西南大学家蚕遗传育种学.docx

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西南大学家蚕遗传育种学

《家蚕遗传育种学》

教案

主讲教师：

朱勇代方银陈萍

西南大学蚕学与生物技术学院

2005年6月

《家蚕遗传育种学》教案

《家蚕遗传育种学》是高等农业学校蚕学专业主要骨干专业课程之一。

大体上分为家蚕遗传学和家蚕育种学两个有机组成部分。

家蚕遗传学是以重要的农业经济昆虫蚕为研究对象的遗传学分支学科，其主要任务在于阐明家蚕遗传和变异规律，是家蚕育种的理论基础；家蚕育种学是研究家蚕育种理论与技术、家蚕现行品种改良和培育新的家蚕品种的学科。

家蚕遗传育种学既是一门理论性很强的家蚕生物学专业基础学科，也是一门突出实践性的遗传理论与技术的应用学科，要求学生具备全面的、深厚的专业基础知识和较强的运用能力。

一、教材选用

1、主要教材：

本课程选用由中国工程院院士向仲怀教授主编、农业出版社出版、全国高等农业院校教材指导委员会审定通过的《家蚕遗传育种学》为主要教材。

该教材为农业部优秀教材。

2、主要教学参考教材：

1、向仲怀主编《中国蚕种学》四川科技出版社，1995年

2、冯家新主编《家蚕育种选集》，浙江，浙江大学出版社，2002年

3、向仲怀等主编《中国蚕丝大全》四川科技出版社，1995年

4、向仲怀主编《蚕丝生物学》中国农业出版社2005年9月

5、中国蚕业研究所主编《家蚕遗传育种学》科学出版社，1981年

6、浙农大主编《家蚕良种繁育及育种学》农业出版社，1982

7、盖钧镒主编《试验统计方法》农业出版社，2000年

3、辅助教材：

1、《日蚕杂》、《蚕业科学》等多个著名刊物。

2、《家蚕形态性状——家蚕基因库主要标记性状》电教片。

3、夏秋蚕品种“夏芳×秋白”繁育饲养技术要点录相片。

4、多媒体课件。

二、课程教学安排：

1、课堂教学：

50学时

2、实践教学：

①蚕育种实习1周（校内实习基地）

②蚕种生产实习8周（校内外实习基地）

三、教学基本要求：

通过课程讲授，使学生达到如下要求：

了解家蚕遗传育种学的发展概况，识别家蚕丰富的遗传性状，掌握家蚕重要性状的遗传规律，对家蚕雌完全连锁遗传的特点及其运用，家蚕连锁群与染色体图，蚕的性决定与性别调控，家蚕染色体及其变异、染色体工程等蚕的经典遗传理论与发展有较好掌握，并对家蚕发生遗传、生化（同工酶）遗传、蚕的分子遗传与遗传工程研究进展有较好的了解；对家蚕茧丝性状、化性、眠性、食性、抗性等重要实用经济性状的遗传与选择技术有较好的掌握；熟悉数量遗传的基本理论，近交效应与运用、杂种优势与配合力测定等育种基础理论知识；了解蚕品种资源及其创新，同时掌握系统分离与杂交育种，诱变育种以及转基因与分子标记辅助选择育种的基本原理及方法。

掌握家蚕选择的原理和基本方法、近交效应与在育种上的运用，杂种优势的度量和在育种上利用、配合力的遗传效应和选择方法等；熟悉蚕品种研究动态及目标制定原则和方法，对系统育种与杂交育种等基本育种方法和技术有很好的掌握，对诱变育种、抗病育种的原理及其研究进展有比较深刻的认识，理解蚕品种资源及其创新的意义及方法，了解转基因与分子标记辅助选择育种的基本原理及方法，掌握蚕品种鉴定的基本要求，了解现行主要品种的性状和生产对特殊品种的要求。

