园艺植物育种学总论练习题部分附参考答案

园艺植物育种学总论练习题部分附参考答案一、名词解释1.种质资源2.引种驯化3.选择育种4.芽变育种5.杂交育种6.远缘杂交7.一般配合力8.特殊配合力9.雄性不育系10.自交不亲和系11.诱变育种12.多倍体育种13.单倍体育种14.分子标记辅助育种15.种质创新16.轮回选择17.品种审定18.品种权19.品种退化20.无性系育种【名词解释参考答案】1.种质资源：又称遗传资源，指一切具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型，包括野生种、栽培种、人工创造的中间材料等，是性状改良的遗传物质基础。广义的种质资源涵盖全球所有园艺植物的基因库，狭义层面特指用于某一特定育种目标的遗传材料集合。2.引种驯化：指将野生或栽培植物的种子、繁殖体从其自然分布区域或栽培区域引入新的生态环境，经过适应、筛选获得正常生长繁殖并形成一定生产规模的过程，其中引种是将材料迁移至新环境，驯化是通过人工干预使植物遗传性发生改变、适应新环境的核心环节。3.选择育种：又称系统育种，直接从现有品种群体出现的自然变异类型中，通过单株选择、后代鉴定、比较试验等程序，选育出符合育种目标的新品种的育种途径，无需人工创造新变异，是最传统、应用最广泛的育种方法之一。4.芽变育种：芽变是发生在芽的分生组织细胞中的体细胞突变，芽变育种指从发生芽变的园艺植物群体中，筛选出性状表现优良的变异单株或变异枝条，通过无性繁殖固定变异、培育新品种的方法，是无性繁殖园艺植物特有的重要育种途径。5.杂交育种：指通过两个或两个以上遗传性不同的亲本进行人工杂交，创造新的变异群体，随后在杂交后代中通过多代选择、鉴定，获得兼具双亲优良性状、稳定遗传的新品种的常规育种方法，是目前绝大多数园艺植物新品种培育的核心途径。6.远缘杂交：指分类学上种以上亲缘关系的两个亲本之间进行的杂交，包含种间杂交、属间杂交甚至科间杂交，能够突破种内基因库的限制，引入近缘野生种的抗逆、优质等优良基因，大幅拓展园艺植物的遗传变异范围。7.一般配合力：指某一亲本品种与其他若干个品种杂交后，杂交后代在某一数量性状上表现出的平均优势水平，由基因的加性效应决定，能够稳定遗传，是筛选优异杂交亲本的核心指标之一。8.特殊配合力：指某两个特定亲本杂交组合的后代性状表现，与该组合双亲一般配合力预测的平均水平的差值，由基因的非加性效应（显性、超显性、上位性）决定，是配制强优势杂种一代组合的核心筛选依据。9.雄性不育系：指雌性器官发育正常、雄性器官（花粉、花药）发育退化或失活，无法自花授粉产生可育后代的植物品系，是杂交种子生产过程中免去人工去雄环节、大幅降低制种成本的核心材料，可分为细胞质雄性不育和细胞核雄性不育两大类型。10.自交不亲和系：指植物雌雄配子体发育完全正常，但开花后自花授粉或同株异花授粉无法完成受精、不能产生正常后代的遗传品系，可分为配子体自交不亲和和孢子体自交不亲和两类，也是十字花科园艺植物杂种一代种子生产的重要核心材料。11.诱变育种：指利用物理诱变源（射线、离子束、空间辐射等）或化学诱变剂处理植物的种子、幼苗、愈伤组织等材料，诱发植物基因组产生高频突变，随后从变异群体中筛选出符合育种目标的优良突变体培育新品种的育种途径，能够在短时间内创造出自然变异概率极低的新性状。12.多倍体育种：指通过人工诱导手段使植物体细胞染色体组加倍，获得染色体组数为3组及以上的多倍体植株，经过鉴定、筛选培育性状优良新品种的育种方法，多倍体园艺植物通常表现出器官巨大性、抗逆性强、次生代谢物质含量高等特点。13.