()作物育种学总论

PAGEPAGE2/15wordword第第1章作物繁殖方式与品种类型2.从作物育种的角度，简述自交和异交的遗传效应。自交的遗传效应保持纯合基因型〔自花授粉作物良种繁育的依据〕使杂合后代基因型趋于纯合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】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。异交的遗传效应异交形成杂合基因型增强后代的生活力。3.3.根据品种群体个体同源染色体等位基因以与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(purelinecultivar)杂交种品种〔hybridcultivar〕群体品种(populationcultivar)无性系品种〔clonalcultivar〕第2第2章种质资源种质资源(germplasm resources):具有特定种质或基因,型。起源中心：凡遗传类型有很大的多样性且比拟集中、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)。遗传多样性：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,被人类别离而成为栽培的主体作物(燕麦和黑麦)。遗传多样性：基因库或基因银行(genepool，genebank)：指储藏的具有形形色色基因资源的各种材料。初级基因库genepool1对良好，基因转移容易。次级基因库(genepool2)：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(genepool3)：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。Vavilov?〔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，防止消灭性灾害。第第3章育种目标名词解释育种目标〔breedingobjective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(economicyield)：栽培目的所需要的经济价值的那局部产量(子粒、块根、块茎等)。经济系数(coefficientofeconomics)或收获指数(harvestindex)：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。现代农业对作物品种有哪些根本要求？高产、稳产、优质、生育期适宜和适应机械化。3.3.制定育种目标的原如此是什么？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7.7.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章引种何谓引种？引种的原理是什么？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，有能否成熟的问引种(introduction)：引进外地区(国)遗传资源材料。原理：（一）气候相似论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品种原产区品种原产区高纬度区低纬度区冬播区春性品种春播区春性品种引种区春播区作春用，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3.3.试述选择育种的根本原理与程序(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〕？word根本原理一、纯系学说(purelinetheory)主要论点：自花授粉作物的原始品种为各纯系的混合群体，群体个体选择是有效的别离出许多不同的纯系);同一纯系不同个体的基因型是一样的，继续选择无效(差异由环境条件引起)二、自然变异的原因自然异交引起的基因重组；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；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。根本工作环节：1.从原始品种群体中进展混合选择;2.比拟试验;3.繁殖和推广。第5章选择3/15word育种组合育种遗传机理：基因重组和互作。超亲育种遗传机理：基因累加和互作。原如此：〔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的优缺点尽可能互补？以与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？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7.的优缺点与应用。一、系谱法主要特点自杂种第一次别离世代(F2F1)(系统在选择过程中，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 method)。工作要点：4/15word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)。系谱法的优缺点于互相参证；与早集中优良系统；有计划加速繁殖和多点试验。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〔Bulkmethod〕自花授粉作物的杂种别离世代开始，组合混种混收，不加选择，直到杂种后代基因型纯合达到时〔F5--F8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：①早代不选，混收混种工作简便；②多基因控制的优良性状不易丢失。类型不易确定；③延长育种年限。三、衍生系统法〔derivedlinemethod)F2(F3)单株繁衍的后代群体。