林木育种学理论知识考核试题及答案

林木育种学理论知识考核试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在林木育种中，将遗传增益ΔG定义为选择响应R与遗传力h²的乘积，其数学表达式为（）A.ΔG=R/h²  B.ΔG=R×h²  C.ΔG=h²/R  D.ΔG=R+h²答案：B2.下列哪一项不属于影响种子园花粉污染的主要因素（）A.主风向  B.开花同步性  C.种子园面积  D.亲本自交率答案：D3.在1.5代无性系种子园中，若采用“去劣疏伐+补充无性系”策略，其遗传增益提高主要来源于（）A.增加有效群体大小  B.提高一般配合力  C.降低近交系数  D.扩大开花期重叠答案：B4.当估算全同胞子代测定遗传力时，若采用ANOVA法，其组分模型中“家系×地点”方差显著，说明（）A.存在显著G×E互作  B.需增加区组数  C.试验误差过大  D.抽样误差为零答案：A5.在基因组选择（GS）中，预测准确性主要受下列哪项参数影响最大（）A.参考群体有效大小  B.标记密度  C.连锁不平衡程度  D.性状遗传力答案：D6.对于异龄、异交、长世代树种，采用“滚动前向选择”的核心优势是（）A.缩短育种周期  B.降低近交速率  C.提高选择强度  D.减少田间成本答案：A7.在控制授粉中，若父本花粉活力下降，最可靠的补救措施是（）A.提高授粉温度  B.使用低温干燥贮藏花粉  C.增加授粉次数  D.采用混合花粉答案：B8.下列哪项不是无性系选育中“老化”现象的主要原因（）A.端粒缩短  B.胞外DNA甲基化累积  C.激素平衡改变  D.顶端优势减弱答案：A9.在子代测定中，采用“双列杂交设计”最主要目的是（）A.估算配合力  B.降低环境误差  C.提高选择强度  D.减少试验面积答案：A10.当利用BLUP进行遗传评估时，若固定效应模型设定错误，最可能导致（）A.预测准确性下降  B.遗传力高估  C.秩次改变  D.方差组分为负答案：C11.在林木基因资源保存策略中，“静态保存”主要依赖（）A.低温种子库  B.活体收集圃  C.原位天然林  D.DNA文库答案：C12.对于高世代育种，采用“最优贡献选择”算法的关键约束条件是（）A.近交增量ΔF≤1%  B.选择差≥2σ  C.有效群体≥500  D.增益≥15%答案：A13.在估算加性遗传相关时，若两个性状遗传力均低，则遗传相关估计标准误将（）A.增大  B.减小  C.不变  D.趋近零答案：A14.利用CRISPR/Cas9敲除木材形成关键基因4CL，若出现嵌合体，最直接原因是（）A.向导RNA脱靶  B.转化体系再生方式  C.Cas9蛋白毒性  D.激素浓度失衡答案：B15.在种子园去劣疏伐中，若采用“指数选择法”综合材积与木材密度，其指数权重应依据（）A.经济权重×遗传标准差×遗传相关  B.表型标准差×经济权重  C.遗传力×选择差  D.遗传相关×表型相关答案：A16.对于松类树种，控制授粉最佳去雄时间是雌球花（）A.出现珠鳞前7天  B.珠鳞张开50%  C.授粉前1–2天  D.授粉后3天答案：A17.在G×E分析中，采用AMMI模型时，若PC1方差贡献率>80%，说明（）A.环境主效大  B.基因型主效大  C.G×E结构简单  D.误差小答案：C18.采用“早期选择”策略时，最优选择年龄应满足（）A.遗传相关≥0.7且年龄×测定成本最低  B.遗传力最高  C.表型变异最大  D.选择强度最大答案：A19.在林木育种中，利用“分子标记辅助回交”导入抗锈病基因，每一回交世代需前景选择标记数一般不少于（）A.1  B.2  C.3  D.6答案：C20.若某无性系测定林出现明显“位置效应”，首选的统计处理方法是（）A.空间分析（Spatialanalysis）  B.增加重复  C.剔除异常区组  D.采用随机效应模型答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些因素会降低种子园遗传增益（）A.花粉污染  B.近交衰退  C.无性系间花期不遇  D.疏伐强度过大  E.提高栽植密度答案：A、B、C22.在估算克隆重复力时，需考虑的方差组分包括（）A.克隆方差  B.克隆×环境互作方差  C.区组方差  D.误差方差  E.