作物育种学各论(小麦)试题库答案版

作物育种学各论(小麦)试题库答案版名词解释（附答案）1.小麦阶段发育：小麦生长发育过程中需依次经历性质不同、顺序不可逆转的质变阶段才能正常抽穗结实、完成生活史。其中第一个阶段为春化阶段，指萌动状态的小麦需经历一定时间的低温刺激，才能由营养生长转向生殖生长；后续为光照阶段，指完成春化的小麦需满足连续一定时长的日照诱导，才能正常抽穗。普通小麦根据春化特性可划分为三类：冬性品种春化要求温度0~3℃、持续时长30d以上，未经春化的春播植株无法正常抽穗；半冬性品种春化要求温度0~7℃、持续时长15~30d，未充分春化的春播材料会出现抽穗延迟、穗发育不齐的问题；春性品种春化要求温度0~12℃、持续时长5~15d，部分春性材料可在15℃以上条件下完成春化，正常春播即可顺利抽穗。2.普通小麦染色体组构成：普通小麦属于异源六倍体，染色体数2n=42，包含3个二倍体祖先的完整染色体组，分别为A组、B组、D组。其中A组来源于二倍体野生一粒小麦（*Triticumboeoticum*），B组来源于拟斯卑尔脱山羊草（*Aegilopsspeltoides*），D组来源于粗山羊草（节节麦*Aegilopstauschii*），三组各自包含7对同源染色体。组间染色体为部分同源关系，其同源配对受位于5B染色体上的Ph1基因严格调控，仅在Ph1基因缺失或沉默时才会发生部分同源染色体配对交换，为远缘杂交导入外源基因提供了遗传基础。3.小麦骨干亲本：指我国小麦育种进程中被广泛用作杂交亲本，衍生出数十个甚至上百个大面积推广品种，对产量提升、抗性改良起到核心支撑作用的种质资源。我国公认的骨干亲本包括碧蚂4号、南大2419、1B/1R类引进品种阿夫、阿勃、洛夫林10号，以及后续的矮孟牛、豫麦2号、鲁麦14、济麦22、矮抗58等。骨干亲本普遍具有综合性状优良、一般配合力高、遗传传递力强的特性，往往同时携带多个控制高产、抗病、广适性的关键有利基因，其衍生后代中出现超亲优良材料的概率远高于普通种质。4.小麦产量三要素：指单位面积穗数、每穗粒数、千粒重三个构成籽粒产量的核心性状，三者乘积即为理论单位面积产量，不同生态麦区的高产理想产量结构存在显著差异。黄淮冬麦区超高产麦田产量三要素协调指标通常为单位面积穗数600~750万/hm²，每穗粒数35~45粒，千粒重45~55g，理论产量可达9t/hm²以上；东北春麦区高产麦田三要素通常为单位面积穗数550~650万/hm²，每穗粒数25~35粒，千粒重35~45g；长江中下游冬麦区受赤霉病高发影响，高产麦田三要素通常为单位面积穗数450~600万/hm²，每穗粒数38~48粒，千粒重40~48g。5.小麦光温敏雄性不育系：指一类育性受光照时长和温度条件协同调控的小麦不育系，在特定的低温短日照或者高温长日照条件下表现为完全雄性不育，可用于配制杂交种；在相反的温光条件下则表现为正常可育，能够自交繁殖不育系种子。相较于细胞质雄性不育系，光温敏雄性不育系无需特定恢复系，配组自由度更高，育种成本更低，我国目前应用较为广泛的光温敏不育系类型包括BS系列、YS系列等，多数核心不育材料的不育主效基因定位在2D染色体短臂上。6.小麦抗穗发芽性：指小麦籽粒成熟后遇到连续阴雨高湿天气时，在穗上保持不萌发的特性。抗穗发芽性与籽粒休眠期长度、种皮色素含量、颖壳蜡质层厚度、α-淀粉酶活性直接相关，通常红皮小麦的休眠期显著长于白皮小麦，抗穗发芽能力更强。