作物育种学课后习题.pdf

绪 论 1 作物品种的概念是什么 它在农业生产中有什么作 用 作物品种 Variety 概念 指某一栽培作物适应于一定的 自然生态和生产经济条件 具有相对稳定的遗传性和相对一致的 生物学特性和形态特征 并与同一作物的其它类似群体相区别的 生态类型 品种属性 生产资料属性 经济类型属性 地区性 时间性 作物品种的类型 纯系品种 杂种品种 综合品种 无性系品种等 优良品种的作用 提高单位面积产量 改进产品品质 保持 稳产性和产品品质 扩大作物种植面积 2 作物育种学的任务和主要内容是什么 它与哪些 学科关系密切 你打算如何学好作物育种学这门课 程 作物育种学 crop breeding 研究选育和繁育作物优良品种 的原理与方法的科学 主要任务 研究育种规律 培育新品种 实现品种良种化 繁育良种 实现种子标准化 作物育种学的主要内容 育种目标的制订及实现目标的相应策略 种质资源的搜集 保存 研究 创新与利用 选择的理论与方法 人工创新变异的途径 方法及技术 杂种优势利用的途径与方法 目标性状的遗传 鉴定及选育方法 作物育种各阶段的田间试验技术 新品种的审定 推广及种子生产 3 常规育种技术的主要任务和特点是什么 主要任务 提高产量 改进品质和增强抵抗不良环境的能力 抗病 虫 草害和抗旱 寒 碱等 特点 综合多个优良基因 同步改良作物的产量 品质 抗 性水平 盲目性大 育种是科学艺术 4 现代作物育种发展动向的主要表现是什么 1 进一步加强种质资源研究 2 深入开展育种理论与方法的研究 3 加强多学科的综合研究和育种单位间的协作 4 种子产业化 5 调查了解农作物优良品种在提高单位面积产量 改善 农产品品质等方面的具体表现 略 第 1 章 作物繁殖方式与品种类型 1 有哪些花器的构造和开花的习性有利于异花授粉 有哪些花器的构造和开花的习性有利于自花授粉 异花授粉花器构造特点及开化习性 具有两性花的完全异花授粉植物 具有两性花的异花授粉 同时具有某种程度的自花授 粉功能的植物 雌雄同株的植物 雌雄异株的植物 自花授粉花器构造特点及开化习性 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 从作物育种的角度 简述自交和异交的遗传效应 自交的遗传效应 1 保持纯合基因型 自花授粉作物良种繁育的依据 2 使杂合后代基因型趋于纯合 并发生性状分离 每自交 1 代 杂合基因型减半 杂合基因多 纯合慢 杂交育种 纯系 自交系 品种选育依据 3 后代生活力衰退 杂合基因型作物自交后代生活力衰退 自交衰退 自花授粉作物杂交种也有衰退现象 异交的遗传效应 1 异交形成杂合基因型 2 增强后代的生活力 3 根据品种群体内个体同源染色体等位基因以及个体 间基因型的情况 可将不同的品种归纳为哪几种群体类 型 自交 纯 系品种 pure line cultivar 杂交种品种 hybrid cultivar 群体品种 population cultivar 无性系品种 clonal cultivar 4 农作物品种有哪些基本特性 特异性 distinctness 一致性 uniformity 稳定性 stability DUS 5 不同类型的品种群体的育种特点是什么 自交 纯 系品种 pure line cultivar 自交系或自交系品种在生产上使用时 必须基因型高 度纯合 性状优良 整齐一致 育种上采取连续多代自花授粉 异花授粉作物的强制 自交 和单株选择 创造丰富的遗传变异 在基因和性状分离的大群体中 进行单株选择 优中选优 可以获得产量 抗性 品 质等性状超过原有品种群体的个体 创造变异的途 径 杂交种品种 hybrid cultivar 杂交种育种的两个基本程序 自交系育种 杂交组合 的育种 配合力测定 获得低成本 高质量 大量的杂交种 群体品种 population cultivar 根据育种目标 选择若干个有遗传差异的自交系为原 始亲本 提供广泛的遗传基础 对后代群体一般不选择 保存群体 多代自由授粉下 逐步打破连续 积累有利的基因改良群体 无性系品种 clonal cultivar 固定杂种优势和优良性状 有性和无性繁殖结合 选择芽变培育优良无性系 第 2 章 种质资源 1 名词解释 种质资源 germplasm resources 具有特定种质或 基因 可供育种及相关研究利用的各种生物类型 起源中心 凡遗传类型有很大的多样性且比较集中 具有地 区特有变种性状和近亲野生 栽培 类型的地区 初生中心 最初始的起源地 原生起源中心 次生中心 作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时 在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔离而形成新的隐性 基因控制的多样化地区 原生作物 人类有目的驯化的植物 小麦 大麦 玉米 棉 花等 次生作物 与原生作物伴生的杂草 当其被传播到不适宜于 原生作物而对杂草生长有利的环境时 被人类分离而成为栽培的 主体作物 燕麦和黑麦 基因库或基因银行 gene pool gene bank 指储备的 具有形形色色基因资源的各种材料 初级基因库 gene pool 1 资源材料间能相互杂交 正 常结实 无生殖隔离 杂种可育 染色体配对良好 基因转移容 易 次级基因库 