第八章基因重组和杂交育种.ppt

【解析】 无子香蕉和无子西瓜都属于三倍体， 三倍体由于减数分裂时同源染色体无法配对，不 能产生正常的配子，子房壁在刺激下直接发育成 无子果实。




【答案】 (1)染色体变异 (2)通过农药的选择会使真菌的抗药性增强，使 农药杀灭真菌的效果降低 (3)方案一：秋水仙素处理该二倍体野生香蕉的 幼苗，获得四倍体香蕉，作母本，并与二倍体野 生香蕉杂交，获得三倍体香蕉，然后从中选育出 抗病的品种。 方案二：用基因工程的方法从该野生香蕉细胞中 获取抗病基因，与运载体质粒结合形成重组质粒， 然后导入原有的三倍体香蕉体细胞中，利用植物 组织培养技术培育出抗病的香蕉新品种。


二、基因工程 1．基因工程的概念理解
基因工程 别名
基因拼接 技术或 DNA重 组技术
操作 对象
操作 水平
DNA 分子 水平
原理
操作 环境
结果( 目的)
定向地 改造生 物的遗 传性状
基因
基因重组
生物 体外




2.基因工程的基本工具 基因剪刀：限制性核酸内切酶(一种限制酶只能 识别并切割一种特定的脱氧核苷酸序列，产生两 个黏性末端) 基因针线：DNA连接酶——将由同一种限制酶切割 后的黏性末端(碱基互补)的脱氧核糖和磷酸连接 起来 基因的运载体——常用的有质粒、噬菌体、动植物 病毒等。(质粒是存在于细菌及酵母菌等生物中， 细胞染色体外能够自我复制的环状DNA分子)
最新考纲
高频考点
1.生物变异在育种上的应用Ⅱ 2.转基因食品的安全 Ⅰ
1.遗传和变异在育种方面的 应用及流程设计与比较 2.基因工程的简单应用
②新基因
一、杂交育种 1．概念：将两个或多个品种的优良性状集中 在一起，进而获得新品种方法 2．原理： ①基因重组 3．方法：杂交 4．目的：培育动植物优良品种 5．特点：只能利用已有的基因重组，不能创 造 ；育种过程 。

酵母细胞的接合过程
杂种的获得
利用营养缺陷性作为遗传标记
杂种的获得
2、质粒 独立于细菌染色体外能进行自主复制的小型环状裸露的DNA 分子，位于细胞质中。 质粒可以从细胞中人为地取出或自行脱落，这些对细菌自 身的生活影响不大。但它在细菌的杂交过程中有十分重要的作 用。
质粒基因可编码很多重要的生物学性状： 1、致育质粒（fertility plasmid,F质粒）
2、耐药质粒（resistance plasmid,R质粒）
真核微生物
有性生殖 生殖细胞融合或接合 准性生殖 体细胞接合
细菌常规杂交育种
一、细菌的繁殖和遗传结构
（一）细菌的生长繁殖方式 • 个体生长繁殖方式
1、繁殖方式——二分裂(binary fission)
2、在适宜的人工培养条件下，多数细菌繁殖速度极快，每20-30分钟分裂 一次（一代）。
（二）细菌的遗传结构 1、细菌的染色体 细菌的染色体大都是环状裸露的双链DNA分子，DNA分子不 像真核生物那样与组蛋白结合，也不形成核小体结构，位于细 胞核（拟核）中 。
物染色体的环状特性。
原理：接合试验的DNA转移过程存在着严格的顺序性，在接合进行中采用
定时人为中断的方法，可以获得呈现不同数量Hfr性状的F–接合子，据此，
可以选定几种有特定整合位点的Hfr菌株，使之与F–菌株进行接合，并在不
同时间使其中断，最后，根据F– 中出现Hfr菌株中各种形状的时间顺序 （分钟），可以绘出较为完整的环状染色体图（chromosome map）。
大片段DNA的过程成为接合（有时也称“杂交”）,特点是 遗传物质单向转移，由供体菌到受体菌，不可逆向转移。

转化：受体菌直接吸收了来自于供体菌的DNA片段，通过交 换，把它整合到自己的基因组中，从而获得了供体菌的部 分遗传性状的现象。转化后的受体菌，成为转化子（感受 态细胞）。