家系方差答案：A、B、D23.关于基因组最佳线性无偏预测（GBLUP），下列说法正确的是（）A.假设标记效应服从正态分布  B.利用基因组关系矩阵G替代A矩阵  C.可捕获非加性效应  D.适用于低标记密度  E.计算速度优于传统BLUP答案：A、B、E24.在林木转基因育种中，启动子选择需考虑（）A.组织特异性  B.诱导表达性  C.甲基化敏感程度  D.与宿主密码子偏好一致性  E.启动子大小答案：A、B、C、E25.下列哪些设计可用于估算加性×加性上位方差（）A.双列杂交  B.三重测交  C.北卡罗来那设计III  D.巢式设计  E.因子交配答案：A、B、E26.在控制授粉操作中，防止花粉污染的措施包括（）A.硫酸纸袋隔离  B.酒精擦拭工具  C.授粉后套袋延迟7天  D.使用尼龙网室  E.夜间操作答案：A、B、C、D27.采用“多性状指数选择”时，指数构建需用到的遗传参数有（）A.遗传方差协方差矩阵  B.表型方差协方差矩阵  C.经济权重向量  D.选择强度  E.遗传相关答案：A、C、E28.在种子园管理中，提高有效授粉同期性的技术包括（）A.赤霉素喷施  B.修枝调控冠层光照  C.断根处理  D.冷藏花粉延迟授粉  E.控制灌溉答案：A、B、D29.关于“基因编辑脱靶效应”，下列检测方法正确的是（）A.全基因组重测序  B.体外Cas9切割+电泳  C.GUIDE-seq  D.CIRCLE-seq  E.qRT-PCR答案：A、C、D30.在林木高世代育种中，维持遗传多样性的指标包括（）A.有效群体大小Ne  B.亲本贡献方差  C.平均共祖系数  D.等位基因保留概率  E.选择强度答案：A、B、C、D三、填空题（每空1分，共20分）31.在数量遗传学中，选择差S与选择强度i的关系式为________，其中σP为表型标准差。答案：S=iσP32.若某性状遗传力h²=0.3，选择强度i=2.0，选择响应R=12cm，则该性状表型标准差为________cm。答案：2033.在AMMI模型中，G×E互作平方和可分解为________个主成分轴上的平方和之和。答案：min(g−1,e−1)34.利用SSR标记估算Ne时，若观察到等位基因数n=8，样本等位基因频率平方和Σpi²=0.18，则Ne=________。答案：1/(2×0.18)≈2.7835.在控制授粉中，松类雌球花去雄常用________%酒精消毒镊子。答案：7036.基因组选择预测准确性r与参考群体大小N、性状遗传力h²近似关系为r≈________。答案：√(Nh²/(Nh²+Me))，其中Me为有效片段数37.在BLUP中，混合模型方程组系数矩阵为________矩阵与随机效应方差协方差矩阵的逆之和。答案：X'R⁻¹X+Z'G⁻¹Z38.采用“双列杂交”设计，若p个亲本，完全双列，则共有________个杂交组合。答案：p(p−1)/239.在种子园花粉污染率估算中，若外部花粉频率为q，内部花粉频率为p，则子代外来花粉比例为________。答案：q/(p+q)40.当利用“指数选择”同时改良材积V和木材密度D，若经济权重WV=2，WD=1，遗传相关rG=−0.4，则指数系数bV与bD符号________（相同/相反）。答案：相反41.在林木转基因事件中，启动子CaMV35S属于________型启动子。答案：组成型42.利用CRISPR敲除木质素合成基因CCR，若出现纯合突变，其突变类型多为________。答案：小片段缺失（1–2bp）43.在子代测定中，若采用随机完全区组设计，区组间方差显著，说明试验地存在________。答案：梯度变异44.在估算克隆重复力时，公式H²=σc²/(σc²+σce²+σe²/r)中，r代表________。答案：每个克隆在每地点的重复株数45.在林木育种中，将选择年龄从15年提前到8年，需满足早期—成熟期遗传相关≥________。答案：0.746.在基因资源保存策略中，原位保存最小面积应满足Ne≥________。答案：50047.在控制授粉中，若花粉贮藏温度为−18℃，相对湿度应控制在________%。答案：15–2048.在估算配合力时，一般配合力方差σg²反映________遗传效应。答案：加性49.在林木高世代育种中，采用“最优贡献选择”时，目标函数maxΔG同时约束ΔF≤1%，需用________算法求解。