gene pool 2 资源间的基因能转移 存在 生殖隔离 杂交不实或杂种不育 须借助特殊育种手段实现基因 转移 三级基因库 gene pool 3 亲缘关系更远 彼此间杂交不 实 杂种不育现象明显 基因转移困难 2 种质资源在作物育种中作用有哪些 一 种质资源是现代育种的物质基础 二 不断发展新作物的主要来源 三 利用更多的基因资源避免品种遗传基础贫乏 四 生物学理论研究的重要基础材料 五 是有生命的财富 亟待保护 3 不同来源的品种资源各有什么特点 如何利用 5 Vavilov 起源中心学说在作物育种中有何作用 1 指导特异种质资源的收集 2 起源中心与抗源中心一致 不育基因与恢复基因并存于 起源中心 可得到抗性材料和恢复基因 3 指导引种 避免毁灭性灾害 6 初生中心与次生中心如何划分 7 试述作物种质资源研究的主要工作内容与鉴定方法 研究内容 性状 特性鉴定与评价及细胞学鉴定等 鉴定 农艺性状 生理生化特性 品质 营养价值 食用价值及 其他实用价值 鉴定方法 直接鉴定 direct evaluation 和间接鉴定 indirect evaluation 自然鉴定和控制条件鉴定 诱发鉴定 当地鉴定和异 地鉴定 根据目标性状的直接表现鉴定称之为直接鉴定 抗逆性和抗病虫害能力在自然鉴定与诱发鉴定同时 进行异地 鉴定 以评价其对不同病虫生物型及不同生态条件的反应 具有优异性状的种质材料鉴定 目标性状的遗传特点 用已有种质资源通过杂交 诱变及其他手段创造新的种质资源 矮孟牛等 8 建拓作物基因库有何意义 如何建拓作物基因库 9 发掘 收集 保存种质资源的必要性与意义何在 10 小麦属分类及其染色体组是何 11 中国地方品种的优良特性和不良性状有哪些 地方品种的优良特性 早熟性 对日照反应较不敏感 生长发育较迅速 子粒灌浆快 易于减轻小麦生育后期灾害 提高复种指数 多花多粒性 圆颖多花类及拟密穗品种 5 8 粒 小穗 育性强 易与黑麦杂交 对 T 型不育系有较强的育性恢复能力 特殊抗逆性 高度适应异常环境 抗寒 旱 盐碱 耐湿 耐 酸等环境胁迫因素 地方品种的不良性状 植株偏高 茎秆软弱易倒伏 口松易落粒 第 3 章 育种目标 1 解释下列名词和术语 育种目标 breeding objective 在一定自然 栽培和经 济条件下 对选育新品种提出应具备的优良特征特性 也就是对 育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求 生物产量 biomass 作物整个生育期间 通过光合作用和生 产积累有机物的总量 有机物质 90 95 矿物质占 5 10 经济产量 economic yield 栽培目的所需要的经济价值的 那部分产量 子粒 块根 块茎等 小麦属 Triticum L 的分类 染色体组 一粒系 Einkorn AA 2n 14 二粒系 Emmer AABB 2n 28 普通系 Dinkel AABBDD 2n 42 提莫菲维 Timopheevi AAGG 经 济 系 数 coefficient of economics 或 收 获 指 数 harvest index 生物产量转化为经济产量的效率 即经济产量 与生物产量的比值 株型育种 优良的形态特征和生理特性集中在一个植株上 获最高光能利用率 并将光合产物输送到籽粒中 提高产量 高光效育种 通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的 生理指标而提高作物产量的育种方法 2 现代农业对作物品种有哪些基本要求 高产 稳产 优质 生育期适宜和适应机械化 3 制定育种目标的原则是什么 立足当前 展望未来 富有预见性 突出重点 分清主次 抓住主要矛盾 明确具体 性状指标落实 面向特定的生态地区和栽培条件 4 作物育种的主要目标性状有哪些 高产 稳产 优质 生育期适宜和适应机械化 5 怎样才能正确地制订出切实可行的育种目标 6 为什么通过矮秆育种能提高作物的单产 降低植株高度 增加密度 降低茎秆比重 提高 收获指数 株高降低减少倒伏 提高稳产性 7 稻麦品种实现高产的途径是什么 类型 亩穗 数 万 每穗 粒数 粒 每穗 粒重 克 a 千粒 重 克 特 点 多穗 型 50 60 25 30 35 40 分蘖力强 成穗率高 以穗多实现 高产 大穗 型 30 35 1 5 1 8 以每穗粒重高为其特点 或侧重增 加千粒重或侧重增加每穗粒数 提 高穗粒重 中 间 型 南 方 37 40 37 40 37 40 通过三者协调增加 提高产量潜力 北 方 40 45 30 40 8 依据你所熟悉的某一地区 拟定一个作物的育种目 标 并说明其理由 第 4 章 引 种 1 何谓引种 引种的原理是什么 引种 introduction 引进外地区 国 的新植物 新作物 新品 种以及为育种和有关理论研究所需要的各种遗传资源材料 原理 一 气候相似论 基本要点 地区之间在影响作物生产的主要气候因素上 应相 似到足以保证作物品种互相引用成功时 引种才有成功的可能 性 二 引种的生态条件和生态型相似性原理 2 影响引种成功的因素有那些 温度 光照 纬度 海拔 栽培水平 耕作制度 土壤情况 植物的发育特性 3 引种有什么规律 低温长日性作物 高温短日性作物 夏作物水稻 玉米 大豆 4 简述引种的工作环节 一 制定引种计划 搜集引种材料 1 