我国黄淮麦区南部、长江中下游麦区收获期降水集中，抗穗发芽已经成为高产小麦品种必须满足的核心育种指标之一，生产上要求主栽品种的穗发芽率低于5%。7.1B/1R易位系：指通过染色体工程手段将黑麦的1R染色体短臂整合到普通小麦1B染色体长臂末端形成的染色体易位种质材料。1R短臂上携带抗条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病的多个关键抗病基因，同时能够显著提升品种的根系活力和耐旱性，上世纪70~90年代我国90%以上的主栽小麦品种均携带1B/1R易位染色体，但该类材料普遍存在籽粒加工品质差、面筋强度低的缺陷，当前我国优质麦育种中已逐步淘汰了多数农艺性状较差的1B/1R易位材料。填空题（附答案）1.我国小麦种植生态区划共划分为9个主区，分别为______、______、______、东北春麦区、北部春麦区、西北春麦区、青藏春冬麦区、新疆冬春麦区、华南冬麦区。答案：北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区。2.当前我国小麦条锈病流行的优势致病小种为______，叶锈病的优势小种为THTT，白粉病的优势致病类群为______。答案：CYR34、E09。3.我国小麦杂种优势利用当前主要的三大技术路径分别为______、化学杀雄杂种优势利用、光温敏两系法杂种优势利用。答案：胞质雄性不育三系法。4.小麦杂交育种中配制杂交组合的最常用方式为单交，当前黄淮麦区90%以上的主栽品种均采用______的杂交组配方式选育而成，其次为复交、回交等组配模式。答案：优×优单交。5.小麦籽粒品质通常划分为营养品质、______、加工品质三大类，其中加工品质又可进一步分为磨粉品质和食品加工品质，强筋小麦要求面粉粗蛋白含量≥______%，湿面筋含量≥30%，粉质仪稳定时间≥12min。答案：外观品质、14。6.小麦抗赤霉病的抗性类型按照抗性表现可划分为5类，分别为抗初侵染、抗病原菌扩展、抗穗发芽、抗毒素积累、______，其中育种中最容易利用的为抗扩展类型的抗性，目前已定位的抗赤霉病主效QTL中效应最大的为______，定位在3B染色体短臂上。答案：耐病、Fhb1。7.小麦矮秆育种中应用最为广泛的矮源基因为______，该基因位于4D染色体短臂上，携带该基因的品种株高通常可控制在70~85cm范围内，抗倒伏能力显著提升，我国上世纪60年代的第一次小麦绿色革命就是基于该矮源的广泛利用。答案：Rht-D1b（Rht2）。8.小麦常规杂交育种的后代选择过程中，F₂代通常保留的单株数量为______株，重点针对穗型、株高、抗病性等质量性状和遗传力较高的数量性状进行选择，F₃代开始按株系种植，F₄代进行优系升级，F₅~F₆代进入初级产量比较试验。答案：2000~5000。9.我国目前小麦品种审定试验的产量对照标准，黄淮冬麦区南片水地组的对照品种为______，北部冬麦区水地组的对照为中麦175，长江中下游冬麦区的对照为扬麦20。答案：周麦18。10.小麦远缘杂交育种中最常用的染色体加倍试剂为______，其作用机制是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使得染色体复制后无法分配到两个子细胞中，最终实现染色体数目加倍。答案：秋水仙素。判断题（附答案与解析）1.冬性小麦品种可以在广东地区正常种植收获。答案：错误。解析：冬性小麦春化阶段需要0~3℃的低温持续30d以上，广东地区冬季最低温度普遍高于5℃，无法满足冬性品种的春化需求，冬性品种在广东种植会一直保持营养生长状态，叶片数超过30片仍无法正常抽穗结实。