杂交育种与诱变育种教学设计（共10篇）
1.杂交育种与诱变育种教学设计 篇一
《杂交育种与诱变育种》
上课！今天由我来给大家讲这堂课。同学们把书本翻到98页，今天我们来学习第六章第一节：杂交育种与诱变育种（板书）。首先来看这样一组图片，如果你是一个育种专家的话，当你遇到这样两个品种的玉米时，你会怎么办？品种A，籽粒多但是不抗病，B，虽然籽粒少，但是他抗病。（怎么过渡?）假设你只有这两个品种，你会怎么做。。。生：杂交。对，我们肯定是想得到一个能综合这两个品种优良性状的新个体，也就是这样一种玉米，它即抗病又多子。关键是怎么才能得到它呢？我们用遗传图解来表示这个过程吧。自然状态下的AB品种都是纯合子。我们假设籽粒多用A表示籽粒少用a表示，那么A,B在这个性状上的基因型分别是什么，(MM同学你来回答)，很好坐下。抗病用B表示，不抗病用b表示，那么AB的基因型？大家一起说。A品种AAbb
B品种aaBB。好我们再来看看想得到的品种它的性状是？多抗，基因型呢A-B-。如果我们只考虑性状的话，是不是只需要这样的基因型就可以了》？那么现在只有A B，我们要如何得到这个新品种呢》？对杂交，杂交之后F1的基因型刚好就是我们想要的。来我们看看F1代它具备什么特点？ MM同学？性状上有什么特点:具备了双亲的优良性状。它的后代呢》？会发生性状分离！那假如你是这个育种专家，你会不会拿这样的种子卖给农民？这样的种子后代会有那么多的个体都不是多子抗病的，那人家要是真种出一些又少子又不看病的玉米来，人家就会来找你算账！
所以得到了F1之后，我们育种工作还没完成，还要继续找出即有双亲优良性状，又能稳定遗传的个体。这里稳定遗传的个体应该是什么基因型？AABB
我们现在得到F1之后怎么才能得到AABB呢？连续自交。以前遇到过类似的练习题，说现在我们有Aa这样的品种，我们想得到的是AA,连续自交N代Aa的比例是多少？（1/2）n，AA呢，我们这里因为想要的是AA,所以每一代我们可以通过性状淘汰掉不合要求的也就是aa。那同学们现在来计算，自交两代，每一代淘汰aa之后，AA占的比例是多少? 算出F1 F2代AA比例分别是多少，一会儿我找人回答。（走到学生座位去看，计算的怎么样）
（找两个学生回答，其中叫一个成绩好点的—）自交第一代，基因型及比例是多少》？ 1:2:1 通过性状我们淘汰掉aa之后，比例变为 1/3 2/3 其中1/3AA 自交之后比例还是三分之一。2/3 Aa自交后又会发生性状分离，比例还是1；2；1.有些同学在这里就把aa淘汰掉了，然后在这里AA跟Aa的比例就变成了三分之一三分之二，大家思考一到底下能不能在这里淘汰aa？？？？？？？
（这里是难点，要留半分钟的时间让学生回味。）
因为我们这里要以F1代整个作为一个群体，所以必须要算出aa在F1代中所占的比例后，再去掉F1代中的aa，剩下的才是F1代的AA和Aa。如果是在这里就去掉aa，大家想一想，得到的aa是不是F代中的aa真实的比例呢？不是，你的四分之一的aa只是Aa中的比例，而Aa本身还有比例三分之二，所以你们说到底应该是先算后去掉还是先去掉aa呢？（这一段是漏讲的内容）
所以这里淘汰掉aa之后，AA Aa的比例分别是五分之三五分之二。我们来看，通过刚才的计算是不是进一步验证了连续自交可以提高纯合子的比例？所以当我们只有杂合子的时候，想要纯合子应该采用什么方法？（连续自交）回到刚才这里我们现在有F1代，杂合子AaBb，我们想要的是纯合子，那你们说该怎么办。它的性状是什么？抗病而且多子。我们再来写出F2代的基因型和比例。9 3 3 1.我们想要的是这个九份的个体。而这九份可以分成两大类，一类是杂合子，一类是纯合子AABB。杂合子自交还是会出现性状分离，那纯合子会不会？不会。再思考一个问题，我们淘汰的时候是通过性状还是通过基因型淘汰的？我们到田里去拔掉不合要求的植株能看出基因型来吗?所以我们是通过性状来淘汰的。那再想想我们可以从性状上区分出这两类（都是符合要求的性状）吗？不能所以我们要继续自交，不断淘汰掉其他性状的个体，大概到了第六代纯合子的比例就超过了百分之九十多，这时候就可以拿去育种了，就算有个别的劣质种子也是符合规定的，农民也不会来找你算账的。那我们刚刚介绍的这种育种方法就叫做杂交育种。我们来看看书本上给我们归纳的杂交育种的概念：杂交育种是将（停顿半秒）两种或两种以上（重读）的品种的优良性状通过（半秒）交配（重读）集中在一起，注意这里的关键词是哪个？交配！再经过选择和培育，获得新品种的方法。
我们构建这个概念来归纳刚刚我们讨论的这个过程，用到的有哪些操作。杂交，自交，选优。大家想想，杂交育种是属于哪种变异类型？基因重组。所以它的原理就是基因重组！那我们看看这种方法有什么优点没有？你们看看它涉及到的操作，杂交自交选优，这些操作农民自己做得来不？都是一些简单的操作，他们自己都能完成。所以这个方法的一个优点就是常规。板书）另一个优点跟它的用途关系更大，集优！就是集中多个品种的优良性状，这也是杂交育种的目的。缺点：你们看看这个过程，杂交自交，至少要五六代，等培育出新品种来，小学都毕业了！。育种周期长。
我们看看它的运用。这个是中国黄牛，这个是荷斯坦牛，当他们相遇的时候回出现什么情况？中国荷斯坦牛诞生了。特点……这个例子大家要记住，有的题目中会直接问你中国荷斯坦牛是通过哪种方法得到的。
我们再来看看这幅图片，大家有印象把?这是太空椒，大家知道是通过什么方法得到的吗？带到太空去遨游。那为啥要带上太空呢？下面就到100页，就是我们下面要介绍的另一种育种方法，诱变育种。看黑体字部分，利用物理因素，哪些是物理因素？（学生答：如……）那化学因素呢（如……）对把这几种因素也就是方法画下来，经常考。使生物发生基因突变。那么所以这个方法应用的是什么原理？基因突变！它的特点，我们来分析超级南瓜的培育过程一起总结出诱变育种的特点。可以结合基因突变的特点来考虑。假设我们杨利伟带了10000粒种子上太空，遨游时太空会有各种辐射各种射线，那么这些刺激可能会引起种子发生什么变异？基因突变那么是不是这一万颗种子都会发生呢？这是我们基因突变的哪一个特点？低频假设一万颗种子有三十颗发生了突变，那我们把种子带回地球种下去，是不是解出来的都是超级南瓜呢》？假设控制南瓜大小性状的基因是A，突变成a1的时候是接超级南瓜，那有没有可能突变成a2 a3 a4》？小南瓜，超级小南瓜，完全就不接南瓜，这是基因突变哪个特点？而我们要的是哪一种？
只是这么有限的个体当中的一种！所以你们看，本身基因突变的频率就极其低，而突变又是不定向，所以好不容易突变出来的几个说不定都是不需要的性状。所以这种缺点：有利变异少。
因为有这么多的限制，想突变频率低，而且不定向，那么我们是不是首先就要准备很多的实验材料才有可能得到我们想要的个体》？缺点2：需要大量实验材料。
优点又是哪些？本身自然条件下突变率极其低，通过诱变是不是能提高突变频率？优点1：提高突变率。要注意的是这里的提高是不是说明突变率就一下子非常高？不是，只是相当于原来讲突变率提高了很多。（书上：100000----100000000个细胞才会有一个突变）比如一开始十万个细胞才有一个会发生突变，我们用物理方法化学方法处理之后，十万个细胞能有二三十个会突变，突变率是不是提高了几十倍？但是突变率其实还是很低。所以大家要理解这里提高突变率的含义，不是指突变率高哈。我们再来想另外一个问题，没有诱变之前，我们本来有没有超级南瓜？所以他是新创造出来的性状，为什么会出现新性状呢？出现新的基因，大幅度改良我们的性状。
2.杂交育种与诱变育种教学设计 篇二
实践证明, 航天诱变育种是快速培育优良新品种的有效途径。广西、福建、浙江、江西、广东、湖南、黑龙江等省均有航天水稻品种审定并大面积推广, 而湖北省水稻航天育种工作开展得较晚, 没有得到湖北省育种家的足够重视。
湖北省农科院粮食作物研究所根据当前水稻育种的实际情况, 结合高档优质水稻新品种选育, 在实践八号卫星上搭载了4份高档优质水稻育种材料, 初步展开水稻航天诱变育种。
1 航天诱变育种技术的概念与原理
航天诱变育种 (Space-flight mutation Breeding) 又称“空间诱变育种”, 它是将农作物种子或供试诱变材料搭乘返回式卫星或宇宙飞船, 送到距地球200~400km的太空, 利用空间宇宙射线的强辐射, 在高真空、微重力和交变磁场等特殊环境中进行诱变处理, 使搭载的农作物种子和材料产生有利变异, 返回地面试种后继续采用常规育种技术, 从中选育出农作物新品种。因此, 航天诱变育种技术是将航天技术、生物技术和农作物育种技术相结合发展起来的一项崭新的育种技术。
2 航天诱变育种的意义
随着科学技术和国民经济的发展, 人类的生存、生产活动从最初的陆地、海洋、大气层进入地球轨道空间和外层空间, 并且开始适应、研究、认识、利用和开发太空环境, 这是人类文明史上的一次伟大飞跃。