（4)综合品种：将多个配合力高的异花授粉作物亲本在隔离 区内混合种植，任其自由传粉所得到的品种。 优点：适应性强 缺点：整齐度差，在生产中表现可能不太稳定，只能使用24代。
第三节
杂种种子生产
由于杂交种品种种子生产与常规品种相比，增加了 栽植父本、去雄、采粉、授粉杂交等操作，使制种成本 大幅度提高，限制了许多农作物杂种优势的利用步伐。 实际上，对于某种具体园艺植物来说，杂种优势能否被 利用，主要决定于杂种优势所带来的增产增收作用能否 超过杂交制种增加的成本。因此，降低杂交制种成本的 技术，就成为杂种优势利用的关键。 在选择杂交制种途径的时候，主要应该考虑两方 面的因素：一是杂交率；二是杂交制种成本。
萝卜、洋葱、芦笋等也在80%以上。西方发达国家及日本、
韩国等超过这个水平。林木果树和观赏园艺植物中，如速生 毛白杨、椰子、四季海棠等在世界范围开展杂优利用研究。
五、杂种优势的预测和固定 （一）杂种优势的预测 1、酵母测定：利用亲本的组织浸出液、两亲本混合液对酵 母生长刺激作用上的差别，预测杂种优势。 具体操作：先在试管中放入啤酒酵母菌悬浮液20ml，然后 加入0.5ml植物组织提取液（干物质与水1:50热水浸煮液）， 置于28-30度的温箱中培养24小时，用比浊法测定酵母菌的 生长情况。 杂种植株浸提液促进酵母生长的效果优于单一亲本的浸 提液。
二、杂种优势的遗传机制
1、显性假说（dominance hypothesis） 主要观点：显性假说认为杂种优势来源于等位基因 间的显性效应和非等位基因间显性效应的累加作用。 论点基础：认为显性基因对生长发育有利，隐性基 因对生长发育不利。
通过杂交，使双亲的显性基因全部集中在杂种里， 杂种优势是由于双亲的有利显性基因全聚集在杂种 里所引起的互补作用的结果。

杂合系和重组杂合系形成
在复制过程中，开口的环状染色体上基因再一次交换，由于位置不同而成为杂 合状态，产生了各种不同基因型的重组杂合系。
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3．重组体
以上产生的杂合系或重组杂合系，在以后进一步 繁殖过程中，杂合状态染色体的不同区段还要进 行几次交换。根据交换的位置不同，所携带的基 因种类、数量也不一致，形成了一系列基因型的 环状染色体细胞，从产生的菌落中可检出不同类 型重组分离子。
不少链霉菌通过原生质体融合，其后代的重组率 达1％左右，比准性重组率高20－20000倍。如果 融合前结合紫外线处理，重组频率可达20％－30 ％。
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第二，扩大重组的亲本范围。
常规杂交的亲本间必须具有感受态，有些 菌株由于其表面结构缘故而无法用常规方法进 行杂交重组。
原生质体由于完全或部分去除了细胞壁， 因此，实现常规杂交无法做到的种间、属间、 门间等远缘杂交。
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一、放线菌杂交原理
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二、放线菌杂交过程
1．接合 由两个基因型不同的直接亲本菌丝体混合培养，
体细胞间接触和融合，在双方细胞增殖过程中两个 遗传类型不一致的细胞核的部分染色体进行转移和 遗传信息交换，形成部分结合子。
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部分结合子是由一个供体细胞的部分染色体和一个受体细胞整套染色体相 结合，同时存在于一个细胞质中。也有时两个亲本细胞的染色体都是以部分染 色体进行结合。
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二、原生质体融合育种的原理
原理：原生质体融合本质是二亲本菌株去除细胞壁后的一种体细胞杂交 育种方法。 两个具有不同基因型的细胞，采用适宜的水解酶去除细胞壁后，在促融 剂诱导作用下，两个裸露的原生质体接触，融合成为异核体，经过繁殖 复制进一步核融合，形成杂合二倍体，再经过染色体交换产生重组体， 达到基因重组目的，最后对重组体进行生产性能、生理生化和遗传特性 分析。