¿Qué aspectos del conocimiento están involucrados en el mejoramiento biológico?
Métodos de reproducción
1. Mestizaje: se utiliza para organismos que se reproducen sexualmente, utilizando el principio de combinación libre de genes, con un ciclo largo.
( 1) Principio: Recombinación genética (mediante separación de genes y combinación libre, aislando rasgos excelentes o reuniendo varios rasgos excelentes.
(2) Método: Autofecundación continua y selección continua.
( 3) Por ejemplo: Se sabe que el tallo alto (D) del trigo es dominante sobre el tallo corto (d), y la resistencia a la roya (R) es dominante sobre la susceptibilidad a la roya del chasis (r). de los rasgos se heredan de forma independiente Existen dos variedades de línea pura con tallos altos resistentes a la roya y tallos cortos susceptibles a las enfermedades. Se requiere utilizar métodos de cruzamiento para generar nuevas variedades con excelentes rasgos.
Operación. método:
① Deje que las razas puras crucen el trigo de tallo alto resistente a la roya con el trigo de tallo corto susceptible a la roya para obtener F1;
② Deje que F1 se autocruce para obtener F2
③Seleccione F2 para autocruzar el trigo de tallo corto resistente a enfermedades para obtener F3
④ Mantenga los individuos enanos resistentes a enfermedades en F3 que no tienen separación de caracteres, y repita los pasos 3 y 4 para aquellos en F3 que tengan separación de caracteres.
(4) Características: Largos años de reproducción, es necesario autocruzarse y eliminar continuamente los mejores para seleccionar el tipo deseado.
(5) Descripción:
①Este método se usa a menudo para:
A. Entre individuos de diferentes variedades de la misma especie, como en el ejemplo anterior;
B. Entre individuos de diferentes especies que están estrechamente relacionados (para que la descendencia sea fértil, los cromosomas deben duplicarse y los individuos resultantes son heterogéneos Fuente poliploidía), como el cultivo de triticale octoploide, y la hibridación de rábano y repollo.
② Si el organismo se reproduce mediante reproducción sexual, se deben criar razas puras con rasgos excelentes para evitar la separación de rasgos en la descendencia si el organismo produce descendencia asexual; reproducción, entonces, siempre que se obtengan los rasgos excelentes, las razas puras y los híbridos no afectarán la expresión de los rasgos en la descendencia.
2. Crianza por mutación artificial
(1) Principio: Gen mutación
(2) Método: utilice factores físicos (como rayos X, rayos R, rayos ultravioleta, láseres, etc.) o factores químicos (como ácido nitroso, sulfato de dietilo, etc.) tratar organismos de modo que se produzcan errores durante la replicación del ADN durante la división celular en la interfase, causando así mutaciones genéticas.
(3) Ejemplos: reproducción espacial, adquisición de cepas de penicilina de alto rendimiento
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(4) Características: aumenta la tasa de mutación, crea los tipos de mutaciones que necesitan los humanos y selecciona y genera excelentes variedades biológicas. Sin embargo, debido a la naturaleza no direccional de las mutaciones, este método de reproducción es ciego.
(5) Nota: este método se utiliza a menudo en reproducción microbiana, mejora de cultivos, etc.
3. Mejora haploide: reproducción asexual (cultivo de tejidos), utilizando anteras para cultivar in vitro, ciclo corto.
(1) Principio: Mutación cromosómica
(2) Método: Las plantas haploides se obtienen cultivando anteras y luego inducen artificialmente la duplicación del número de cromosomas.
(3) Por ejemplo: Se sabe que los tallos altos de trigo (D) son dominantes sobre los tallos cortos (d), la resistencia a la roya (R) es dominante sobre la susceptibilidad a la roya (r), y los dos pares de Los rasgos se heredan de forma independiente. Actualmente, dos variedades puras con tallos resistentes a la roya y tallos enanos susceptibles a enfermedades. Se requiere utilizar un método de reproducción haploide para generar nuevas variedades con rasgos excelentes.
Método de operación:<. /p>
① Dejemos que la F1 pura se obtuvo cruzando trigo de tallo alto resistente a la roya y trigo de tallo corto susceptible a la roya
② Tome las anteras de F1 y cultívelas in vitro para obtener haploides;
③ Trate con colchicina Las plántulas haploides duplican los cromosomas y selecciona individuos con rasgos de resistencia a enfermedades enanas para que sean del tipo deseado.
(4) Características: Dado que los genes individuales obtenidos son todos homocigotos , descendencia autofecundada La separación de caracteres no ocurre, por lo que, en comparación con el cruce, los años de reproducción se acortan significativamente.
(5) Nota: A. Este método es generalmente aplicable a las plantas.
B. Esta especie A veces es necesario combinar los métodos de reproducción con el cruzamiento, y el proceso de cultivo de anteras requiere el apoyo de técnicas de cultivo de tejidos.
4. Cría poliploide: frutos gruesos, alto contenido nutricional y tallos fuertes.
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(1) Principio: Variación cromosómica
(2) Método: Tratar las semillas germinadas con colchicina
semillas o plántulas, duplicando así el número de cromosomas en las células. Las células con el número duplicado de cromosomas continúan experimentando mitosis normal y pueden convertirse en plantas poliploides.