优良品种是农业发展的决定性因素, 对提高农作物产量、改善农作物品质具有不可替代的作用。目前, 我国的绝大部分农作物新品种都是在常规条件下经过若干年的地面选育培育而成的。把航天这一最先进的技术领域与农业这一最古老的传统产业相结合, 利用空间诱变技术进行农作物育种, 对加快我国育种步伐、提高育种质量、探索具有中国特色的新兴育种研究领域具有十分重要的意义。
水稻是最重要的粮食作物之一, 世界上有1/3以上的人口以稻米为主食。我国是世界水稻生产大国, 也是稻米消费大国, 水稻栽培面积占粮食作物种植面积的1/3, 产量占粮食总量的近1/2。因此, 水稻已成为航天育种的重点选择对象。我国通过航天育种已经育成了高产、优质、抗病的水稻新品种, 这对粮食增产、农民增收都具有重要意义。
3 国内外航天诱变育种技术的研究与应用进展
3.1 国外航天诱变育种研究进展
国外的航天诱变育种研究起始于20世纪60年代。近年来, 航天大国对农作物种子除了通过返回卫星和航天飞机进行搭载试验外, 还在已建成的空间站进行了生物试验。如俄罗斯农业科学院和宇航局在“和平号”宇航站的太空温室里试种太空小麦获得成功。各航天大国通过航天诱变育种技术的研究与应用, 已先后培育成功100多个农作物新品种应用于生产, 不仅为航天诱变育种奠定了理论研究的基础, 还为航天诱变育种技术的开发应用开辟了广阔的前景。
据不完全统计, 航天大国从1957~1997年的40年间, 共发射进行空间生命科学研究的卫星120颗, 搭载供试农作物种子的返回式卫星有38颗 (次) , 其中前苏联16颗 (次) , 美国14颗 (次) , 中国7颗 (次) 。
3.2 我国航天诱变育种的进展
我国是世界上第3个掌握返回式卫星技术的国家, 此前已发射返回式卫星22颗, 成功返回21颗。1978年以来先后利用返回式卫星共进行10多次空间搭载试验, 已成功培育一批高产、优质、多抗的作物新品种、新品系及新种质。我国在航天诱变育种试验研究和植物的细胞学、生理学、分子生物学的机理研究方面, 已经进入世界先进行列。
2006年7月22日, 国防科工委在京召开我国首颗航天育种卫星———实践八号育种卫星出厂审定会。并将于2009年9月在酒泉卫星发射中心用长征二号火箭发射升空, 飞行15d后返回地面。卫星搭载9大类180组2 000余份种子材料, 种子材料主要包括粮食作物、经济作物和饲料牧草作物, 以及微生物菌种与分子生物学材料。
据国防科工委有关负责人介绍, 实践八号航天育种卫星将利用我国成熟的返回式卫星技术和诱变遗传技术相结合, 通过发射育种专用卫星装载农作物种子, 进行航天育种深入研究, 结合地面模拟空间环境因素试验, 全面探索航天育种技术的机理、方法和理论, 培育优良物种。
4 水稻航天诱变育种特点
航天诱变育种方法与常规育种的方法相比, 有明显的优势和特点。一是部分品种的变异频率高, 变异幅度大, 有益变异增多, 大多数变异性状稳定较快。李源祥等对水稻选育的研究结果表明, 选育2代群体单株间主要农艺、经济性状出现了强烈的广谱分离;各种性状变异均向有利和不利两相反方向突变;部分性状呈偏态向有利方向发展;有的出现了生理性变异, 变异在后代不能保存下来;有的产生遗传性变异, 其优异的性能可稳定地遗传下去。二是育种周期缩短。通过传统育种获得一个新品种平均需要10年左右的时间, 从5~6代才开始稳定;而航天育种则只需5年左右的时间, 在3~4代开始稳定。三是单株间出现一些有利的特殊突变体, 这是地面上其他理化因素诱变难于获得的。例如:利用航天育种创造的能够恢复籼型雄性不育系育性的粳型育性恢复基因突变系, 获得的特色米 (紫色米、茶色米) , 均是目前利用其他地面诱变育种手段较难获得的罕见突变。
5 我国水稻航天诱变育种的成果
在“十五”期间, 科技部在国家“863”计划中首次将农作物航天育种技术正式立项, 给予了极大的支持, 使得我国航天育种技术实现了跨越式发展。由中国农业科学院航天育种中心牵头的课题组利用航天技术先后育成并审定水稻、小麦新品种12个, 其中华航一号、特优航1号、Ⅱ优航1号和培杂泰丰等4个水稻新品种通过国家审定, 已完成或正在参加省级以上区域试验的稻麦新品系、新组合16个。航天新品种、新组合在过去4年里累计种植面积56.7万公顷, 增产粮食34万吨, 创社会经济效益5亿元。
此外, 湖南省娄底机电工程学校方金梁等从水稻的纯系种子搭载于返回式卫星, 随卫星绕地球运行于距地面218~322km的太空, 经空间微重力、高真空和强烈的宇宙射线辐射, 历时15d的诱变, 有利性状于SP2开始得到表达, 到SP5遗传变异性状趋于稳定。变异品系与对照比较, 经济性状发生明显变化, 稻穗结实粒数增加, 单株结实率提高, 粒重增加, 籽粒长宽比和剑叶增长, 米质变优, 蛋白质含量提高。生育期间则向感温性强与感光性强两极分化, 经5代系谱选育定型, 育成了2个不同生态型的高产、高蛋白水稻新品种。
6 太空育种的客观评价
航天育种实际上就是物理诱变, 更科学地说, 就是空间辐射诱变育种。过去的农学家都采用辐射诱变育种, 空间辐射只不过把地点从地面换成空间。太空辐射的剂量是变量, 目前地面上还无法模拟, 因而探索什么样的辐射剂量更有利, 以便今后模拟, 是未来的研究方向。
绝对不是一上天就都变好了, 如果刚搭载回来就说获得了优良性状是不科学的。实验证明空间变异率比较高, 正变异和负变异同时增多。并不是所有的都是往好里变, 也有很不好的变异。变异类型里有高大强壮的, 也有矮小瘦弱的、畸形和败育的。一般在第2代里变异依然存在, 只有通过4代以上的培育, 优秀的遗传性状才能稳定下来。
7 太空育种食品安全性
辐射育种在20世纪中叶就已被广泛采用。辐射育种所用的辐射剂量只是国际食品安全辐射量的几十分之一, 而航天育种在太空中的辐射剂量还不到辐射育种的1%。
航天育种是让种子在太空微重力、高真空、宇宙射线辐射等条件下诱使种子发生变异, 这种变异和自然界植物的自然变异一样, 只是速度和频率有所改变。这种突变只是一类基因产生与原来不同的等位基因, 如高秆变矮秆, 早熟变晚熟, 产生的染色体突变本质上与杂交水稻育种产生的遗传、分离和重组一样, 所以专家们认为不存在安全性问题。
转基因食品与航天育种食品是不一样的。太空食品其实就是宇宙射线引起基因序列的易位, 没有外来基因的导入。而转基因作物是用外源基因导入植物体内而培育出的新品种, 如转基因水稻是用非水稻生物甚至动物、微生物的基因导入而产生变异。我国颁布的有关转基因安全管理规定中特别排除了对自身通过突变产生的新物种的管理, 这也说明太空育种食品是安全的。
8 太空诱变育种技术开发应用前景
航天诱变育种具有常规育种无可比拟的优势与特点, 它已成为现代农作物育种的一项高新技术, 备受世界各国的重视和开发应用研究。“十五”期间, 我国在北京、甘肃、云南三省、市分别建立了航天诱变育种基地, 参与研究的专家50多人, 取得了丰硕的研究与开发应用成果。在“十一五”期间, 国家科技部将“航天育种工程”立项, 进一步深化空间生命科学的研究。
在“十二五”期间, 湖北省将有展开相关育种研究, 希望得到省科技厅、农业厅有关主管部门的大力支持, 填补湖北省水稻航天育种工作的空白, 加速湖北省水稻育种进程, 完善湖北省水稻育种学科建设, 更好地为“三农”服务。
3.青檀诱变育种与种质创新 篇三
摘 要：采用甲基磺酸乙酯、叠氮化钠、吖啶橙3种诱变剂处理青檀幼苗茎尖生长点。结果表明：化学诱变剂对青檀幼苗成活具有明显的抑制作用，随浓度增大，抑制作用增强，青檀对不同诱变剂的敏感程度不同；甲基磺酸乙酯诱变率最高，叠氮化钠次之，吖啶橙最低；其中甲基磺酸乙酯诱变获得特异单株中黄色叶、花斑叶青檀表现突出。
关键词：青檀；化学诱变剂；诱变育种
中图分类号：S792.99 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.08.034
Abstract： In this study， EMS， sodium azide and acridine orange was used as mutagen at growing point stem apices of Pteroceltis tatarinowii. The result showed that seeding was significantly inhibited by chemical mutagens， the affection increased with increasing concentration. And Pteroceltis tatarinowii was with different sensitivities to different mutagens. For mutagenesis rate， EMS was the highest， followed by sodium azide， while acridine orange was the lowest. Yellow leaves and spotted leaves were outstanding in mutagenesis treated by EMS .