2.普通小麦的D染色体组不存在于二倍体祖先种中，是六倍体小麦形成过程中才产生的新染色体组。答案：错误。解析：D染色体组来源于粗山羊草，是已经存在的二倍体物种的完整染色体组，并非六倍体小麦新产生的染色体组，目前通过远缘杂交将粗山羊草的D组基因导入普通小麦，已经创制出大量人工合成小麦新种质。3.抗赤霉病基因Fhb1属于显性主效基因，通过分子标记辅助选择的方法，仅需2~3代回交转育即可将该基因导入到现有主栽品种中，显著提升品种的赤霉病抗性。答案：正确。解析：Fhb1的抗性遗传效应稳定，呈不完全显性遗传，分子标记选择效率可达100%，无需人工接种鉴定即可完成抗性筛选，比常规表型选择缩短一半以上的育种周期。4.小麦的千粒重性状遗传力极低，杂种早代选择的效果极差，必须到F₅代以后性状稳定才能进行有效选择。答案：错误。解析：千粒重的遗传力在小麦产量三要素中属于最高的类型，通常可达70%以上，受环境影响程度远低于单位面积穗数，在F₂代根据单粒重、籽粒大小进行早代选择即可获得较好的选择效果。5.所有小麦品种的籽粒都必须经历后熟期才能正常发芽，未完成后熟的新收获小麦种子播种后出苗率极低。答案：正确。解析：普通小麦的种子休眠后熟期通常为10~60d，不同品种差异显著，未完成后熟的种子内部存在大量ABA等萌发抑制物质，胚的活性未完全激活，直接播种会出现出苗不齐、出苗率不足60%的问题，生产上通常会将新收获的种子晾晒1~2周完成部分后熟再进行播种。简答题（附答案）1.简述我国小麦种质资源的主要分类及利用价值。答案：我国小麦种质资源总量超过43万份，位居世界前列，按照来源可划分为四大类：第一类为地方品种，是我国劳动人民数千年种植过程中驯化形成的农家品种，代表性的有蚂蚱麦、蚰子麦、平原50等，该类资源具有适应性极强、耐瘠薄、抗当地特有病虫害的突出优点，是我国早期小麦育种的核心亲本，上世纪50年代推广面积超667万hm²的碧蚂1号就是以地方品种蚂蚱麦为核心亲本选育而成；第二类为国内育成的改良品种，即我国不同育种单位在不同时期选育的主栽品种、后备品系，是当前小麦育种最核心的亲本材料，具有农艺性状优良、配合力高的突出优势，通过不同主栽品种之间的杂交组配，能够快速聚合高产、抗病、优质等多个有利基因，选育出符合生产需求的新品种；第三类为国外引进种质，包括上世纪50年代以来从意大利、罗马尼亚、苏联、国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）引进的阿夫、阿勃、洛夫林系列、CIMMYT人工合成小麦等，该类资源引入了我国种质中不存在的新型抗病基因、优质基因、抗逆基因，极大丰富了我国小麦的遗传多样性，人工合成小麦D染色体组变异丰富，是改良我国普通小麦产量和抗性的重要新材料；第四类为近缘野生种属资源，包括黑麦、偃麦草、山羊草属的各类野生材料，携带大量普通小麦种质中缺失的极端抗逆、抗病、高品质基因，通过远缘杂交结合染色体工程手段，可以将这些有利基因导入普通小麦，创制新的种质资源，例如当前推广的抗赤霉病品种很多都导入了大赖草的抗赤霉病基因片段。2.简述小麦杂交育种的亲本选配基本原则。