作物育种原理复习资料.doc

绪论一、作物品种的概念：人类在一定的生态条件和经济条件下，根据自己的需要所选育的某种作物的特定栽培群体；具有特异性、稳定性和一致性；这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量，抗性，品质等方面能符合生产发展的需要 。二、品种在农业生产发展中的作用：提高作物增产潜力，提高单位面积产量；改进农产品品质；增强作物对病虫害和环境胁迫的抗耐性，保证稳产和优质；促进农业产业结构调整，改良耕作制度、提高复种指数；利于发展农业机械化，提高劳动生产率。扩大作物种植区域； 第一章 育种目标一、作物育种的主要目标：高产、优质、稳产、生育期适当、适应机械化操作二、制定育种目标的原则：适应国民经济和生产发展的需要；针对作物生产中面临的主要问题和依赖现有的种质资源 ；与特定的生态环境及种植制度相适应；落实到具体性状和指标；用前瞻性和发展的眼光审视与中目标； 第二章 种质资源一、种质资源在育种上的重要性：1. 种质资源是现代育种的物质基础；2. 作物育种工作的突破性进展取决于关键性种质资资源的发掘与利用；3. 种质资源是不断发展新作物的主要来源，是实现新育种目标的前提；4. 种质资源是生物学基础理论研究的重要材料；二、作物起源中心学说主要内容：1、起源中心有两个主要特征：基因的多样性和显性基因频率较高。故又可称为基因中心或变异多样性中心； 2、作物起源中心可分为原生起源中心与次生起源中心； 三、种质资源的类别按来源分类：.本地种质资源（农家品种、改良品种）；2.外地种质资源；3.野生种质资源；4.人工创造种质资源；四、种质资源的收集方法：考察收集，征集，交换、转引；五、种质资源的保存方法：种植保存、储藏保存、离体保存、基因文库技术； 第三章 作物繁殖方式及其育种特点一、作物的繁殖方式：有性繁殖和无性繁殖；有性繁殖：自花授粉、异花授粉、常异花授粉；无性繁殖：营养体繁殖、无融合生殖；二、有性繁殖作物的主要授粉方式1、自花授粉定义：同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上。如：水稻、小麦等； 花器构造特点： 雌雄蕊同花、同熟，二者长度接近或雄蕊较长； 开花时间较短，甚至闭花授粉； 花器保护严密，其他花粉不易飞入。2、异花授粉定义： 雌蕊柱头接受异株或异花花粉授粉。如：玉米；花器构造特点：雌雄异株(dioecious)，雌花和雄花分别生长在不同的植株上，如大麻、菠菜等；雌雄同株异花（monoecious），雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位， 如玉米、黄瓜；雌雄同花，但自交不亲和，如甘薯、白菜、向日葵等。 3、常异花授粉作物定义：一种作物同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代。如：棉花；花器构造特点：雌雄同花；雌雄异长、异熟；雌蕊外露，易接受外来花粉，花朵开放时间长，花瓣鲜艳，分泌密汁等。三、两种特殊类型的有性繁殖方式： 自交不亲和性：具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性；作物：十字花科、烟草、甘薯、向日葵等 雄性不育性：植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性。代表作物：水稻、玉米、棉花、小麦等；有两种类型：细胞核雄性不育型（GMS）和细胞质雄性不育型（CMS）；四、无性繁殖定义：不经过两性细胞受精过程而繁衍后代。类型：1.营养体繁殖：甘薯（块根）2.无融合生殖：包括二倍体孢子生殖、无孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄生殖等；五、不同繁殖方式作物的遗传特点 自花授粉作物的遗传特点：1. 自交使纯合基因型保持不变（稳定性），个体间基因型同质（一致性）；2. 自交使杂合基因型的后代发生性状分离；3. 耐自交； 异花授粉作物的遗传特点：1. 