Key words： Pteroceltis tatarinowii Maxim.； chemical mutagens； mutation breeding
青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim.），榆科青檀属落叶乔木，为我国特有的单种属。青檀是珍稀的乡土树种，树形优美，具有极高的生态及观赏价值[1]。青檀是石灰岩山地造林的先锋树种，具有寿命长、耐瘠薄、耐干旱的特点。檀皮是制造宣纸的重要材料[2-3]。
目前，国内对于青檀的研究主要集中在抗性与种质资源调查方面，在青檀育种试验及种质创新方面仅有笔者做过部分研究[4]，青檀育种仍处于初始阶段。因此，对青檀进行化学诱变处理，对于青檀种质创新具有重要意义。与常规育种相比，植物诱变育种能有效缩短植物育种周期。利用化学诱变剂对植物材料进行处理，诱发植物的基因突变，从而使植物形态特征发生变异。通过观察变异植株，选择和培育后代一致且稳定的特异单株，最终获得新品种[5-6]。大量的实践证明，化学诱变剂在创造植物新种质方面具有出色的表现。如甲基磺酸乙酯（EMS）已在杜梨[7]、杉木[8]等植物诱变育种中得到广泛应用，获得多种观赏价值高的优良突变体；叠氮化钠（NaN3）在杉木诱变育种中也取得较高成效，其他诱变剂在植物诱变方面均有报道。
本试验使用甲基磺酸乙酯、叠氮化钠、吖啶橙对青檀进行化学诱变育种，以期得出适合青檀诱变育种的诱变剂及适宜浓度，为乡土树种育种提供理论数据及科学依据。
1 材料和方法
1.1 时间与地点
本试验于2014—2016年在泰山林业科学研究院试验温室中进行。
1.2 试验材料
将2014年9月上旬收集的青檀种子，经沙藏出芽后播种在穴盘内，翌年4月上旬幼苗出土，子叶展平待真叶萌动时，选择生长健壮、无病虫害的幼苗为试验材料。
1.3 试验方法
本试验采用3种诱变剂，分别为甲基磺酸乙酯（0，1.2%，1.5%，1.8%）、叠氮化钠（0，0.05%， 0.07%，0.1%）、吖啶橙（0，0.1%，0.15%，0.2%）。将蘸有不同浓度诱变剂溶液的脱脂棉球放在幼苗的茎尖生长点上，处理48 h。每天早晚各滴1次，每次1～3滴，然后盖上塑料薄膜和遮阳网，每个处理500株，3次重复，整个过程持续保湿并遮光。从第1次滴液开始，到预定时间后去除脱脂棉球，并用清水冲洗，解除药液作用，常规管理。定期观察生长情况，记录幼苗死亡情况，对变异植株统计观察。
1.4 数据处理
数据采用EXCEL、SPSS13.0进行分析处理。
2 结果与分析
2.1 不同诱变剂对青檀幼苗死亡率的分析
由表1可以看出，诱变处理后青檀幼苗对不同诱变剂刺激的反应不同。3种诱变剂对幼苗的生长起到了明显的抑制作用，随浓度升高，抑制作用增强。在使用甲基磺酸乙酯对青檀幼苗进行处理时，不同浓度之间死亡率具有显著差异。随着浓度的升高，死亡率逐渐上升，当浓度为1.8%时，死亡率最高，为69.33%。使用叠氮化钠、吖啶橙进行诱变处理时，死亡率表现出与甲基磺酸乙酯相同的结果。诱变育种中一般采用植株半致死剂量作为诱变的最佳浓度[9-10]。使用1.5%甲基磺酸乙酯处理时，死亡率56.33%，接近半致死量，因此，半致死剂量应该略低于1.5%。使用0.1%叠氮化钠进行诱变时，死亡率最高，为46.25%，接近半致死量。使用0.2%的吖啶橙进行诱变时，死亡率最高，为61.32%；浓度为0.15%时，死亡率为46.14%，推测半致死剂量在0.15%～0.2%之间。
在用3种诱变剂对青檀幼苗进行诱变处理时，除吖啶橙外，甲基磺酸乙酯与叠氮化钠诱变处理皆获得变异单株。其中，使用浓度为1.5%的甲基磺酸乙酯进行诱变处理，得到12棵变异植株，变异率为2.4%，变异效果更好；叠氮化钠仅有少量的变异单株；吖啶橙未得到变异植株。因此，在本试验中，使用浓度1.5%的EMS诱变青檀叶色变异效果最佳。
2.2 3种诱变剂对青檀幼苗的诱变效果
甲基磺酸乙酯诱变处理共得到23株变异幼苗，可分为两种变异类型，第一种为叶片黄化，叶形未发生变异（图1），第二种表现为花斑叶，叶片上有黄色斑块，边缘颜色比中间淡（图2）。叠氮化钠处理青檀幼苗得到3株突变体，可分为两种变异类型，第一种表现为叶片上有白斑（图3），第二种表现为叶缘白化，且存在一定程度的卷曲（图4）。在本试验中吖啶橙未得到变异幼苗，说明吖啶橙不适合青檀叶色诱变处理。在表现效果上，甲基磺酸乙酯诱变效果更好，获得的突变体观赏价值更高，稳定性好。
3 讨 论
甲基磺酸乙酯作为一种高效、稳定的化学诱变剂，通过直接修饰碱基的化学机构而改变植物遗传物质的化学性质，被广泛应用于各种植物的诱变研究。其产生的突变类型很多，具有突变频率较高、突变谱稳定等优点，且多为点突变。张晓勤等[11]利用EMS诱变处理大麦，产生丰富的表型变异突变体，其中产生16株白化和黄化突变体，另外，还有白条叶和累病斑突变体。安学丽等 [12]用EMS处理玉米种子，M1代出现大量的畸变株，其中有畸变形状表现为叶片上有黄色、白色条纹或黄色斑块。颜志勤[8]采用不同浓度EMS诱变剂处理杉木种子，出现3种类型变异：子叶卷曲型、花叶型和叶片白化型。本研究采用不同浓度的EMS处理青檀幼苗生长点后，得到大量叶色变异突变体，与前人对其它植物研究的效果基本一致。突变体在形态方面表现出黄叶、花叶效果，这对观赏植物的育种具有重要的影响。
作为常用的化学诱变剂，颜志勤[8]在使用叠氮化钠对杉木进行诱变处理时，发现叠氮化钠对杉木苗形态学上的影响主要表现在子叶和真叶上，出现两种类型的变异：叶片完全白化型，针叶一半白化一半正常型。在本试验中青檀叶片也出现了不同程度的白化效果，与叠氮化钠对杉木的诱变效果相似。但在本试验中，使用0.1%叠氮化钠时死亡率最高，为46.25%，接近半致死量，因此，仍需要进一步使用叠氮化钠对青檀进行诱变试验。
吖啶橙可以镶嵌于两个相邻的碱基对之间，当DNA进行复制时，会使DNA增加或缺失碱基，造成移码突变[13]。在本试验中，吖啶橙诱变的青檀植株中，死亡率随浓度上升而升高，但并没有引起明显的变异效果，初步确定吖啶橙不适用于诱变青檀叶色变异。
4 结 论
通过试验得出，使用化学诱变剂对青檀进行诱变育种是可行的。但不同诱变剂对青檀的诱变效果不同，青檀对不同诱变剂的敏感程度不同。使用甲基磺酸乙酯对青檀进行诱变处理，获得两种变异类型：黄色叶、花斑叶，半致死剂量在1.2%～1.5%之间；使用叠氮化钠诱变处理青檀幼苗，得到2种类型：叶片上呈现白斑；叶缘白化卷曲，半致死剂量在0.1%以上；而吖啶橙没有引起明显的青檀叶色变异。通过诱变试验初步认为，甲基磺酸乙酯诱变获得特异后代的机率更高，叠氮化钠次之。由于本试验初次采用化学诱变剂，后期还需通过进一步的试验探索适合青檀的诱变育种方法，筛选优良突变体，为青檀品种改良与种质创新提供技术支持。
参考文献：
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4.杂交育种与诱变育种教学设计 篇四
C．大幅度改良某些性状
A．染色体变异）。
B．育种年限显著缩短 D．需大量处理供试材料
C．基因自由组合）。
④抑制细胞有丝分裂中纺锤
D．基因突变 2．单倍体育种和多倍体育种主要依据的遗传学原理是（）。
B．基因连锁互换
3．用秋水仙素处理幼苗，所不能引起的变化是（体的形成 ⑤获得单倍体植株 A．①②③）。
A．单倍体育种 B．多倍体育种）。
C．杂交育种
D．诱变育种
5．下列各项中，可能产生新基因的是（A．用离体花药培养玉米植株
C．通过杂交培养抗病小麦品种 B．②④⑤
C．⑧⑤
D．①③
４．在育种上既要得到更多的变异，又要使后代的变异性状较快地稳定，最好应该采用（①提高突变频率 ②获得无子果实 ③大幅度改良某些性状
B．用低温处理诱导染色体加倍 D．用Ｘ射线处理链孢霉
６．经过杂交育种培育的优良品种连续种植几年以后品质会下降，其根本原因是 A．发生基因突变
B．发生基因重组 C．发生基因分离
D．发生性状分离 ．2003年我国载人航天飞船“神舟”号飞行成功。“神舟”号飞船曾携带一部分 植物种子，进行诱变育种，这是利用太空中的（）因素诱发变异。A．射线等物理因素
B．化学物质等化学因素 C．太空中的微生物
D．自然突变
8．番茄是自花授粉植物，已知红果（R）对黄果（r）为显性，正常果形（F）对多 棱果（f）为显性。以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有红色多棱果品种、黄 色正常果形品种和黄色多棱果品种（三个品种均为纯合体），育种家期望获得红色正常 果形的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：（1）应选用以上哪两个品种作为杂交亲本？
（2）上述两亲本杂交产生的F，代具有何种基因型和表现型？
（3）在F：代中表现红色正常果形植株出现的比例有多大？凡代中能稳定遗传的红 色正常果形植株出现的比例有多大？
9．良种对于提高农作物产量、品质和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途径。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于
用心
爱心
专心 _______________，选育过程中性状的遗传遵循___________、____________等遗传定律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于__________，实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到________________植株。
10．现有三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：
（l）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）
(2)如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdda的植株最少需要几年？