单倍体育种：指通过花药培养、游离小孢子培养等手段获得染色体组数仅为正常二倍体一半的单倍体植株，随后通过染色体加倍获得纯合二倍体株系，直接选育新品种的育种方法，能够将常规杂交育种需要6-8代的纯合进程缩短至2代，大幅提升育种效率。14.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，在植物苗期甚至种子阶段就能够精准判断个体是否携带目标基因，无需等待性状发育完全后再进行表型选择的育种技术，实现了从传统表型选择到基因型直接选择的跨越。15.种质创新：指利用杂交、远缘杂交、诱变、基因编辑等各类技术手段，对现有种质资源的遗传组分进行优化重组，创造出自然界原本不存在的、具有特异性优良性状的新种质材料，是连接种质资源收集保存和新品种选育的核心中间环节。16.轮回选择：指通过一轮轮的“选择-杂交-鉴定”循环流程，将分散在不同个体中的多个优良基因聚合到同一个群体中，不断提升群体内目标性状基因频率、改良群体综合表现的群体改良技术，常应用于异花授粉园艺植物的群体改良和优良自交系选育。17.品种审定：指由国家或省级农业农村主管部门设立的品种审定委员会，对新选育或新引进的园艺植物品种的特异性、一致性、稳定性（DUS）、适应性、丰产性、抗逆性等进行权威鉴定，确认其符合生产推广标准后，发放品种审定证书的行政许可程序。18.品种权：又称植物新品种权，是知识产权的一种类型，指国家审批机关依据相关法律法规，授予新品种培育者在一定时限内对其授权品种享有排他性的独占生产、销售、使用的权利，保障育种者的科研创新权益。19.品种退化：指园艺植物新品种在经过多年的栽培繁殖后，群体内出现纯度下降、优良性状丢失、产量品质抗逆性等综合表现劣化，最终不再符合生产应用要求的现象，是园艺植物良种繁育过程中需要重点防控的核心问题。20.无性系育种：指利用扦插、嫁接、组织培养等无性繁殖手段，将通过选择、杂交、诱变等途径获得的优良单株的遗传性状完全固定下来，培育出综合性状表现高度一致、无需经过有性世代分离的新品种的育种途径，特别适用于苹果、柑橘、葡萄等长期进行无性繁殖的果树品种选育。二、填空题1.园艺植物育种的核心目标性状通常涵盖____、____、____、____、适应性与抗病虫性五大类。2.根据瓦维洛夫的作物起源中心理论，中国起源中心是____、____、____等常见园艺作物的初生起源地。3.种质资源按照利用与改良程度可分为____、____、野生近缘种、人工创造的种质材料四大类。4.异地保存是目前全球应用最广泛的种质资源保存方式，常规基因库保存植物种子的适宜含水量为____，长期库的贮藏温度为____，可将种子寿命延长至50年以上。5.引种的两大基本理论基础分别是____和____。6.选择育种的两种基本选择方法是____和____，其中____方法的选择效率更高，适用于自花授粉园艺植物的遗传改良。7.杂交育种的亲本选配四大基本原则为____、____、生态类型差异大且地理起源远、一般配合力高。8.远缘杂交存在三大核心障碍，分别是____、____和杂种后代分离疯狂、不易稳定。9.目前杂种优势的常用度量指标分为三类，分别是____、超亲优势和____。10.利用雄性不育系进行杂交种子生产的三系配套体系核心包括____、____和恢复系三个核心材料。11.化学诱变育种中最常用的烷化剂类诱变剂为____，而诱导植物多倍体最常用的化学试剂为____，其作用机理是____。12.植物体细胞中含有____个及以上染色体组的个体称为多倍体，根据染色体组的来源可分为____和异源多倍体两类。13.目前常用的DNA分子标记技术可分为三大类，分别是基于分子杂交的分子标记、____和____。14.我国现行的园艺植物品种管理体系包含两大核心类别，分别是主要农作物品种审定制度和____制度。