浅谈生物育种

李志刚

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

1杂交育种

(1)原理：基因重组。

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

(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、y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基因工程育种(转基因育种)

(1)原理：基因重组(DNA分子拼接)。

(2)方法：基因操作(提取目的基因→与运载体结合→导入受体细胞→基因检测和表达→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。

6细胞工程育种(表1)