(3)如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（只写出方法的名称即可）11．在家兔中黑色（B）对揭色（b）为显性，短毛（E）对长毛（e）为显性，这些基因是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔。请回答下面的问题。（1）试设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案（简要程序）： 第第第一二三
步步步________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。（2）F2中黑色长毛兔的基因型有____________和____________两种，其中纯合体占黑色长毛兔总数的____________，杂合体占F2总数的____________。（3）此题属于基因的________________________定律。
12．下图纵轴表示青霉菌的菌株数，横轴表示青霉菌产生的青霉素产量，曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化，曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化。请根据图6-1回答下面的问题。
用心
爱心
专心
（1）曲线b和a相比，说明了______________________________________________。（2）b、c、d
3条
曲
线
比
较，说
明
了___________________________________________________。（3）比较
13．下图（图6-2）是表示农业生产上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程示意图。请根据图回答下面的问题。b、c、d3
条曲线的变化，最符合人们的菌株是__________________________________，从中我们可得到什么启示？
（1）图中A→B→C→D所表示的育种方法是_____________育种，其显著的优点是______________ ___________________________________________________________________________。
（2）从F1到F4连续多代自交的目的是提高的含量；从F2开始逐代进行人工选择是为了
用心
爱心
专心 淘汰__________，为什么这种选择必须从F2开始而不能从F1开始？__________________ __________________________________________________。
（３）图示的两种育种方法都是从亲本杂交开始，这样做的目的是___________________。．D 2．A 3．C 4．D 5．D 6．B 7．A 8．（l）红色多棱果品种和黄色正常果形品种
（2）RrFf红色正常果形（3）9／16 1／16 9．基因重组
基因分离定律
基因自由组合定律
基因突变
多倍体
10．（l）A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与c杂交，得到杂交二代．杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd植株。（2）4年。
（3）单倍体育种技术。
用心
爱心
专心
用心
爱心
5.杂交育种与诱变育种教学设计 篇五
——《杂交育种与诱变育种》课后反思
11月17日，在郑州101中学我有幸亲身参与了一次同课异构活动，与101中学，5中和上海进才中学共5位老师同台进行《杂交育种与诱变育种》的教学。
在设计这节课时，我首先依据课标：搜集生物变异在育种上应用的事例，在课件上罗列了本节课用到的典型事例。然后依据考试说明：生物变异在育种上的应用，在教学设计中紧紧围绕育种在生产实践上的应用，设置案例，以“创设情境—问题探究—归纳总结—习题反馈”的模式引领学生自主、合作、探究学习。在学案设计上，根据目标——评价的一致性，分解学习目标，使之更具体，具有可操作性，这也是我一直以来所坚持和自豪的地方。但经过这次同课异构活动，听过了其他几位老师的教学，特别是上海蒋金珍老师和专家彭瑞乙老师的评课，我学到了很多需要改进的地方，其中最突出的有以下四点感受：
一、自主学习是在先行组织之后
在本节课设计中，我最大的一个特点就是通过设置问题探究，引导学生自主学习，完成对应的任务，先练后教。但通过观察其他几位老师的课堂，我发现在育种遗传图解书写和育种方法的总结上，他们并没有完全的放手给学生，而是首先进行引导并纠错，然后通过习题检测反馈。对比看来，我这样完全放手给学生的方式，咋一看像是在自主学习和探 究了，但这是建立在学生一张白纸的基础上，这样的自主学习收获少，速度慢，从课堂回答问题的效果明显不够透彻，一知半解，甚至不敢回答。在这个环节的设计中，教师的“先行组织者”的角色明显缺失了，教师的定位在于引导和示范，而不是完全的放手。
二、追问——知其所以然
上海进才中学的蒋金珍老师上课的风格给了我很大的启示，她在整节课的教学中，紧紧把握问题的进度，适时追问，诱导学生思维，发出疑问并紧跟问题深入思考，可以明显的感觉到虽然没有小组合作探究讨论等活动，但学生的思维是活跃的，动态的，真正在思考问题。往常，在我的课堂上，特别是这样的展示课，总是担心学生的问题多，把自己的问题暴露出来，或者怕追问学生，一旦学生答不上来或答得不是自己预设的内容而导致场面尴尬，所以，在我的课堂上往往是封闭的预设，按固定的套路走下去。听了蒋老师的课，我才知道原来探究的课堂也可以像蒋老师这样通过不断的追问引导学生去探究，更深入的思考，诱导学生思维开放，发出疑问，让课堂生成多起来，课堂的亮点亮起来，真正成为一节有收获的课堂。
三、有效的合作学习
我在学习卷的最后设置了一道育种实践应用题，目的是对刚学习的杂交育种和诱变育种方法的检测反馈，预设有的学生能够联想到刚学过的单倍体育种也可以完成本题。这道题是通过小组合作设计育种 方案，由于获知他们的班级都是打乱了上课，不存在小组，所以我临时决定通过同桌合作讨论完成。在这段时间内，我发现了几个小组具有代表性的问题，但是在展示交流环节，学生一下子把两种育种方法都陈述了出来，直接省略了更能产生课堂生成的交流环节。
通过蒋金珍老师的课上示范和专家彭瑞乙老师的评课，我学到了如何组织有效的合作学习。首先在设置小组合作时必须有值得合作的题目，需要合作才进行合作学习；其次，组织的小组要有分工，每个同学都明白自己的角色，承担起自己的责任；最重要的还在于交流，组内和组间的，师生之间的，组织教学要支持学生的合作，如小组代表回答完，还要追问“小组内同学是否有补充，是否代表了全组的意见？”这样就避免了小组展示环节中的一言堂。这也体现了教学组织中的基本功，需要平时上课多练多用。
当然，本次同课异构活动，我还学到了很多，例如如何备课，如何评课，如何写教学设计，但更重要的是通过两地多个学校之间教学理念的碰撞和交流，给我打开了一扇窗户，让我看到外面的世界，也理解了殊途同归这个词语，方法可以不同，但最终都是要促进学生思维和能力的成长。
6.育种与育人 篇六
21育人如同育种，将育种的经验移植到育人，把育人的实践转换到育种中，国家教学名师新疆石河子大学曹连莆教授在育种育人这两个领域取得了成功。他提出的“三式育人”，即“大水浇灌式”、“雨露滋润式”和“整枝打杈式”，既培育了大量的优质良种，更精心培育了一批优秀的人才。在育种实践中升华对育人的思考，这对我们大学的人才培养有着许多哲理的启迪。
种子入土，要使它生根发芽，首先必须给它水分和阳光，在它嗷嗷待哺时，对其“大水浇灌”，会使其深深植根于这片土地。人才的培育又何尝不是如此？对于每一名新入学的学生来说，进入大学后，自然有许多理想甚至幻想，他们天真烂漫，他们激情四射。此时，作为老师来说，首先要做的当然是使他们得到最充分的精神和知识营养，在他们如饥似渴的求知过程中，及时给予他们以文化和知识的水分。
上善若水。有了这样的“大水浇灌”，对于这些有待塑造的人才而言，在其生命之初就有了根的意识。他们会深深知道，无论飞得多高多远，都离不开伴其成长的土地。曹连莆培养的40多位硕士生、博士生中，80%留在了新疆农业工作岗位；留校的16位学生面对国内外多种机会时，都选择留了下来。
半个多世纪前，已在美国取得卓越成就的钱学森，得知中华人民共和国成立，带着一张旧船票，一把旧吉他，毅然选择回国，当时国防部官员惊呼：钱学森一个抵得上5个师。钱学森回国的原因有很多，但其中最为重要的，是中华文化的爱国精神在他身上产生着深厚的影响，这使他无论有多大成就，也不愿意离开这个精神之根。他自己也多次表示：能为国家和人民做点事，是与老师的教育分不开的。
种子成长的第二步是生根发芽，当一颗颗弱小的根芽破土而出时，他们可能难以想象到，等待他们的不仅是和风细雨，不仅是阳光雨露，可能会遇到严寒冰雹，会遇到沙尘暴，等等，如果听任自然风吹雨打，这些幼苗的成活概率一定会非常低。此时最需要的是对幼苗实施“雨露滋润式”的养护。其实这点道理有经验的农民也都明白，但他们顶多是凭经验来培育，曹教授却能从学理层面上对种芽进行精心培护。更为重要的是，把这种精心细致转移到人才培育上，这种培育对象的转换，需要的是智慧和更大的爱心。对于这些人才来说，需要我们老师给予更多的爱心、细心和耐心，帮助他们如何读书，如何进行科学研究，如何走上讲台，这个过程尽管很平淡，但却包含着老师们一生心血和积累。
任何一名学生，包括日后取得成功的各界优秀人士，在他们刚刚作为幼芽破土而出时，总是会遇到精心呵护的养育人，给他们以知识的春风，精神的细雨，在春风化雨中，他们确立了自信，确立了对未来人生的期望定位。获得2011年国家最高科技奖著名物理学家谢家麟院士，不仅在科学研究上作出了杰出的成就，而且以春风化雨般的精细，培育了一个团队，培育了一批优秀的中青年科学家。他的这种高培养率源自于他对人才种子成长过程的了解，他给学生最多的鼓励是在了解学生的实际情况后，给他们以自信，这种自信是他们取得骄人成绩的基础。在总结其一生科研体会时，他深有感触地说道：要树立坚定的自信。资质超人当然占有优势，资质差些也可以用加倍的努力来补偿。科学王国大公无私，但一分耕耘，一分收获，一分努力，一分成果，这是永远的真理。