异交使后代群体形成杂合基因型，所以异花授粉作物群体内各个体的基因型是杂合的，分离，不稳定；2.异花授粉作物的群体内各个体间的基因型是异质的；3.不耐自交（异交使后代生活力增强，但自交显著退化）。常异花授粉作物的遗传特点： 1. 自花授粉为主，天然异交率较高，遗传上由三部分组成： 品种基本群体的纯合同质基因型； 杂合基因型； 非基本群体的纯合基因型。2. 较耐自交：棉花等连续自交试验表现生活力衰退，但不明显，且主要性状的分离也不显著。无性繁殖作物的遗传特点： 1、无性系：由一个体经过无性繁殖形成的后代群体。2、无性系内所有植株在基因型上是相同的，都与母体植株相同（个体间的同质性或一致性）。3、多数无性系个体的基因型是杂合的。六、作物品种类型及育种特点作物品种类型：纯系品种、杂交种品种、群体品种、无性系品种；纯系品种及育种特点：1、 概念：突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体；2、 育种特点：采取连续多代自花授粉（异花授粉作物的强制自交）加单株选择的方 法；应拓宽遗传变异范围，在大群体中进行选择（多中选优，优中选优）； 杂交种品种及育种特点：1、 概念：在严格选择亲本（自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。 2、育种特点：（1）包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，贯穿于两个程序之间的关键问题是自交系间的配合力测定（2）对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加以选择（为获得低成本、高质量、大量的杂交种） 亲本性状：如玉米的母本产量；花期；雄性不育稳定性；异交性能；父本花粉量；群体品种及育种特点：1、概念：遗传基础复杂、群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体。但基本符合品种的三个基本特性。2、 主要类型：异花授粉作物的自由授粉品种（地方品种），异花授粉作物的综合品 种，自花授粉作物的杂交合成群体，自花授粉作物多系品种；3、育种特点:使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性使群体品种能 够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性；无性系品种及育种特点：1、 概念：经过营养器官繁殖而成的品种。2、 育种特点：有性杂交和无性繁殖结合的育种方法；选择芽变培育优良无性系；利用无融合繁殖固定杂种优势。第四章 引种一、引种的概念： 引种（广义）：从外地或外国引进新植物、新作物、新品种（系）以及各种遗传资源材料引种（狭义）：从当前的生产需要出发，从外地区或外国引进作物新品种(系)，通过适应性试验，直接在本地区或本国推广种植二、引种的基本原理：气候相似原理：原产地与引种地之间，影响作物生产的主要因素应尽可能相似，以保证作物品种互相引用成功的可能性。引种的生态学原理： 生态因素：与作物品种形成及生长发育有密切关系的因素生态环境：由各生态因素组成的相互影响、相互制约的复合体。生态型：在同一物种变种范围内，在生物学特性、形态特征等方面均与当地的主要生态条件相适应，遗传结构也基本相似的作物类型。作物的三种生态类型：气候生态型、土壤生态型、共栖生态型；三、引种的基本规律 低温长日照作物（冬作物）： 北种南引：由于该地冬季温度高和春季的日照短，不能满足低温和长日照，表现出期延迟、营养器官加大、不能开花结实。 南种北引：由于该地区冬季温度低和光照长，表现生育期缩短、植株矮小、产量低、春季可能冻害。 冬播区春性品种引到春播区春播：早熟、高产春播区春性品种引到冬播区冬播：迟熟、冻害（视品种和引种地情况） 高温短日照作物（夏作物） （1）原产低纬度的品种：春播（次生生态型）、 夏播（原始生态型）和秋播春播品种（感温） ：引到高纬度地区春播种植，由于温度低，表现生育期延长、营养器官增大。