15.品种退化的核心人为诱导因素包括____、____、长期无性繁殖引起的病毒积累等。16.杂交育种按照参与杂交亲本的数量可分为单交、____、____、多亲复合杂交等不同杂交方式。17.常规杂交育种的选育程序通常包含____、____、品种比较试验、区域试验和生产试验五个核心环节。18.自花授粉园艺植物的天然异交率通常低于____%，异花授粉园艺植物的天然异交率高于____%。【填空题参考答案】1.丰产性品质性状熟期性状抗病虫性（顺序可调整）2.白菜萝卜猕猴桃（或茶、柑橘等符合要求的作物均可）3.地方品种主栽品种4.5%~7%-18℃5.气候相似论驯化理论6.单株选择法混合选择法单株选择法7.双亲具有较多的优点、缺点互补亲本之一必须适应当地生态生产条件8.远缘杂交不亲和远缘杂种不育性9.平均优势（超中亲优势）竞争优势10.雄性不育系雄性不育保持系11.EMS（甲基磺酸乙酯）秋水仙素抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使已经完成复制的染色体不能移向细胞两极，细胞无法分裂为两个子细胞，最终导致细胞染色体组加倍12.3同源多倍体13.基于PCR的分子标记基于高通量测序的新型分子标记14.非主要农作物品种登记15.机械混杂生物学混杂16.回交双交17.亲本选择与选配杂交组合配置与杂种后代选择18.550三、单项选择题1.下列园艺植物中属于典型异花授粉作物的是（）A.番茄B.黄瓜C.豌豆D.水稻2.秋水仙素诱导植物多倍体的最佳处理部位是（）A.成熟叶片B.木质化枝条C.分生组织旺盛的幼芽或萌动种子D.老化根系3.下列变异类型中属于芽变的是（）A.苹果园里出现的抗病实生苗B.葡萄枝条上出现的果粒显著增大的变异芽条C.番茄群体中出现的自然杂交株D.大白菜群体中出现的感病植株4.克服远缘杂交不亲和现象的最常用有效方法是（）A.苗期加倍B.幼胚抢救C.蕾期授粉D.人工去雄5.下列关于一般配合力的描述正确的是（）A.由基因加性效应决定，可稳定遗传B.由基因非加性效应决定，可稳定遗传C.由基因加性效应决定，不可稳定遗传D.由基因非加性效应决定，不可稳定遗传6.我国首个针对植物新品种保护的专门法律法规是（）A.《中华人民共和国种子法》B.《植物新品种保护条例》C.《主要农作物品种审定办法》D.《非主要农作物品种登记办法》7.下列种质资源保存方法中属于离体保存的是（）A.建立自然保护区保存野生苹果资源B.在种质资源圃内保存成年柑橘植株C.在液氮中保存草莓茎尖分生组织D.在低温库中保存白菜种子8.诱变育种中目前公认的最适宜的诱变后代选择世代是（）A.M1代B.M2代C.M5代D.M10代9.下列育种方法中能够快速获得完全纯合株系的是（）A.杂交育种B.选择育种C.单倍体育种D.多倍体育种10.十字花科蔬菜利用自交不亲和系配制杂交种时，父母本的制种比例通常为（）A.1:1B.2:1C.3:1D.10:111.下列哪种现象不属于品种退化的表现（）A.番茄品种的果实形状整齐度下降B.白菜品种的抗病毒病能力大幅降低C.葡萄品种的单果重性状分离明显D.新品种在推广初期产量水平略低于老品种12.目前园艺植物分子标记辅助育种中应用最广泛的高通量分子标记类型是（）A.RFLP标记B.SNP标记C.RAPD标记D.AFLP标记13.下列远缘杂交后代材料中属于异源多倍体的是（）A.二倍体西瓜染色体加倍获得的四倍体西瓜B.番茄与马铃薯体细胞融合获得的番茄薯C.二倍体葡萄染色体加倍获得的四倍体葡萄D.二倍体草莓染色体加倍获得的四倍体草莓14.选择育种中的单株选择法又被称为（）A.混合选择法B.集团选择法C.系统选择法D.表型选择法15.