生物育种科学专业(生物育种)

sddy008 干货分享 2022-11-15 101 0

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生物技术育种的主要方法有哪些,技术手段有哪些?

折叠一、诱变育种

诱变育种

诱变育种

诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。(这句话在中学领域来说应该是完全正确的,已经查阅相关资料。)其原理是基因突变。人工诱变的方法包括:物理方法(X射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)、化学方法(碱基类似物、硫酸二乙酯、亚硝酸、秋水仙素等)。所处理的生物材料必须是正在进行细胞分裂的细胞、组织、器官或生物。处理的时期是细胞分裂的间期。(这句话主要是针对中学生,为了让学生能够更好的理解;主要是考虑到学生从“细胞分裂知识”理解。)经处理的生物材料经选择、培育才能获得需要的生物新品种。该方法的优点是可以提高突变频率,创造出人类需要的生物类型。缺点是必须处理大量的实验材料。

优点:变异频率高,育种技术简单,速度快,可大幅度改良某些性状;变异范围广。

局限性:诱发突变的方向难以掌握,诱变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。

折叠二、杂交育种

杂交育种

杂交育种

杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。过程为:用具有相对性状的纯合体作亲本杂交获得子一代,子一代自交(动物则用具有相同基因型的雌雄个体杂交)获得子二代,从子二代中选择符合要求的表现型个体。如果需要的表现型是隐性性状育种就此结束,如果需要的表现型是显性性状则用子二代中选出的个体进行连续自交(动物同前),直至获得能稳定遗传的类型为止

优点:可定向培养需要的品种,操作简单易懂。

不足:周期长,不能产生新性状,工作量大。

折叠三、单倍体育种

单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获得所需要的纯系植株的育种方法。其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间;缺点是技术复杂,需要杂交育种配合。

优点:可缩短育种年限,并可得到纯合子植株,保持后代性状的稳定性,使得到人们所希望的品种.

不足:技术复杂,成本大

四、多倍体育种

原理:染色体变异(染色体加倍)

方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

折叠五、细胞工程育种

细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞,利用细胞的全能性,用组织培养的方法培育杂种植株的方法。

物质基础是:所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是:所有生物的DNA均为双螺旋结构。一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达,是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶(限制性内切酶、DNA连接酶)和运载体(质粒),质粒上必须有相应的识别基因,便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后,可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素;抗虫棉植株的培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去,培育出固氮植物

高中生物育种方法都有那些

1、杂交育种(最简捷的育种方法,育种年限长,利用基因重组的原理)

2、诱变育种

(人工诱导突变,利用人工方法提高突变频率,从突变体中选择符合生产要求的品种,原理基因突变)

3、单倍体育种

(通常采用花药离体培养获得单倍体,再用秋水仙素诱导染色体加倍成正常二倍体,明显缩短育种年限,技术要求高,原理,染色体变异)

4、多倍体育种(诱导染色体加倍,多倍体茎秆粗壮、营养物质丰富等方面的优势,原理染色体变异)

5、基因工程育种(通过基因工程技术,定向改变生物性状,原理基因重组)

高中生物中,有几种育种方法

高中生物中,主要有5种育种方法。

分别是:杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种。

生物中有几种育种方法

生物中有几种育种方法

1、诱变育种:(mutation breeding; selection by mutation)在人为的条件下,利用物理、化学等因素,诱发生物体产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种。诱变育种是指用物理、化学因素诱导动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/个体,进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。

2、杂种优势育种:作物和家畜生产能力和强健性等一些对人类有利的性状,通过利用提高杂种优势,来对栽培作物和饲养动物的杂种进行育种称为杂种优势育种。由于杂种优势并不是牢固的,所以一般必须通过杂交来制备杂种。因此在杂种优势育种中,具备优良组合能力的亲本品种的培育,选定它们的组合,以及有效的杂种生产方法等就成为主要的课题。在杂交中,除人工杂交外,可以有效地利用雄性不育、自交不亲和性及雌性系等方法。根据亲本的组合方法,可以分成品种间杂交、自交系间杂交(单杂交、三系杂交、双杂交、多系杂交)品种和自交系之间的杂交(顶交)几种。美国的玉米,日本的蚕等都是利用杂种优势育种取得成果的代表性例子。

3、基因工程育种:随着 DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,特别是当人们了解到遗传密码是由 RNA转录表达的以后,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。

4、单倍体育种:单倍体育种(haploid breeding)是植物育种手段之一。即利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体组加倍(如用秋水仙素处理),从而使植物恢复正常染色体数。单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。

5、多倍体育种:多倍体(polyploid)是指由受精卵发育而来并且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。多倍体育种(polyploid breeding)利用人工诱变或自然变异等,通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育符合人们需要的优良品种。

6、细胞融合:细胞融合(cell fusion),细胞遗传学名词,是在自发或人工诱导下,两个不同基型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。基本过程包括细胞融合形成异核体(heterokaryon)、异核体通过细胞有丝分裂进行核融合、最终形成单核的杂种细胞。细胞融合可作为一种实验方法被广泛适用于单克隆抗体的制备,膜蛋白的研究。

7、核移植:核移植是将供体细胞核移入去核的卵母细胞中,使后者不经精子穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育,让核供体的基因得到完全复制。培养一段时间后,在把发育中的卵母细胞移植到人或动物体内的方法。核移植的细胞来源主要分为:供体细胞来源和受体细胞的来源两种。核移植主要用于细胞移植和异种器官移植,细胞移植可以治疗由于细胞功能缺陷所引起的各种疾病。

生物育种涉及哪些方面的知识?

育种方法

1、杂交育种:用于有性生殖的生物,利用基因自由组合原理,周期长.

