遗传育种作物品种改良选育综合测试题及答案

遗传育种)作物品种改良选育综合测试题及答案一、名词解释（每题3分，共30分）1.作物品种改良：是指在人为创造或利用现有遗传变异的基础上，根据特定区域的生产目标、生态条件和市场需求，通过系统的选育手段获得产量更高、品质更优、抗逆性更强、适应性更广的作物新品种的技术体系，是农业生产中提升作物产能与生产效率的核心技术支撑。2.核心种质：指为了降低种质资源保存与鉴定的冗余度，从某一作物的全部自然种质、人工创新种质构成的整体资源库中筛选出的代表性子集，该子集以不足原资源库10%的样本规模，覆盖原资源库90%以上的遗传变异，能够代表整个资源库的遗传多样性与表型变异类型。3.驯化引种：也叫生态适应性引种，指将作物种质从其原分布区域迁移到新的生态区域种植，通过逐代的定向选择，使原本不能正常完成生活史、生产性能不达标的外地种质逐步适应新区域的光照、温度、土壤、生物胁迫等生态条件，最终能够在新区域实现稳产高产的引种过程。4.单株选择法：是选择育种体系中的核心选择方法之一，指从混杂的原始群体中按照目标性状要求选择性状优良的单株（单穗、单荚），分别收获、分别脱粒、分别保存，下一年度分别播种成独立的株行小区，通过不同株行之间的表型对比，淘汰不良株行、选留符合目标的优良株行，后续逐步升级为品比试验的选择技术路线。5.系谱法：是杂交育种后代选择的经典方法，指从杂交组合的第二代（F₂）开始针对目标性状选择优良单株，后续世代对入选单株的后代连续进行单株选择，且每一代都详细记录入选单株的亲缘关系、性状表现、世代进程，最终选育出性状稳定整齐、符合育种目标的新品系的后代处理方法。6.回交育种：指将两个亲本杂交获得的杂种后代，反复与其中一个综合农艺性状优良的亲本（轮回亲本）进行多代回交，同时每一代针对来自另一个供体亲本的特定目标性状进行定向选择，最终将供体亲本携带的少数优良目标基因导入到轮回亲本的遗传背景中，实现轮回亲本性状定向改良的育种技术体系。7.远缘杂交：指分类学上属于不同种、不同属甚至亲缘关系更远的物种之间进行的杂交，能够突破种内基因交流的限制，将野生近缘种的抗逆、优质等优异基因导入到栽培作物的基因组中，大幅拓展栽培作物的遗传变异背景，是种质创新的核心技术路径之一。8.特殊配合力：指在遗传学理论中，两个特定亲本杂交组合的子代性状表现，与该组合双亲各自的一般配合力期望值的差值，反映了双亲基因型之间的非加性效应（显性效应、上位性效应）的聚合程度，是杂种优势利用中筛选强优势杂交组合的核心评价指标。9.光温敏核不育系：指一类受细胞核内的隐性不育基因控制、育性表达受环境温度与光照时长调控的水稻、小麦等作物不育系，在特定的高温长日环境下表现为完全雄性不育，可用于配制杂交种，在特定的低温短日环境下表现为雄性可育，能够实现不育系自身的繁殖，是两系法杂种优势利用的核心材料。10.分子标记辅助育种：指通过检测与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记的基因型，在作物的苗期或低世代就可以精准判断个体是否携带目标基因、是否纯合，无需等到作物生长发育后期表型完全表达再进行选择的育种技术，能够大幅提升选择效率、缩短育种周期。二、单项选择题（每题1分，共20分）1.生态适应性引种的核心理论基础是（）A.基因突变理论B.作物生态气候相似性理论C.遗传平衡定律D.杂种优势理论2.下列种质资源类型中，遗传多样性最丰富、抗逆优异基因占比最高的是（）A.本地改良品种B.外地引进改良品种C.野生近缘种材料D.人工合成的多倍体材料3.