但只要积温满足，可以获得高产。而长光照对发育影响小。夏播品种（感光）：引到高纬度地区种植，由于光照长， 不能满足对短光照的要求，表现植株高大、迟熟、后期可能冻害。（2）原产于高纬度地区的品种（感温） ：引种到低纬度地区种植，由于温度高，容易满足温度要求，表现生育期缩短、营养器官变小、产量低。（3）原产于高海拔地区的品种（感温）：引到同纬度平原，早熟低产。四、影响引种效果的因素1、温度：高促进生长，提早成熟；低延长生育期；但：生长和发育所需的条件不同。 2、光照：光照有利于作物的生长，但在发育上，不同作物、不同品种对光照的反映不同。3、纬度：同纬度光照、温度相似4、海拔：影响温度、光强（每升高100m，日平均气温要降低0.6）5、降水和湿度6、土壤7、作物的发育特性五、引种的原则：坚持“既积极又慎重的原则”；坚持“先试后引”的原则；坚持“按需引种”的原则；坚持“严格检疫”的原则； 第五章 选择与选择育种一纯系学说主要内容： 花授粉作物的原始品种群体内，通过单株选择可以分离出一些不同的纯系； 同一纯系内的个体基因型是相同的，从中继续选择是无效的， 纯系内个体差异是由环境引起的。 同一纯系内受环境因素影响所出现的变异是不能遗传的。 纯系：是指自花授粉作物一个纯合个体自交所产生的后代，即由同一基因型组成的个体群。纯系学说的贡献：区分了遗传变异和环境变异；自花授粉作物纯系育种的理论基础； 二、作物品种自然变异及其产生原因自然突变；天然异交后代的基因重组；新品种群体的剩余变异； 三、两种选择方法的特点及适用范围：单株选择法特点：选择效果好；（所选单株可根据其后代表现而去留，并能最大限度地淘汰误选的不良单株后代）；到纯合的系统；工作量大； 可能丧失有利基因，使遗传基础狭窄 适用范围：自花授粉、常异花授粉和无性繁殖作物育种；异花授粉作物自交系选 育； 混合选择法 特点：保持群体异质性；手续简便，省工省时；只对所选择的混合群体进行比较，不能区分所选单株基因型的优劣，影响选择效果。 适用范围：作物的良种繁育；常异花和异花授粉作物品种群体的改良。第六章 杂交育种一、选配杂交亲本的一般原则：1、亲本应具有较多的优点、较少的缺点，双亲间优缺点要互补；2、亲本中至少有一个在主要目标性状上要表现突出；3、亲本中最好有一个适应当地生态条件；4、选用的亲本要考虑它的原产地和生态型；5、选用一般配合力好的材料做亲本；6、考虑亲本的遗传特性；7、利用中间材料作为亲本；二、杂交方式 单交或成对杂交表达方式：A/B 或 AB，前者为母本、后者为父本。 复交： 三交、双交（三亲本双交、四亲本双交）、四交、聚合杂交；三、杂种后代的选择 系谱法：从杂种第一次分离世代（单交F2，复交F1）开始选株，分别种成株行，即系统，以后各世代均在优良的系统中选优良单株，直到选出优良一致的系统，并将其升级进行产量比较试验为止的过程。在这一过程中，各世代的中选单株或系统均予以系统的编号，以便考查株系历史和亲缘关系，故称系谱法。 杂种各世代的工作内容与选择： 杂种一代(F1) ： 除掉与母本完全相同的假杂种，淘汰具有严重缺点的组合，不进行单株选择。播种时按杂交组合排列，点播，组合两旁分别种植父母本。收获时同一组合的单株混合收获，写明组合名称，编号。不同组合分别装袋保存。 F2和复交F1： 主要任务：选定优良组合，淘汰不良组合，并从优良组合中选拔优良单株，其中选单株是这一世代的工作重点； （1）种植：按组合，点播，单本稀植，设立亲本行； 群体大小： 5005000株不等。视作物、亲本差异、杂交方式、组合优劣、目标性状等情况而定。 （2）选择： F2是选择的关键世代（F2单株决定后代发展趋势），也是选择难度最大的世代（单株选择比群体选择困难，杂种优势）。 先选组合，后选单株（淘汰不良组合，优良组合多选些） 选择数量：几株到几十株不等。复交组合多选（最后一次杂交的亲本尚未重组） 入选单株按组合编号，初步考种 （田间） （常）异花授粉作物开花前初选并套袋自交（或隔离） 选择的依据：考虑不同性状的遗传力的大小，高遗传力性状，尽可能早代选择，以控制后代规模；抽穗期、株高、穗长、纤维长度和强度 及主基因控制的性状； F3： 对入选F2单株进一步鉴定和选择的重要世代，主要任务是选拔优良株系，从优良株系中选择优良单株。