雄性不育三系配套体系中，保持系的核心功能是（）A.给不育系授粉后后代仍然保持雄性不育特性B.给不育系授粉后后代恢复雄性可育特性C.自身雄性不育雌性可育D.自身雄性不育雌性不育【单项选择题参考答案】1.B2.C3.B4.C5.A6.B7.C8.B9.C10.A11.D12.B13.B14.C15.A四、多项选择题1.园艺植物种质资源的核心保存方式包括（）A.就地保存B.异地保存C.离体保存D.基因文库保存2.下列属于远缘杂交育种优势的是（）A.大幅拓展遗传变异范围B.可引入野生种抗逆优质基因C.创造自然界不存在的新物种类型D.育种周期短，后代稳定快3.杂种优势利用必须满足的核心条件包括（）A.亲本间具有强杂种优势B.亲本纯度高、农艺性状优良C.具备高效低成本的杂交制种技术体系D.亲本为远缘杂交获得的材料4.诱变育种的技术特点包括（）A.诱发突变的频率显著高于自然突变B.变异方向不可控，需大量处理筛选群体C.能够有效改良品种的单一不良性状D.不会出现染色体畸变等不利变异5.多倍体园艺植物通常表现出的优良性状包括（）A.器官巨大性B.次生代谢产物含量提升C.抗逆性显著增强D.育性显著提升6.下列措施中能够有效防止品种生物学混杂的是（）A.不同品种间设置合理的隔离距离B.花期错期播种C.及时去杂去劣D.增加施肥量7.分子标记辅助育种相较于传统表型选择的优势包括（）A.不受植物生长发育阶段限制B.不受环境条件影响C.能够精准定位多基因控制的数量性状位点D.筛选效率大幅提升8.芽变育种的主要遗传学基础包括（）A.基因突变B.染色体数目变异C.染色体结构变异D.基因重组9.回交育种的核心技术优势包括（）A.能够定向改良现有优良品种的单一不良性状B.后代性状稳定速度快C.预见性强，选择效率高D.可以聚合任意远缘种的优良基因10.我国非主要农作物品种登记制度要求登记品种必须满足的条件包括（）A.特异性B.一致性C.稳定性D.符合农业生产安全要求【多项选择题参考答案】1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABC5.ABC6.ABC7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABCD五、简答题1.简述园艺植物育种的主要目标及不同作物的目标侧重差异。参考答案：园艺植物育种的总体目标可以归纳为五大维度：第一是丰产性，通过改良株型、优化光合效率、提升坐果率等途径提升单位面积产量，是大田作物和果蔬作物最基础的育种目标；第二是品质性状，涵盖外观品质、风味品质、营养品质、加工品质等细分类型，是园艺植物相较于粮食作物优先级更高的育种目标，比如鲜食番茄重点改良风味和可溶性固形物含量，加工番茄重点改良果实硬度和番茄红素含量；第三是熟期性状，通过改良开花结果期实现提早或延后上市，调节市场供应期，比如设施专用的白菜品种重点培育极早熟耐抽薹类型；第四是抗病虫性，通过培育抗病品种减少化学农药使用量，保障农产品质量安全，是蔬菜育种的核心攻关方向；第五是适应性，重点改良植物对极端温度、盐碱、干旱等非生物逆境的耐受能力，以及适配设施栽培、机械化采收等新型生产模式的特殊性状。不同类型园艺作物的目标侧重存在显著差异：一二年生蔬菜作物优先考虑丰产、抗病、熟期配套；果树等多年生无性繁殖作物优先考虑品质提升、不同成熟期品种配套；花卉作物优先考虑花型、花色、花期、观赏寿命等商品性状改良。2.比较单株选择法与混合选择法的优缺点与适用场景。参考答案：单株选择法的优点：第一，选择效率高，对变异个体进行严格的后代鉴定，能够快速将遗传性优良的变异单株从群体中分离出来，有效排除环境饰变的干扰；第二，获得的新品系遗传纯度高，群体整齐度好。