浅议不同生物的杂交育种
高中生物教育一项基本的技能就是生物育种,在高中生物教材中涉及育种的方法很多,原理操作各异,且在不同层面展开研究,在这众多育种方法中最基本、最传统的方法仍是杂交育种,而杂交育种这一方法中又包含了许多隐性知识,给学习和操作制造了很多障碍,因此,分析、挖掘和排除这一隐形知识点有助于我们更好地学习和实践应用。
一、杂交育种的遗传原理
1、基因重组:综合双亲优良性状(即集优,可以把不同亲本的优良基因集中于新品种)。
2、基因互作:产生新的性状(通过杂交可使互补基相互结合而产生新性状)。
3、基因积累:产生超亲性状,主要是基因累加和互作。(超亲育种所涉及的性状多为数量性状遗传,受微效多基因控制,由分散在双亲中的微效多基因累积在后代中引起。)
二、适用范围:高等动植物育种 三、杂交育种过程
1、一般模式:选择亲本→进行杂交→自交→优选
①让纯种亲本杂交得F1;②让F1自交得F2;③选择F2中具有优良性状的个体连续自交直到不在出现性状分离。 2、具体操作: (1)植物杂交育种
①如果该植物靠无性繁殖产生后代那么只要得到具有优良性状的个体F1即可。纯种和杂种不影响到后代性状的表达。
②如果该植物是靠有性生殖产生后代,那么必须选育出优良性状的纯种,以免后代发生性状分离。
③如果优良性状是隐性性状,则只需要在F2选育出优良性状即可。 (2)动物杂交育种 ①让纯种亲本杂交得F1; ②让F1中雌雄个体交配得F2;
③选择F2中具有优良性状的个体与异性隐性纯合子测交,以检测其基因型,不发生性状分离者即为所需品种。④ 四、举例:
例1、现有基因型为BBEE和bbee的动物或植物,欲培育基因型为BBee的动物或植物品种,写出育种过程(可用遗传图解表示)。
例2、小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮杆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体),生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序,以
马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前三代即可) 例2、小麦
第三代 F2 A_B_,A_bb,aaB_,aabb 种植F2代,选矮杆、抗病(aaB_),继续自交,期望下代获得纯合体 马铃薯
例3、某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在,块根必为红色,rrYY或rrYy为黄色,rryy为白色;在基因M存在时果实为复果型,mm为单果型。请写出以二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株为原始材料,用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。 解析步骤:
①二倍体植株(rrYyMm)自交,得到种子甲;
②种植种子甲并从其自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株,收获其种子乙;
③播种一部分种子乙,长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株,并收获其种子丙;
④播种另一部分乙和丙两种种子,长出植株后,进行杂交,得到白色块根、单果型三倍体种子。
五、训练
1、某野生植物种群(雌雄同花)中甲植株的A基因(扁茎)和乙植株的B基因(缺刻叶)发生突变。已知A基因和B基因是独立遗传的,请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料,设计杂交实验程序,培育出具有圆茎圆叶的观赏植物品种。
2、在家兔中黑色(B)对褐色(b)为显性,短毛(E)对长毛(e)为显性,这些基因是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔。试设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案: 答案:1、①将这两株植株分别自交;
②选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶(aaBB)植株与乙子代中表现型为扁茎圆叶(AAbb)植株进行杂交,获得扁茎缺刻叶(AaBb)植株; ③再让扁茎缺刻叶植株自交,从子代中选择圆茎圆叶植株即可。(也可用遗传图解表示) 2、
总之,杂交育种是一个操作性强,深受人们喜爱的育种方法,这就促使它在各类练考中以不同的形式出现,从不同的角度给于考查,如亲本选择的具体标准,杂交方案的组合方式,操作过程中外部条件的处理等,因此,要在杂交育种方面做到游刃有余,只有深入理解杂交育种的本质,深刻领悟其原理和操作,才能达到以不变应万变,一法通而百法通的目的。