答案：小麦杂交育种的亲本选配直接决定了后代群体的选择效率和能否选育出目标品种，核心原则包括五点：第一，双亲必须具有较多的优点、较少的缺点，且双亲的优缺点能够充分互补，避免两个亲本同时存在同一个严重缺陷，例如不能用两个均高感赤霉病的品种杂交组配，否则后代几乎不可能选出抗赤霉病的优良单株；第二，亲本之一必须是当地大面积推广的主栽品种，该类品种已经经过多年生产检验，对当地的生态条件、栽培条件适应性极强，作为亲本之一能够保证后代选育出的新品种直接适配当地生产需求，大幅提升育种成功概率；第三，选择一般配合力高的种质作为亲本，优先选择公认的骨干亲本作为杂交亲本，骨干亲本的优良性状遗传传递力强，后代中出现超亲优良单株的比例是普通种质的3~5倍；第四，优先选择生态类型差异较大、地理来源较远的种质进行组配，不同生态区的品种遗传背景差异大，杂交后代的分离类型更丰富，更容易选育出综合性状突破的新品种，例如将黄淮麦区的高产品种与长江中下游麦区的抗赤霉病品种杂交，能够聚合高产和抗赤霉病的优势性状；第五，针对特定的改良目标选择携带目标基因的专用种质作为亲本，例如要改良品种的面筋品质，就选择携带优质亚基5+10的强筋品种作为亲本，要提升品种的抗条锈病性就选择携带对当前流行小种全抗基因的种质作为亲本，避免盲目组配。3.简述我国小麦抗赤霉病育种的主要难点。答案：赤霉病是我国小麦生产上危害最严重的病害之一，近年来呈现逐年北扩的趋势，已经蔓延到黄淮麦区北部，其育种难点主要体现在四个方面：第一，抗性遗传机制复杂，小麦抗赤霉病性属于多基因控制的数量性状，除了少数几个主效QTL之外，绝大多数抗性位点的遗传效应小于5%，抗性表现容易受温度、湿度等环境条件影响，人工接种鉴定的重复性较差，不同年份、不同地点的鉴定结果差异可达30%以上，给表型选择带来极大困难；第二，目前尚未发现对赤霉病完全免疫的小麦种质，所有现有抗性材料都仅表现为中抗到高抗，在赤霉病超高发病的条件下仍然会出现较重的病害，抗性的水平不足以完全满足生产需求；第三，抗赤霉病基因往往与不良农艺性状紧密连锁，例如很多来自地方品种或者近缘野生种的抗赤霉病种质普遍存在植株偏高、穗子小、产量低的缺陷，通过常规杂交育种打破连锁累赘需要至少5代以上的连续选择，育种周期显著拉长；第四，赤霉病不仅会造成小麦产量损失，还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等毒素，污染麦粒危害食品安全，以往的育种工作仅关注穗部的发病程度，忽略了抗毒素积累性状的选择，导致很多所谓的抗赤霉病品种籽粒中的毒素含量仍然远超国家限量标准，无法满足食品安全要求。论述题（附答案）论述黄淮冬麦区高产广适小麦育种的目标性状设计与实现路径。答案：黄淮冬麦区是我国最大的小麦主产区，种植面积占全国小麦总面积的60%以上，小麦产量占全国总产的65%以上，是保障我国小麦口粮绝对安全的核心区域。当前该麦区的小麦育种目标已经从过去的单纯高产转向高产、优质、多抗、广适、绿色高效协同改良，具体的目标性状设计覆盖四个维度：一是产量性状目标，要求在大面积生产条件下稳定产量达到9t/hm²以上，超高产攻关田产量突破12t/hm²，产量三要素协调为单位面积穗数675万/hm²左右，每穗粒数40粒以上，千粒重50g左右，株高控制在75~85cm，茎秆弹性好，基部第二节间壁厚超过0.5mm，在8级大风条件下不会发生大面积倒伏；二是抗性性状目标，要求同时抗条锈病、叶锈病、白粉病三种主要流行病害，中抗赤霉病和穗发芽，耐旱性达到一级水平，在全生育期减少20%灌溉水的条件下产量损失不超过10%，氮肥利用效率提升15%，在减少20%氮肥施用量的条件下产量不显著降低；三是品质性状目标，要求中筋小麦的品质指标达到国家优质中筋小麦标准，强筋小麦达到一级强筋小麦标准，弱筋小麦达到一级弱筋小麦标准，满足不同食品加工