下列作物中，最适合采用一次单株选择法开展选择育种的是（）A.常规水稻纯合品种的混杂退化群体B.异花授粉作物玉米的开放授粉群体C.常异花授粉作物棉花的自然变异群体D.无性繁殖作物马铃薯的田间变异群体4.杂交育种的亲本选配原则中，要求双亲的生态适应性（）A.均适应于目标育种区域的生态条件B.均来自高海拔野生区域C.必须来自不同的大陆生态区D.其中一方必须是野生近缘种5.采用系谱法处理杂交育种后代时，开始进行重点品系产量比较试验的世代通常是（）A.F₂代B.F₃代C.F₄~F₅代D.F₁代6.回交育种中，若针对的目标性状是由1对显性主效基因控制，且每一代都针对目标性状进行定向选择，回交多少代之后轮回亲本的遗传背景回复率可达到98%以上（）A.2代B.5~6代C.10代D.15代7.远缘杂交过程中，最常出现的受精后生殖障碍是（）A.花粉在柱头上不能萌发B.花粉管不能伸入胚珠C.杂种胚发育过程中出现胚乳败育D.双亲花期完全不相遇8.下列方法中，不能用于克服远缘杂交杂种胚乳败育的是（）A.幼胚离体拯救培养B.提前对母本进行授粉处理C.染色体加倍获得双二倍体D.柱头涂抹生长素类调节剂9.玉米自交系选育过程中，通常连续自交多少代之后可以获得遗传纯合度达到99.5%以上的稳定自交系（）A.2代B.5~7代C.3代D.10代以上10.针对杂种优势利用的三系杂交稻体系，能够为雄性不育系提供花粉、使不育系结出的子代依然保持100%雄性不育特性的材料是（）A.恢复系B.保持系C.常规品种D.杂交种F₁代11.下列分子标记类型中，属于共显性遗传、检测结果准确性最高、可精准区分纯合基因型与杂合基因型的是（）A.RAPD标记B.AFLP标记C.SSR标记D.ISSR标记12.轮回选择技术最适宜应用的作物类型是（）A.自花授粉作物纯合品种群体B.异花授粉作物的开放授粉改良群体C.无性繁殖作物的单株后代D.远缘杂交获得的异源多倍体单株13.选择育种中，混合选择法的核心优势是（）A.能够完全剔除遗传背景不良的单株，选择效率100%B.操作简便、人力成本低，适合对大规模混杂群体进行改良C.可以对隐性目标基因进行精准选择D.能够快速获得遗传100%纯合的新品系14.杂交育种中，要同时聚合3个不同亲本的优异目标性状，最适合采用的杂交方式是（）A.单交B.回交C.三交或聚合杂交D.测交15.下列关于杂种优势衰退现象的描述，正确的是（）A.纯合自交系连续多代自交必然会出现杂种优势衰退B.杂合的杂交种F₁代连续自交，随着杂合个体比例下降，群体杂种优势逐步衰退C.异花授粉作物开放授粉群体不会出现杂种优势衰退D.杂种优势衰退完全由环境因素决定，与基因型无关16.小麦常规品种选育过程中，品比试验阶段每个参试品系的小区面积通常设置为（）A.0.1平方米B.5~20平方米C.1000平方米D.100平方米以上17.下列育种技术中，能够实现对作物内源目标基因进行定点精准敲除、替换，实现定向改良的是（）A.诱变育种B.基因编辑育种C.系统选择育种D.远缘杂交育种18.下列指标中，不属于作物新品种审定必备核心评价指标的是（）A.一致性B.稳定性C.特异性D.商品外包装美观性19.水稻杂交育种中，组合F₂代群体的理想种植规模通常为多少株才能保证覆盖足够的遗传变异类型、筛选到目标重组单株（）A.10~20株B.2000~5000株C.50株以内D.100万株以上20.作物品种区域试验的试验周期通常要求不少于（）A.1年B.2~3年C.10年D.半年三、多项选择题（每题2分，共30分）1.按照国际通用的作物种质资源分类标准，可将种质资源划分为以下哪几类（）A.