通过教学实践，使学生掌握家蚕育种主要的选择技术和基本操作方法。

培养学生的动手能力、科学思维以及科技创新能力。

四、学习方法：

学生课前自学，提出问题，教师课堂讲授、专题讨论，结合作业、实验实习等过程达到教学的目的。

五、成绩考核评定标准：

由三部分组成：

一是平时成绩（包括半期成绩、作业、出勤情况、课堂讨论和回答问题的情况等）占20%；二是实验实习成绩占20%；三是期末考试成绩占60%

六、课程讲授安排

绪论（2学时）

1、教学目的和要求：

使学生明确本课程的性质、地位和主要任务，了解家蚕遗传学的发展历程，了解家蚕品种选育的历史、现状、发展方向和各国研究的优势。

并重点掌握近代家蚕遗传及育种研究的主要成就和最新发展动态，为学习好本门课程奠定良好基础。

2、教学重点：

家蚕遗传育种学的概念、研究内容、主要任务；学科发展与最新动态。

3、讲授要点：

（1）、家蚕遗传育种学的意义：

①家蚕遗传学

②家蚕育种学

③家蚕遗传育种学

（2）、家蚕遗传育种学的兴起与发展：

①我国家蚕遗传育种学早期研究的萌发

②孟德尔规律再发现之前的家蚕遗传育种研究

③最先自孟德尔立场对家蚕遗传育种的研究

④日本田中义磨对家蚕遗传育种学的突出贡献

⑤家蚕遗传研究从形态→生化→分子遗传的发展阶段

（3）、我国近代家蚕育种的成就：

①种质资源的研究

②遗传育种理论研究

③蚕品种育成

④学科发展与最新动态。

思考练习题：

1、简述家蚕遗传学和育种学的关系。

2、过去的一个世纪里，家蚕遗传育种学经历了哪几个主要发展阶段？

目前的主要发展特点为何？

第一章形态性状的遗传（6学时）

教学目的：

通过系统介绍家蚕各种遗传性状，使学生了解蚕的主要形态性状、重要生理性状等的特征、特性及其遗传规律，并知晓家蚕基因命名的方法。

教学重点、难点：

1、重点：

家蚕卵（卵形、卵色）、幼虫（斑纹、体色、腹肢）、茧（形、色）、蛹（形、色）、成虫（体形、体色）主要形态性状的识别；家蚕主要突变基因的遗传规律。

2、难点：

卵壳性状的伪母性遗传，卵色遗传的母性决定机制。

讲授要点：

第一节基因符号的命名规则

第二节卵性状的遗传

一、卵形

1、主要突变型

2、卵形（卵壳性状）的伪母性遗传

二、卵色

（一）卵壳色（伪母性遗传）

绿卵、灰色卵基因群等

（二）浆液膜色

1、主要突变型（①白卵系列②红色调卵系列③褐卵系列等）

2、浆液膜色突变的遗传规律（母性遗传、普通遗传）

（三）卵黄色（伪母性遗传）

三、卵色遗传的母性决定机制

1、代表型：

①第一型（w-1）②第二型（b-1，b-t）③第三型（b-2,apy）

2、遗传模式（图）

四、卵色基因的相互作用（互补，上位）

第三节幼虫性状的遗传

一、蚁色

隐性赤蚁、第二隐性赤蚁、显性赤蚁、淡赤蚁、伴性赤蚁、母性赤蚁等。

二、幼虫斑纹

1、p群基因

2、S群基因

3、E群基因

4、虎斑、褐圆斑、鹑斑、多星纹、杲蚕等重要斑纹基因

5、基础斑纹、附加斑纹、斑纹叠加

三、体色

1、黄体色及其相关基因、成因

2、油蚕种类及其成因、遗传

3、其它幼虫体色类型

