育种实验设计专题

育种实验设计专题

◆兰宝明

◆兰宝明江西省临川二中344100

一、杂交育种：一般需要5～8年（两个亲本应具有互补性）

【例题】现有甲、乙两个水稻品种，甲为高秆抗病（AABB），乙为矮秆不抗病（aabb）,要求通过杂交育种的方法，培育出矮秆抗病（aaBB）的新品种，请你设计一个合理的育种程序。

【答案】实验步骤：

1.将甲、乙两个水稻品种的植株杂交，得F1的种子。

2.种植F1，让其自交，得F2的种子。

3.种植F2，用病原体感染的方法从中筛选出矮秆抗病（aaB）植株，并对其不断进行自交和选育，最后得到能够稳定遗传的矮秆抗病（aaBB）类型。

二、诱变育种

【例题】野生青霉菌分泌青霉素很少，产量只有20单位/mL，要求通过诱变育种的方法，培育出高产的青霉菌菌株，请你设计一个合理的育种程序。

【答案】实验步骤：

1.对野生的青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，使之产生基因突变，并进行分离培养。

2.从中筛选出符合要求的高产青霉菌菌株。

三、单倍体育种（一般只用于植物育种，只需两年）

【例题】现有甲、乙两个水稻品种，甲为高秆抗病（AABB），乙为矮秆不抗病（aabb），要求在较短的时间内，培育出矮秆抗病（aaBB）的新品种，请你设计一个合理的育种程序。

【答案】实验步骤：

1.将甲、乙两个水稻品种的植株杂交，得F1的种子（AaBb）。

2.种植F1，取其花粉离体培养成单倍体幼苗，经秋水仙素处理，发育成正常植株。

3.用病原体感染的方法从中筛选出矮秆抗病植株，让其自交结实得F2（aaBB）。

4.种植F2，发育成新的植株。

四、多倍体育种（一般只用于植物育种）

【例题】四倍体番茄所含的维生素C比二倍体大约多了一倍，现有一番茄品种（2n），要求通过多倍体育种方法，获得四倍体番茄，请你设计一个合理的育种程序。

【答案】实验步骤：

1.把二倍体番茄种子种下去长成幼苗，经秋水仙素处理，发育成四倍体植株，自交结实，得四倍体番茄种子。

2.把四倍体番茄种子种下去发育成四倍体番茄植株。

五、基因工程育种

【例题】“863计划”的实施对促进我国植物基因工程的发展起到了关键性作用。1995年由中国科学院和中国农业科学院共同研究培育的“抗虫棉”，就是“863计划”成果之一。在苏云金芽孢杆菌体内存在抗棉铃虫基因，而土壤农杆菌很容易感染植物细胞，现要求用基因工程的方法培育“抗虫棉”，请你设计一个合理的育种程序。

【答案】实验步骤：

1.提取目的基因。从苏云金芽孢杆菌体内提取含目的基因的DNA，同时从土壤农杆菌体内提取带有四环素抗性基因的质粒。

2.目的基因与运载体结合。用同一种限制酶分别切割含目的基因的DNA和质粒DNA，并加入适量的DNA连接酶，获得含目的基因的重组质粒。

3.将目的基因导入受体细胞。将重组质粒导入经CaCl2处理过的对四环素敏感的土壤农杆菌体内。

4.目的基因的检测和表达。将上述土壤农杆菌放到加有四环素的培养基上进行培养，能够正常生长的土壤农杆菌就含有目的基因，反之则无。让含有目的基因的土壤农杆菌去侵染棉花受精卵细胞，通过组织培养将上述棉花受精卵细胞培育成植株，然后用棉铃虫去取食其叶片，从中筛选出抗棉铃虫的转基因棉。

六、细胞工程育种（植物体细胞杂交育种）

【例题】“白菜–甘蓝”具有生长期短、耐热性强和易于贮存等优点，现有优质白菜、甘蓝两个品种，要求运用植物细胞工程技术，培育出优质的“白菜–甘蓝”新品种，请你设计一个合理的育种程序。

【答案】实验步骤：

1.原生质体制备。取白菜、甘蓝幼嫩叶的体细胞，分别用纤维素酶和果胶酶处理，获得原生质体。

2.原生质体融合。取等量的白菜和甘蓝的原生质体混合后，加入PEG溶液，获得杂种细胞。

3.杂种细胞的筛选和培养。用机械方法筛选出“白菜–甘蓝”的杂种细胞，进行组织培养，获得愈伤组织。

4.杂种植株的再生与鉴定。将愈伤组织培养成杂种植株，用形态学方法对该杂种植株进行鉴定，从中筛选出符合要求的“白菜—甘蓝”新品种。