(3) Ejemplo:
A. Después de plantar las semillas de sandía triploide, ¿por qué necesitamos inocular polen de sandía diploide?
Las plantas triploides de sandía se deben a un trastorno de la sinapsis durante la división diferencial y no se forman células germinales normales. Después de que las plantas triploides son fertilizadas con polen de sandía diploide, durante el proceso de germinación del polen en el estigma, el sistema enzimático que convierte el triptófano en ácido indol acético se secreta en el ovario de las plantas de sandía triploide, lo que hace que el ovario sintetice una gran cantidad. de auxina; en segundo lugar, una pequeña cantidad de auxina del propio polen de sandía diploide también puede difundirse en el ovario después de la polinización. Ambas fuentes de auxina pueden hacer que el ovario se convierta en un fruto (sandía triploide sin semillas).
B. . Si se utiliza sandía diploide como progenitor femenino y sandía tetraploide como progenitor masculino, es decir, se realiza un cruce inverso, la cubierta de la semilla formada por el desarrollo del tegumento será gruesa y dura, afectando así la calidad de la sandía sin semillas. .
②Cultivo de triticale octoploide (cultivo de alopoliploidía):
El trigo común es hexaploide (AABBDD), con 42 cromosomas en las células somáticas, perteneciente al género Triticum: el Trigo Negro es diploide (RR), con 14 cromosomas en sus células somáticas, y pertenece al género Rye. Generalmente es difícil que especies especiales de dos géneros diferentes se hibriden, pero también hay muy pocas variedades de trigo blando que contengan genes hibridables y puedan serlo. aceptado Polen de centeno La descendencia híbrida contiene cuatro conjuntos de cromosomas (ABDR) y es infértil. Los cromosomas deben duplicarse artificialmente para producir descendencia. Las células individuales después de la duplicación de cromosomas contienen ocho conjuntos de cromosomas (AABBDDRR), y estos cromosomas provienen de especies especiales de. diferentes géneros, por eso se le llama triticale alooctaploide.
(4) Características: Las plantas obtenidas mediante este método de reproducción tienen tallos gruesos, hojas, frutos y semillas de gran contenido en nutrientes como azúcares y proteínas. ha aumentado.
(5) Nota: ① Este método se utiliza para el fitomejoramiento ② A veces debe combinarse con cruces.
5. Ingeniería genética: cultivo dirigido de nuevas especies
(1) Principio: tecnología de recombinación de ADN (perteneciente a la categoría de recombinación genética)
(2) Método: según los deseos de las personas, se copian genes individuales de un organismo , modificado y colocado en las células de otro organismo para modificar direccionalmente los rasgos genéticos del organismo. Los pasos de la operación incluyen: extraer el gen objetivo, combinar el gen objetivo con el portador e introducir el gen objetivo en el receptor. de células somáticas y genes diana, etc.
(3) Ejemplos: Beneficio de cepas de E. coli que pueden secretar insulina humana, algodón resistente a insectos, animales transgénicos, etc.
(4 ) Características: propósito fuerte, ciclo de reproducción corto.
(5) Descripción: Para los microorganismos, esta tecnología debe coordinarse estrechamente con la ingeniería de fermentación para obtener los productos que necesitan los humanos.
6. Mejoramiento mediante "ingeniería celular":
Principio de transferencia nuclear de células híbridas de células somáticas vegetales
El método utiliza dos células somáticas de diferentes plantas para fusionarse en una célula híbrida, y Un método para cultivar células híbridas en nuevas plantas. Los pasos incluyen: eliminación enzimática de la pared celular, uso de inductores para inducir la fusión de protoplastos, cultivo de tejidos de células híbridas, etc. Es la enucleación del trasplante del núcleo de un organismo a otro. un óvulo y luego cultivar la célula hasta convertirla en una entidad biológica. Los pasos de la operación incluyen: absorber el núcleo celular, trasplantarlo al óvulo enucleado, cultivar (se puede utilizar tecnología de transferencia de embriones), etc.
Por ejemplo, plantas híbridas de "tomate" y "patata", carpa, carpa cruciana, peces de transferencia nuclear, animales clonados, etc.
Las características pueden superar los obstáculos de la incompatibilidad en la hibridación a distancia y ampliar en gran medida la gama de combinaciones de padres que pueden usarse para la hibridación.
Se explica que este método requiere el apoyo de medios técnicos como el cultivo de tejidos vegetales.
7. Utilice hormonas vegetales para cultivar rasgos específicos
(1) Principio: la concentración adecuada de auxina puede promover el crecimiento de los frutos Desarrollo
(2) Método: aplicar una cierta concentración de solución análoga de auxina en el estigma del pistilo no polinizado , y el ovario puede
Desarrollarse en frutos sin semillas.
(3) Ejemplo: cultivo de tomates sin semillas
(4) Características: Dado que la función de la auxina es promover el desarrollo de los frutos, no puede conducir a cambios en el genotipo de la planta, por lo que este tipo de variación no es heredable.
(5) Nota: Este método es adecuado para plantas. No pertenece a un método de reproducción, solo cambia los rasgos. no los rasgos.