本地地方品种B.外地引进改良品种C.野生近缘种材料D.人工创造的种质创新材料2.杂交育种的亲本选配必须遵循的核心原则包括（）A.双亲的主要性状优缺点能够实现互补B.至少有一个亲本能够完全适应目标育种区域的生态生产条件C.双亲的遗传差异适度，避免亲缘关系过近或过远D.双亲的一般配合力表现较高3.远缘杂交的常见生殖障碍包括（）A.杂交不亲和，花粉无法正常萌发受精B.杂种胚发育过程中胚乳败育，无法获得成熟种子C.杂种植株后代高度不育，无法正常繁殖D.杂种后代性状疯狂分离，稳定性状纯合速度慢4.作物杂种优势利用的必备条件包括（）A.亲本间存在显著的杂种优势，F₁代产量、抗逆等性状显著优于双亲B.亲本的开花习性适宜，杂交制种操作简便、制种产量高C.亲本的异花授粉率为0，完全自花授粉D.杂种一代的种子可以规模化低成本生产5.以下属于杂种优势遗传核心假说的是（）A.显性效应假说B.超显性效应假说C.上位性互作效应假说D.中性突变假说6.回交育种技术的适用场景包括（）A.改良现有优良推广品种的个别缺陷性状，比如定向导入单个抗病基因B.转移作物的核质互作雄性不育基因，培育新的不育系C.验证目标基因的遗传效应，构建近等基因系材料D.聚合10个以上不同来源的复杂产量性状增效基因7.分子标记辅助育种相较于传统表型选择的突出优势包括（）A.不受作物生长发育阶段限制，可在苗期完成基因型选择B.不受外界环境胁迫因素的影响，选择结果准确性高C.可精准区分携带目标基因的杂合个体与纯合个体，大幅提升纯合株筛选效率D.完全不需要开展田间表型试验即可培育出适应性好的品种8.以下属于选择育种技术范畴的改良方法是（）A.从水稻混杂的地方品种群体中选择性状整齐一致的优良单株培育新品种B.从天然变异的苹果芽变枝条中筛选优良变异单株培育新品种C.从玉米开放授粉群体中筛选综合性状优良的个体改良群体D.通过基因编辑定点突变创制新种质9.两系法杂交作物相较于三系法的突出技术优势包括（）A.不育系的选育不受恢复系、保持系核质互作关系的限制，配组自由程度更高B.不需要专门选育保持系，不育系自身可通过调控光温条件完成繁殖C.不存在不育系细胞质单一化带来的遗传风险D.完全不需要进行田间制种即可大面积推广10.作物新品种DUS测试的核心评价维度是（）A.特异性：申请品种要明显区别于所有已知的同类品种B.一致性：品种的主要性状表现整齐一致，无明显可遗传的变异分离C.稳定性：品种经过多代繁殖后性状依然保持稳定表达D.奢华性：品种外观性状必须满足高端观赏要求11.以下育种技术中能够创造全新遗传变异的是（）A.物理诱变育种B.化学诱变育种C.基因编辑定点突变D.远缘杂交染色体加倍12.自花授粉作物杂交育种后代处理的混合法的优势包括（）A.低世代不需要单株选择，只针对群体进行混收混种，人力投入低B.低世代群体可保留大量变异个体，避免人工选择淘汰掉潜在的优良重组类型C.群体在田间多代自然选择过程中，适应性相关性状会得到自然优化D.性状纯合速度比系谱法快1倍以上13.影响引种驯化成功率的核心生态因子包括（）A.温度条件B.光照时长与光周期特性C.降水与土壤肥力条件D.无关的第三方软件使用习惯14.雄性不育种质资源按照遗传机制可分为以下哪几类（）A.核质互作雄性不育（细胞质雄性不育）B.细胞核隐性基因控制的光温敏/温敏雄性不育C.细胞核显性基因控制的雄性不育D.完全由环境胁迫诱导的不可遗传雄性不育15.智能设计育种的核心技术支撑体系包括（）A.全基因组选择技术B.多组学大数据精准解析技术C.基因定点编辑技术D.