选择现有栽培品种 引用特性接近的材料 2 引进特定的遗传种质 可不考虑生态条件的相近和气候的 地区界限 二 检疫引种材料 严格检疫 检验和监督处理引进和输出的植物及其产品的疫 病 害虫 杂草等有害生物 设检疫圃 鉴定新引材料 根除病虫杂草等 三 选择引种材料 选择途径 去杂去劣 混合选择 优株混脱 繁殖 参试 单株选择 选优株 分脱 繁 按系统育种 四 引种试验 1 观察试验 观察 鉴定引进种的适应性和价值 2 品种比较 区域试验 比较鉴定表现优良的引进品种 优异的参加区域试验 测定适应范围 3 栽培试验 确定引进品种 根据其遗传特性进行栽培试 验 做到良种良法配套 第 5 章 选择育种 1 何谓选择育种和纯系育种 选择育种 breeding by selection 又称系统育种 pedigree breeding method 直接从现有品种群体中选择出现的自然变 品种原产区 引 种 区 高纬度区 低纬度 缩短生育期 提早成熟 株 穗 粒变小 如延迟播 种 营养生长期缩短 株 穗 粒更小 产量很低 低纬高温短日春 播品种 高纬度区表现迟熟 营养器官变大 低纬高温短日夏 秋播品种 高纬度地区 延迟成熟 株 穗较大 高海拔地区 平原地区表现早熟 有能否高产的问题 平原地区的品种 高海拔地区延迟成熟 有能否成熟的问题 品种原产区 引 种 区 高纬度区 低纬度区 不满足低温和光长 生育期延长 甚至不能 抽穗开花 但营养器官加大 低纬度区 高纬度区 满足温度和光照 生育期缩短 冬播区春性品种 春播区作春用 有的适应 且表现早熟 粒重提高 甚 至比原产地还长得好 春播区春性品种 冬播区冬播 有的表现迟熟 结实不良 易遭冻害 高海拔区冬作物品种 平原区不适应 平原区冬作物品种引到高海拔区春播 有可能适应 异进行性状鉴定 并通过品系比较试验 区域试验和生产试验培 育农作物新品 种 的 育 种 途 径 自花授粉 作物的选择育 种 纯系育 种 pure line beeding 2 选 择 育 种 的特点是什么 存在什么不足 选择育种特点 1 从品种群体中选择优良个体 实现优中选优和连续选优 2 简便快速 立足于选 省去人工创造变异的环节 纯合快 所选个体同质结合 推广应用快 选择育种不足 具有局限性 不能有目的创造新的基因型 有利变异的频率低 选择率不高 育成的品种在综合经济性状上难有较大的突破 3 选择和鉴定的主要方法是什么 选择方法 1 个体选择法 individual selection 又称单株选择法 2 混合选择法 bulk selection 鉴定方法 直接鉴定和间接鉴定 田间鉴定和实验室签定 自然鉴定和诱发鉴定 当地鉴定和异地鉴定 4 试述选择育种的基本原理及程序 纯系育种 混合选 择育种 集团混合选择育种和改良混合选择育种 基本原理 一 纯系学说 pure line theory 主要论点 1 自花授粉作物的原始品种为各纯系的混合群体 群体内个 体选择是有效的 分离出许多不同的纯系 2 同一纯系内不同个体的基因型是相同的 继续选择无效 差 异由环境条件引起 二 自然变异的原因 1 自然异交引起的基因重组 2 自然变 异引起基因 突变 在某些 基因位点上 发生频率很 低的突变 3 新育成 品种群体中的变异 剩余遗传变异 程序 主要工作环节 1 选择优良变异株 2 株行 系 试验 3 品比试验 4 区域 生产试验 5 品种审 定与推广 基本工作环节 1 从原始品种群体中进行混 合选择 2 比较 试验 3 繁殖和推广 5 如何提高选择育种的效率 确定选株的对象 明确选择的目标 选株数量 一般最少数十株 多至数千株 多看精选 第6章 杂交育种 一 术语解释 杂交育种 breeding by hybridization 不同品种间杂 交获得杂种 继而在杂种后代进行选择以育成符合生产要求的新 品种 称杂交育种 纯合群体品种 两个亲本杂交后通过分离选择育成 杂合群体品种 自交不亲和或生长衰退 两个亲本杂交后 在控制授粉条件下通过混合 轮回 选择育成 综合品种 若干优良材料混合而成 组合育种 combination breeding 将分属于不同品种 控制不同性状的优良基因随机结合后形成不同的基因组合 再通 过定向选择育成集双亲优良性状于一体的新品种 超亲育种 transgression breeding 将双亲控制同一性状 的不同微效基因积累于同一杂种个体中 形成在该性状上超越任 一亲本的类型 群体内轮回选择 选择和互交在一个群体内进行的轮回选 择 群体间轮回选择 同时进行两个群体遗传改良的轮回选择 方法 相互轮回选择 Reciprocal Recurrent Selection RRS 二 问答题 1 杂交育种按其指导思想可分为哪两种类型 它们各 自的遗传机理是什么 组合育种 遗传机理 基因重组和互作 超亲育种 遗传机理 基因累加和互作 2 杂交育种中的亲本选配原则是什么 为什么说正确 选配亲本是杂交育种的关健 有何重要意义 原则 一 双亲都具有较多的优点 没有突出的缺点 在主要性状 上优缺点尽可能互补 二 亲本之一最好是当地推广品种 三 杂交亲本间在生态型和亲缘关系上差异较大 四 杂交亲本应具有较好的配合力 3 在亲本选配时为什么特别强调双亲都应具有较多的 优点 没有突出的缺点 在主要性状上的优缺点尽可能 互补 以及亲本之一最好是能适应当地条件 综合性状 较好的推广品种 