林木育种的遗传基础与遗传改良方法考核试卷（附答案）

林木育种的遗传基础与遗传改良方法考核试卷（附答案）一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下关于数量性状的描述，错误的是（）A.表现连续变异B.受微效多基因控制C.易受环境影响D.表型分布呈离散型2.广义遗传力（H²）的计算公式为（）A.VG/VPB.VA/VPC.(VG-VD)/VPD.VA/(VA+VD+VI)3.在林木群体遗传结构分析中，衡量群体内杂合体比例偏离哈迪-温伯格平衡程度的参数是（）A.期望杂合度（He）B.观测杂合度（Ho）C.近交系数（Fis）D.遗传分化系数（Fst）4.下列哪种选择方式更适用于遗传力较低、受环境影响大的性状？（）A.单株选择B.混合选择C.家系选择D.轮回选择5.杂种优势的“显性假说”认为，优势来源于（）A.显性基因的互补B.等位基因的杂合C.超显性效应D.上位性作用6.多倍体育种中，通过秋水仙素处理诱导染色体加倍的关键时期是（）A.细胞分裂间期B.细胞分裂前期C.细胞分裂中期D.细胞分裂后期7.以下分子标记中，基于PCR技术且呈共显性遗传的是（）A.RFLPB.RAPDC.SSRD.AFLP8.林木基因编辑中，CRISPR/Cas9系统的核心功能是（）A.识别特定DNA序列并切割B.扩增目标基因C.促进基因重组D.抑制基因表达9.在配合力分析中，一般配合力（GCA）反映的是（）A.特定组合的杂种优势B.亲本在多个组合中的平均表现C.非加性效应D.显性效应的总和10.下列哪项不是群体遗传平衡（哈迪-温伯格定律）的前提条件？（）A.大群体B.随机交配C.无突变D.有迁移11.遗传力（h²）为0.6的性状，其表型变异中由遗传因素引起的比例是（）A.40%B.60%C.36%D.无法确定12.单倍体育种的主要优势是（）A.快速获得纯合体B.增加基因重组机会C.提高杂种优势D.增强抗逆性13.下列哪种育种方法更适用于无性繁殖林木？（）A.实生选种B.芽变选种C.杂交育种D.倍性育种14.在连锁遗传分析中，交换值（重组率）的范围是（）A.0-25%B.0-50%C.25-50%D.50-100%15.林木遗传改良中，“轮回选择”的核心目的是（）A.快速固定优良性状B.逐步提高群体的平均遗传水平C.创造新的变异类型D.筛选特异性状个体二、填空题（每空1分，共20分）1.质量性状的遗传主要受__________控制，表型呈__________变异。2.数量性状的遗传模型可表示为P=G+E，其中G包括__________、显性效应（D）和__________（I）。3.群体遗传结构的核心参数包括__________（反映群体内遗传变异）、__________（反映群体间遗传分化）和近交系数（Fis）。4.选择育种中，__________选择的遗传进展较快，但需多代鉴定；__________选择操作简单，但易受环境干扰。5.杂交育种的关键步骤包括__________、杂交组合配置、杂种鉴定与选择。6.多倍体可分为同源多倍体和__________，前者由__________加倍形成，后者由不同物种杂交后染色体加倍形成。7.分子标记辅助选择（MAS）的前提是找到与__________紧密连锁的分子标记，其优势在于可在__________阶段进行选择。8.基因编辑技术中，TALENs和CRISPR/Cas9的主要区别在于__________的识别方式，前者通过__________模块识别DNA序列，后者通过sgRNA识别。9.配合力分析中，特殊配合力（SCA）反映的是__________效应，通常用于评估__________的杂种优势潜力。10.林木遗传改良的长期目标是通过__________、__________和选择，逐步提高群体的经济性状和抗逆性。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）1.数量性状的表型方差（VP）等于遗传方差（VG）与环境方差（VE）之和。（）2.近交系数（F）越大，群体内杂合体比例越高。（）3.单株选择适用于遗传力高、性状表现稳定的林木。（）4.杂种优势的“超显性假说”认为，杂合体的生理功能优于纯合体。（）5.多倍体林木通常表现为器官增大、育性降低，因此更适合无性繁殖。（）6.SSR标记由于重复次数不同而呈现多态性，其检测需已知引物序列。（）7.基因编辑技术可以精确修改目标基因，但无法实现多基因同时编辑。（）8.配合力分析中，GCA高的亲本一定能产生SCA高的杂交组合。（）9.哈迪-温伯格定律表明，在自然条件下，群体的基因频率和基因型频率将保持不变。（）10.芽变选种是无性繁殖林木重要的选种方式，其变异来源于体细胞突变。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述数量性状与质量性状的主要区别。2.说明遗传力（h²）在林木育种中的应用价值。3.比较单株选择与混合选择的优缺点及适用条件。4.