杂交育种,航天育种和基因工程育种培育出的作物新品种,本质差别在哪里?

杂交育种

子代基因组全部来自父本和母本,不会产生新基因。现在口语中的杂交育种一般包含两种可能的意思:真正意义上的杂交育种和杂种育种(利用杂交优势),两者的区别如下。

杂种育种也叫F1杂交或异花授粉,即有意地将一个品种的花粉转移到另一品种的柱头上,成功授粉产生有活力的种子。第一代后代(F1)植物一般表现出在生长、抗逆、产量和品质上比其双亲都优越,也叫杂交优势,但是第二代会衰退,F1的种子不能产生与其父母具有相同特征的后代,F1基因型是杂合子,自交后会发生性状分离,因此不能保种,杂交水稻就是典型例子。异花授粉要求亲本植株具有亲和性。

真正意义上的杂交育种,将两个品种反复近亲繁殖,直到获得非常稳定的纯合品种,基因型是纯合子,可以稳定遗传。杂交育种可以将多种优良基因结合于一体或者将多基因性状(产量,高度等)多种微效基因集合在一起,使子代性状超过亲本,在畜牧行业中非常常见(如下图),选择个子高的跟个子高的繁殖后代一般比两个亲本都要高。

航天育种

属于诱变育种的一种,太空中的失重环境及各种射线相当于诱变剂,在现有基因组的基础上诱导发生随机的基因改变,产生新的等位基因,突变具有偶然性,大概率是有害突变,有益改变较少,育种成功后性状可以稳定遗传

基因工程育种

通过操纵特定基因(一般来自别的物种)并将其转移到该生物基因组中,从而生产出具有特殊性状和有价值特征的品种,带有重组基因的生物体被称为转基因生物( genetically modified organism,GMO), genetically modified organism,这是无亲缘物种之间传递有益性状的唯一方法,如Bt玉米,抗农达大豆。利用基因工程,也能使细胞产生正常情况下无法制造的特殊的、有价值的分子,如人体胰岛素、干扰素、生长激素等。获得的新性状同样可以稳定遗传

另外需要提一下CRSPR基因编辑技术,基因编辑技术的操作过程类似基因工程技术,但是结果相当于定点诱变,未引入新基因,在原有的基因组的基础上发生定向的基因改变。

各种育种方法的一些比较可以参考下图

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  • 发表于 2022-01-13 16:34
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  • 分类:科学