数量遗传的性状选用双亲优点较多的材料 或一方稍差 另一 方很好 能弥补 则双亲总和表现较好 后代表现总趋势也较好 易获得优异材料 当地推广品种栽培时间长 适应当地自然和栽培条件 综合 性状较好 作亲本之一成功的可能性大 4 选用遗传差异大的材料作亲本有何利弊 是否双亲 来源地的远近 能正确反映双亲亲缘关系的远近 亲本间遗传差异较大 后代分离广 易选出性状超越亲本和适 应性较强的新品种 5 为什么要求双亲应具有较高的配合力 这里说的一 般配合力高指的是什么 一般配合力 general combining ability 某一亲本品种和其它 若干品种杂交后 杂种后代在某个数量性状上的平均表现 一般配合力高的性状反映了亲本品种控制该性状的基因加性 效应大 6 为什么说杂交方式是影响杂交育种成败的重要因素 之一 杂交方式有哪些种 试说明在单交 三交 四交 双交等杂交方式中 每一亲本遗传组成的比重如何 为 什么在三交和四交中要把农艺性状好的亲本放在最后 一次杂交 单交 single cross 或成对杂交 两个不同品种 系 间的 杂交 A B 或 A B 二 复交 multiple cross 选用两个以上的亲本进行两次 或两次以上的杂交 常用复交方式 1 三交 three way cross 三个品种间的杂交 单交 F1 或其它 世代杂种与另一品种杂交 表示符号 A B C F1 中 A B 核遗传组成各占 1 4 C 1 2 2 双交 double cross 是指两个单交 F1 的再杂交 表示符号 A B C D 或 A B A C 四个亲本双交 F1 中各占 1 4 三个亲本双交 F1 中 A 1 2 B C 各占 1 4 3 四交 tetra cross 指用四个亲本的连续杂交法 表示符号 A B C 3 D A B 各占 1 8 C1 4 D1 2 4 聚合杂交 convergent cross 是指通过一系列杂交将若干个 亲本品种的优良基因聚合在一起 7 什么是系谱法 混合法 衍生系统法和单籽传法及它 们各自的工作要点 试比较它们各自的优缺点及应用 一 系谱法 主要特点 自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 系统 以后各世代均在优良系统中继续选择 单株 直至选育出性状优良一致的系统时升级进行产量试验 在选择过程中 各世代都予以系统的编号 以便查找系统历 史与亲缘关系 故称系谱法 Pedigree method 工作要点 综上所述 系谱法可概括为 F1 代看 看组合优劣 F2 代找 找重点组合中的优良单株 F3 代定 定系统的好坏 F4 代促 促系统的稳定 系谱法的优缺点 优点 具有定向选择的作用 每一系统有案可查 易掌握它的 优 缺点 系统间的亲缘关系清楚 有助于互相参证 及早集中 优良系统 有计划加速繁殖和多点试验 缺点 F2 严格选择 中选率低 特别对多基因控制的性状 效果更差 工作量大 占地多 往往受人力 土地条件的限制 不能种植足够大的杂种群体 使优异类型丧失 二 混合法 Bulk method 自花授粉作物的杂种分离世代开始 组合内混种混收 不加选 择 直到杂种后代基因型纯合达到 80 以上时 F5 F8 才开 始选择一次单株 形成株系 从中选择优系升级进入产量试验 混合法工作要点 选亲本配组合 F1 F4 混合播种 混收 混脱粒 F5 混合播种 开始选株单收 单脱 F6 入选株种株行 F7 产量试验 繁种 混合法的优缺点 优点 早代不选 混收混种工作简便 多基因控制的优 良性状不易丢失 缺点 类型丢失现象 早熟 耐肥 矮秆等类型 单株 难选 因缺乏历史的观察和亲缘参照 优良类型不易确定 延 长育种年限 三 衍生系统法 derived line method F2 F3 单株繁衍的后代群体 工作要点 在杂种第一 二次分离世代株选 以后各代分别 按衍生系统混合种植而不加选择 测定产量和品质 在产量及其 有关性状趋于稳定的世代 F5 F8 从优良衍生系统内选择单株 穗 翌年种成株 穗 系 从中选择优系进行产量比较试验 衍生系统法的特点 具有系谱法和混合法的优点 在不同程 度上消除了两法的缺点 四 单籽传法 single seed descent method SSD 工作要点 自杂种的第一次分离世代 F2 开始 从每一株 上随机取一粒种子混合组成下一代 F3 群体 如此进行数代 直到纯合化达到要求时 F5 或 F6 再按株 穗 收获 下年 种成株 穗 行 从中选择优良株 穗 系混收 株行数等于 F2 群体植株数 进行产量比较试验 单籽传法的优缺点 优点 1 早代温室或异地加代繁殖 育种进程缩短 2 产生大量的株系和品系 进一步试验鉴定 缺点 缺乏系内选择 F2 单株后代难以提高 要求杂交 组合的性状水平高 F3 F5 代缺少株系的田间评定 不利于 某些性状的选择 8 杂交育种的程序是什么 9 什么是回交育种 回交育种有哪些用途及有何局限 性 在什么情况下回交育种最有效 回交育种 Backcross breeding method 两品种杂交后 以 F1 回交于亲本之一 从回 交后代中选择特定植株仍回交于该 亲本 如此连续进行若干次 再经自交选择育成 新品种的方法 表达方式 A B A A 或 A3 B 等 BC1 BC2 BCn BC1F1 BC1F2 用途 精确改良某个性状非常有效 控制育种群体发展方向 控制 杂种 