当幼芽在雨露滋润中茁壮成长时，说不定还会遇到诸多意想不到的自然灾情，这些都可能会使幼苗平添一些伤病，这就需要对其进行“整枝打杈”。同理，人才成长过程从来就不是一帆风顺的，在历史上有不少的少年得志、才华出众的人，最后成为一夜星辰，留下太多的“伤仲永”。与其说这是对青年人的警示，不如说更是对我们老师的严峻考量，因为只有严格、严谨地对待青年学生，在他们春风得意，给予更多严格的训练和要求，明确提出他们身上的缺点和不足，并提出改进的路径，才能让人才经受住历史考验。
7.杂交育种与诱变育种教学设计 篇七
酵母菌是酒类生产中一种重要真菌类微生物, 在自然环境中, 多分存在于含糖量高、偏酸性条件下。25-30℃的温度为其最适合的生长的温度, 最适合的pH值是5-6, 发酵温度一般为30-34℃。在传统的白酒生产中, 在窖池内的发酵时间一般要2-3个月。一般酒精会在酵母菌在发酵的前1-2个月产生, 发酵过程中会产生有机酸, 伴随着有机酸的不断积累pH逐渐降低, 酵母的生长繁殖会受到抑制, 发酵作用不断减弱, 直至停止, 这样原料就不能充分的利用造成原料浪费。可见选择一种耐酸性高的酵母菌有利于促进原料的充分利用, 降低生产的成本, 提高白酒的产量, 带来更大的经济效益。
近年来, 随着科技发展, 许多新的诱变剂被研发应用于诱变育种, 但紫外线作为诱变因子进行诱变育种已经有一段历史了, 诱变育种仍有很大的成功率, 具有方便、经济等特点。
紫外灯所发射的紫外线波长大约有80%为2537埃, 在诱变育种的有效波长范围内。紫外线主要是通过改变DHA来引起生物效应的。DNA对紫外线的吸收作用非常强烈, 特别是碱基中的嘧啶, 它比嘌呤更为敏感, 紫外线可以通过很多形式引起DHA的改变, 如DNA链的断裂, DNA分子链的断裂, DNA分子内和分子间的交链, 核酸和蛋白质的交链, 胞嘧啶的水合作用以及胸腺嘧啶二聚体的形成。可见光能够对紫外线损伤DNA遗传活性的作用进行复活。所以进过诱变后的微生物要被可见光或者是长波紫外线的照射, 故诱变处理后的样品要用黑纸包裹, 且样品不能存放太久, 以免突变在黑暗中经其它机制得到修复。
1 实验部分
1.1 仪器和设备
DG-1多功能恒温箱 (上海医疗器械厂) ;PHS-3C酸度计 (上海虹益仪器厂) ;GB4027手提式压力蒸汽灭菌锅 (上海柳港医用器械厂) ;XS-18双目显微镜 (江南医疗器械厂) ;H2Q-R振荡器 (哈尔滨东联电子公司) ;HH-SY21-NI4电热恒温水浴锅 (北京长源实验设备厂) ;特种净化工作台 (苏州净化设备厂) 。
1.2 材料和试剂
95%乙醇 (重庆化学试剂总厂) ;麦芽粉 (四川射洪制药厂) ;琼脂粉 (上海化学试剂总厂) ;碘 (上海化学试剂三厂) ;盐酸 (重庆化学试剂总厂) ;酒糟、大曲、窖泥、黄浆水 (四川邛崃古川酒厂) 。
1.3 培养基制备
麦芽粉按20% (m/v) 比例加温水配制, 55-60℃的恒温水浴锅中糖化5h, 过滤后, 加入2% (m/v) 的琼脂粉搅匀后灭菌30min。在0.1MPa, 120℃灭菌30min, 冷却后自然pH入冰箱保存。
1.4 实验思路
利用从古川酒厂窖池里采集的相关材料, 依据相关的生物化学和微生物学原理、理化技术方法, 通过分离纯化得到可作为出发种的酵母菌, 再经过紫外线进行诱变育种, 就可以选育那些能够在低pH值下依然能够进行生长发育并且发酵能力的比较好的耐酸酵母菌作为酒用酵母菌了。
1.4.1 菌种分离纯化
(1) 固体培养基培养。分别取酒糟、大曲、窖泥, 黄浆水1.5g, 加入无菌生理盐水制成菌悬液, 移取酒糟、大曲、窖泥, 黄浆水制成的菌悬液各1mL, 用无菌生理盐水按10倍稀释6次, 分别移取稀释液1mL到各平板中, 迅速用涂布器涂抹均匀后, 培养皿封盖, 待稀释的培养液渗入麦芽汁琼脂固体培养基后, 倒置在恒温箱中以28℃下培养2天。按此方法转接培养4次, 直至得到纯种菌株后, 斜面菌种保藏。每个样品制备6个平行平板。
(2) 镜检确定出发菌种。结合镜检, 选择颜色为乳白色, 表面光滑有光泽, 长势丰满且无杂菌斑的单菌落, 经镜检进一步确定是酵母菌, 将其作为下一步诱变育种的出发菌种。
1.4.2 诱变育种
诱变选育的过程:诱变选种的过程是比较繁杂的过程, 首先要选出发种然后制备菌悬液, 利用紫外线照射处理, 作稳定性能培养, 进行稀释涂菌分离、镜检挑菌、初筛、斜面传代, 再经过复筛, 最后才能得到目的菌株。
(1) 制备菌悬液。选取鉴定纯种的出发菌种, 通过生理盐水洗涤斜面, 按无菌操作法制备菌悬液, 盛入三角瓶中。三角瓶置于振荡器180r/min, 以使菌体全部以单细胞状态分散开来。再将菌液用以灭菌的漏斗滤纸过滤, 得到较清澈的菌悬液。以血球计数板的方法来计算菌悬液的菌体浓度, 用生理盐水稀释成浓度约为1×106个/mL。
(2) 紫外诱变。无菌操作台上, 用无菌移液管分别移取8份5mL的菌液至8个7cm口径无菌平皿中, 编号为1-8号, 平皿置于紫外灯30cm处。关闭其余照明, 使实验条件为暗室, 同时打开红灯。
其中1号平皿作为对照, 即照射时间为0s;2号平皿置于磁力搅拌器, 使菌体一直保持悬浮。打开紫外灯2min后波长趋于稳定后, 移开平皿的盖子开始计时。第30s时盖上平皿的盖子, 并关掉紫外灯和搅拌器, 将2号平皿用黑色纸覆盖。按同样的操作, 将3号按60s、4号按90s、5号按120s、6号按150s、7号按180s、8号按240s的照射时间进行处理。
(3) 诱变菌株的稳定性能培养。用移液管分别移取1-8号菌液各1mL, 分别用生理盐水按10倍稀释4次, 按无菌操作接入麦芽汁固体培养基上, 用黑色牛皮纸包好培养皿, 28℃培养2天。每个样品做3组平行。
根据3组1-8号平板长出的单菌落平均数, 可以算出1-8号的菌液的浓度。1号值作为原始菌液的活菌数, 2-8号值分别代表不同时间照射后菌液的活菌数, 这样即可算出照射后菌液的菌体的存活和死亡的比例。
根据各照射剂量的死亡率, 如果照射剂量太小, 变异菌体的占有率非常低, 反之, 菌体的存活比例也会比较低, 都不宜于菌体的挑选。我们一般要求照射死亡在80%-90%之间。因此最后确定4号和5号菌液为最佳。
(4) 酸式麦芽汁琼脂固体培养基的制备。用稀盐酸调加热溶解后的麦芽汁琼脂培养基为pH=3。用酸式麦芽汁琼脂固体培养基倒平板, 共制备10个。
(5) 耐酸菌株筛选。将 (3) 中得到的作稳定性状培养的4号5号诱变后的菌液的培养液, 用生理盐水按10倍稀释6次后用移液管各取1mL, 将其接种到pH=3的酸式麦芽汁琼脂固体培养基上, 倒置28℃下培养2天。每个样品做3组平行。重复转接4次, 得到目的筛选菌株。
2 结果与讨论
在实际的生产过程中, 随着发酵时间, 酵母菌所处的生长环境的会慢慢变低, 最后会达到一个很低的水平, 比如黄浆水, 最后的pH值就降低到了3。酵母菌低是很难在这种pH值的环境下生存的。由此可见在发酵过程中会有大量的有机酸不断地积累, 到整个过程的后期由于有机酸的积累酸度处于一个较高的程度这就抑制了发酵。酵母菌随pH值的降低, 其单菌落的直径值和厚度值不断变小, 酵母菌的生长繁殖就会受到抑制, 可见pH值的变化严重的影响着酵母菌的生长繁殖。故筛选一种耐酸酵母菌, 在生产上具有重要意义。
采用紫外线诱变方式可改变普通酵母菌株的相关性能, 实验表明4号和5号菌液的紫外线照射剂量 (即90s和120s) 为最佳。诱变时间开始逐渐增加对生长有利, 当超过120s后, 其生长又受到抑制, 故紫外诱变最佳条件为90~120s。
3 结论
通过紫外线诱变方法, 有效地筛选到了所需要的耐酸性能较好的酵母菌种, 诱变条件为紫外灯照射90~120s, 这对白酒的生产具有一定的指导意义。
摘要：以采自白酒厂的酒糟等为原材料, 经过分离纯化等一系列过程得到的酵母菌株作为出发菌种。通过紫外线诱变处理, 并采用pH=3的选择培养基作为筛选条件, 得出紫外照射90120s为最佳条件, 能筛选出适合白酒厂生产工艺条件要求的酒用耐酸酵母菌株。
关键词：白酒生产,酵母菌,诱变育种,耐酸酵母菌
参考文献
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8.杂交育种与诱变育种教学设计 篇八
摘 要 综述EMS诱变的原理和关键技术，简述一些EMS诱变技术在水稻育种中的应用。EMS对水稻成熟胚的愈伤组织的诱变、对水稻种子的诱变、对水稻幼穗的突变等；总结了EMS诱变育种技术存在缺点和不足；提出了今后EMS诱变技术应用在水稻育种方面的展望和发展方向。
关键词 EMS诱变；水稻；育种
中图分类号：S336 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--03
EMS（Ethy Methan Sulfonate）属于一种烷化试剂，是目前公认的一种最为有效且应用比较多的化学诱变试剂。EMS诱变水稻所产生的突变体，后代分离的基因数量很少，且稳定性较好，但不同的株系之间产生的突变类型比较丰富[1]。当前，水稻种质资源库新的基因极其缺乏、遗传资源日益枯竭的状态，采用EMS诱变水稻技术、创造有用目基因有重要意义。对水稻分子育种提供理论基础。
1 EMS诱变的原理
EMS诱变技术改变DNA的一些结构，通常它带有一个或者多个活性烷基，此烷基可以转移到电子密度高的碱基上，发生烷化反应，置换出氢原子，进而改变氢键的能力，使DNA结构改变。其诱导表现为嘌呤和嘧啶的转换，DNA的N-7位置的H离子被活性烷基取代后，成为一个带正电荷的集团，易发生转变型突变和置换型突变两种遗传效应。EMS诱变原理见图1。
图1 EMS诱变原理
1.1 转变型突变
烷化了的鸟嘌呤（G）不再与胞嘧啶（C）配对，从而造成G≡C碱基对变成T=A碱基对，EMS诱变大部分表现为转换型突变。
1.2 置换型突变
活化的鸟嘌呤（G）由于糖苷键发生断裂，造成了脱嘌呤，而原来鸟嘌呤的位置成了一个空位，当DNA分子在下一步复制的时候，4种碱基都有可能进入到其互补位置，造成突变，但是这种现象的可能性较小。