种植：按组合排列，当选单株点播成行（株行、株系或系统line）；每系统80200株不等；记载：本年号、上年号、 亲本组合、世代、 播种期、移栽期、抽穗开花期、成熟期、抗病虫性及其它主要经济性状的特征描述特征：系统内变异度缩小，主要性状表现趋势明显，个别株行基本稳定选择：参考记载，优良组合中确定优良系统，从中选择优良单株；入选的系统选择310株不等；每个单株按系统分别收获、编号（常）异花授粉作物开花前套袋自交或隔离； F4及其以后世代： 种植：按组合、按系统排列，当选单株点播成行；每株行80100株；设对照； 同一F3系统（来自同一F2单株）形成多个F4系统组成系统群；系统群内各系互为姊妹系； 记载：同F3 选择：系统群体间差异大，系统群内差异；首先选择系统群，再从优良系统内选优良株系，再选择优良单株；部分株系稳定一致，选择优系升级为品系（Strain）下季产量试验（鉴定或品比）；进一步淘汰不良系统 混合法：在自花授粉作物的杂种分离世代，按组合混种混收，不加选择，直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时（约在F5-F8），才开始选择一次单株，下一代即成为系统（株系），然后选拔优良系统进行升级试验。 工作要点：从分离世代开始，按组合混播混收，淘汰少量不良单株； 混合世代群体大；第一次选择放宽要求（环境影响大，尤其是一些群体弱势性状）； 第二次严格选择； 混合法和系统法的比较： 系谱法：优点：遗传力较高的性状，早代选择可靠，可起到定向选择的作用；尽早集中掌握少数优良系统；便于比较，控制规模；及时升级试验、审定、推广；缺点：中选率低；多基因控制的性状的选择效果差；早代工作量大； 混合法：优点：遗传力低的数量性状高代选择可靠；保留更多的优良基因型和重组类型；早代工作量相对较少；缺点：混合世代群体规模大；选择世代的工作量较大；可能丢失群体弱势性状；育种周期相对较长；缺乏系统的系谱观察资料，无从考查系统间关系。四、杂交育种程序：原始材料圃和亲本圃、选种圃、鉴定圃、品系比较试验、区域试验、生产试验和多点试验五、加速育种进程的方法：1. 加速世代进程：异地异季加代；利用温室就地加代；结合单倍体育种技术，缩短杂种分离世代。2. 加速试验进程:优异材料可越级试验；及时并加快种子繁殖。 第七章 回交育种一、回交育种：将供体的目标性状通过一次或多次回交导入受体的育种方法称为回交育种。二、回交育种的意义：（1）回交育种法速度快，在改良作物品种个别缺点时是一种快速有效方法（2）杂种优势利用中，不育系和恢复系的转育（3）用于远缘杂交，解决杂种不育和分离世代过长等问题。（4） 打破基因连锁，综合双亲的优良性状（5） 选育近等基因系和多系品种三、回交的遗传效应1. 回交后代的基因型纯合类型受轮回亲本的控制2. 回交后代的某种基因型纯合进度大于自交3、回交消除不利基因连锁的概率高于自交四、回交后代的选择 1. 质量性状基因的回交转育 （1）显性单基因目标性状的转移：在回交群体中选择具有目标性状的单株即可。2、隐性单基因目标性状的转移：同时进行回交和自交（需要多做回交）；每次回交之前均自交一次3. 多基因控制的目标性状的回交转育：回交成效和难易程度受两个因素制约：（1）控制目标性状的基因数目：控制转育性状的基因越多，回交后代中出现的理想基因型频率越低。 策略：回交后代必须是大群体； 适当减少回交次数（不完全回交）；非轮回亲本的选择（供体中目标性状超越受体的预期要求，综合性状尽量接近受体）；2）环境对基因表现的作用：环境条件对数量性状影响大，鉴定选择可靠性差。策略：每回交一次，自交1次，在BC1F2群体中选择；BC1F3株系设置重复和比较试验，优良株系内选择单株再回交；QTLs分子标记苗期鉴定成株期回交；五、回交的次数 轮回亲本性状的恢复程度 减少回交次数：1、非轮回亲本除目标性状之外尚具备一些轮回亲本所缺乏的优良性状（回交1到2次）；2、目标性状多少表现为数量性状遗传； 增加回交次数：1、非轮回亲本有1或2个性状显著地差于轮回亲本；2、应用栽培种的近缘种属作为非轮回亲本；从非轮回亲本需要转移的基因数：基因数少，回交次数少些，基因数多 ，回交次数应多些； 纯合率： (1-1/2r)n非轮回亲本的目标性状与不利性状连锁的程度回交转育的性状属性：数量性状，回交次数不宜过多。