后代 群体规模 局限性 仅改良原品种的个别缺点 大多性状没大提高 轮回亲本选择不当 延长育种年限 改良品种限于由少数主基因控制的性状 改良数量性状则 比较困难 每一世代都需人工杂交 工作量大 目 标 基 因 的 多 效性 或 与 不 利 基 因 紧 密 连 锁 是 回 交 育 种的障碍 回交群体回复为轮回亲本基因型常出现偏离 10 什么是轮回亲本和非轮回亲本 在回交育种中它 们各有何作用 在选用轮回亲本和非轮回亲本时要注 意哪些问题 轮回亲本 农艺性状好 适应性强 产量高 综合性状好等 只有个别缺点改造 当地推广品种最好 非轮回亲本 1 具有改进轮回亲本缺点的基因 输出的性 状经回交数次后仍保持足够的强度 其他性状未有严重的缺陷 2 目标性状不与不利性状基因连锁 3 被转移的性状由显性基 因控制 4 回交转育质量性状 应选择一个其他性状和轮回亲本 尽可能类似的非轮回亲本 以减少回交次数 11 回交有什么遗传效应 与自交遗传效应有什么不 同 1 在回交育种杂合基因群体中 杂合基因型逐渐减少 纯 合基因型相应地增加 不加选择的回交产物为 轮回亲本 选择 可得到非轮回亲本目标性状 轮回亲本综合性状后代 2 有利打破连锁 每回交一次 即可增加一次基因置换的 机会而增加重组型在群体中的比率 具有打破连锁的作用 12 如何利用回交培育新的雄性不育系和近等基因 系 13 复合品种与综合品种的异同点 14 怎样合成群体改良的基础群体 基础群体 基础材料自身性状优良 类型和性状的多样性大 遗传变异大 亲缘关系远 1 基础群体的材料选择 目标性状群体遗传变异度 平均值 加性效应值 开放授粉品种 如玉米地方品种和外来品种 复合品种和综合品种 优良品系 杂交后代的合成群体 2 基础群体的合成 入选材料按比例混合 自由授粉 杂交配组 选择合成 自由授粉 本地品种与外来品种混合 充分重组 打破连锁 提高优良重组体频率 自花授粉作物基础材料导入雄性不育建异交群体 15 轮回选择法是怎样实现群体改良与育种实际紧密结 合的 16 群体内轮回选择法有哪些 各有哪些特点 1 混合选择法 mixed bulk selection 是指在异花 授粉作物中 根据单株表现型所进行的周期性选择 特点 时间短 费用低 简单易行 不足 不易排除环境的影响和有效淘汰不良基因型 容易误选 致使改良效率不高和效果不佳 2 改良穗行选择法 modified ear row selection 3 自交后代选择 S1 or S2 selection 优点 对加性基因控制的性状改良效果较好 S2 较 S1 更有利 于隐性有利基因选择改良 S0 S1 S2 多次选择 多个性状 的选择和多次基因重组 选择效果好 缺点 完成一轮改良时间较长 费用较高 17 群体内与群体间改良的异同点 它们各适用于哪些 情况 18 在哪些情况下适宜应用复合轮回选择方法 一是针对群体的不足 适当渗入异源种质 基因 增加遗传变 异性 具有更多的优良基因 二是针对被改良对象和性状的遗传 特点 改进和补充轮选模式 提高效率 19 为什么说导入隐性雄性核不育基因是自花授粉与常 异花授粉作物进行轮回选择的基础和前提 20 异花授粉作物综合品种育种的常用方法是什么 三 论述题 1 简述转移显性和隐性单基因控制的性状 以及数量 性状的回交育种的过程 2 制定一个利用回交法改良某一小麦品种的抗病 或抗虫 性的育种方案 3 群体改良的概念和作用 群体改良 population improvement 通过鉴定选择 人工控 制下的群体内自由交配 改变基因 基因型频率 以增加优良基 因的重组 提高有利基因和基因型频率 改进群体综合表现的育 种方法 作用 创造新的种质资源 选育综合品种 改良外来种质的 适应性 4 群体改良的原理 1 Hardy Weinberg 定律 基因平衡定律 在一个完全随机交配群体内 如果没有选择 突变 遗传飘移 等因素的干扰 基因和基因型频率在各世代保持不变 打破基因平衡 现实群体数量有限 环境或人为选择 突变或 遗传漂移等因素 自然 人工进化 2 群体进化 选择和重组 经济性状大都是数量性状 是相互联系 相互制约的多基因 共同作用的结果 假设有利基因是显性 显性纯合体在自由交配群体中的频率 1 4 某性状有 n 对基因控制 则有利基因个体的频率 1 4 n 选 择机率极小 通过选择组成优化群体 提高群体优良基因频率 进一步重 组 鉴定 选择 提高优良基因型个体的频率 群体改良与作物育种就是不断打破群体基因和基因型平衡 提高有利基因和基因型的频率 5 群体改良的基本过程和主要环节 6 利用太谷核不育小麦 Ta1 设计一个群体改良小麦 某个性状的的轮回选择育种方案 第 7 章 杂种优势利用 一 词解释 杂种优势 是指两个遗传性不同的亲本杂交所产生的杂 种在某些性状上优于其亲本的现象 一般配合力 general combining ability GCA 指一个 自交系亲本与其它若干个自交系杂交的 F1在某个数量性状上的 平均表现 特殊配合力 special combining ability SCA 两个特 定亲本所组配 F1 在某种数量性状上的表现 测交 测交种 测验种 配子体自交不亲和性 self incompatibility of gametophyte 受配子体基因型控制 表现在雌雄配子间的相互抑制作用 孢 子 体 自 交 不 亲 和 性 self