全流程数字化智能表型采集技术四、判断题（每题1分，共15分）1.不同生态区域之间的作物引种，只要作物的产量表现在原产地很高，引种到目标区域一定能够实现高产。（）2.单株选择法适合用于自花授粉作物和常异花授粉作物的品种选育，不适合直接用于改良异花授粉作物的群体品种。（）3.杂交育种的组合F₁代需要针对产量性状进行严格的单株选择，淘汰大部分单株，减少后续试验规模。（）4.回交育种过程中，若目标性状是由隐性单基因控制，每一代完成回交之后都需要将子代自交一次，才能筛选到携带纯合目标基因的个体继续下一轮回交。（）5.远缘杂交获得的异源多倍体双二倍体植株，其育性通常会比原始的远缘杂交F₁代杂种显著提升。（）6.异花授粉作物的自交系选育过程中，随着自交代数提升，群体的遗传纯合度逐步升高，植株的生活力不会出现任何衰退现象。（）7.两个一般配合力都很高的自交系组配出来的杂交组合，其特殊配合力一定也很高。（）8.光温敏核不育系的育性只受细胞核基因型控制，完全不受外界环境温度、光照条件的影响。（）9.分子标记辅助选择过程中，使用的分子标记与目标基因的遗传连锁距离越近，选择结果的准确率越高。（）10.种质资源的精准表型鉴定和基因型解析工作，是所有现代育种工作开展的核心基础前提。（）11.品种审定通过的作物新品种，在所有不同生态区域种植都不会出现任何风险问题。（）12.聚合杂交的最大优势是能够将多个不同亲本携带的优良目标性状逐步聚合到同一个遗传背景中。（）13.常规选择育种不需要人工创造新的遗传变异，只需要对自然存在的变异进行筛选即可获得新品种。（）14.全基因组选择技术可以针对复杂的多基因控制的产量、品质性状实现早期基因型预测，大幅提升育种选择效率。（）15.作物品种改良的过程本质上是人工定向选择天然或人工创造的遗传变异，不断优化作物群体基因频率的过程。（）五、简答题（每题8分，共40分）1.简述种质资源在作物品种改良工作中的核心地位与作用。2.对比分析单株选择法与混合选择法的优缺点与适用场景。3.简述杂交育种后代处理的系谱法的核心技术流程与技术要点。4.简述回交育种的技术优势与主要局限性。5.简述作物杂种优势高效利用需要完成的核心技术环节。6.简述远缘杂交的核心育种价值，以及常见的杂交不亲和障碍的克服措施。六、论述题（每题15分，共30分）1.结合我国黄淮麦区高产小麦品种抗赤霉病改良的生产需求，论述如何通过常规杂交育种技术结合分子标记辅助育种技术，在3~4年的周期内快速改良现有主栽品种的赤霉病抗性，同时保持原有主栽品种的高产、抗倒、优质等优良性状不发生缺失。2.论述当前育种4.0时代背景下，作物智能设计育种的技术体系构成与未来产业应用方向。七、综合应用题（共35分）某南方籼稻主栽区现有大面积推广品种A，综合性状优良：全生育期125天，株高105cm，分蘖能力强，千粒重26g，亩产量稳定在650kg，米质达到国标二级优质米标准，适应性广，常规种植条件下几乎无倒伏风险，但存在两个突出缺陷：一是对当前流行的多个白叶枯病致病菌系均表现为高感，发病严重年份产量损失可达60%以上；二是对褐飞虱的抗性级别为高感，虫害爆发年份容易出现“穿顶”绝收。现有两份待利用的优异种质资源：材料B是携带广谱显性白叶枯病抗性基因Xa23的高抗种质，全生育期150天，株高140cm，农艺性状差，产量极低，但是对白叶枯病所有流行菌系的抗性级别均为免疫；材料C是携带褐飞虱高抗基因Bph14的种质，全生育期135天，农艺性状一般，米质差，但是对褐飞虱的抗性级别达到高抗水平。