科研方面来说,是为了提供分子遗传研究材料,研究生物合成调控机理,分析生物合成途径,获得带遗传标记的菌株,了解菌种遗传背景。
诱变育种诱变育种是通过诱变剂处理提高菌种的突变几率,扩大变异幅度,从中选出具有优良特性的变异菌株。
诱变育种和其他育种方法比较,具有速度快、收效大、方法简便等优点,是当前菌种选育的一种重要方法。
在生产中应用得十分普遍。
但是诱发突变缺乏定向性,因此诱发突变必须与大规模的筛选工作相配后才能收到良好的效果。
以下分别叙述诱变育种工作流程和诱变育种工作中的三个重要环节:突变的诱发、突变株的筛选突变基因的表达。
1、诱变育种的工作流程诱变育种的工作流程:①出发菌种(沙土管或冷冻管),②斜面(或肉汤培养24小时),③单孢子悬液(或细菌悬液),④诱变处理(处理前后的孢子液或细菌悬液活菌计数),⑤涂布平板,⑥挑取单菌落传种斜面,⑦摇瓶初筛®挑出高产斜面,⑧留种保藏菌种®传种斜面,⑨摇瓶复筛®挑出高产菌株作稳定性试验和菌种特性考察,⑩放大试验罐中试考察大型投产实验。
整个流程按诱变过程和筛选过程两部分说明如下:(一)诱变过程由出发菌种开始,制出新鲜孢子悬浮液(或细菌悬浮液)作诱变处理,然后以一定稀释度涂布平板,至平板上长出单菌落为止的各步骤为诱变过程。
杂交育种与诱变育种教案第一章:引言1.1 课程简介本课程旨在帮助学生了解和掌握杂交育种与诱变育种的基本原理和方法。
通过本课程的学习,学生将能够理解杂交育种的原理和步骤,以及诱变育种的方法和应用。
1.2 教学目标了解杂交育种与诱变育种的基本概念。
掌握杂交育种的原理和步骤。
掌握诱变育种的方法和应用。
第二章:杂交育种原理2.1 杂交育种的概念解释杂交育种是指将两个不同品种或种属的生物体进行人工杂交,以产生具有优良性状的后代。
2.2 杂交育种的原理介绍杂交育种的基本原理,包括基因重组、显性和隐性基因的表达,以及杂种优势的概念。
2.3 杂交育种的优势解释杂交育种的优势,包括increased variability, improved uniformity, and enhanced performance of the offspring.第三章:杂交育种步骤3.1 选择亲本介绍选择适合进行杂交的亲本的原则,包括选择具有优良性状和不同遗传背景的亲本。
3.2 人工杂交解释人工杂交的步骤,包括人工授粉和控制杂交过程。
3.3 选择和繁殖优良后代介绍选择和繁殖具有优良性状的后代的方法,包括选择标准、繁殖技术和种子生产。
第四章:诱变育种原理4.1 诱变育种的概念解释诱变育种是指通过物理、化学或生物方法诱导植物或动物的基因发生突变,以产生新的性状或改良现有性状。
4.2 诱变育种的方法介绍常见的诱变育种方法,包括化学诱变(如硫酸二乙酯)、物理诱变(如辐射)和生物诱变(如病毒感染)。
4.3 诱变育种的优点和局限性讨论诱变育种的优点和局限性,包括high mutation rate, randomness of mutation, and the need for large-scale screening.第五章:诱变育种应用5.1 诱变育种在植物育种中的应用介绍诱变育种在植物育种中的应用实例,如抗病性、抗逆性和产量增加。
“杂交育种与诱变育种”一节的教学设计作者:洪永清来源:《中学生物学》2012年第06期1、教材分析及设计思路本节内容是在学习“生物的遗传和变异”理论知识的基础上,进一步引导学生认识遗传学的基本原理如何应用于实践,也为下一节“基因工程及其应用”的学习做了铺垫。
关于杂交育种,教材首先从问题探讨导入,使学生从玉米育种专家的角度,尝试从理论上探索杂交育种的方法,接着介绍古代的印第安人通过选择育种的方法选育出具有优良性状的玉米品种,并指出其局限性;通过培育“高产、抗病小麦新品种”和“中国荷斯坦牛”两个实例,介绍杂交育种的概念和过程;利用“思考与讨论”栏目引导学生思考杂交育种方法存在的不足之处。
关于诱变育种,教材介绍了诱变育种的方法,通过实例说明诱变育种的重要作用。
因此把“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”作为教学重点,将“杂交育种和诱变育种的优点和局限性”和“用遗传图解表示各种育种过程”作为教学难点。
教学过程中使用“探究式”和“讨论式”的教学方法,采用多媒体教学,以教学案例为课堂教学主线,突破教学重点;通过归纳和比较杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种方式的异同点,突破教学难点。
2、教学目标2.1知识目标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;举例说出诱变育种在生产中的应用;总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。
2.2能力目标尝试用遗传图解的方式表示育种过程;运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。
2.3情感、态度与价值观目标认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性;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。
3、教学过程3.1创设情境,激趣导入课件展示如下图片:袁隆平院士与超级杂交水稻、李振声院士与小偃系列小麦新品种、农民育种家李登海与掖单系列杂交玉米、优质奶牛中国荷斯坦牛、太空椒、高产青霉素菌株,引出课题“杂交育种与诱变育种”,激发学生的探究欲望和学习兴趣。