油菜育种题目及答案

油菜育种题目及答案一、名词解释题及答案1.甘蓝型油菜油菜属于十字花科芸薹属，是我国第一大自产油料作物，甘蓝型油菜（BrassicanapusL.，2n=38，AACC基因组）是目前全球种植面积最大的油菜栽培类型，由白菜型油菜（AA基因组）和甘蓝（CC基因组）在欧洲地中海区域经自然种间杂交后染色体加倍形成，20世纪30年代引入我国后逐步替代传统白菜型、芥菜型油菜，目前占我国油菜总种植面积的90%以上。该类型具有产量潜力高、抗逆性强、适应性广的突出优势，熟期类型覆盖极早熟（生育期<90天）、早熟（90-120天）、中熟（120-150天）、晚熟（>150天）多个类群，是长江流域冬油菜主产区的绝对主导栽培种，当前我国已育成的甘蓝型油菜高产品种实测产量最高突破350kg/亩，含油量最高可达55.7%。2.双低油菜指籽粒品质符合国家强制标准的优质油菜类型，我国现行《低芥酸低硫苷油菜种子》国家标准（GB4407.2-2022）明确规定，双低油菜商品生产用种的籽粒芥酸含量≤2.0%（占脂肪酸总量比例），菜籽榨油后剩余饼粕的硫代葡萄糖苷（简称硫苷）含量≤30.0μmol/g，原种级育种家种子的硫苷含量要求≤20.0μmol/g，避免双低性状退化。双低油菜对应的菜籽油不饱和脂肪酸含量超过90%，脂肪酸组成更符合健康食用需求，脱毒后的双低菜粕粗蛋白含量超过40%，可直接作为畜禽高蛋白饲料原料，大幅提升油菜种植的综合效益。3.波里马细胞质雄性不育系（PolCMS）1972年我国学者傅廷栋院士在湖北当阳的甘蓝型油菜品种“波里马”群体中首次发现的天然细胞质雄性不育突变材料，是全球第一个被广泛应用于油菜杂种优势商业化利用的不育类型。该不育系花粉败育彻底，低温环境下无明显微粉，育性受一对显性恢复基因控制，配合力高，我国已审定的杂交油菜品种中超过60%的组合利用该不育系统选育，为我国油菜单产从20世纪70年代的50kg/亩提升到当前200kg/亩以上做出了核心贡献，也是目前全球油菜育种领域应用最广泛的雄性不育种质资源。4.油菜抗裂角性指油菜成熟后果角在外力作用下保持不破裂、不散落的特性，是油菜适配机械化收获的核心目标性状之一。传统油菜品种自然落粒率可达15%-30%，机械收获过程中因角果碰撞破裂导致的产量损失最高可达50%，抗裂角性达到育种级标准的品种，机械收获落粒损失率可控制在3%以内，远低于国家油菜机械化生产要求的落粒损失≤5%的阈值。当前油菜抗裂角性由位于A1、A3、C4染色体上的3个主效QTL位点控制，已开发出对应的功能分子标记可实现苗期精准选择。5.油菜游离小孢子培养技术指取甘蓝型油菜现蕾后2-3mm大小的花蕾，分离出处于单核晚期的花粉（小孢子）作为外植体，在离体低渗胁迫、激素诱导条件下直接分化形成胚状体，后续再生出单倍体植株，经过秋水仙素染色体加倍后获得完全纯合的二倍体育种材料的技术体系。该技术可将传统油菜育种需要8-10代自交纯合的周期缩短到2代2年，育种效率提升4倍以上，当前国内主流育种单位的甘蓝型油菜小孢子培养胚诱导率可达每100个花蕾产胚1000个以上，植株再生率稳定超过30%。6.油菜杂种优势群指根据油菜种质资源的遗传距离、配合力表现划分为不同类群，群内种质遗传背景相近、群间种质遗传距离大，群间杂交更容易产生强优势杂交组合的类群划分体系。目前我国油菜育种界已将现有骨干种质划分为3个核心杂种优势群：黄籽高油种质群、多抗高产种质群、早熟适应种质群，通过群间配组选育的杂交组合杂种优势幅度普遍比群内配组高15%以上，是当前选育超高产油菜品种的核心理论基础。7.黄籽油菜指种皮色泽为黄色的甘蓝型油菜类型，与传统黑籽油菜相比，黄籽油菜的种皮厚度降低20%左右，种皮纤维素、木质素含量显著下降，籽粒含油量比同遗传背景的黑籽品种高2-3个百分点，饼粕粗蛋白含量高5个百分点以上，是油菜品质育种的重要目标性状。自然界中天然的甘蓝型黄籽油菜极为稀缺，我国育种家已通过白菜型黄籽油菜与甘蓝型油菜种间杂交的方式人工创制出稳定遗传的黄籽甘蓝型油菜资源，目前已育成多个黄籽油菜品种通过国家审定。8.油菜根肿病抗性育种针对油菜根肿病这一土传毁灭性病害开展的定向育种工作，根肿病由原生动物芸薹根肿菌侵染作物根部导致植株根部形成膨大肿瘤、丧失养分吸收能力最终死亡，我国当前长江流域根肿病发病面积超过2000万亩，传统化学防治成本高且污染土壤环境，通过导入源自芜菁的抗性基因可获得对根肿病主流4号、7号、10号致病小种的免疫抗性，是防治根肿病最经济有效的手段。