2 EMS诱变的关键技术
EMS具有操作比较简单、突变频率较高、突变专一及多效等优点，其诱变成败的关键技术如下。
2.1 适当的诱变剂量
处理材料时，用适当的EMS剂量以便于产生较多的变异，减少植株的不必要损伤。诱变过程中对材料造成半致死效应的剂量通常作为诱变的最适剂量，或者设置诱变剂的浓度梯度及时间梯度来筛选最适诱变剂量。
2.2 适当的筛选
表型筛选鉴定、生物技术、生理生化检测、遗传学分析等方法筛选出产生的突变体。
2.3 突变性状的遗传分析及基因定位
根据突变后代F2、F3表现性状，分析为主效基因或者是微效基因，然后采用两点测验或者三点测验的方法进行基因定位。微效基因定位一般采用标记分析、区间作图以及复杂区间作图等。
3 EMS誘变技术在水稻育种中的应用
3.1 EMS对水稻成熟胚的愈伤组织的诱导
在一定范围内，随着诱变剂量或者浓度增加，诱变频率也会随之增加，如果超过一定的剂量范围，植株死亡和细胞受损就会极大增加，因而被筛选掉的有利变异也会增加，进而使育种效率降低。
朴铁夫、原亚萍[2]等在离体培养条件下，EMS处理水稻成熟胚诱导的愈伤组织，观察处理后愈伤组织的生长变化、细胞染色体畸变和株体的分化情况。设定EMS的浓度梯度且每个梯度设置5次重复后取平均值。结果显示，低浓度EMS处理水稻成熟胚的愈伤组织有刺激生长的作用，而高浓度EMS处理对水稻成熟胚愈伤组织生长则有抑制作用，这种抑制作用随着EMS浓度的增高而加强；伴随着EMS浓度的增高，愈伤组织细胞染色体具有微核细胞数明显增加；从愈伤组织分化出来幼苗的情况看，低浓度EMS处理的愈伤组织分化出来的绿苗明显比对照多，分化率较高，高浓度的EMS处理分化出来的绿苗明显比对照少。其中最高浓度EMS处理的分化率最低。此试验表明，低浓度的EMS处理对水稻成熟胚愈伤组织的生长和分化有促进作用，而高浓度的EMS有抑制作用。低浓度的EMS对细胞呼吸强度及细胞色素氧化酶活性有刺激作用，高浓度EMS则表现为抑制作用。
刘丕庆[3]从水稻品种中丹二号的花药和幼穗中分别诱导出二倍体、四倍体的愈伤组织，并利用EMS处理愈伤组织，调查处理的愈伤组织耐盐细胞频率的变化试说明耐盐变异体筛选过程中使用诱变剂的重要。实验经过培养基配制、诱变处理、愈伤组织的筛选、相对生长量、耐盐细胞频率和细胞的计算等方法，测定EMS对愈伤组织生长的抑制作用和EMS处理后愈伤组织耐盐细胞频率的变化。EMS在较低浓度下，愈伤组织生长和对照相差比较少。EMS浓度达到一定浓度，愈伤组织生长会受到抑制，有些愈伤组织变褐死亡且相对生长量约是对照的40%。当EMS浓度达到一定量时，直到接种约20 d才有愈伤块，很多愈伤块已死亡。当EMS浓度达到最大时，所有的愈伤块都死亡。而经EMS处理后的愈伤组织的耐盐细胞频率表没有显著高于或低于对照。此实验说明EMS诱导水稻愈伤组织，可以刺激或者抑制水稻愈伤组织的生长，但是对愈伤组织耐盐细胞频率的变化几乎没有影响。
张小玲、王元辉[4]采用EMS处理水稻体细胞愈伤组织，诱导其产生变异。采用浸渍法及滴加法处理水稻体细胞愈伤组织，确定半致死质量浓度。经过与对照比较，确定再生植株株系的图变频率。试验配制3种培养基（诱导愈伤组织培养基，继代培养基，分化再生植株培养基），诱导愈伤组织，EMS处理，最后将再生植株D1代移栽到温室，成熟后单株收货构成D2代，D2代田间种植，以原品种为对照，生育期间观察记录变异情况。结果显示浸渍法处理水稻愈伤组织，EMS对水稻愈伤组织的半致死量为1～5 g/L；滴加法处理，水稻愈伤组织的半致死量为50 g/L。从实验结果来看，浸渍法的有点是愈伤组织各部分能与EMS充分作用，愈伤组织吸收EMS比较均匀，但是在浸渍和清洗过程中愈伤组织表面分生能力强的细胞容易脱落，提高愈伤组织的死亡率；而滴加法的优点是愈伤组织经过一段时间的恢复生长后，进一步处理时的存活率比较高，其缺点是愈伤组织与EMS作用不均匀，EMS长期留在培养基中会产生一些分解物质，对愈伤组织和绿苗有毒害作用。
试验上看，高浓度的处理得不到再生植株。另外，从有关EMS处理的报道中获悉，EMS处理并不是浓度越高变异频率就越高，较低的EMS浓度反而有较高的变异频率。
3.2 EMS对水稻种子的诱导
EMS对水稻种子胚的诱变伤害稍轻，不像物理诱变的抑制或损伤效果那么强烈，物理诱变如电离辐射，其穿透力较强且容易被染色体组吸收，对染色体结构的破坏性很大，强烈抑制水稻种子的萌发和根、芽的生长。
李学宝、杨学荣[5]等通过研究EMS对水稻萌发种子呼吸强度及多种酶活性影响，分析呼吸代谢、种子发芽率、幼苗生长高度和根系活力等之间的关系。选取饱满的水稻品种籼稻“广陆矮4号”预浸泡后用不同濃度的EMS震荡处理。用TTC法、微量检压法、3，5-二硝基水杨酸比色法及愈创木酚法等对种子的发芽率、发芽势、呼吸强度、细胞色素氧化酶活性以及α-淀粉酶活性等进行测定。结果显示EMS对水稻种子的发芽势、发芽率和幼苗生长高度等的影响随处理浓度的高低而异。低浓度的EMS提高幼苗的根系活力，根尖还原TTC的量明显高于对照组；当浓度进一步增加时，根系活力受到抑制并下降，最高浓度处理的TTCH含量达不到对照组的60%。较高浓度EMS的处理，根生长速度降低并且根长和根数明显少于对照组。EMS对水稻萌发种子呼吸的影响、α-淀粉酶活性的影响均存在某一“临界剂量”，在该剂量之下表现为促进作用；超过此剂量后，变为抑制作用，EMS作用的变化符合诱变剂作用的“剂量曲线”。但是EMS对氧化物酶活性的影响比较特殊：低浓度的EMS对过氧化物酶活性的影响不大；高于此剂量时，则该酶活性下降。该研究不仅研究了水稻种子萌发生长初期形态学上的效应，还对植物体内发生的生理生化变化进行了研究，为水稻EMS诱变育种提供了有力的科学依据。
陈灿，徐庆国[6]等采用不同种类的化学诱变剂（EMS、NaN3和MNU）处理水稻种子，研究其萌发和生长状况。测定发芽势，统计发芽率：稻种的胚根长度以与种子长度相等为标准，胚芽长度约以种子长的1/2为标准。计算发芽率的同时还要测量水稻的根长和芽长。
发芽指数=∑Gt/Dt（GT为t时间内的发芽数，Dt为相应的发芽天数）
活力指数=发芽指数×苗长度
诱变处理的水稻种子萌发对3种不同的化学诱变剂刺激的反应基本相同，部分低剂量的诱变剂对水稻种子发芽刺激作用，但总的情况是随着3种诱变剂浓度的增加，稻种的发芽势、发芽率呈明显下降的趋势。低浓度的化学诱变剂对稻种发芽影响表现不大，高浓度的化学诱变剂如EMS和NaN3处理严重降低稻种的发芽率和发芽势。
3.3 EMS对水稻幼穗的诱导
李学宝[7]用不同的EMS处理水稻离体幼穗，测定培养初期的呼吸强度、细胞色素氧化酶和同工酶及苹果酸脱氢酶同工酶。采取幼穗，用含不同浓度EMS的液体培养基振荡处理后将幼穗切成段，接种在固体培养基上。
低剂量的EMS对诱导率和分化率有一定的促进作用；随着EMS剂量逐渐加大，幼穗体细胞愈伤组织的诱导与分化均受到抑制，诱导效率和分化效率都表现明显降低，处理组和对照组间差异显著；高浓度的EMS延长幼穗体细胞愈伤组织的产生，未处理和低浓度处理的幼穗培养到8～10 d，即可见有愈伤组织产生，高浓度处理需13～15 d才能看见有愈伤组织产生，比对照延迟了5～7 d，且愈伤组织生长缓慢。低浓度的EMS对幼穗呼吸有一定促进作用，在EMS较高浓度时，呼吸强度与EMS浓度呈负相关；EMS对培养幼穗具有持续的生理效应；EMS对细胞色素氧化酶和对苹果酸脱氢酶同工酶的影响与EMS对愈伤组织的影响相同。
3.4 EMS对水稻的其他诱导
EMS诱导水稻不单单表现在愈伤组织、种子、幼穗等，EMS对水稻右边育种还有其他的应用。
顾佳清、张智奇[8]等用化学诱变剂EMS对粳稻进行诱变处理，来构建突变体库。结果显示出0.5%浓度的EMS溶液处理水稻种子，再经过0.5%和0.7%EMS溶液复合处理，发生突变的频率12.4%，复合处理优于一次性处理的效果。EMS诱变产生的突变体后代分离的基因数量较少且稳定性比较好，不同株系产生的突变类型比较丰富。
陈忠明、王秀娥[9]等利用EMS对籼型水稻进行诱变处理，以构建基因突变群体。M1代单本移栽并单株收取。M2代播种了5 000个家系，根据各个生育期的表现，鉴别筛选出了发生突变的411个家系，且收获271个家系。M3代对M2代收获材料按照系谱法进行跟踪观察。表明形态性状的突变率是8.22%，一些突变体具有的优良性状，可能在以后的育种中得到充分利用。
4 EMS诱变在水稻育种中应用的展望
EMS的突变频率相对比较高、能诱发出各种有用的突变基，能够在原有遗传背景基本不变的情况下，分子水平上使植物体出现有用表现性状的变异。EMS对水稻诱变产生的突变主要有：穗部形态突变、籽粒形态突变、茎秆形态突变、叶片形态突变、育性突变及熟期突变等。在植物种质资源创造、功能基因组学研究等方面发挥了重要作用。EMS在水稻育种中应用的研究广泛，在诱导水稻成熟胚的愈伤组织中，确定EMS的最适诱变浓度和最大突变率；诱导水稻种子，研究EMS对水稻种子一些生理生化指标的变化；EMS诱导水稻幼穗，分析水稻呼吸强度、细胞色素氧化酶及苹果酸脱氢酶同工酶等指标的变化。此外，利用EMS诱变处理水稻，构建基因突变群体，试图得到新的基因类型，对新型水稻育种途径提供理论依据。但由于EMS本身有毒性、对诱变材料有损伤、突变的随机性大等特点，导致要求诱变群体的数量大，后期检测工作量多。所以，有必要加强EMS诱变的深度研究，来控制变异的方向和性质，进一步加强高通量突变筛选技术的研究，提高诱变效率。
参考文献
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[4]张小玲，林恭松，王元辉.烷化剂EMS处理水稻愈伤组织诱导突变的方法初探[J].安徽农业科学，1999（12）.
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[7]李学宝.甲基磺酸乙酯对水稻萌发种子的生理效应[J].武汉植物学研究，1991（10）.
[8]顾佳清.张智奇，周音，等.EMS诱导水稻中花11突变体的筛选和鉴定[J].上海农业学报，2005（1）.
[9]陈忠明，王秀娥，赵彦，等.水稻93-11EMS诱导突变体的分离与鉴定[J].分子植物育种，2004（3）.