请结合所学的育种专业知识，设计一套可落地的高效改良技术方案，在4年时间内聚合Xa23与Bph14两个抗性基因到主栽品种A的遗传背景中，最终获得保持品种A原有全部优良农艺性状、同时高抗白叶枯病与褐飞虱的改良新品种，要求详细说明每一步的技术原理、操作流程、选择标准，以及不同技术路径的效率对比，最终给出方案的技术可行性分析。参考答案一、名词解释1.作物品种改良：是指在人为创造或利用现有遗传变异的基础上，根据特定区域的生产目标、生态条件和市场需求，通过系统选育手段获得产量更高、品质更优、抗逆性更强、适应性更广的作物新品种的技术体系，是农业生产中提升作物产能与生产效率的核心技术支撑。2.核心种质：指为了降低种质资源保存与鉴定的冗余度，从某一作物的全部自然种质、人工创新种质构成的整体资源库中筛选出的代表性子集，该子集以不足原资源库10%的样本规模，覆盖原资源库90%以上的遗传变异，能够代表整个资源库的遗传多样性与表型变异类型。3.驯化引种：也叫生态适应性引种，指将作物种质从其原分布区域迁移到新的生态区域种植，通过逐代的定向选择，使原本不能正常完成生活史、生产性能不达标的外地种质逐步适应新区域的光照、温度、土壤、生物胁迫等生态条件，最终能够在新区域实现稳产高产的引种过程。4.单株选择法：是选择育种体系中的核心选择方法之一，指从混杂的原始群体中按照目标性状要求选择性状优良的单株（单穗、单荚），分别收获、分别脱粒、分别保存，下一年度分别播种成独立的株行小区，通过不同株行之间的表型对比，淘汰不良株行、选留符合目标的优良株行，后续逐步升级为品比试验的选择技术路线。5.系谱法：是杂交育种后代选择的经典方法，指从杂交组合的第二代（F₂）开始针对目标性状选择优良单株，后续世代对入选单株的后代连续进行单株选择，且每一代都详细记录入选单株的亲缘关系、性状表现、世代进程，最终选育出性状稳定整齐、符合育种目标的新品系的后代处理方法。6.回交育种：指将两个亲本杂交获得的杂种后代，反复与其中一个综合农艺性状优良的亲本（轮回亲本）进行多代回交，同时每一代针对来自另一个供体亲本的特定目标性状进行定向选择，最终将供体亲本携带的少数优良目标基因导入到轮回亲本的遗传背景中，实现轮回亲本性状定向改良的育种技术体系。7.远缘杂交：指分类学上属于不同种、不同属甚至亲缘关系更远的物种之间进行的杂交，能够突破种内基因交流的限制，将野生近缘种的抗逆、优质等优异基因导入到栽培作物的基因组中，大幅拓展栽培作物的遗传变异背景，是种质创新的核心技术路径之一。8.特殊配合力：指在遗传学理论中，两个特定亲本杂交组合的子代性状表现，与该组合双亲各自的一般配合力期望值的差值，反映了双亲基因型之间的非加性效应（显性效应、上位性效应）的聚合程度，是杂种优势利用中筛选强优势杂交组合的核心评价指标。9.光温敏核不育系：指一类受细胞核内的隐性不育基因控制、育性表达受环境温度与光照时长调控的水稻、小麦等作物不育系，在特定的高温长日环境下表现为完全雄性不育，可用于配制杂交种，在特定的低温短日环境下表现为雄性可育，能够实现不育系自身的繁殖，是两系法杂种优势利用的核心材料。10.分子标记辅助育种：指通过检测与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记的基因型，在作物的苗期或低世代就可以精准判断个体是否携带目标基因、是否纯合，无需等到作物生长发育后期表型完全表达再进行选择的育种技术，能够大幅提升选择效率、缩短育种周期。