回交时严格选择有助于轮回亲本性状的恢复，可减少回交次数六、回交育种的特点 优点：遗传变异方向容易控制；基因重组频率增加；目标性状容易操作；所育品种容易推广；局限性：育成品种多数性状无重大突破；适用于改良少数主基因控制的性状；非轮回亲本不利性状基因的影响；回交群体回复为轮回亲本基因型经常出现一些偏离；每一世代都需进行人工杂交，工作量大； 第八章 远缘杂交育种一、远缘杂交的概念：不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交，称为远缘杂交。二、远缘杂交不亲和性及其克服方法远缘杂交三大困难：远缘杂交不亲和性；远缘杂种的夭亡、不育；远缘杂种后代的疯狂分离与选择；远缘杂交不亲和现象：远缘杂交常出现花粉不萌发、花粉管不能伸入柱头、花粉管生长缓慢或破裂、花粉管不能达到子房、雌雄配子不能结合形成合子，合子胚不发育，幼胚死亡等。 最终表现：不能结籽或结籽不正常。远缘杂交不亲和性的原因：（1） 双亲受精因素的差异：花器结构差异、生理差异 （2）双亲基因的差异：可交配性基因、基因互补的致死基因 克服远缘杂交不亲和性的方法：1、亲本染色体加倍；2、适当选择选配亲本；3、有性媒介法；4、采用特殊的授粉方式：混合花粉授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、理化因素处理；5、借助植物生物技术：柱头手术、子房受精等；三、远缘杂种夭亡、不育及其克服方法杂种夭亡和不育的表现：即使雌雄配子结合，完成受精形成合子，但合子往往不能进一步发育成正常、完整的胚，后代不能完成正常的生活史，即杂种的夭亡。具体表现：不正常、不完整的胚和种子；不正常的后代；杂种夭亡、不育的原因：（1）核质互作不平衡 ；（2）染色体不平衡 ；（3）基因不平衡；（4）组织不协调；杂种夭亡、不育的克服方法：（1）幼胚的离体培养（胚拯救技术）；（2）杂种染色体加倍法；（3）回交法；（4）延长杂种的生育期，恢复生殖机能及育性；（5）嫁接法；（6）利用特殊基因型及基因；四、远缘杂种后代的剧烈分离及克服方法远缘杂种后代性状分离特点：（1）分离复杂，规律性不强；（2）分离类型丰富，变异幅度大，并有向两亲分化的倾向；（3）后代分离世代长，稳定慢；远缘杂种后代分离的克服方法：1）回交；2） F1的染色体加倍；3）诱导杂种产生单倍体植株；4）诱导染色体易位； 第九章 杂种优势利用一、杂种优势：两个不同遗传型的亲本杂交产生的杂种一代（F1），其生活力、产量、品质、适应性等性状表现优于双亲的现象。二、杂种优势表现的特点：1.复杂多样性；2.杂种优势强弱和亲本性状的差异及纯度密切相关；3. F2及以后世代杂种优势衰退；三、杂种优势的度量： 1. 中亲优势：中亲优势（%）=(F1-MP)/MP100 2、超亲优势：超高亲优势(%)(F1-HP)/HP100；负向超亲优势(%)(F1-LP)/LP100； 3. 超标优势：超标优势(%)(F1-CK)/CK100； 4、杂种优势指数：杂种优势指数()F1/MP100四、自交系的选育 1.对自交系的基本要求：基因型纯合；具有较高的一般配合力；具有优良的农艺性状；、开花习性符合制种要求； 2、选育自交系的方法： （1）选育自交系的原始材料： 地方品种和推广品种；各类杂交种；综合品种或人工合成的群体。 一环系：从品种群体和品种间杂种选育的自交系，称为一环系；二环系：从自交系间杂种选育的自交系，称为二环系；（2）自交系的选育方法 ：连续多代套袋自交结合农艺性状选择和配合力测定。 人工套袋：开花散粉之前，异花授粉作物和常异花授粉作物农艺性状的选择：系谱法五、配合力及其测定 配合力的概念：又称组合力。一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力的大小。