答案：二次规划（Quadraticprogramming）50.在基因组选择中，若标记密度达到1标记/cM，则有效片段数Me≈________。答案：Ne×L，其中L为基因组长度（M）四、简答题（共5题，每题8分，共40分）51.简述林木双列杂交设计的类型及其在估算配合力中的应用。答案：双列杂交设计包括完全双列、半双列、部分双列、因子交配四种。完全双列包含所有p(p−1)正交组合，可估算一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)及其方差；半双列仅含p(p−1)/2组合，节省工作量，仍可估算GCA与SCA；部分双列随机选取部分组合，适用于大样本；因子交配将亲本分为雌雄两组，每组内随机交配，可估算父本、母本及互作效应。利用ANOVA或混合模型，将总平方和分解为GCA、SCA、误差，可得到σg²、σs²，进而计算遗传参数。52.说明在基因组选择中参考群体更新的“滚动前向”策略及其优缺点。答案：滚动前向策略指每代测定候选群体部分个体表型，将其加入参考群体，同时剔除最早一代数据，保持参考群体规模恒定。优点：①跟踪近交与遗传漂移，保持预测准确性；②缩短世代间隔，年增益提高10–15%；③降低计算负担。缺点：①需持续表型测定，成本高；②早期数据丢失，或降低对稀有等位基因估计精度；③需严格质量控制，防止批次效应。53.列举提高种子园花粉同步性的三项实用技术并说明原理。答案：①赤霉素GA4/7喷施：促进雄球花提前7–10天散粉，缩小无性系间花期差异；②冠层修枝：改善光照与温度，提高积温，使晚花无性系提前；③冷藏花粉延迟授粉：将早花无性系花粉干燥后−18℃贮藏，待晚花无性系雌花可授时集中授粉，实现人工同步。54.简述林木转基因事件“位置效应”产生原因及缓解措施。答案：位置效应指导入基因表达水平因插入位点染色体环境不同而变异，原因：①插入异染色质区导致基因沉默；②附近增强子或抑制子调控；③插入造成内源基因破坏。缓解：①使用边界绝缘子（MAR）屏蔽周围调控；②选用安全港位点（如ROSA26类似区）定点插入；③采用CRISPR敲入代替随机整合；④筛选多独立事件，选择表达稳定株系。55.说明在子代测定中采用空间分析（Spatialanalysis）相比传统RCB设计的优势。答案：空间分析通过建模空间相关性（如AR1×AR1），将空间趋势作为协变量，降低误差方差10–30%；提高遗传力估计精度；减少区组数，节省土地；可处理不规则梯度与局部异常；提高基因型秩次稳定性，尤其适用于山地异质立地。五、综合应用题（共3题，共50分）56.（计算题，15分）某杉木第二代育种群体含50个无性系，计划采用最优贡献选择建立繁殖群体，要求近交增量ΔF≤1%，目标函数为材积增益最大。已知材积BLUP育种值向量g（m³）及亲缘关系矩阵A。给出数学模型、约束条件及求解步骤，并说明如何用R软件实现。答案：模型：maxc’g，s.t.c’Ac≤2ΔF，c’1=1，ci≥0，其中c为贡献向量，ΔF=0.01。步骤：①构建二次规划问题；②用R包“quadprog”函数solve.QP；③输入Dmat=2A，dvec=−g，Amat=cbind(1,diag(50),−diag(50))，bvec=c(1,rep(0,50),−rep(0,50))；④求解得c，计算预期增益ΔG=c’g。代码示例：library(quadprog)g<as.vector(g)A<2AA<2Asolution<solve.QP(Dmat=A,dvec=-g,Amat=Amat,bvec=bvec,meq=1)c<solution$solution57.（分析题，15分）某湿地松全同胞子代测定林在3个地点采用随机完全区组设计，4次重复，6年生测定材积。方差分析结果：地点方差σe²=0.04，家系×地点方差σge²=0.02，家系方差σg²=0.03，误差方差σe²=0.10。计算材积遗传力、家系×地点互作占比，并制定后续育种策略。答案：单点遗传力h²=σg²/(σg²+σge²/e+σe²/re)=0.03/(0.03+0.02/3+0.10/12)=0.03/0.0467≈0.64；互作占比=σge²/(σg²+σge²+σe²)=0.02/0.15=13.3%；策略：①13.3%属中等