9.植物育种学教学改革 篇九
高等农业教育肩负着“科技兴农”的神圣使命。随着科技进步和园艺商品市场经济的发展，用人单位对园艺学科毕业生规格和素质的要求也越来越高，更青睐于那些基础厚、专业精、技能强、素质高的毕业生。因此，不断深化教学改革、提高教学质量、培养适应时代发展满足社会需要的高素质专业人才应是教育工作者坚持并为之不懈努力地目标。西南大学园艺园林学院(以下简称“我校”)的《园艺植物育种学》是园艺专业本科教学的核心课程之一，通过该门课程学习可为学生将来从事园艺作物育种工作奠定坚实的基础。我们在课程设置、教学内容、教学手段和方法等方面深人改革，取得了一系列可喜的教改成果，同时我校《园艺植物育种学》于2009年被评为国家级精品课程。笔者结合教学实践和教学改革中的体会，总结发现通过以下几个方面改革可显著提高《园艺植物育种学》的教学效果和教学质量: 注重主讲教师选拔，构建合理教学团队 《园艺植物育种学》是一门专业课，与农业生产紧密结合，具有很强的实践性。因此在选拔主讲教师时应该将科研能力和科研水平作为重要的考查指标，选择那些科研成果显著、影响力较高的专家学者担任主讲教师。
首先，通过这些专家学者的言传身教，可以有效激发学生的学习兴趣，掌握学习内容，更重要的是可以启发学生学习他们积极进取、刻苦钻研、甘于奉献的精神，促使学生热爱园艺植物育种学;其次，现代生物技术迅猛发展，为园艺植物育种学扩充了一些新的理论、方法和技术。这些新知识、新技术必然要反映到日常的教学上，只有坚持科研的教师才能站在学术前沿，不断更新教学内容并把新的信息和知识传递给学生，激发学生求知欲望，培养学生的创新意识和创新精神;最后，科研还可帮助教师在讲授育种理论、育种程序时深人浅出，帮助学生更好地理解和掌握教学内容。园艺植物育种学原理多、育种途径抽象，我们常常要求教学要深人浅出，如果教师只教不研，只能按照前人经验照本宜科、亦步亦趋，不能将讲授的理论更贴近实际和生活，不利于教学质量的提高和学生知识的拓展。园艺植物育种学具有复杂的知识结构，即包含了果树、蔬菜、观赏植物三大类作物，又形成了以能够创造新品种的选择育种、杂交育种、倍性育种和诱变育种的四大基本育种途径，以及常规杂交育种、优势杂交和营养系杂交育种三种杂交育种方式为主干的教学内容体系。而一个教师的能力和时间是有限的，他不可能在所有的研究领域都站在前沿，因此，在实际教学前应依据专业和方向选拔教师，组成合理的教学团队。
还要要求各位教师在教学上相互协作、相互配合，达到优势互补的效果。教学团队应该定期召开教学会，互通有无，并对整个学科的新成果、新理论展开讨论，以保证教学内容的系统性和先进性。我校由12位科研成果突出的教师组成教学团队，涵盖了果树、蔬菜、观赏植物三大方向，由获得过国家级、省部级自然科学奖或科技进步奖的教授、博导担任主讲教师;实行集中备课制、定期召开教学会，实行教学内容课题组预讲制，通过这些改革和措施，有效地激发了学生学习的兴趣，完善课程体系，优化教学内容
10.杂交育种与诱变育种教学设计 篇十
这一章内容比较多，重点是要求掌握杂交育种中亲本选配原则，杂交方式、杂种后代处理方法和育种程序。但是对远缘杂交、倍性育种也要有所了解，因为这些育种方法的成果也是很大的。其实这几种育种方法，基础还是杂交，只不过亲本不一样，因而产生的问题和要注意的方面不一样。
一般我们所说的杂交育种就是种内不同品种的杂交。而回交育种是一种特定的杂交，就是杂种后代和亲本之一的杂交。而远缘杂交是种间的杂交，由于亲缘关系远，就出现不育、杂种后代不育等等问题。而倍性育种，是从染色体的倍数性角度考虑和研究的，自然界有很多植物是多倍体的，既有同源多倍体，更多的是异源多倍体。由于可以通过人工诱导的方法使染色体加倍成为纯合二倍体，那么单倍体育种就成了一个育种的捷径，单倍体育种就发展起来了。
下面我们就先来看：
1．杂交育种法
是当前最常用、最有效，也是成果最多的育种方法，它的工作内容包括亲本选配、杂交、杂种后代的选择、培育及鉴定等。
亲本选配的原则是：双亲优点多，缺点少，且缺点能互补，这样就比较容易克服掉缺点，或者说发现克服掉缺点的植株的可能性比较大；双亲之一为当地推广品种，这样配出的后代对当地的适应性比较好，同时后代的综合基础水平比较好；双亲生态型不同，产地相距较远，由于遗传物质基础差异较大，后代分离范围广，变异类型多，出现优良变异的可能性增加；选用一般配合力高的材料作亲本，因为一般配合力好，往往会得到好的后代，容易选出好的品种。
杂交组合方式有：单交、复交和回交。
单交就是两亲本进行成对杂交。所以也叫成对杂交。单交，因为只进行一次杂交，就进入分离世代选择阶段，所以简单易行，育种时间短，杂种后代群体规模相对比较小。如果双亲性状互补，综合性状符合育种目标，采用这种方法最容易获得成功。大部分作物正反交差异不大，但有时正反交对后代的影响不同。
复交是两个以上亲本进行两次以上杂交的方式。应用复交时，合理安排各亲本的组合方式以及在各次杂交中的先后次序很重要。一般把综合性状好、适应性强并有一定丰产性的亲本放在最后一次杂交，使其在核遗传中占有较大比重，保证在杂种后代中出现优良性状。因为复交亲本多杂交次数多，杂交工作量和后代群体规模比单交大得多。实际应用中，在能够达到育种目标的前提下，尽量少用亲本。
回交是两个品种杂交以后，后代再和亲本之一杂交的方式。回交可以进行一次或者多次，一直达到预期的目标为止。
要求掌握各类杂交方式的特点。
杂交后代的处理方法有：系谱法及混合法，书上系谱法有个示意图，要求结合这个图，掌握系谱法的整个过程。要求了解系谱法和混合法各自的优缺点并掌握它们的具体方法。
系谱法和混合法是杂种后代处理的两种基本方法。优缺点如下：
1．对质量性状和遗传较简单的数量性状如生育期、株高等，用系谱法可以尽早起到定向选择的作用，较早地集中精力于少数优良家系上，可以提高育种效率。系谱法对家系的亲缘关系和性状的遗传特点跟踪调查，便于总结育种经验，正确评价亲本。
混合法由于世代数要求固定，不能灵活提前选出优系，在稳定世代选出的家系缺乏系统观察，因此评价时难以取舍。
2．系谱法对多基因控制的性状，中选率低。混合法可以保留更多的类型和高产个体。在以高产为主要目标的育种工作中，采用混合法较为有效。
3．系谱法操作复杂、环节多，工作量大；混合法操作简单，方便易行。
杂交育种程序由原始材料及亲本圃、选种圃、鉴定圃、品种比较试验、区域试验、生产试验等组成。掌握育种程序中各试验圃的工作内容。
在原始材料和亲本圃，种植原始材料和亲本材料。每一杂交亲本相邻种植，注意花期相遇问题。亲本材料一般点播稀植，便于操作管理，成熟时按组合收获。
选种圃种植杂交组合分离世代，从杂种一代到杂种四代。系谱法中，在选种圃内连续选单株，直到选出性状稳定一致的品系升级为止。
鉴定圃种植的是升级的新品系以及上一年鉴定圃中需要继续鉴定的材料。鉴定圃中不再选单株，而是对中选的品系进行初步产量比较，观察性状的稳定性，要对育种目标中所要求的性状进行必要的鉴定。性状稳定并且表现优良的品系可以升到品系比较试验。产量超过对照品种的优良品系升级到品种比较试验。
在品种比较试验就种植由鉴定圃升级的品系和上年品种比较试验中需要继续进行试验的优良品种。这里要对所选育的品系作最后的全面评价，只有显著优于现有推广品种而且表现高产、稳产、优质、低耗的品系才能中选进一步参加区域试验。
参加品种比较试验的品种数目相对较少，小区面积较大，并对品系的产量、生育期及抗性等进行系统的观察记载，收获后进行室内考种。品种比较试验一般要进行二年以上。
经过品种比较试验选出来的品系，分别在一定生态区域的不同地点上做品比试验，就称为区域试验。各试验点的试验设计方法和品种比较试验一样，对照采用当地大面积生产主栽的同类型品种。一般要求试验2~3年。区域试验是鉴定品系的适应种植区。同时也有推广示范和多点繁殖的作用。
生产试验，就是经过区域试验的少数入选品系安排在适应区域内的多个试验点上，做大面积无重复的对比实验。一般试验1~2年。有三个作用：1 大面积的生产条件下鉴定品系的生产能力；2 大量繁殖种子；3 示范宣传，为将来新品种的大面积推广应用打下基础。
最后一个环节是品种的审定和推广，在各级试验中表现优异，在产量、品质、适应性其抗逆性方面都达到育种目标的品系，可以向当地省级品种审定委员会申报审定。经过审定合格的，可以定名成为新品种，并且在生产中应用推广。
以上是一般的杂交育种程序，实践中也是可以根据具体情况灵活运用的。比如选种圃里特别突出的材料，在种子数量允许时，可以越级参加品种比较试验。
2．回交育种法
是两亲本杂交后，它的后代再和亲本之一进行多次杂交的方法。通过遗传学部分的学习，我们知道，这种方法可以置换细胞核，主要是要求育成品种具有某一亲本的某个性状，同时又具有另一亲本的大部分性状。
3．远缘杂交
是指种间、亚种间、属间，就是亲缘关系很远的个体间进行的杂交。比如，马和驴杂交，生的骡子，比如教材上介绍的八倍体小黑麦等，都是远缘杂交成功的例子。但是远缘杂交毕竟是亲缘关系远，产生杂种不容易，要想让杂种产生后代更不容易，就要想很多办法，来克服这种种间的生殖隔离。克服的方法介绍了好多种，比如媒介法、重复授粉、理化因素处理、染色体预先加倍、柱头移植法等等。
4．倍性育种
包括多倍体育种及单倍体育种。多倍体育种又分为同源多倍体和异源多倍体。
选育异源多倍体最常用的方法是远缘杂交后，对远缘杂种进行染色体加倍，再进行选择培育，从而育成新品种。
单倍体育种是对杂种一代先进行人工诱发单倍体，而后再进行染色体加倍，使其成为纯合二倍体，并从中选出优良单株培育成新品种的方法。人工诱发单倍体最常用的方法是花药（花粉）的离体培养。此法在育种上有克服杂种分离、缩短育种年限，提高选择效率等作用。
第八章 杂种优势利用
在遗传学部分，我们学习了杂种优势的理论，在这一章，要求掌握利用杂种优势的途径和技术；特别是要重点掌握雄性不育性在杂交制种中的重要意义和应用。