有一般配合力和特殊配合力两种。 （1）一般配合力（GCA）：一个亲本系和其它若干品种（自交系）组配的一系列杂交组合的产量（或其它数量性状）的平均表现。 （2）特殊配合力（SCA）：两个特定亲本系所配组的杂交种的产量（或其它数量性状）水平。六、杂种品种类型及其亲本的选配原则 杂种优势利用的基本条件：有基因型纯合度高的优良亲本和强优势的杂交组合异交结实率高： 对自花和常异花作物而言，尤为重要。 繁殖与制种程序简单易行，种子生产成本低： 1、亲本的繁殖简单易行，便于保持亲本的纯度，提高亲本的种子产量； 2、杂交制种简单易行，制种产量高； 3、有健全的种子生产技术体系。杂种品种的类型：品种间杂种品种、品种-自交系间杂种品种、自交系间杂交种（包括单交种、三交种、双交种、综合杂交种）、雄性不育杂种品种、自交不亲和性杂交种、种间与亚种间杂交种、核质杂种 亲本选配 1. 对杂种亲本（纯系或自交系）的基本要求 ：基因型纯合，纯度高；配合力高；具有优良的农艺性状并互补；亲本自身产量高，开花习性符合制种要求；亲缘关系相对较远； 2、不同繁殖方式作物的杂种亲本的选育 ： 自花授粉作物：直接从品种（系）中筛选（除特殊要求） 常异花授粉作物：23代的自交； 异花授粉作物：多代的自交与选择，选育自交系七、雄性不育及其在杂种优势中的应用 雄性不育性：雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性； 雄性不育性的遗传：细胞质雄性不育（质核互作）和细胞核雄性不育 1. 细胞质雄性不育：受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型，常被简称为胞质不育（CMS）。 当细胞质基因不育时，核内具有隐性不育基因，个体表现为不育。 三系的概念：雄性不育系：具有雄性不育特性的品种或自交系，简称为不育系或A系。S（rr） 雄性不育保持系：用来给不育系授粉，能使后代保持其不育性的品种或自交系叫雄性不育保持系，简称保持系或B系。N(rr) 雄性不育恢复系：用来给不育系授粉，能使不育系正常结实，并恢复F1正常生育能力的品种叫雄性不育恢复系，简称恢复系，或R系。S(RR)；N(RR) 细胞质雄性不育遗传类型：多种质核基因对应的遗传；孢子体不育和配子体不育的遗传；主基因不育和多基因不育； 2、核雄性不育的遗传 核雄性不育的特点：不育性受细胞核雄性不育基因控制，与细胞质无关，其雄性器官没有生殖能力，甚至没有花粉，但其雌性器官一般是正常的，并可通过异交而结实。核雄性不育的分类：（1）显性核雄性不育：单显性基因核雄性不育（MsMs）；双显性基因互作核雄性不育（MsMsrfrf ） （2）隐性核雄性不育：单隐性基因核雄性不育（msms）；双隐性基因核雄性不（msmsmsms） 3、光温敏雄性不育 4、细胞质雄性不育的应用 不育系和保持系选育： 不育系的来源：远源杂交 (种间杂交或类型间核置换法）；从自然变异中寻找不育株；从人工诱变后代中寻找雄性不育突变体； 不育系和保持系选育的方法：（1）远源杂交核置换（2）回交转育法（3） 人工制保 对不育系和保持系的要求： 不育性稳定彻底，不育度和不育率要达100%； 不育性能稳定遗传，不因环境等而改变 ； 群体的农艺性状整齐一致； 雌性器官发育正常；优良不育系还必须具备以下优良特性： 配合力好，具有高产潜力，优良性状多，缺点少； 易于恢复，不育细胞质没不良影响； 具有良好的花器构造和开花习性，异交率高； 抗性好； 品质好。 恢复系的选育： 恢复系选育的方法：测交筛选法（测恢）；杂交选育法：恢恢恢保（保恢）；不恢；回交转育法；人工诱变；恢复系必须具备三个基本条件：纯系；它能使不育系的不育性完全恢复正常；恢复性稳定遗传，恢复性不因世代的增加或环境的改变而变化。 优良恢复系还必须具备以下优良特性：恢复力强；配合力好；遗传基础丰富，与不育系保持有较大的遗传距离；株高稍高于不育系，花时较长，花粉量大，有利异交结实；品质好；抗性好。 利用“三系”制种：三系法配制杂种品种包括繁殖和制种两个过程，分别在不同的隔离区进行。