(1)原理:基因重组(通过基因分离、自由组合,分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起.

(2)方法:连续自交,不断选种.

(3)举例:已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(R)对易染底盘锈病(r)为显性,两对性状独立遗传.现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种.要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种.

操作方法:

①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1;

②让F1自交得F2

③选F2中矮秆抗病小麦自交得F3;

④留F3中未出现性状分离的矮秆抗病个体,对于F3中出现性状分离的再重复③④步骤.

(4)特点:育种年限长,需连续自交不断举优汰劣才能选育出需要的类型.

(5)说明:

①该方法常用于:

A.同一物种不同品种的个体间,如上例;

B.亲缘关系较近的不同物种个体间(为了使后代可育,应做染色体加倍处理,得到的个体即是异源多倍体),如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交.

②若该生物靠有性生殖繁殖后代,则必须选育出优良性状的纯种,以免后代发生性状分离;若该生物靠无性生殖产生后代,那么只要得到该优良性状就可以了,纯种、杂种并不影响后代性状的表达.

2、人工诱变育种

(1)原理:基因突变

(2)方法:用物理因素(如X射线、r射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙脂等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错,从而引起基因突变.

(3)举例:太空育种、青霉素高产菌株的获得

(4)特点:提高了突变率,创造人类需要的变异类型,从中选择培育出优良的生物品种,但由于突变的不定向性,因此该种育种方法具有盲目性.

(5)说明:该种方法常用于微生物育种、农作物育种等.

3、单倍体育种:无性生殖(组织培养),利用花药离体培养,周期短.

(1)原理:染色体变异

(2)方法:花药离休培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍.

(3)举例:已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(R)对易染锈病(r)为显性,两对性状独立遗传.现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种.要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种.

操作方法:

①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1;

②取F1的花药离体培养得到单倍体;

③用秋水仙素处理单倍体幼苗,使染色体加倍,选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型.

(4)特点:由于得到的个体基因都是纯合的,自交后代不发生性状分离,所以相对于杂交育种来说,明显缩短了育种的年限.

(5)说明:A该方法一般适用于植物.

B该种育种方法有时须与杂交育种配合,其中的花药离休培养过程需要组织培养技术手段的支持.

4、多倍体育种:果实肥厚,营养含量高,茎杆粗壮.

(1)原理:染色体变异

(2)方法:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,从而使细胞内染色体数目加倍,染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂,即可发育成多倍体植株.

(3)举例:

①三倍体无籽西瓜的培育(同源多倍体的培育)过程图参见高二必修教材第二岫图解说明:

A.三倍体西瓜种子种下去后,为什么要授以二倍体西瓜的花粉?

西瓜三倍体植株是由于差数分裂过程中联会紊乱,未形成正常生殖细胞,因而不能形成种子.但在三倍体植株上授以二倍体西瓜花粉后,花粉在柱头上萌发的过程中,将自身的色氨酸转变为吲哚乙酸的酶体系分泌到西瓜三倍体植株的子房中去,引起子房合成大量的生长素;其次,二倍体西瓜花粉本身的少量生长素,在授粉后也可扩散到子房中去,这两种来源的生长素均能使子房发育成果实(三倍体无籽西瓜).

B.如果用二倍体西瓜作母本、四倍体西瓜作父本,即进行反交,则会使珠被发育形成的种皮厚硬,从而影响无籽西瓜的品质.

②八倍体小黑麦的培育(异源多倍体的培育):

普通小麦是六倍体(AABBDD),体细胞中含有42条染色体,属于小麦属:黑麦是二倍体(RR),体细胞中含有14条染色体,属于黑麦属.两个不同的属的特种一般是难以杂交的,但也有极少数的普通小麦品种含有可杂交基因,能接受黑麦的花粉.杂交后的子一代含有四个染色体组(ABDR),不可育,必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代,染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组(AABBDDRR),而这些染色体来自不同属的特种,所以称它为异源八倍体小黑麦.

(4)特点:该种育种方法得到的植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加.

(5)说明:①该种方法用于植物育种;②有时须与杂交育种配合.

5、基因工程:定向培育新物种

(1)原理:DNA重组技术(属于基因重组范畴)

(2)方法:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状.操作步骤包括: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等

(3)举例:能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获利,抗虫棉,转基因动物等

(4)特点:目的性强,育种周期短.

(5)说明:对于微生物来说,该项技术须与发酵工程密切配合,才能获得人类所需要的产物.

6、利用“细胞工程”育种:

原理 植物体细胞杂交 细胞核移植

方法 用两个来自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.操作步骤包括:用酶解法去掉细胞壁、用诱导剂诱导原生质体融合、将杂种细胞进行组织培养等 是把一生物的细胞核移植到另一生物的去核卵细胞中,再把该细胞培育成一个的生物个体.操作步骤包括:吸取细胞核、将移植到去核卵细胞中、培育(可能要使用胚胎移植技术)等.

举例 “番茄马铃薯”杂种植株 鲤鲫移核鱼,克隆动物等

特点 可克服远缘杂交不亲合的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围.

说明 该种方法须植物组织培养等技术手段的支持.

7、利用植物激素培育特定性状

(1)原理:适宜浓度的生长素可以促进果实的发育

(2)方法:在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液,子房就可以发育成无籽果实.

(3)举例:无籽番茄的培育

(4)特点:由于生长素所起的作用是促进果实的发育,并不能导致植物的基因型的改变,所以该种变异类型是不遗传的.

(5)说明:该种方法适用于植物.且不属于育种方式,只改变性状,并未改变遗传物质.

高中生物六大育种方式

1.诱变育种

2.杂交育种

3.单倍体育种

4.多倍体育种

5.细胞工程

6.基因工程

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