目前我国已育成多个抗根肿病油菜品种在四川、湖北、安徽等主产区推广应用，发病地块增产幅度可达80%以上。二、填空题及答案1.我国油菜常年种植面积稳定在____亿亩以上，总产突破____万吨，种植面积和总产均居世界第一，其中冬油菜主产区集中在____流域，占全国油菜总产的85%以上，春油菜主产区集中在西北、东北和青藏高原高海拔区域。答案：1.1、1400、长江2.十字花科芸薹属包含3个基本染色体种，分别是____、____、____，对应染色体组为AA（2n=20）、CC（2n=18）、BB（2n=16），3个异源四倍体复合种分别是____、____、____，对应染色体组为AACC（2n=38）、AABB（2n=36）、BBCC（2n=34）。答案：白菜、甘蓝、黑芥、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、埃塞俄比亚芥3.当前我国油菜生产上应用的杂种优势利用率已经达到____%以上，杂种优势利用的主要三类途径分别是细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、____，其中应用占比最高的不育系统是____。答案：80、化学杀雄、波里马细胞质雄性不育（PolCMS）4.油菜生产中危害最严重的三大病害分别是____、____、____，其中发病面积最大、导致产量损失最多的是____，常规高产田块发病后可造成减产10%-30%，重病田减产可达80%以上。答案：菌核病、根肿病、霜霉病、菌核病5.我国国家油菜种质资源长期库目前已保存各类油菜种质资源____份以上，其中包含2000余份野生近缘种、地方农家种特色资源，是全球保存油菜种质资源数量最多的国家级资源库。答案：100006.稻稻油三熟制轮作体系下的早熟油菜品种，全生育期要求不超过____天，必须适配晚稻收获后10月中下旬播种，次年4月中下旬前成熟收获衔接早稻种植的茬口需求，同时要求每亩产量稳定达到120kg以上、含油量不低于____%。答案：175、427.控制甘蓝型油菜低芥酸性状的两个主效基因是____和____，分别位于A8和C3染色体上，两个基因同时发生功能缺失突变时，籽粒芥酸含量可降低到2%以下，符合双低品质标准。答案：FAE1.1、FAE1.28.油菜适宜机械化收获的抗倒性指标要求田间自然倒伏率不高于____%，抗裂角性指标要求机械收获落粒损失率不高于____%，菌核病抗性指标要求成熟期病株率比当地主栽对照品种降低____%以上。答案：5、3、309.我国当前育成的含油量最高的审定油菜品种实测籽粒含油量达到____%，比全国主栽油菜品种平均含油量高出12个百分点以上，每亩油菜产油量可提升60kg左右。答案：55.710.油菜化学杀雄杂种优势利用技术中，核心化学杀雄试剂在油菜单核期喷施后，对花粉的败育率可达____%以上，且不会对雌蕊育性产生明显负面影响，不需要专门选育不育系和保持系就可以快速将任意两个优良品种配成杂交组合，大幅缩短杂交种选育周期。答案：98三、简答题及答案1.简述甘蓝型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜三类栽培种的农艺性状差异及育种适配场景三类油菜的核心性状差异体现在三个维度：第一，生物学性状差异：甘蓝型油菜株高150-200cm，分枝部位40-70cm，茎秆粗壮抗倒性强，叶色浓绿厚被蜡粉，花瓣大开花时相互重叠，千粒重3-5g，种皮多为黑褐色；白菜型油菜株高100-150cm，分枝部位不足20cm，茎秆纤细，叶色淡绿无蜡粉，花瓣小开花时相互分离，千粒重2-3g，种皮多为黄褐色，熟期极短；芥菜型油菜株高180-250cm，分枝部位70-120cm，株型极度松散，茎叶带刺毛和辛辣味，花瓣小，千粒重1.5-2.5g，种皮多为黄红色，抗旱耐瘠性突出。第二，产量品质差异：甘蓝型油菜常规大田产量200-250kg/亩，高产品种可达300kg/亩以上，含油量38%-55%，综合抗性全面；白菜型油菜常规产量100-150kg/亩，含油量35%-45%，多数地方种质为高芥酸高硫苷类型，生育期最短可低至80天；芥菜型油菜常规产量120-180kg/亩，含油量38%-50%，耐盐碱、耐干旱能力是三类油菜中最强的，可在土壤含盐量0.3%以上、年降水量不足300mm的区域正常生长。