二、单项选择题1.B2.C3.A4.A5.C6.B7.C8.B9.B10.B11.C12.B13.B14.C15.B16.B17.B18.D19.B20.B三、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABD5.ABC6.ABC7.ABC8.ABC9.ABC10.ABC11.ABCD12.ABC13.ABC14.ABC15.ABCD四、判断题1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.×8.×9.√10.√11.×12.√13.√14.√15.√五、简答题1.种质资源是所有品种改良工作的物质基础：第一，种质资源的遗传多样性水平直接决定了品种改良能够获得的遗传增益上限，没有足够丰富的种质资源储备，就无法选育出突破性的新品种；第二，抗逆、优质等关键优异基因的发掘完全依赖于种质资源的系统鉴定工作，现代农业育种中应用的绝大多数核心优异基因都来自于对野生近缘种、地方品种等各类种质资源的挖掘；第三，种质资源的长期保存与定向创新，能够为未来应对气候变化、新型病虫害爆发等潜在的生产危机提供核心的基因资源储备，保障农业生产的长期安全性。2.单株选择法的优点：可以对每一个入选单株的后代进行独立的株行鉴定，精准剔除遗传背景不纯的个体，选择结果的准确性高，能够快速获得性状整齐一致的新品系；缺点是操作繁琐，试验人力与土地成本较高，不适合对超大群体进行改良。混合选择法的优点：操作简单，不需要单株分别考种保存，人力成本极低，适合对大规模混杂群体进行群体改良；缺点是无法针对隐性遗传的目标性状进行定向选择，选择结果的准确性较低，很难快速获得遗传完全纯合的整齐品系。单株选择法适用于自花授粉作物常规品种选育、提纯复壮等场景，混合选择法适用于异花授粉作物群体改良、地方种质群体适应性驯化等场景。3.系谱法的核心流程：第一步，种植杂交组合F₁代，单株收获，淘汰伪杂株，混收同组合的种子；第二步，种植杂交组合F₂代，按照育种目标针对产量、品质、抗逆等性状大规模选择优良单株，单株分别脱粒保存；第三步，种植F₃代株行小区，每个入选单株的种子播种一个独立株行，在田间进一步对比株行的性状表现，淘汰不良株行，在优良株行中继续选择优单株；第四步，后续F₄~F₅代继续按照上述流程开展单株选择，直到入选株系的性状完全稳定整齐，升级到品比试验阶段开展产量鉴定。核心技术要点是每一代都要详细记录入选材料的亲缘关系，针对核心育种目标开展高强度定向选择，确保后代的优良基因型逐步聚合纯合。4.回交育种的技术优势：第一，能够实现对现有优良推广品种的个别缺陷性状的定向精准改良，改造后的品种几乎可以完全保留原有推广品种的全部优良农艺性状，不需要重新开展多年区域试验即可快速进入生产应用；第二，育种流程可控性强，试验规模小，选择目标明确，育种周期大幅短于常规杂交育种；第三，可用于构建近等基因系材料，为基因功能研究提供精准的遗传材料。主要局限性：只适合改良由少数主效基因控制的简单性状，很难对复杂的多基因控制的产量、品质等数量性状进行定向改良，同时改良的品种遗传背景单一，遗传多样性水平较低。5.作物杂种优势高效利用需要完成三个核心技术环节：第一，选育出遗传纯合度高、农艺性状稳定、一般配合力水平高的优良亲本自交系/不育系/恢复系，为强优势组合筛选提供充足的基础材料；第二，通过大规模配合力测定试验筛选出强优势杂交组合，确保组合的产量、抗逆、品质等性状显著超过现有常规主推品种；第三，研发出高效、低成本的杂交制种技术体系，保障杂交种子能够实现规模化生产，种子纯度达到国家质量标准，生产成本控制在农户可接受的范围内。6.