(测定产量和品质)，在产量与其有关性状趋于稳定的世代(F5～F8)，从优良衍生系统选择单株穗)，翌年种成株穗)从中选择优系进展产量比拟试验(singleseeddescentmethod，SSD)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，如此进展数代，直到纯合化达到要求时〔F5F6F2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：①缺乏系选择，F2单株后代难以提高，要求杂交组合的性状水平高;②F3-F5代缺少株系的田间评定，不利于某些性状的选择。第六章回交育种什么是回交育种？回交育种有哪些用途与有何局限性？在什么情况下回交育种最有效？第六章回交育种什么是回交育种？回交育种有哪些用途与有何局限性？在什么情况下回交育种最有效？(Backcrossbreedingmethod)：两品种杂交后，以F1回交于亲本之一，从回交后代中选择(A×B)×A〕×AA3×B等。5/15BC1、BC2……BBC1F1、BC1F2用途：准确改良某个性状非常有效；控制育种群体开展方向；控制杂种后代群体规模。局限性：①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；②改良品种限于由少数主基因控制的性状，改良数量性状如此比拟困难。③每一世代都需人工杂交，工作量大；④目标基因的多效性，或与不利基因严密连锁是回交育种的障碍；⑤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)具有改良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。1.简述转移显性和隐性单基因控制的性状，以与数量性状的回交育种的过程。6/15第7章诱变育种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与棉花；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<10％敏感,;高水平氧气照射，增加幼苗损伤和染色体畸变率;照射后种子贮存时间的长短影响种子的生活力。主要化学诱变剂的种类、性质和诱变原理是什么？使用中应注意哪些问题？M1为何需要密植？7/15PAGEPAGE10/15第八章远缘杂交育种第八章远缘杂交育种2.2.试述远缘杂交的特点和困难。远缘杂交不亲和性3.3.试述远缘杂交不亲和的原因和克制方法。原因：双亲受精因素的差异柱头的生理(化)不同(呼吸酶活性、pH值、分泌的生理活性物质、花粉和柱头渗透压差异),阻止外来花粉的萌发、花粉管的生长和受精。双亲花柱异长无法受精。雌、雄配子的膜高度专一,相互不发生作用，无法融合受精。双亲基因组成的差异克制远缘杂交不亲和性的方法(1)栽培种作母本(2)染色体数目多的物种作母本(3)品种间杂种作母本(4)广泛测交，选择适当亲本组配染色体预先加倍法染色体数目不同的亲本杂交时，先将染色体数目少的亲本进展人工加倍后再杂交，杂交结实率提高。桥梁〔媒介〕法采用特殊的授粉混合花粉授粉重复授粉不同时期重复授粉,寻找利于受精条件;提前延迟15d或花后数天授粉;(4)射线处理外源激素处理植物组织培养(1)柱头手术(2)子房受精(overyfertilization)(3)试管受精(test-tubefertilization)(4)体细胞融合(somatichybridization)4.4.远缘杂种为何杂种夭亡和不育？如何克制？远缘杂种夭亡和不育的原因：①核质互作不平衡引起雄性不育,影响杂种后代生长发育所需物质的合成和供给，而影响生长发育。②染色体不平衡减数分裂时同源染色体不能配对、别离，形不成正常功能的配子而出现不育。③基因不平衡不同亲本染色体上所携带的基因或基因剂量的差异，影响生长发育所需物质合成。④组织不协调胚、胚乳与母体组织珠心、珠被杂种夭亡、不育的克制方法(1)(2)杂种染色体加倍法粉受精结实，或能产生有生活力的少数花粉。用亲本之一对杂种回交，可获得少量杂种种子。的生育期，逐步恢复杂种的育性。其他方法①嫁接法；②小麦5B缺体诱导染色体配对，提高小麦远缘杂种的可育性。第九章倍性育种第九章倍性育种2.2.试述植物倍性育种的意义。包括单倍体和多倍体育种。多倍体〔polyploid33个以上染色体组的植物个体。单倍体〔haploid多倍体育种意义：1〕产生同源多倍体克制远缘杂交困难单倍体育种意义：1〕控制杂种别离，提高获得纯合体的效率，缩短育种年限2〕提高诱变育种的效率3〕远缘杂交产生的F1单倍体加倍后可获得育种新材料4.4.D染色体组，籽粒品质不好，你认为如何改良？第十章杂种优势利用〔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。特殊配合力〔specialbiningability，SCAF1在某种数量性状上的表现。测交；测验种；一环系〔firstcycle从品种群体或品种间杂种品种中选育出的自交系。二环系〔secondcycle从自交系间杂种品种中选育出的自交系。配子体自交不亲和性(self-inpatibilityofgametophyte)：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-inpatibilityofsporophyte)：雌雄二倍体细胞间的相互抑制,花粉管不能进入柱头2.利用作物杂种优势的途径有哪些？各有什么特点？核质杂种〔nucleo-cytoplasmichybrid〕不同种属间的细胞核、细胞质存在一定程度的分化与不同的互作效应,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2.利用作物杂种优势的途径有哪些？各有什么特点？3.3.写出度量作物杂种优势的方法。〔l〕.中亲优势〔mid-parentheterosis〕中亲优势〔％〕＝F1－MP(2).超亲优势〔over-parent〕超亲优势〔％〕=〔F1－HP〕/HP×100(3).超标优势〔over-standard〕4.试述杂种品种的亲本选配原如此与理由。超标优势〔％〕＝〔(4).