单株选择法的缺点：第一，育种过程中需要分株收获、分株种植、单独鉴定，操作流程复杂，人力成本高；第二，对于异花授粉植物，长期连续多代单株选择会导致遗传基础狭窄，出现生活力衰退、自交退化现象。单株选择法适用于自花授粉、常异花授粉园艺植物的新品种选育，也可用于常规杂交育种的后代分离群体的选择。混合选择法的优点：第一，操作流程简单，不需要单株留种单独鉴定，能够在短期内获得大量种子投入生产；第二，群体遗传基础丰富，不会因连续选择出现遗传漂变和生活力衰退，对异花授粉植物更为友好。混合选择法的缺点：无法对单株的后代表现进行鉴定，环境饰变等非遗传变异无法被剔除，选择效率低，获得的群体遗传纯度低，整齐度差。混合选择法适用于改良地方品种的综合性状、进行群体改良，以及育种材料的初步筛选阶段。3.简述远缘杂交育种三大障碍的常用克服方法。参考答案：针对远缘杂交不亲和的受精前障碍，常用克服方法包括：一是选择地理起源远、染色体倍性高的亲本作为母本，提升杂交受精概率；二是采用蕾期授粉、重复授粉、混合花粉授粉、蒙导授粉等人工干预授粉方式，突破受精障碍；三是提前对杂交亲本的柱头进行物理或化学处理，破除柱头的识别屏障；四是通过桥梁亲本介导，先与和双亲都亲和的中间材料杂交，再导入目标基因。针对远缘杂种不育的受精后幼胚发育障碍，最核心的克服方法是幼胚抢救技术，在远缘杂种幼胚发育尚未败育之前将其从胚珠中剥离出来，在人工培养基上进行离体培养获得再生植株，此外还可以通过子房培养、胚珠培养等辅助手段提升幼胚拯救的成功率。针对远缘杂种后代分离疯狂、不易稳定的障碍，常用方法是对远缘杂种一代的体细胞进行染色体人工加倍，获得双二倍体植株，让杂种后代的染色体组完全纯合，大幅缩短分离稳定的时间，同时结合回交技术将不良性状快速剔除，定向改良农艺性状。4.简述利用雄性不育系培育园艺植物杂交品种的完整技术流程。参考答案：完整的技术流程分为三个核心阶段：第一阶段是雄性不育源的获得，通过自然群体筛选、远缘杂交转育、人工诱变、基因工程编辑等途径获得稳定遗传的雄性不育初始材料；第二阶段是三系配套选育，以初始不育源为核心，测交筛选能够保持其雄性不育特性的保持系，再测交筛选能够恢复其花粉育性的恢复系，完成不育系、保持系、恢复系三系的稳定培育与性状纯合，其中不育系需要连续6代以上回交转育，确保农艺性状完全与生产主栽品种一致，不育株率达到100%，不育度达到99%以上；第三阶段是强优势组合筛选与制种体系构建，利用培育好的不育系与大量优良自交系进行测交组合鉴定，筛选出杂种优势表现最强的目标杂交组合，随后建立不育系的繁殖体系（不育系×保持系，后代仍然为不育系）和杂交种生产体系（不育系×恢复系，后代为生产用杂交种），配套标准化的隔离、去杂、采种技术规范，实现杂交种的规模化低成本生产。六、论述题1.结合番茄育种的生产实际，论述如何将多种育种技术整合应用培育优质多抗设施专用番茄新品种。参考答案：设施番茄生产对新品种提出了明确的要求：需要具备耐低温弱光、抗多种常见病害（番茄黄化曲叶病毒病、灰霉病、晚疫病）、可溶性固形物含量高、风味浓郁、坐果整齐、适合长季节栽培等综合性状。整合多技术的育种流程如下：第一步，开展种质资源精准评价与筛选，收集全球范围内的番茄野生近缘种、地方品种、主栽品种共1200份以上，利用苗期人工接种抗病性鉴定、逆境胁迫筛选、品质理化分析等手段，筛选出携带Ty-1、Ty-3抗黄化曲叶病毒基因、抗灰霉病基因、耐低温弱光性状的野生多毛番茄种质资源作为供体亲本，筛选出农艺性状优良、果实大、坐果率高的设施主栽品种作为受体亲本。第二步，通过远缘杂交结合幼胚拯救技术，将野生番茄的抗逆抗病优良基因导入栽培番茄，再通过连续6代回交转育结合分子标记辅助前景选择与背景选择