四、血色（黄血、白血、红血）

五、体型（重点介绍近20种典型的体型突变）

第四节茧性状的遗传

一、茧色

（一）黄红茧系：

形态、有关基因、形成机制

（二）绿茧系：

独立遗传绿茧，互补绿茧

二、茧形

1、茧形的意义

2、种类与遗传

3、异常茧及其遗传

三、缩皱

第五节蛹、蛾性状的遗传

一、翅形（介绍10余种）二、体色（介绍近10种）三、复眼

思考练习题：

1、名词解释

（1）p群基因

（2）E群基因（3）黄体色（4）龙角

（5）虎斑（6）褐圆斑（7）狭胸（8）螯虾蛹

2、简答：

（1）等位基因和相似性状非等位基因的命名有何区别？

（2）家蚕卵形态性状主要包括哪几个部分？

各自的遗传规律怎样？

（3）家蚕白色卵类、褐色卵类、灰色卵类的主要种类及其遗传特点为何？

（4）田中和蒋同庆关于家蚕基楚斑纹、附加斑纹的划分有何不同？

（5）油蚕成因为何？

有哪些主要种类？

（6）黄血基因与黄红茧系茧色有何关系？

（7）显性白茧的实质是怎样的？

3、分析比较题：

（1）已知家蚕第2白卵（w-2）对与其独立遗传的红色卵（re）基因表现上位作用，请图示w-2与re杂交的F1、F2基因型、表型、分离比。

（2）图示家蚕互补绿茧（Ca/GaGb/Gb）与纯合白茧（+/++/+）杂交后代的分离情形。

4、叙述题：

叙述家蚕赤蚁性状突变基因的种类、特征、遗传特点及相互关系。

第二章连锁遗传（2学时）

教学目的：

通过家蚕遗传性状基因分析的实例，了解家蚕连锁遗传中雌完全连锁的特点，掌握家蚕基因分析、连锁检索、三点测验定位的基本方法，了解家蚕连锁遗传研究成就。

教学重点：

1、家蚕连锁遗传的最大特点及其相引、相斥的杂交F2和回交一代的分离特点。

2、家蚕连锁群、连锁检索标记体系。

3、家蚕遗传性状基本遗传规律的分析、基因的连锁检索和定位方法。

4、家蚕连锁遗传图谱。

讲授要点：

第一节基因分析与连锁

1、基因分析概念与实例

2、家蚕性状的连锁遗传现象及雌完全连锁的特点

3、家蚕雌完全连锁在基因分析中的运用

第二节连锁的检索

1、家蚕连锁群标志基因

2、连锁检索的方法与实例（利用雌完全连锁的特点）

第三节基因定位与连锁遗传图

1、利用三点测验进行家蚕基因定位

条件：

三隐性系；交配方式：

三隐性雌×F1雄

2、家蚕连锁遗传图谱

思考练习题：

1、名词解释

（1）基因分析

（2）相引/相斥（3）基因定位（4）连锁遗传图

2、简答

什么是家蚕连锁遗传的最大特点？

在基因分析中有何利用？

3、分析题

已知家蚕幼虫虎斑（Ze）基因和黄体色（lem）基因均属于第3连锁群，现选择一个既是虎斑又是黄体色的系统与正常型（非虎斑和正常体色）系统杂交，请写出其亲本（P）、F1、F2世代的基因型、表型与F2的分离比。

4、分析计算题

已通过连续分析探明，家蚕隐性灰卵（gr-r）基因属于第2连锁群。

隐性灰卵系统为姬蚕（p）、白血（+Y），通过与暗色斑（PM）黄血（Y）系统杂交进行基因定位，F1雄与该隐性灰卵雌测定，其性状分离调查结果如下表（其中基因符号代表表型）：