杂种优势指数〔indexof〕杂种优势指数〔％〕＝F1／MP×4.试述杂种品种的亲本选配原如此与理由。〔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5.5.利用作物杂种优势的根本条件是什么？6.6.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-linehybrid〕〔三〕自交系间杂种品种〔interlinehybrid〕1.单交种〔singlecrosshybridA×BA/2.三交种〔threewaycrossA×B〕×CA/B//3.双交种〔doublecrosshybridA×B〕×〔C×D〕或A/B//C/D综合杂交种〔synthetichybrid〕〔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〔hybridwithmalesterility〕1.胞质雄性不育杂种品种〔hybridwithCMS〕2.细胞核雄性不育杂种〔hybridwithGMS〕3.光温敏雄性不育杂种品种〔五〕自交不亲和系杂种品种(hybridwithself-inpatibility)〔六〕种间与亚种间杂种品种〔interspecifichybridandintersubspecifichybrid〕〔七〕核质杂种〔nucleo-cytoplasmichybrid〕7.7.作物杂种优势表现特点有哪些？杂种优势的普遍性生长势和营养体(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: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；性状环境条件优势表现是双亲基因与环境条件互作。与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。水稻、玉米杂种优势利用研究的主攻方向是什么？为什么?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).20(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〔overdominancehypothesis〕，又称等位基因异质结合假说〔hypothesisofallelicheterozygosity〕起的等位基因间的相互作用的结果。 Aa＞AA或aa，Bb＞BBbb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。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-cytoplasmicgeneinteraction)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-crossmethod〕〔2〕双列杂交〔diallelcrossmethod〕是用一组被测系相互轮交，配成杂交组合，进展后代测定。〔3〕系×测验系法(line×testermethod)第十一章何谓质核互作雄性不育？它是如何利用杂种优势的？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(CMS)。有应用价值的不育系应该具备哪些条件？11/15PAGEPAGE15/156.6.恢复系选育可以采用哪些方法？7.7.杂种品种的选配应遵循哪些原如此？为什么？8.8.如何鉴定核不育材料的遗传类型？第十二章抗病虫育种第十二章抗病虫育种2.何为生理小种、生理型、生物型和鉴别寄主〔品种〕？生理小种(physiologicalrace)：根据病原菌致病性差异划分出的类型；生理型(physiologicaltype)：按品种的致病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、抗性反响稳定、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。3.3.何为基因对基因学说？的抗性基因，而产生毒性〔致病〕效应。4.何为垂直抗性和水平抗性？在寄主抗病基因是显性，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，寄主才表现抗病反响，其4.何为垂直抗性和水平抗性？5.抗病虫育种的主要工作环节？水平抗虫性:5.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.多系品种轮回选择与双列选择交配法抗性品种的利用策略(1)抗源轮换(2)抗源合理布局(4)多系(混合品种第十三章抗逆性育种第十三章抗逆性育种4.简述作物抗逆育种的一般程序〔了解〕第十四章群体改良与轮回选择第十四章群体改良与轮回选择1.1.群体改良的概念和作用。群体改良(populationimprovement频率，以增加优良基因的重组，提高有利基因和基因型频率，改良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。2.2.群体改良的原理。〔1〕.Hardy-Weinberg定律〔基因平衡定律〕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，如此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。3.3.群体改良的根本过程和主要环节。6.6.轮回选择法是怎样实现群体改良与育种实际严密结合的？第十五章细胞工程与作物育种第十五章细胞工程与作物育种2.产生体细胞克隆变异的遗传根底是什么？〔1〕染色体数目变异〔2〕染色体结构变异〔3〕.点突变6.6.影响花药培养的因素有那些？①.供体植株的生长条件温度、光周期和光强。②.供体植株的年龄开花初期植株的花蕾易于培养。③.花粉发育时期④.花蕾和花药的预处理⑤.培养基依材料要求确定固体或液体培养基。⑥.培养条件花药培养一般在暗处进展,直到愈伤或胚状体形成再转入光下培养。第十六章转基因技术与作物育种第