1．杂种优势的概念和表现特点
杂种优势就是指杂交后代表现出的某些性状或综合性状优于亲本的现象。
表现特点：既普遍又复杂。说它普遍是因为它广泛表现于各种作物上。说它复杂，是各种作物、各种不同的性状，它的优势表现不同。关于不同主要性状杂种优势的表现，可以通过教材316页了解。
2．利用杂种优势的原则
利用杂种优势要根据作物的繁殖方式、去雄难易及种子繁殖系数等特点，来选用各自适宜的方法，并根据配合力测定的结果，采用配合力高的材料作亲本杂交，以便获得既丰产、综合性状又优的杂交种供生产应用。
原则有三方面内容：选配优良杂交组合、提高亲本的纯合性以及采用简易的制种技术。
3．不同繁殖方式作物利用杂种优势的特点
自花授粉和常异花授粉作物其遗传基础一般是纯合的。两个品种杂交得到的杂种一代，优势高而整齐一致。因此利用杂种优势的主要方式，就是选配两个优良品种进行杂交，获得品种间杂种。这类作物能否利用杂种优势，关键在于解决去雄问题，如果雄蕊去除不干净，就会自交结实，产生假杂种，降低制种质量。比较方便的是利用雄性不育系，来生产杂种种子。
异花授粉作物由于天然异交率高，品种的遗传基础复杂，利用杂种优势的重要特点就是选育基因型纯合、优良、配合力高的自交系，配制自交系间杂交种。这在玉米上应用广泛。
无性繁殖作物利用杂种优势的主要特点是：依照育种目标选配亲本进行有性杂交后，从杂种一代中选择优良单株进行无性繁殖，使杂种后代能在较长时期内维持象F1那样的优势水平，而不必年年生产F1种子。
4．杂交种的类别：
品种间杂交种、品种-自交系间杂交种、自交系间杂交种（单交种、双交种、三交种、综合品种）、雄性不育杂交种、自交不亲和系杂交种、种间和亚种间杂交种。
品种间杂交种的特点就是育种程序简单。但在异花授粉的品种，亲本没有经过严格自交，个体间遗传基础不一致，杂种一代表现不太整齐，杂种优势低于自交系间杂种，所以现在异花授粉作物不利用品种间杂交种。
品种-自交系间杂交种是用自由授粉品种和自交系组配的杂交种，又叫做顶交种。一般增产幅度不大，性状不整齐。生产上已经很少了。
自交系间杂交种，是目前生产上普遍采用的方式，而且增产效果显著，一般可以比优良品种增产25%~40%，或者更多。但就是育种程序复杂，需要的时间长，但是配出的杂种生长整齐一致，优势明显。到杂种二代会发生性状的分离，因此只利用一代。
自交系间杂种，根据亲本数目、组配方式的不同，又分为单交种、双交种、三交种和综合品种。
雄性不育杂交种是用各种雄性不育系作母本配制成的。质-核不育杂交种，比如水稻、高粱、玉米的恢复性雄性不育杂交种属于这种类型。细胞核不育杂交种，比如棉花的两系杂交种，水稻的光敏核雄性不育杂交种。
自交不亲和系杂交种，比如十字花科的蔬菜，甘蓝、大白菜、萝卜，甘蓝型油菜，因为母本自交不亲和，不结实，只能接受正常品种父本的花粉，不必人工去雄。
有些作物不同的种间和亚种间杂交能够正常结实，就可以配制杂交种，利用杂种一代的优势。
5．利用杂种优势的途径
在配制杂种种子时，可采用人工去雄、化学杀雄、利用自交不亲和性及雄性不育性等方法解决去雄问题，其中利用雄性不育性制种是目前利用杂种优势的最有效的途径。
从遗传学的学习我们知道，雄性不育的遗传基础有两大类，质-核互作的不育和细胞核不育。质-核互作的不育型，是可以稳定遗传的雄性不育，由于不育的细胞质基因和细胞核基因的不同组合，植株的表现可以分成三类，也就是我们在生产上应用的不育系、恢复系和保持系。就是通过保持系给不育系授粉来繁殖雄性不育系，用恢复系给不育系授粉生产杂交一代种子，保持系和恢复系都是采用系内授粉繁殖。
细胞核不育，简称核不育，不育型和可育型杂交时，其后代育性的遗传方式符合孟德尔遗传，会发生分离，所以生产上难以利用。核不育分为由单隐性基因、双隐性基因、单显性基因和双显性基因控制四种类型。
植物界的这种由核基因控制的雄性不育，大部分是由隐性基因控制的，少部分由显性基因控制。我国发现的水稻光敏核不育，是在长日照条件下表现完全雄性不育，而在短日照条件下表现为可育，并且这种由日照长度调控的育性转换，是可以稳定遗传的。这样，就可以采用两系法，不育系和恢复系两系法生产杂种，不需要有保持系了。
这一章要求掌握制种中“三系”的关系、两系法和“三系法”的制种技术。
第九章诱变育种
自然界存在着可以引起突变的各种因素，生活中一些化学物质也有诱发突变的可能。对于我们人类。要尽量避免和这些诱变因素接触，而用于育种，我们又希望通过这些因素的诱发，发现有利于人类的新的优良性状的发生。
这一章要求掌握理化诱变育种的方法和程序。
1．诱变的因素
分为物理诱变剂和化学诱变剂两大类。
典型的物理诱变剂是各种射线，育种工作常用的是X射线、γ射线和中子。处理的剂量、处理的时间要根据不同作物对辐射的敏感性来确定，不同的作物敏感性不同。作物的不同器官、组织以及不同的发育时期和生理状况，对辐射的敏感性不同；处理前后的环境条件对诱变也有一定的影响。
化学诱变剂主要有烷化剂、叠氮化钠以及碱基类似物。化学诱变剂处理可以采用一定浓度的液体浸泡或气体处理。要使诱变效果好，必须注意诱变剂的浓度、处理持续时间、温度和溶液的pH值以及种子的含水量。
突变率是随着诱变剂剂量的增大或处理时间的延长而增加的，集中诱变剂复合处理比单独物理或化学因素处理，更可以提高突变率。
2．诱变育种的特点
（1）提高突变率，扩大突变谱
（2）有效地改变个别性状
通过诱变育种可以改良一个推广品种的个别缺点，而保持其他优良性状基本不变；
（3）缩短育种年限
诱发的变异大多是一个主基因的改变，因此稳定较快；
（4）“定向”变异和有益突变的频率低
也就是说大量的变异是有害的，是未知的。
3．物理诱变剂
常应用的物理诱变剂是各种不同种类的射线。通过内照射或外照射引起染色体的改变。使DNA链发生断裂，或是造成重复、倒位、易位等畸变。照射强度、剂量强度、剂量率不同，效果不同，往往是致死的比较多。
4． 化学诱变剂的特点
与物理诱变剂相比，化学诱变的特点有：
（1）诱发突变率较高，而染色体畸变较少；
（2）对处理材料损伤轻，有的化学诱变剂只限于DNA的某些特定部位发生变异；
（3）大部分有效的化学诱变剂较物理诱变剂的生物损伤大，容易引起生活力和育性下降。
诱变育种方法：
（1）选择遗传背景恰当的原始材料；
（2）选用适当的诱变剂及适宜的剂量；
（3）育种群体不能太小；
（4）在M1不进行选择。
第＋章生物技术在植物育种中的应用
这一章的内容是了解的内容。介绍了生物技术中的组织培养、原生质体培养和体细胞杂交以及重组DNA技术等在植物育种中应用的概况和进展，它们是近十年来发展起来的高新技术，是传统育种技术的重要补充和发展。
1．组织培养
什么叫组织培养，它的应用范围和步骤。是指在无菌条件下，在人工制备的培养基上培养植物的各离体器官、组织或细胞，如根、茎、叶、花、果实、种子、胚、胚珠、子房、花序、花药、花粉等。这些离体部分可以不断地一代代地连续生长，并可再生成植株。在培养过程中，会发生变异，可通过选择、培养，育成新品种。其应用范围较广，如单倍体育种、克服远缘杂交不实及杂种不育、打破种子休眠、快速繁殖植株、种质资源保存、无性繁殖植物的脱病毒培养、原生质体的培养等
2．原生质体的培养和原生质体融合
什么叫体细胞杂交，可获得体细胞杂交产物，克服有性杂交中双亲不亲和的现象，扩大了杂交亲本和种质资源的利用范围。其具体步骤是：原生质体分离培养、原生质体融合、杂种细胞的鉴别与选择及诱导杂种细胞产生愈伤组织及再生植株
3．基因工程
其主要工作内容是：目的基因的提取、将目的基因转移到载体上形成重组DNA、重组DNA进入受体植物细胞、诱导受体细胞再生植株、目的基因在受体中表达。
近几年基因工程应用在育种上，育成了抗虫棉、抗寒的西红柿等等，成果很大。
从第十一章开始，就进入这门课程的最后一部分，通过上面介绍的各种方法，新品种培育成功了，还要做些什么工作，怎么样去推广，这里要介绍相关的内容。
第十一章品种审定和推广
这一章要了解为什么要进行品种审定，怎么进行审定，掌握品种推广的方式和良种繁育技术。特别要了解品种退化的原因并掌握防止品种混杂退化的方法；熟悉种子生产的程序。
1．为什么要进行品种审定
实行品种审定制度，可以加强农作物的品种管理，有计划、因地制宜地推广良种，加速育种成果的转化、利用；避免盲目引种和不良播种材料的扩散。
2．如何进行良种推广
推广良种要注意品种的区域化和良种的合理布局、合理搭配及良种良法的配套。
3．品种推广的方式
新品种的推广可采用分片式、波浪式或多点式进行。
4．防止品种混杂退化
在生产中，由于机械混杂、生物学混杂、基因突变和分离、不良环境条件的影响等，而使品种发生混杂、退化现象。防止混杂退化的措施：严防机械混杂（单收单打单藏等）、防止生物学混杂（隔离种植），严格去杂去劣、搞好提纯。
5．品种分级繁育
品种的分级繁育是种子专业化生产的主要内容。分级繁育是一种将不同级别的种子按等级或世代分级繁殖，完成生产用种、世代更新的良种繁育制度。
目前种子的分级繁殖和进行更新所采用的技术路线是保纯繁殖和提纯复壮。
保纯繁殖就是从育种者种子开始到生产用种，进行分级繁殖。供下一个等级种植，每个等级自己都不留种。这样每个等级的种子只能种一次，即从育种者种子到生产用种，最多繁殖四代。保纯繁殖是在品种区域化、生产专业化、加工机械化、质量标准化和经营商品化的条件下形成的，它要求有良好的技术设备条件，并有充分的贮运能力，因而需要有较高的生产力水平。
提纯更新复壮则是用原种圃或种子田的材料，根据品种特征、特性以选择为主要手段，循环选择，生产原种和原种的繁殖。采用二圃制或三圃制生产原种。
最后一章关于计算机在育种工作中的应用，就是总结了前面许许多多专家的育种经验，形成了专家系统，来帮助分析、推断某些亲本的后代情况。
还有就是在种质资源管理上，应用计算机。