例析生物的可遺傳變異在育種中的應用

張從福

一、基礎回歸

1.基因突變、基因重組、染色體變異的比較

2.雜交育種、誘變育種與基因工程育種比較

3.比較單倍體育種與多倍體育種

二、易錯點撥

1.混淆“可遺傳變異”與“可育”

點撥“可遺傳變異”≠“可育”：三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現“不育”，但它們均屬可遺傳變異——其遺傳物質已發生變化，若將其體細胞培養為個體，則可保持其變異性狀——這與僅由環境引起的不遺傳的變異有著本質區別.如無子番茄的“無子”原因是植株未受粉，生長素促進了果實發育，這種“無子”性狀是不可以保留到子代的，將無子番茄進行組織培養時，若能正常受粉，則可結“有子果實”.

2.錯將“單倍體育種”等同于“花藥離體培養”

點撥單倍體育種的過程如下：

由此可見單倍體育種主要包括雜交、花藥離體培養、秋水仙素處理和篩選四個過程，不能簡單認為花藥離體培養就是單倍體育種的全部.

3.混淆三類“無子果實”

點撥（1）無子西瓜.利用染色體變異原理，由四倍體（♀）×二倍體（♂）→三倍體，無子的原因是三倍體聯會紊亂，不能正常產生配子.

（2）無子番茄.利用生長素促進果實發育的原理，在未受粉的雌蕊柱頭上，涂抹一定濃度的生長素培育而來，其無子的原因是“未受粉”

（3）無子香蕉.天然三倍體，無子的原因在于染色體聯會紊亂，不能正常產生配子.

以上三類無子果實中，無子西瓜、無子香蕉，其遺傳物質均已發生改變，為可遺傳變異，而無子番茄則屬不可遺傳變異.

4.混淆育種中“最簡便”與“最快”

點撥“最簡便”著重于技術含量應為“易操作”，如雜交育種，雖然年限長，但農民自己可簡單操作.但“最快速”則未必簡便，如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術含量卻較高，單就花粉培養成幼苗已很難實現.

5.誤認為雜交育種一定需“連續自交”

點撥雜交育種不一定需要連續自交.若選育顯性優良純種，則需要連續自交篩選直至性狀不再發生分離；若選育隱性優良純種，則只要在子二代出現該性狀個體即可，若選育雜合子，則只要得到雜種即可（需年年制種或采用無性繁殖方法繁殖）.

三、典例分析

例1如圖1所示，甲、乙表示水稻兩個品種（兩對相對性狀獨立遺傳），①～⑧表示培育水稻新品種的過程.下列說法正確的是（）.

A.如果過程②中逐代自交，那么自交代數越多純合植株的比例越高

B.⑤與⑧過程的育種原理相同，③過程表示單倍體育種

C.育種過程②⑤⑥中需要進行篩選，篩選不會改變任何一個基因的頻率

D.經過①和⑦過程培育的品種和甲、乙品種基因型不同，但是仍然屬于同一個物種

解析由圖可知，①②為雜交育種，①③④為單倍體育種，①⑧為基因工程育種，①⑦為多倍體育種，⑤⑥為誘變育種.雜合子連續自交，隨自交代數的增加純合子的比例逐代增加；誘變育種的原理是基因突變，基因工程育種的原理是基因重組；篩選過程中種群的基因頻率發生改變；甲、乙品種為二倍體植物，經過①和⑦過程培育的品種為四倍體植物，二倍體植物與四倍體植物雜交后代是三倍體，由于三倍體植物不可育，因此二倍體與四倍體間存在生殖隔離，為不同的物種.

答案：A

例2圖2所示是五種不同育種方法的示意圖，請據圖回答：

（1）圖中A→D表示的育種方法的原理是，A→B→C表示的育種方法與A→D的相比較，其優越性在于.

（2）圖中E過程對種子或幼苗進行相關處理時，最佳作用時期是細胞的，請列舉一種能引起E過程變化的化學物質：；F過程最常用的一種化學試劑的作用原理是.

（3）圖中G→J過程中涉及的生物技術有.

解析圖中A→D表示的是雜交育種，依據的原理是基因重組；A→B→C表示的是單倍體育種，其特點是能夠明顯縮短育種年限.E過程為誘變育種，DNA在分裂間期解旋后變得不穩定，易于突變，因此可以在此時期用誘變因子誘導基因突變.F過程為多倍體育種過程，常用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，作用原理是秋水仙素可抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成.圖中G→J過程為基因工程育種，涉及的生物技術有基因工程和植物組織培養.

答案：（1）基因重組明顯縮短育種年限

（2）分裂間期亞硝酸（堿基類似物、硫酸二乙酯等）抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成

（3）基因工程和植物組織培養

（收稿日期：2016-10-25）