第三，育种适配场景：长江流域一熟制、两熟制冬油菜主产区重点选育高产高油多抗甘蓝型油菜品种，保障油料产能；华南稻稻油三熟制区重点选育极早熟白菜型油菜专用品种，填补冬闲田土地资源利用空白；西北高海拔干旱区域、北方旱作盐碱区域重点选育芥菜型油菜改良品种，解决极端低水肥条件下油菜种植的产业难题。2.简述双低油菜品质性状协同改良的核心难点及解决技术路径双低油菜的品质性状协同改良存在三大行业共性难点：第一，硫苷性状与抗逆性状存在天然负相关，硫苷本身是十字花科作物合成的天然防御代谢物质，籽粒硫苷含量降低的同时植株茎叶组织的硫苷含量也会同步下降，直接导致品种对菜青虫、蚜虫的防御能力下降，苗期虫害死亡率比传统双高品种高10%-15%；第二，原始双低种质存在连锁累赘，全球最早的低硫苷原始种质Bronowski是来自波兰的地方种，遗传背景携带大量低产、晚熟的不良基因，即便经过10代以上的回交转育，早期育成的双低品种仍比传统双高油菜产量低5%-8%，推广难度大；第三，品质性状稳定性差，芥酸、硫苷的合成积累受环境影响极大，同一双低品种在不同区域种植，芥酸含量波动范围可达1.2%-4.5%，硫苷含量波动范围可达22-42μmol/g，花期高温、干旱胁迫会显著诱导籽粒硫苷合成量上升，导致品种达不到双低标准。针对以上难点的主流解决技术路径包括：一是开发低芥酸、低硫苷性状的功能分子标记，在育种苗期直接对基因型进行选择，将品质选择效率从传统的10%提升到98%以上，避免连锁累赘导致的选择误差；二是通过多轮回聚合育种，将不同来源的抗逆基因导入双低遗传背景，在降低籽粒硫苷含量的同时保留植株茎叶的诱导型硫苷合成能力，平衡品质与抗逆性的关系；三是开展品质稳定性生态适应性鉴定，筛选在长江流域全主产区种植均能稳定达标双低标准的基因型，解决环境诱导品质退化的问题。3.简述当前油菜适宜机械化收获品种选育的核心目标性状体系针对我国油菜生产机械化率仅42%、劳动力成本占总生产成本60%以上的产业痛点，当前宜机收油菜品种的选育必须建立7项核心目标性状体系：第一，株型性状，要求株高控制在150-180cm区间，分枝部位高于50cm，株型紧凑向上，分枝角度小于30度，避免分枝披散导致的机收夹带损失；第二，抗倒性状，茎秆基部节间粗度≥0.6cm，茎秆抗折力≥20N，大田自然成熟期倒伏率低于5%，从根源上避免机械化作业无法下地的问题；第三，抗裂角性状，角果抗裂角受力值≥0.2N，模拟机械碰撞后落粒率低于3%，机收总落粒损失不超过5%的国家行业标准；第四，熟期整齐性状，主花序与分枝花序成熟期差小于7天，所有角果成熟一致性高，不会出现局部角果未熟、局部角果已经破裂的问题，可一次性完成机械化收获；第五，成熟后角果不发黑、不霉变，穗发芽率低于1%，避免阴雨天气下籽粒在角果内萌动霉变导致产量和品质损失；第六，抗病抗虫性达标，成熟期菌核病病株率低于10%，抗性水平比主栽品种提升1个等级以上；第七，产量含油量不低于现有主栽品种，保证农户种植的产出效益不下降。四、论述题及答案1.结合我国食用油供给安全战略需求，分析当前高产高油多抗宜机收油菜新品种选育的技术攻关方向我国当前食用植物油自给率仅为30%左右，油菜是我国第一大自产油料作物，年产菜籽油超过500万吨，占国产植物油总供给量的40%以上，提升油菜单产和产油量是保障我国食用油供给安全最直接、最经济的手段，当前油菜育种领域需要从四个核心方向开展技术攻关：第一，突破产量潜力瓶颈，构建基于杂种优势群的全基因组精准配组体系。将我国现有1万余份油菜骨干种质划分为黄籽高油群、多抗高产群、早熟适应群三大杂种优势群，通过高通量基因型鉴定明确群间遗传距离和配合力规律，淘汰群内遗传背景重合度超过80%的冗余种质，筛选出100份以上核心骨干亲本，实现强优势杂交组合的定向选配，选育出大面积生产应用条件下亩产稳定突破300kg的超高产品种，将我国油菜平均单产从当前140kg/亩的水平提升到180kg/亩以上，在不新增种植面积的条件下直接增加25%的油菜籽总产。第二，协同提升含油量性状，突破50%含油量的品种规模化应用瓶颈。油菜含油量每提升1个百分点，相当于每亩油菜增产20kg菜籽的产油效率，当前我国油菜主栽品种平均含油量仅为42%左右，通过多基因聚合育种，将已定位的27个控制油菜