incompatibility of sporophyte 雌雄二倍体细胞间的相互抑制 花粉管不能进入 柱头 质核互作雄性不育 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 为胞质不育 CMS 化学杂交剂 Chemical Hybridizing Agent CHA 利用植物生长调节剂 化学药剂 诱导小麦雄性不育配制杂种一 代种子技术 其所用植物生长调节剂称化学杂交剂 CHA 又 称化学杀雄剂 一环系 first cycle line 从品种群体或品种间杂种品 种中选育出的自交系 二环系 second cycle line 从自交系间杂种品种中选 育出的自交系 核质杂种 nucleo cytoplasmic hybrid 不同种属间 的细胞核 细胞质存在一定程度的分化及不同的互作效应 异 核 质结合产生一定的杂种优势 即核质杂种优势 通过回交置 换法获得核质杂种 二 回答问题 1 利用作物杂种优势的途径有哪些 各有什么特点 2 利用作物杂种优势的基本条件是什么 3 作物杂种品种都有哪些类别 一 品种间杂种品种 二 品种 自交系间杂种品种 variety line hybrid 三 自交系间杂种品种 interline hybrid 1 单交种 single cross hybrid A B 或 A B 2 三交种 three way cross hybrid A B C 或 A B C 3 双交种 double cross hybrid A B C D 或 A B C D 4 综合杂交种 synthetic hybrid 1 自交系直接组配 2 配成 n n 1 个单交种 四 雄性不育杂种品种 hybrid with male sterility 1 胞质雄性不育杂种品种 hybrid with CMS 2 细胞核雄性不育杂种 hybrid with GMS 3 光温敏雄性不育杂种品种 五 自交不亲和系杂种品种 hybrid with self incompatibility 六 种间与亚种间杂种品种 interspecific hybrid and intersubspecific hybrid 七 核质杂种 nucleo cytoplasmic hybrid 4 作物杂种优势表现特点有哪些 1 杂种优势的普遍性 1 生长势和营养体 2 抗逆性和适应性 3 生理功能 4 产量和产量因素 5 品质 6 生化表现 2 杂种优势表现的复杂多样性 作物种类 2 倍体作物 多倍体作物 亲本基因型纯合度 纯合度高的自交系间的杂种优势较纯合 度低的自由授粉品种间的杂种优势强 亲本亲缘关系 亲缘关系远的自交系间杂种优势强于亲缘关 系近的自交系间杂种优势 性状 综合性状表现优势的杂种 单一性状优势低 环境条件 优势表现是双亲基因及环境条件互作 3 F2 及以后世代杂种优势的衰退 衰退速度与 F1 杂合位点数 作物授粉方式关系密切 5 对作物杂种优势的遗传成因都有哪些解释 你对这 些解释有什么看法 难以解释的现象 1 杂种优势超显性纯合亲本 20 以上 有的 50 2 隐性基因并非都不利 只在纯合状态下不利 显性假说的补充 一些显性基因与另一些隐性基因位于同一染色体上 表现连 锁 控制某些有利性状的显性基因是非常多时 F2 将不是偏态 分布 二 超显性假说 over dominance hypothesis 又称等位 基因异质结合假说 hypothesis of allelic heterozygosity 基本论点 杂合等位基因的互作胜过纯合等位基因的作用 杂 种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的相 互作用的结果 Aa AA 或 aa Bb BB 或 bb 等位基因分别具有控制不同的酶和代谢过程 产生不同的产 物 使杂合体同时产生双亲的功能 不足 它完全否定了等位基因间显隐性的差别 排斥了有利显 性基因在杂种优势表现中的作用 杂种优势并不总是与等位基因 的异质结合相一致 三 染色体组 胞质基因互作模式 genome cytoplasmic gene interaction 6 测定配合力都有哪些方法 这些方法各有什么特 点 l 顶交法 top cross method 2 双列杂交 diallel cross method 是用一组被测系相互轮交 配成杂交组合 进行后代测定 3 系 测验系法 line tester method 7 如何利用质核互作雄性不育的杂种优势 8 孢子体不育和配子体不育有何差别 有何特点 1 孢子体不育 花粉育性的表现由孢子体 母体株 的基 因型控制 与花粉 配子体 本身的基因无关 雌雄孢子体基因型中无相同 S 基因 表现亲和 雌雄孢子体有一个相同 S 基因 S1S2 S1S3 若 S1 为隐性 则亲和 雌雄 S 基因相同 无显隐性关系 表现为不亲和 S R r S R R S R r S r r 花粉可育 可 育 可 育 不 育 结实正常 结实正常 结实正常 不结实 F1 F2 育性分离 2 配子体不育 不育系的花粉败育发生在雄配子体阶段 其 育性受配子体基因型控制 配子体基因不育时花粉表现不育 反 之花粉表现正常 取决于花粉与雌蕊 柱头 所带 S 基因是否相同 双亲基因相同 自交完全不亲和 S1S1 S1S1 纯合体自 交 或 S1S2 S1S2 