（gr-r++）♀×[（gr-r++）×（+PMY）]F1♂性状分离情况

表现型

个体数

gr-r

1084

1019

111

gr-r

102

gr-r

310

286

gr-r

（1）写出两亲本的基因型；

（2）确定gr-r、PM、Y三基因的直线顺序；

（3）计算出双交换值和三基因两两间的单交换值；

（4）绘出三基因的连锁图。

5、叙述题

举例说明家蚕连锁检索的方法。

第三章性遗传（2学时）

教学目的：

学习掌握家蚕性染色体类型，家蚕性决定与性染色体的关系，家蚕伴性遗传、限性遗传、从性遗传的区别和联系，间性与性嵌合体的概念。

教学重点：

家蚕性染色体、性决定，与性别有关的几种遗传方式。

讲授要点：

1、家蚕的性染色体与其雌异配型

2、家蚕性决定

①家蚕强雌性决定基因的发现

②W染色体、Z染色体与家蚕性别的关系

3、伴性遗传与家蚕伴性遗传基因及其利用

4、限性遗传与家蚕易位限性系的利用

5、从性遗传

6、伴性、限性、从性遗传间的区别与联系

7、性嵌合体与间性

思考练习题：

1、名词解释

（1）伴性遗传/限性遗传/从性遗传

（2）性嵌合体

（3）间性

2、简答题

（1）家蚕性型为哪一种？

（2）家蚕染色体水平上的性决定是怎样的？

（3）家蚕染色体数目（2n）是多少？

其形态有何特点？

（4）伴性遗传、限性遗传在蚕业上各有何应用？

3、叙述题

伴性遗传、限性遗传、从性遗传的联系与区别。

第四章染色体及染色体变异（2学时）

教学目的：

学习家蚕染色体的数目与形态特点，掌握减数分裂主要过程、特点及其重要意义，了解蚕的染色体变异（结构变异、数目变异）的主要类型，家蚕染色体工程研究的主要成果及应用。

教学重点：

家蚕染色体的数目与特征，减数分裂的过程、特点与意义，家蚕染色体变异的类型与人为诱变。

讲授要点：

1、蚕类染色体的数目

2、家蚕染色体的形态特征（弥散型着丝粒、短杆状）

3、减数分裂的过程、特点与意义

4、家蚕染色体组型研究

5、染色体结构变异、细胞学特征、遗传效应与人工诱变系统

6、染色体数目变异、类型、遗传特性及其变异系统

思考练习题：

1、名词解释

（1）性染色体/常染色体

（2）染色体组/染色体组型

（3）联合复合体

（4）平衡致死

（5）单体/单倍体

（6）同源多倍体/异源多倍体

2、简答题

（1）减数分裂的特点和重要意义为何？

（2）染色体结构变异包括哪些主要类型？

各自的细胞学特征和遗传效应主要有哪些？

（3）染色体数目变异主要有哪些类型？

怎样表示？

（4）迄今主要有哪些家蚕限性系统？

3、叙述题

简述家蚕无性繁殖的概念、种类、机理与方法。

第五章发生遗传学（2学时）

教学目的：

学习发生遗传的概念及其重要意义，了解家蚕体壁形态性状的发生遗传研究成果，掌握嵌合体的发生机制与诱变、遗传致死的发生与种类，单性生殖的意义、发生与诱导及其应用研究前景。

