基因工程育种的原理


基因工程育种的原理

文章插图
一、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
原理:基因突变
方法:辐射诱变,激光、化学物质诱变,太空(辐射、失重)诱发变异→选择育成新品种
优点:能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广 。
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 。
二、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 。
方法:杂交→自交→选优
优点:能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身 。
缺点:时间长,需及时发现优良性状 。
基因工程育种的缺点是:可能会引起生态危机,技术难度大 。
其原理:基因重组(或异源DNA重组) 。
其方法: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 。
其优点:不受种属限制,可根据人类的需要,有目的地进行 。
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
【基因工程育种的原理】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.

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