八、杂种优势利用的其他途径：1、人工去雄生产杂种种子；2、利用标志性状生产杂种种子；3、化学杀雄生产杂种种子；4、利用自交不亲和性生产杂种种子；5、F2剩余杂种优势的利用； 第十章 诱变育种一、诱变育种：利用理化因素诱发植株发生变异，再通过后代的鉴定和选择育成新品种的方法。二、诱变育种的特点：1、提高突变率，扩大突变谱；2、适于进行个别性状的改良； 3、诱发的变异较易稳定，可缩短育种年限；4、诱变的方向和性质尚难掌握 ；5、多种性状同时出现理想变异的概率较小； 三、辐射处理的方法 1、外照射：适用于穿透力较强的射线，如r 射线（60CO） 2、内照射：适用于穿透力弱的射线，如射线和射线(32P、35S)等。 第十一章 倍性育种一、倍性育种：根据育种目标要求，采用增加或减少染色体倍数的方法选育植物新品种的途径；包括多倍体育种和单倍体育种。二、单倍体：只具有配子染色体组（n）的个体，即只含有其双亲一套染色体组的类型。三、单倍体的利用价值： 控制杂种分离，提高获得纯合体的效率，缩短育种年限 提高选择效率：隐性性状在早世代可以表现出来 克服远缘杂交的不育性与杂种后代的疯狂分离 提高诱变育种的效率 培育异花授粉作物的自交系 进行栽培品种的纯化 四、多倍体（polyploid）：体细胞中具有三个和三个以上染色体组的植物；五、多倍体的利用价值 增加现存物种的染色体数目，产生同源多倍体 通过远缘亲本或种间不育杂种的染色体加倍，克服远缘杂交的困难 诱导多倍体作物不同倍数性间或种间的遗传媒介 培育新品种、新类型和新物种 第十三章 细胞工程育种一、细胞工程育种应用（1）体细胞变异体和突变体变异体（ variant ）： 不加任何选择压力而筛选出的变异个体；突变体（ mutant ）： 经过施加某种选择压力所筛选出的无性系变异； （2）快速繁殖（3）种质保存 （4）产生无病毒植物材料（5）花药培养和花粉培养：通过花药培养进行单倍体育种（6）合子胚或子房培养及试管受精；（7）植物原生质体培养和体细胞杂交（8）利用体细胞无性系创造新物种 第十四章 分子标记辅助选择育种一、分子标记辅助选择育种优点：选择更准确；选择更科学；选择更有效：可同时筛选多个目标性状；选择更直接；选择更精确；选择更方便；二、分子标记辅助选择技术的意义： 加快新品种选育，确保人类粮食安全 架起基因型和表现型间桥梁，促进系统遗传学研究 提升育种技术，促进育种学发展 聚合多个优良基因，实现育种学家们梦寐以求的目标 拓宽遗传资源利用的深度和广度，增加农作物遗传多样性三、遗传标记的类型：形态学标记、细胞学标记、生化标记、分子标记：DNA分子遗传标记，或DNA标记；四、目前的分子标记类型： 基于DNA-DNA杂交的分子标记，包括RFLP、DNA指纹技术（DNA Fingerprinting）等； 基于聚合酶链式反应的分子标记，包括RAPD、SSR、STS、SCAR等； 基于限制性内切酶和PCR的分子标记，包括AFLP和CAPS等； 基于单个核苷酸多态性的分子标记，SNP基于DNA-DNA杂交的分子标记：l RFLP (Restriction fragment length polymophism，限制性片段长度多态性)原理： 利用特定的限制性内切酶识别并切割不同生物个体的基因组DNA，得到大小不等的DNA片段，所产生的DNA数目和各个片段的长度反映了DNA分子上不同酶切位点的分布情况。 通过凝胶电泳分离这些长度不等的片段，就形成不同带，然后与克隆DNA探针进行Southern杂交和放射显影，即获得反映个体特异性的RFLP图谱。所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异。 由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异。基于聚合酶链式反应的分子标记： PCR (Polymerase Chain Reaction)的基本原理：PCR是一种选择性体外扩增DNA或RNA的方法。