简述杂种优势利用的主要步骤及关键技术。5.分子标记辅助育种（MAS）相比传统表型选择有哪些优势？五、论述题（每题10分，共20分）1.从遗传基础角度分析，如何通过育种手段提高杨树的抗虫性？2.结合林木遗传改良的目标，论述轮回选择的原理、流程及应用场景。参考答案一、单项选择题1.D2.A3.C4.C5.A6.B7.C8.A9.B10.D11.B12.A13.B14.B15.B二、填空题1.主效基因；离散型2.加性效应（A）；上位性效应3.杂合度（Ho/He）；遗传分化系数（Fst）4.单株；混合5.亲本选择与选配6.异源多倍体；同一物种染色体7.目标性状；早期（苗期/未表型）8.DNA序列；TALE9.非加性（显性/上位性）；特定杂交组合10.杂交；诱变（或“基因重组”“遗传改良”）三、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.√7.×8.×9.×10.√四、简答题1.主要区别：①表型变异：质量性状呈离散型（如抗病/感病），数量性状呈连续型（如树高、材积）；②遗传基础：质量性状受主效基因控制（1-少数基因），数量性状受微效多基因控制；③环境影响：质量性状受环境影响小，数量性状易受环境干扰；④研究方法：质量性状可用孟德尔遗传分析，数量性状需统计分析（方差、遗传力等）。2.应用价值：①指导选择策略：高遗传力性状（如果实大小）可通过表型选择直接改良；低遗传力性状（如材积）需家系选择或BLUP法；②预测遗传进展：ΔG=i·h²·σP（i为选择强度，σP为表型标准差），遗传力越高，选择效果越好；③评估育种效率：通过遗传力估算性状的遗传控制程度，优化育种方案（如是否需要增加重复试验以降低环境误差）。3.单株选择：优点是选择准确性高（可排除环境误差）、能分离纯合体，遗传进展大；缺点是需多代鉴定（无性繁殖除外）、成本高。适用于遗传力高、性状表现稳定、需保留优株特性的林木（如珍贵树种）。混合选择：优点是操作简单、成本低、群体改良快；缺点是无法区分遗传与环境差异，遗传进展较小。适用于遗传力低、性状受环境影响大、需快速提升群体平均水平的林木（如薪炭林）。4.主要步骤：①亲本筛选：选择配合力高、性状互补的亲本（需测定GCA和SCA）；②杂交组合配置：采用单交、回交或双交等方式，创造变异；③杂种鉴定：通过田间试验评估杂种优势（如生长量、抗逆性）；④无性繁殖固定优势（如扦插、组培）或选育自交系（需多代自交）。关键技术：配合力测定（确保亲本组合优势）、杂种早期鉴定（如分子标记辅助筛选）、优势性状稳定化（无性繁殖或双单倍体育种）。5.优势：①早期选择：可在苗期（未表型）通过标记筛选目标性状，缩短育种周期；②精准性高：避免环境误差对表型的干扰，尤其适用于低遗传力或隐性性状；③多性状聚合：同时筛选多个目标基因（如抗虫+速生），提高选择效率；④节约成本：减少田间表型鉴定的资源投入（如土地、时间）。五、论述题1.提高杨树抗虫性的遗传基础与育种策略：（1）遗传基础：抗虫性可能由主效基因（如Bt毒蛋白基因）或数量性状基因座（QTL）控制。主效基因抗性表现为质量性状（高抗/感虫），受显性或隐性遗传控制；QTL抗性表现为数量性状（抗性程度连续变异），受微效多基因累加效应影响。此外，基因互作（如上位性）可能增强抗性，环境因素（如害虫种类、树龄）会影响抗性表达。（2）育种手段：①杂交育种：选择抗虫亲本（如转Bt基因杨树或天然抗虫品系）与速生亲本杂交，通过配合力分析筛选GCA高的亲本，配置杂交组合；利用分子标记（如与抗虫基因连锁的SSR）辅助选择杂种后代，提高抗虫性状选择效率。②分子育种：克隆抗虫相关基因（如蛋白酶抑制剂基因、几丁质酶基因），通过农杆菌介导法或基因枪转化导入杨树，获得转基因抗虫株系；结合CRISPR/Cas9技术编辑感虫基因（如害虫取食相关受体基因），敲除或沉默感虫位点。③选择育种：在天然林或人工林中筛选抗虫单株（如未受天牛危害的个体），通过无性繁殖（扦插、嫁接）固定抗虫性状；对实生群体进行多代单株选择（针对QTL控制的抗性），逐步提高群体抗虫性。④倍性育种：诱导多倍体杨树（如三倍体），利用其基因剂量效应增强抗虫相关次生代谢物（如单宁、酚类）的合成，提高抗虫性；同时，多倍体可能通过染色体加倍导致基因表达调控改变，间接增强抗性。2.轮回选择的原理、流程及应用场景：（1）原理：通过“选择-杂交-再选择”的循环过程，逐步积累有利基因，提高群体的平均遗传水平。核心是利用群体内的遗传变异，通过重组将分散在不同个体中的有利基因集中，同时保留足够的变异以支持后续选择。（2）流程：①基础群体构建：选择遗传基础广泛的材料（如天然群体、杂交后代）组成初始群体。②第一轮选择：对群体内个体进行表型或分子标记鉴定，筛选出目标性状（如生长量、抗逆性）表现优良的个体（选择强度通常为10%-20%）。③互交重组：将选中的个体进行随机交配（或控制授粉），产生下一代群体，使有利基因重新组合。④后代测试：种植重组群体，评估目标性状的遗传进展（如平均树高、材积增长率）。⑤循环迭代：重复“选择-互交-测试”过程（通常3-5轮），