查缺补漏 | 6.2 育种原理及流程
提纲
核心点拨
1．育种方式及原理辨析
(1)诱变育种的原理
(2)单倍体育种与杂交育种的原理
(3)多倍体育种的原理
注意 多倍体育种中秋水仙素可处理“萌发的种子或幼苗”，单倍体育种中秋水仙素只能处理“单倍体幼苗”，切不可写成处理“种子”。
2．不同需求的育种方法的选择与分析
(1)若要求培育隐性性状的个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。
(2)若要求快速育种，则应用单倍体育种。
(3)若要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，则可利用诱变育种的方法。
(4)若要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
(5)若要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一植物体上，可用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
(6)若实验植物为营养繁殖，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(7)若要培育原核生物，因其不能进行减数分裂，则一般采用诱变育种。
3．花药离体培养≠单倍体育种
(1)花药离体培养仅获得单倍体幼苗。
(2)单倍体育种包括花药离体培养和诱导单倍体染色体数目加倍。
题组特训
题组一 辨析育种的相关原理
1．现有基因型为ttrr与TTRR的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型。下列叙述正确的是( )
A．单倍体育种可获得基因型为TTrr的植株，其育种原理主要是基因突变
B．将ttrr人工诱变可获得ttRr，其等位基因的产生来源于基因重组
C．杂交育种可获得基因型为TTrr的植株，其变异发生在减数第二次分裂后期
D．多倍体育种获得的基因型为TTttRRrr的植株，其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期
答案 D
解析 亲本ttrr与TTRR杂交产生F1，将F1的花药离体培养成单倍体幼苗再用秋水仙素处理，从中可筛选出TTrr的植株，此过程为单倍体育种，所用原理是染色体变异，A错误；将ttrr人工诱变可获得ttRr，属于诱变育种，其原理是基因突变，B错误；杂交育种可获得TTrr，其原理是减数第一次分裂后期发生基因重组，C错误；多倍体育种获得的TTttRRrr的原理是染色体数目变异，其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期，D正确。
2．如图是小麦育种的相关方式，有关说法错误的是( )
A．获得②③的育种方式中秋水仙素的作用是抑制染色体着丝点分裂，使染色体加倍
B．获得①的育种方式，最大的缺点是育种年限长
C．获得⑥的育种原理与抗虫棉培育原理相同
D．获得④⑤的育种方式称为诱变育种，可大幅度改变生物性状
答案 A
解析 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不影响着丝点分裂，A错误；图中获得①的育种方式为杂交育种，由于杂交后代会发生性状分离，需要不断地自交、淘汰，因此其最大的缺点是育种年限长，B正确；获得⑥的育种方法和抗虫棉的育种方法都是基因工程，原理是基因重组，C正确；获得④⑤的育种方式为诱变育种，原理是基因突变，可大幅度改变生物性状，加快育种进程，D正确。
题组二 设计育种的方案
3．小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，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及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)。
答案 小麦新品种的培育过程是：
马铃薯的杂交育种程序是：
解析 杂交育种是通过杂交把不同亲本的优良性状集中到一个个体上，然后进行选择培育获得新品种的方法。小麦是种子繁殖，在育种过程中获得具有优良品种的个体后需要经过连续自交，获得能稳定遗传的纯合子；马铃薯通常用块茎进行无性繁殖，因此获得具有优良性状的个体后，可以应用无性繁殖进行推广。
4．玉米是一种单性花、雌雄同株的作物，正常植株的基因型为D_E_，其顶部开雄花、下部开雌花；基因型为ddE_的植株只能开雄花而成为雄株；基因型为D_ee或ddee的植株的顶端长出的是雌花而成为雌株(两对基因位于两对同源染色体上)，育种工作者选用上述材料作亲本，杂交后得到下表中的结果，回答下列问题：
|
类型 |
正常植株 |
雄株 |
雌株 |
|
数目 |
506 |
500 |
1 012 |
(1)请写出亲本可能的基因型____________________。若表中的雌雄株随机结合，理论上后代的表现型及比例为____________________________。
(2)玉米的纯合雄株和雌株在育种中有重要的应用价值，在杂交育种时可免除________的麻烦。选育出纯合雄株和雌株确保其杂交后代都是正常植株，以符合种子生产要求。已知农田中的正常植株都是杂合子DdEe，请设计一个快速育种方案，利用这种植株选育出符合生产要求的雄株和雌株(写出育种方案即可)。
(3)为了确保能杂交产生足够的正常植株，需要对选出的雄株和雌株进行大量繁殖，请写出培育方案。
答案 (1)ddEe×Ddee或DdEe×ddee 正常株∶雄株∶雌株＝1∶3∶4 (2)人工去雄 利用杂合子DdEe进行
单倍体育种，选育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生产要求；将上一步骤中得到的雌株和雄株进行杂交，若后代都是正常植株，则雌株为DDee符合生产要求。(3)取上述得到的符合生产要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述杂交之前进行部分预留)或根尖进行植物组织培养。
解析 (1)根据题意可知，基因型为D_E_的植株为雌雄同株，ddE_为雄株，而D_ee或ddee为雌株。杂交后代中正常植株(D_E_)∶雄株(ddE_)∶雌株(D_ee或ddee)＝1∶1∶2，该比例为测交后代1∶1∶1∶1比例的变式，故可推知亲本的基因型是ddEe×Ddee或DdEe×ddee；由前面分析可知，表中雌株的基因型为1/2Ddee、1/2ddee，雄株的基因型是ddEe。表中的雌雄株随机交配，可有两种杂交组合。若1/2Ddee×ddEe，则后代为1/8DdEe(正常株)、1/8ddEe(雄株)、2/8(1/8Ddee＋1/8ddee)(雌株)；若1/2ddee×ddEe，则后代为1/4ddEe(雄株)、1/4ddee(雌株)。因此，表中的雌雄株随机交配，理论上后代的表现型及比例是正常株∶雄株∶雌株＝1/8∶(1/8＋1/4)∶(2/8＋1/4)＝1∶3∶4。
(2)玉米的纯合雄株和雌株在育种中有重要的应用价值，在杂交育种时可免除人工去雄的麻烦。由于基因型为D_E_的植株为雌雄同株，ddE_为雄株，而D_ee或ddee为雌株。选育出的纯合雄株和雌株应确保其杂交后代都是正常植株，则选育出的雌株不能是ddee，且都是纯合子，因此，选育出的雄株和雌株的基因型分别为ddEE和DDee。利用DdEe植株选育出符合生产要求的雄株和雌株的快速育种方案为：利用杂合子DdEe进行单倍体育种，选育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生产要求；将上一步骤中得到的雌株和雄株进行杂交，若后代都是正常植株，则雌株为DDee符合生产要求。
(3)要对选出的雄株和雌株进行大量繁殖，可取上述得到的符合生产要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述杂交之前进行部分预留)或根尖进行植物组织培养。
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