教学重点：

1、体壁形态性状的发生与核基因、细胞质作用的关系

2、E群基因的发生遗传

3、嵌合体及其形成机制

4、遗传致死的发生与种类

5、单性生殖的发生机理与诱导

讲授要点：

1、发生遗传学的概念

2、家蚕体壁形态性状基因作用的表现时期

3、基因作用与细胞质的关系（长岛的皮肤移植试验）

4、E群基因在胚胎发生期的表现

5、E群基因致畸形体节分化、生殖腺异常化

6、嵌合体的种类、诱发方法、形成机制

7、遗传致死基因种类及其作用

8、单性生殖概念与种类

9、孤雌生殖发生机理与人工诱发

10、雌核发育的发生、结果、诱发

11、单性生殖在家蚕遗传育种中应用的展望

思考练习题：

1、名词解释

（1）拟等位基因

（2）E群基因极性现象（3）孤雌生殖（4）雄核发育

2、简答

（1）长岛的家蚕皮肤移植试验结果说明基因作用与细胞质的关系为何？

（2）家蚕E群基因有那些特点？

（3）家蚕嵌合体的种类有那些？

（4）嵌合体的形成机制有那些？

（5）简述家蚕遗传致死的种类与家蚕致死基因种类。

（6）家蚕孤雌生殖发生机理。

（7）单性生殖在家蚕遗传育种中有何利用？

第六章同工酶遗传（2学时）

教学目的：

学习同工酶遗传的概念，了解家蚕同工酶遗传研究的成果与动态，家蚕淀粉酶同工酶、酯酶同工酶、磷酸酶同工酶的遗传研究进展及其有关指标与经济性状的关系。

教学重点：

家蚕淀粉酶同工酶、酯酶同工酶、磷酸酶同工酶的遗传。

讲授要点：

1、同工酶遗传研究意义

2、家蚕淀粉酶同工酶的活性与地理种间的差异、活性变异与酶活力的差异、酶活力与实用性状的关系

3、淀粉酶同工酶种类

4、家蚕丝腺、中肠、皮肤、卵等不同组织酯酶同工酶的种类、遗传

5、家蚕不同组织磷酸酶同工酶种类、遗传及其酶活力与经济性状的关系

思考练习题：

家蚕同工酶遗传研究进展与同工酶遗传在经济性状选择上的意义。

第七章分子遗传及遗传工程（3学时）

教学目的：

通过本章学习，使学生对如下领域的基本知识与动态具有较好的把握与了解：

家蚕基因克隆的研究进展；丝蛋白基因的结构与功能；基因工程与家蚕转基因研究进展；Bm-NPV载体系统的利用与家蚕生物反应器研究；DNA多态性分析技术及其在蚕业上的应用。

教学重点：

1、丝蛋白基因的结构与功能

2、卵壳蛋白基因

3、家蚕基因文库及其制备程序

4、家蚕基因克隆研究进展

5、Bm-NPV载体系统及其利用

6、DNA多态性分析技术及其在蚕业研究中的应用

讲授要点：

1、丝心蛋白H链基因，L链基因、丝胶蛋白基因

2、丝心蛋白基因的表达与调节

3、卵壳蛋白基因族，基因结构与表达

4、卵壳蛋白基因定位与卵壳突变体

5、家蚕基因文库及其制备

6、家蚕生物反应器研究及应用Bm-NPV载体生产干扰素

7、家蚕基因克隆研究进展

8、RFLP、RAPD、AFLP等DNA多态性分析技术及其在蚕业研究中的应用

9、家蚕转基因研究与育种

思考练习题：

1、家蚕基因克隆研究已取得哪些主要成果？

2、简述丝蛋白基因的结构。

3、家蚕转基因研究获得了怎样的进展？

4、查阅DNA多态性分析在蚕业研究中应用的最新文献，写出4000—5000字的综述。

第八章数量遗传（2学时）

教学目的：

1、掌握数量性状的概念及其特点，数量性状的多基因假说，数量性状遗传研究的基本统计方法。

2、掌握遗传力、遗传相关、遗传距离等数量遗传研究中的几个重要参数的概念，掌握广义遗传力、狭义遗传力的估算方法，能运用相应公式进行遗传相关系数、遗传距离的测算。

教学重点：

数量性状的概念及其特点，数量性状遗传的多基因理论；遗传力概念及其计算；遗传相关、遗传距离的一般知识与计算。

本章难点：

遗传力、遗传相关、遗传距离的有关计算。

讲授要点：

1、数量性状及其特点

2、遗传力估算的概念及广义、狭义遗传力的估算

3、家蚕若干数量性状的遗传力

4、遗传相关与家蚕若干数量性状的遗传相关系数

5、遗传距离及其测算方法

6、聚类分析与聚类图

思考练习题：

1、名词解释：

（1）数量性状

（2）遗传力（3）广义遗传力（4）狭义遗传力（5）遗传距离

2、简答题：

（1）数量性状与质量性状有何区别？

（2）在广义遗传力的估算中，利用两纯种亲本的杂交F1代表型方差估算环境方差的根据是什么？

（3）家蚕数量性状狭义遗传力的估算方法主要有哪些？

（4）性状间的相关可划分为哪两类？