例析生物的可遗传变异在育种中的应用

张从福

一、基础回归

1.基因突变、基因重组、染色体变异的比较

2.杂交育种、诱变育种与基因工程育种比较

3.比较单倍体育种与多倍体育种

二、易错点拨

1.混淆“可遗传变异”与“可育”

点拨“可遗传变异”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不遗传的变异有着本质区别.如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”.

2.错将“单倍体育种”等同于“花药离体培养”

点拨单倍体育种的过程如下：

由此可见单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部.

3.混淆三类“无子果实”

点拨（1）无子西瓜.利用染色体变异原理，由四倍体（♀）×二倍体（♂）→三倍体，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能正常产生配子.

（2）无子番茄.利用生长素促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素培育而来，其无子的原因是“未受粉”

（3）无子香蕉.天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能正常产生配子.

以上三类无子果实中，无子西瓜、无子香蕉，其遗传物质均已发生改变，为可遗传变异，而无子番茄则属不可遗传变异.

4.混淆育种中“最简便”与“最快”

点拨“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作.但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现.

5.误认为杂交育种一定需“连续自交”

点拨杂交育种不一定需要连续自交.若选育显性优良纯种，则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在子二代出现该性状个体即可，若选育杂合子，则只要得到杂种即可（需年年制种或采用无性繁殖方法繁殖）.

三、典例分析

例1如图1所示，甲、乙表示水稻兩个品种（两对相对性状独立遗传），①～⑧表示培育水稻新品种的过程.下列说法正确的是（）.

A.如果过程②中逐代自交，那么自交代数越多纯合植株的比例越高

B.⑤与⑧过程的育种原理相同，③过程表示单倍体育种

C.育种过程②⑤⑥中需要进行筛选，筛选不会改变任何一个基因的频率

D.经过①和⑦过程培育的品种和甲、乙品种基因型不同，但是仍然属于同一个物种

解析由图可知，①②为杂交育种，①③④为单倍体育种，①⑧为基因工程育种，①⑦为多倍体育种，⑤⑥为诱变育种.杂合子连续自交，随自交代数的增加纯合子的比例逐代增加；诱变育种的原理是基因突变，基因工程育种的原理是基因重组；筛选过程中种群的基因频率发生改变；甲、乙品种为二倍体植物，经过①和⑦过程培育的品种为四倍体植物，二倍体植物与四倍体植物杂交后代是三倍体，由于三倍体植物不可育，因此二倍体与四倍体间存在生殖隔离，为不同的物种.

答案：A

例2图2所示是五种不同育种方法的示意图，请据图回答：

（1）图中A→D表示的育种方法的原理是，A→B→C表示的育种方法与A→D的相比较，其优越性在于.

（2）图中E过程对种子或幼苗进行相关处理时，最佳作用时期是细胞的，请列举一种能引起E过程变化的化学物质：；F过程最常用的一种化学试剂的作用原理是.

（3）图中G→J过程中涉及的生物技术有.

解析图中A→D表示的是杂交育种，依据的原理是基因重组；A→B→C表示的是单倍体育种，其特点是能够明显缩短育种年限.E过程为诱变育种，DNA在分裂间期解旋后变得不稳定，易于突变，因此可以在此时期用诱变因子诱导基因突变.F过程为多倍体育种过程，常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，作用原理是秋水仙素可抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成.图中G→J过程为基因工程育种，涉及的生物技术有基因工程和植物组织培养.

答案：（1）基因重组明显缩短育种年限

（2）分裂间期亚硝酸（碱基类似物、硫酸二乙酯等）抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成

（3）基因工程和植物组织培养

（收稿日期：2016-10-25）