杂合体自交 双亲有一个相同 S 基因 异交一半花粉亲和 一半不亲和 S1S1 S1S2 S1S2 S1S2 S1S3 S1S3 S2S3 双亲无相同基因 完全亲和 S1S1 S2S2 S1S2 S1S2 S3S4 S1S3 S1S4 S2S3 S2S4 豆科 禾本科 茄科 蔷 薇科等 S R r S R R S R r 花粉半不育 可育 半不育 F1 结实正常 F2 结实正常 9 雄性不育的花粉败育有几种类型 各有什么特征 4 个败育时期 小孢子母细胞形成期 小孢子母细胞减数分裂 期 单核花粉期 二核和三核花粉期 3 种败育类型 无花粉 单核败育和双核败育型 10 植物雄性不育在生理生化方面有哪些异常 物质运输和代谢 不育系 可育系 能量代谢 不育株 ATP 含量 ATP 酶活性 可育株 蛋白质 不育系保持系 恢复系 碱性磷酸酶 酸性磷酸酶 ATP 酶 葡萄糖 1 磷酸酶和葡萄糖 6 磷酸酶恢复 系 保持系 不育系 细胞色素氧化酶 琥珀酸去氢酶保持系 恢 复系 不育系 内源激素 不育花药吲哚乙酸 IAA 库受有关氧化酶的破坏 而亏损 导致花药代谢及小孢子发育异常而花粉不育 11 有应用价值的不育系应该具备哪些条件 12 恢复系选育可以采用那些方法 1 测交筛选法 A 常规品种 系 2 杂交选育法 R R R B A R 3 回交转育法 4 人工诱变法 13 杂交品种的选配应遵循那些原则 为什么 14 化学杂交剂应具备什么特点 能诱导完全或近于完全的雄性不育 而不影响其雌性花的育 性 不产生其它不良效应 具有较为灵活的用药剂量和时期 与基因型和环境的互作效应小 无药害 无残毒 使用安全 价格低廉 15 优良恢复系的基本条件和优良特性是什么 三个基本条件 群体整齐 性状一致 结实正常的纯系 使不育系的不育性完全恢复正常 恢复性不因世代的增加或 环境的改变而变化 具备的特性 恢复力强 配合力好 遗传基础丰富 植 株稍高于不育系 品质好 抗性好 16 三系杂交种是怎样生产的 三 论述题 1 写出度量作物杂种优势的方法 l 中亲优势 mid parent heterosis 中亲优势 F1 MP MP 100 2 超亲优势 over parent heterosis 超亲优势 F1 HP HP 100 负向超亲优势 F1 LP LP 100 3 超标优势 over standard heterosis 超标优势 F1 CK CK 100 4 杂种优势指数 index of heterosis 杂种优势指数 F1 MP 100 2 试述杂种品种的亲本选配原则及理由 一 配合力高 二 亲缘关系较远 地理远缘 血缘较远 类型和性状差 异较大 三 性状良好并互补 四 亲本自身产量高 花期相近 第 8 章 诱变育种 1 主要物理诱变剂的种类 辐射源和主要特性是什么 一 紫外线 波长 200 390nm 低能电磁辐射 激发原子外层电子电磁辐 射 非电离辐射 穿透力弱 适于单细胞组织或生物 二 X 射线 波长 0 005 1nm 核外电磁辐射 原子中激发态跃迁到低能态 产生射线 射线特性取决于工作电压和靶材料 钨 钼 软 X 射线 0 1 1nm 穿透力弱 mm 微效突变 硬 X 射线 0 001 0 1nm 穿透力 cm 早期常用于诱变育种 高能 X 射线 10 8 10 3nm 穿透力强 三 射线 波长 10 3 nm 核内电离辐射 能量高 穿透力强 常用物 理诱变剂 60 诱变育成品种是利用 r 射线 防护 水泥墙体 铅板 金属离子溶液 水体等 辐射源 60Co 非放射性金属钴在中子反应堆中形成 半衰 期 5 3 年 137Cs 铀裂变产生 半衰期 30 年 能量是 60Co 的 一半 四 粒子辐射 由具有静止质量的粒子组成 有带电和不带电粒子 2 种 l 中子 中性粒子 不带电 按能量分 热中子 慢中子 中能中子 快中子和超快中子 2 带电粒子辐射 射线 带正电粒子束 穿透力弱 电离密度大 作内照射 源 对有机体内产生严重损伤 诱发染色体断裂能力强 射线 穿透力较大 电离密度较小 内照射 32p 35S 14C 和 131I 生物学效应同 X 射线相仿 五 航天搭载 空间环境的微重力 高能粒子 高真空 缺氧和交变磁场等 因子诱变育种 特点 诱变作用强 变异幅度大 微突变类型和有益变异多等 六 其他物理诱变剂 电子束 高能辐射 M1 损伤轻 M2 诱变效率高 激光 受激辐射 亮度高 单色性 方向性和相干性好 离子注入 生物损伤轻 突变率高 突变谱广 激发性高 剂量集中和可控 2 试述辐射诱变处理的材料与相应的处理方法 1 外照射 指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部 某一辐射源 X 射线和中子等 急性照射 剂量率高 几分钟至几小时 慢性照射 剂量率低 需时长 几周至几个月 年 连续照射 一段时间内一次照射完毕 分次照射 间隔多次照射完成 2 内照射 将辐射源引入生物体组织和细胞内照射 放射性元素在植物体内衰变过程中放出射线作用于植 物体 放射性元素在生长点 形成层放射性较高 放射性元素成为遗传物质核酸的成分 其衰变本身有一 定的诱变效应 内照射源 32P 35S 131I 14C 等 射线源 主要方法 1 浸泡法 将种子或嫁接的枝条放入一定强度的放射性 同位素溶液内浸泡 2 注入法 放射性溶液注入植物茎秆 枝条 叶芽 花芽 