远缘杂交的核心育种价值是突破种内基因交流的限制，将野生近缘种的抗逆、抗病虫、优质等自然界中不存在于栽培作物中的优异基因导入到栽培作物基因组中，大幅拓展栽培作物的遗传多样性，创造出全新的作物种质类型。杂交不亲和障碍的常见克服措施包括：一是针对母本柱头进行预先辐射处理、或者花粉蒙导处理，抑制柱头的识别拒绝反应，促进花粉萌发；二是提前在授粉后的子房上涂抹生长素类调节剂，促进受精卵发育；三是幼胚离体拯救培养，在授粉后10~15天幼胚还未完全败育时取出胚进行人工离体培养，获得杂种植株。六、论述题1.针对黄淮麦区现有主栽高产小麦品种的抗赤霉病改良，核心思路是以现有主栽品种作为轮回亲本，以携带苏麦3号类型Fhb1主效抗赤霉病基因的抗源材料作为供体亲本，采用分子标记辅助回交育种的技术路径开展改良：第一步，搭建分子检测体系，开发Fhb1基因的功能分子标记，在苗期提取叶片DNA即可精准区分携带纯合Fhb1基因的个体、杂合个体与不携带目标基因的个体；第二步，配制基础杂交组合：以主栽品种A作为母本，抗赤霉病供体材料B作为父本，获得杂交F₁代种子；第三步，第一年夏季，种植F₁代，使用分子标记鉴定出真实的杂合F₁单株，与轮回亲本本A进行第一次回交，获得BC₁代种子；第四步，第一年冬季，种植BC₁代分离群体，在苗期采用分子标记筛选出携带Fhb1抗性基因的阳性单株，同时全基因组分子标记背景选择，筛选出轮回亲本遗传背景回复率最高的阳性单株，和轮回亲本A开展第二次回交，获得BC₂代种子；第五步，第二年夏季，种植BC₂代群体，苗期检测阳性株，筛选轮回亲本背景回复率超过90%的单株开展第三次回交，获得BC₃代种子；第六步，第二年冬季，种植BC₃代群体，苗期筛选出携带Fhb1基因的杂合单株，自交一代获得BC₃F₂代种子；第七步，第三年夏季，种植BC₃F₂代群体，苗期通过分子标记筛选出Fhb1基因纯合，且轮回亲本背景回复率超过98%的单株，后续开展表型验证，在人工接种赤霉病的胁迫环境下验证抗性表现，同时考察株高、生育期、产量等农艺性状，筛选出和原始主栽品种A农艺性状完全一致、同时高抗赤霉病的改良品系，升级到产量比较试验。整个育种周期仅需要3.5年左右，比传统常规杂交育种的7~8年周期缩短50%以上，而且改良后的品系几乎完全保留原品种的所有优良性状，直接就可以进入大田生产推广。2.育种4.0也就是智能设计育种技术体系，是基于多组学大数据驱动的新一代育种技术体系，核心由四个子系统构成：第一，作物种质资源的多维度精准鉴定子系统，通过全基因组重测序、多环境智能表型采集技术，对数十万份种质资源的所有基因的功能变异、所有表型性状的变异规律完成系统解析，构建覆盖全部遗传变异的育种大数据数据库；第二，全基因组选择智能预测子系统，通过机器学习算法训练分子标记与目标性状之间的关联预测模型，不需要开展田间表型试验，就可以在苗期对携带有任意基因型的后代个体的产量、品质、抗逆等所有性状表现进行精准预测，选择准确率可以达到95%以上，大幅降低田间试验规模；第三，基因定点编辑与定向合成子系统，通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术，对作物的内源性状调控基因进行定点精准修饰，快速创造出自然界中不存在的优异等位变异，打破传统育种中依赖自然变异的限制；第四，育种后代智能优化配置子系统，通过人工智能算法提前模拟所有可能杂交组合的后代表性状分布规律，无需人工配制所有杂交组合，就可以定向筛选出最优亲本配组方案，实现目标基因型的定向设计聚合。未来智能设计育种的产业应用方向将全面覆盖主粮作物、经济作物、园艺作物等几乎所有作物类型，育种周期从传统的6~8年缩短到1