几种育种方法的比较

育种的方法和应用

生物育种是一门很复杂的技术，针对不同的生物应采用不同的育种方式，要对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式。同一种育种方式应用于不同的生物也会有不尽相同的育种过程，所以我们无论在生产实践中还是有关习题训练中都应灵活应用。

一、几种育种的方法的比较

在高中阶段所介绍的育种方法主要有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种）、基因工程育种（转基因育种）、植物激素育种等。

1、杂交育种

(1)原理：基因重组。

(2)方法：连续自交，不断选种。（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）

(3)发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期，

(4)优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。’

(5)缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。

(6)举例：矮茎抗锈病小麦等。

2、诱变育种

(1)原理：基因突变。

(2)方法：用物理因素(如x射线、1射线等)、化学因素(如亚硝酸、秋水仙素等各种化学药剂)、生物因素或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。

(3)发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期(DNA分子复制的时候)。

(4)优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，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；变异范围广。

(5)缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制；改良数量性状效果较差，具有盲目性。

(6)举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等。

3、多倍体育种

(1)原理：染色体变异。

(2)方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(秋水仙素能抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成)。

(3)优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

(4)缺点：结实率低，发育延迟。

(5)举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦。

4、单倍体育种

(1)原理：染色体变异。

(2)方法：花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素等诱导剂人工诱导染色体数目加倍。

(3)优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。

(4)缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。

(5)举例：“京花一号”小麦。

5、细胞工程育种

（1）方式：植物组织培养植物体细胞杂交细胞核移植

（2）原理：植物细胞的全能性植物细胞膜的流动性动物细胞核的全能性

（3）方法：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→根、芽→植物体去掉细胞壁

→诱导原生质体融合→组织培养核移植→胚胎移植

（4）优点：快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物

（5）缺点：技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术导致生物品系减少，个体生存能力下降。

（6）举例：试管苗的培育、培养转基因植物培育"番茄马铃薯"杂种植株 "多利"羊等克隆动物的培育

6、基因工程育种（转基因育种）

（1）原理：基因重组

（2）方法：基因操作（提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种）

（3）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短。

（4）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。

（5）举例：“傻瓜水稻”、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物（转基因鲤鱼）等

7、植物激素育种

（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子果实。

（3）优点：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。

（4）缺点：该种方法只适用于植物。

（5）举例：无子番茄的培育

育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种，以便更好地为人类服务。那么，我们应该怎样选择育种方法呢？

二、育种方法的选择

选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策：

①一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；

②为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种；

③若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。

具体方法就是：

①若要培育隐性性状的个体，可选用杂交育种，只要出现该性状即可。

②若要培育无性繁殖的显性性状的个体，可选用杂交育种，只要出现该性状即可。如

要培育黄肉抗病(RrYy)的马铃薯。

③若要快速获得纯种，可用单倍体育种。

④若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。

若从基因组成上看，育种目标基因型可能是：

①纯合体，便于制种、留种和推广；②杂交种，充分利用杂种优势。

我们根据各种育种方式的特点做一个简单的归纳小结。

操作最简易育种方法：杂交育种快速育种方法：单倍体育种

创造新性状育种方法：诱变育种种间育种法：生物工程育种

三、动植物杂交育种的区别

①方法：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法鉴定获得。

②实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：

四、典例精析

例1、下列关于育种说法正确的是:

A.基因突变可发生在任何生物DNA复制中，可用于诱变育种

B. 诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型

C.三倍体植物不能有受精卵发育而来，可通过植物组织培养方法获得

D.普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育而来的个体是三倍体

【解析】杂交育种不能产生新的基因，B错；三倍体植物能有受精卵发育而来，如三倍体无籽西瓜C错；普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育而来的个体是单倍体，D错答案;A 例2、(09·广东)为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。

(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成幼苗。

(2)用γ射线照射上述幼苗，目的是；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有。

(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体，获得纯合，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。

(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与杂交，如果，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)：1(抗性)，初步推测。

【解析】本题考查单倍体育种与诱变育种的过程。

（1）花药中含有未受精的生殖细胞，其发育成的个体为单倍体。

(2)用γ射线照射上述幼苗，幼苗易发生基因突变，可能产生符合生产的新类型；然后用该除草剂喷洒其幼叶，个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织抗除草剂。

(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体加倍，从而获得纯合的抗除草剂植物。

(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与敏感性植株杂交。如果后代全部为敏感性植株，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)：l(抗性)，表明抗性性状由两对基因控制，且两对基因均为隐性纯合时才表现为抗性，其他基因型表现时为敏感性。【答案】(1)单倍体(2)使幼苗产生突变抗除草剂能力(3)数目加倍抗性植株(4)敏感性植株F1个体全为敏感性植株该抗性性状由两对基因共同控制，且两对基因均隐性纯合时，植株表现抗性，其余表现敏感性

例3、（05•全国理综Ⅲ）已知水稻抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为的植株。

（2）为获得上述植株，应采用基因型为和的两亲本进行杂交。（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉

表现(可能或不育)，结实性为（结实或不结实），体细胞染色体数为。

（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉

表现(可能或不育)，结实性为（结实或不结实），体细胞染色体数为。