或子房 3 施入法 放射性同位素溶液施入土壤使植物吸收 4 合成法 供给植物 14CO2 使植物通过光合作用将放射性 的 14C 同化到代谢产物中引起变异 3 什么是照射强度和剂量强度 其单位是什么 如何 进行新旧单位的换算 放射性强度 放射源 mCi 10 3 Ci uCi 10 6 Ci 贝可 Bq 即 1Bq sec 2 703X10 11Ci 剂量强度 单位物质吸收的剂量 照射剂量 伦琴 R 表示 X 和 射线剂量单位 库伦 千克 Coulomb kg 相当于 3 876 103R 新 吸收剂量 拉特 Rad 表示 单位戈瑞 Gray 中子流量 单位平方厘米中子数 n cm2 表示 也可用 Rad 表示 剂量率 单位时间内物质的吸收剂量 R min 半致死剂量 LD50 处理当代植株成活 50 临界剂量 处理当代植株成活 40 4 如何确定最适宜的辐射剂量 1 辐射敏感性因作物和品种不同而异 最敏感 大豆 豌豆和蚕豆 玉米和黑麦 等 较敏感 水稻 大小麦等禾本科作物及棉花 最顿感 油莱等十字花科作物和红麻 亚麻 烟草 大麦的敏感性 四棱裸大麦 六棱裸大麦 二棱裸大麦 四棱 有稃大麦 六棱有稃大麦 二棱有稃大麦 2 敏感性因器官 组织 发育期和生理状况不同而异 3 处理前后的环境条件影响诱变效果 种子含水量 17 或冬小麦 北向南逐步降低 玉米蛋白质含量 9 10 胚乳 80 以上 约 1 2 醇溶蛋白 胚蛋 白质中醇溶蛋白 5 7 谷蛋白 54 胚乳蛋白的赖氨酸和色氨 酸含量较低 大豆蛋白质含量 38 50 约 63 球蛋白 12 白蛋白 3 醇溶蛋白 7 谷蛋白 3 作物的油用品质 碳水化合物品质及纤维品质性状有 那些 纤维品质 主要性状 纤维长度 细度 强度 断裂长度和成熟 度等 4 抗病虫育种在现代农业生产中的主要作用 抑制菌源数量和虫口密度 降低危害 提高效果 减少环境污染和人 畜中毒 保持生态平衡 利用抗病虫品种 投资少 收效大 5 何为生理小种 生理型 生物型和鉴别寄主 品种 生理小种 physiological race 根据病原菌致病性差别划分出 的类型 生理型 physiological type 按品种的致病范围划分病原菌的 类型 生物型 biotype 依害虫致害性不同划分的类型 鉴别寄主 鉴别力强 抗性反应稳定 含有不同抗病基因 在当 地生产上或育种中有代表性的品种 6 何为基因对基因学说 针对寄主植物的每一个抗病基因 病原菌迟早会出现一个相对 应的毒性基因 毒性基因只能克服其相应的抗性基因 而产生毒 性 致病 效应 在寄主 寄生物体系中 任何一方的每个基因都只有在另一方 相应基因的作用下 才能被鉴定出来 假定抗病基因是显性 无 毒基因是显性 只有当抗病基因与对应的无毒基因匹配时 寄主 才表现抗病反应 其他均为感病反应 7 何为垂直抗性和水平抗性 垂直抗虫性 寄主品种对某一害虫的不同生物型存在专化性反 应 抗性水平较高 但难以稳定持久 水平抗虫性 寄主品种对某一害虫的各种生物型具有相似的抗 性 抗性程度不高 但相对稳定持久 8 抗病虫育种的主要工作环节 一 抗源的收集和创新 二 抗病虫品种的选育方法 1 引种 2 选择育种 3 杂交选育法 4 回交转育法 5 远缘杂交 6 诱变育种 7 生物技术 8 多系品种 9 轮回选择及双列选择交配法 10 抗性品种的利用策略 1 抗源轮换 2 抗源聚集 3 抗源合理布局 4 多系 混合 品种 9 如何保持抗病虫品种抗性的稳定 10 作物抗病虫性程度的分类是什么 免疫 不受危害 高抗 受害很小 中抗 受害 其作物受害平均值 中感 受害 其作物受害平均值 高感 受害 其作物受害平均值 11 如何进行田间抗病虫性的鉴定 1 抗病性 设病圃 种植感病材料诱发 小麦锈病 玉米大 小斑病 稻瘟病等用涂抹 喷粉 液 注射孢子悬浮液等接种 腥黑穗 线虫病等病害 可用孢子或虫 瘿接种 棉花枯 黄萎病 设自然 人工病圃 施入菌种诱发 水稻白叶枯病等由伤口侵入的病害用剪叶 针刺等接种 对 由昆虫传播的病毒病用带毒昆虫接种 生理小种分化的寄生菌用混合菌种接种 了解对某个或几个 小种的抗性时 分菌系接种 鉴定 指标 据病菌侵染点及其周围枯死反应的有无或强弱 病斑大 小 色泽等分为免疫 高抗 中抗和高感等 或据病株率 病叶 率 严重度和病情指数等 2 抗虫性 感虫作物中设置抗虫试验 测试材料中套种感虫品 种 利用引诱作物 诱虫剂 引害虫进试验田 特殊的杀虫剂控制其 他害虫或天敌 而不杀害测试昆虫 以维持适当的害虫群体等 指标 死苗率 叶片被害率 果实被害率和减产率等 以及害虫 产卵量 虫口密度 死亡率 平均龄期 平均个体重 生长速度 和食物利用等指标 12 何谓环境胁迫 逆境 避旱 免旱 耐旱 寒害 冻害和冷害 环境胁迫 逆境 在作物生长 发育过程中 除受病虫等生物因 素侵袭外 常受不良气候和土壤因素的影响 使其产量和品质而 受到的影响 避旱 drought escape 通过早熟或发育的可塑性 在时间上避 开干旱的危害 免旱 drought avoidance 在生长环境中水分不足时植物体内 仍保持一部分水分而免受伤害 以至进行正常生长的性能 包括保 持水分的吸收和减少水分的损失 耐旱 drought tolerance 作物忍受组织低水势 内部结构与水 分胁迫达到热力学平衡 而不受 减轻 伤害 寒害低温对作物生长发育引起的损害 冻害