DNA模板-引物结合物在Taq DNA聚合酶的作用下，靶序列为模板，按碱基配对原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链，重复循环变性-退火-延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需24分钟， 23小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。l RAPD (Random Amplified Polymorphism DNA， 随机扩增多态性)原理:利用随机引物（一般为810bp）通过PCR反应非定点扩增DNA片段，然后用凝胶电泳分析扩增产物DNA片段的多态性。扩增片段多态性便反映了基因组相应区域的DNA多态性。 l 简单序列长度多态性(Simple sequence length polymophism，SSLP)或简单重复序列（Simple sequence repeat，SSR)原理：根据微卫星序列两端互补序列设计引物，通过PCR反应扩增微卫星片段，由于核心序列串联重复数目不同，PCR扩增出的产物长度也不同，将扩增产物进行凝胶电泳，就会产生不同产生不同的条带。基于限制性内切酶和PCR的分子标记：包括AFLP和CAPS等l AFLP (Amplified fragment length polymorphism，扩增片段长度多态性) 原理: 对限制性酶切片段的选择性扩增。 先利用限制性内切酶水解基因组 DNA 产生不同大小的 DNA 片段，再使双链人工接头的酶切片段相连接，作为扩增反应的模板 DNA，然后以人工接头的互补链为引物进行预扩增，最后在接头互补链的基础上添加 1-3个选择性核苷酸作引物对模板 DNA 基因再进行选择性扩增，通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测获得的DNA扩增片段，根据扩增片段长度的不同检测出多态性。 三个主要步骤：（1）DNA酶切及人工接头连接；（2）扩增反应； 引物由3部分组成：与人工接头互补的核心碱基序列；限制性内切酶识别序列；引物3端的选择碱基序列（110bp）。这样只有那些两端序列能与选择碱基配对的限制性酶切片段被扩增。（3）扩增产物分离（通常用4-6的变性聚丙烯酰胺凝胶） CAPS标记（Cleaved Amplified Polymorphic Sequences）所用的PCR引物是针对特定的位点而设计的。基本步骤：先进行PCR扩增，然后将PCR扩增产物用限制性内切酶酶切，再用琼脂糖凝胶电泳将DNA片段分开，用EB染色，观察。与RFLP技术一样，CAPS技术检测的多态性其实是酶切片段大小的差异。基于单个核苷酸多态性的分子标记： 单核苷酸多态性(Single nucleoide polymorphism, SNPs)：同一位点的不同等位基因之间的单个碱基的转换、颠换，以及单个碱基的缺失和插入形成的多态性。五、理想的分子标记应该具备： 具有高的多态性 共显性遗传，即利用分子标记可鉴别二倍体中杂合和纯合基因型 能明确辨别等位基因 除特殊位点的标记外，分子标记应均匀于整个基因组 选择中性 检测手段简单、快速 成本低 重复性稳定性好 第十五章 转基因育种一、与常规育种技术相比，转基因技术的优势： 目的性强，可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择。 不受亲缘关系的影响，可以利用的基因资源大大拓宽。 可以大大提高选择效率，加速育种进程二、目的基因的类型 （1）抗除草剂基因：代表：bar基因，乙酰转移酶基因，抗草丁膦（2）抗虫基因：Bt毒蛋白基因、昆虫蛋白酶抑制剂基因（3）抗病基因（4）抗逆境基因（5）品质改良基因三、转基因的主要方法1、农杆菌介导法原理：农杆菌含Ti质粒，质粒中有T-DNA，可穿透受伤细胞壁，进入植物细胞核中。2、基因枪法原理：将DNA包覆 在直径 0.6-1.6um金或钨粒子上，由高压氦气推动，将金或钨粒子注入植物细胞中，再经过组织培养获得完整植株。3、花粉管通道法 第十七章 抗病虫育种一、抗病虫育种的意义1. 减少农作物产量损失 2. 降低生产成本，减少环境污染和人畜中毒 3.