2026年农学专业(作物育种)试题及答案

2026年农学专业(作物育种)试题及答案一、名词解释（每小题3分，共30分）1.HapEd精准单倍体介导基因编辑技术参考答案：该技术是2022年以来国内作物育种领域产业化落地的核心前沿技术，通过CRISPR-Cas9系统靶向编辑作物单倍体诱导系的花粉活性、单倍体诱导关键基因MTL，将玉米单倍体自然诱导率从传统的5%~8%提升至15%~20%，水稻、小麦单倍体诱导率从不足2%提升至8%~12%，可直接对杂交当代的目标性状位点进行定向编辑，一步获得纯合的编辑后代材料，省去传统杂交育种6~8代连续自交纯化的过程，育种周期较常规单倍体育种缩短40%以上，且编辑后代无外源转基因片段整合，符合我国基因编辑作物简化审定规则。2.全基因组选择育种值估计准确性（r_gEBV）参考答案：指通过全基因组覆盖的SNP标记对候选育种材料的估计育种值（gEBV）与该材料后续田间实测的真实育种值之间的相关系数，是评估全基因组选择体系有效性的核心指标。当前主流作物的训练群体规模达到目标育种群体的2.5~3倍时，r_gEBV可达到0.7~0.8，相比传统基于系谱的育种值估计准确性提升60%以上；当训练群体规模超过目标群体4倍时，准确性进入平台期，提升幅度不足5%。3.栽培种-野生种染色体片段置换系群体（CSSL）参考答案：以主栽栽培品种为轮回亲本，经过至少6代回交结合分子标记背景选择，将野生近缘种的全基因组染色体片段逐个导入到栽培种遗传背景中构建的群体，该群体除了单个野生种导入片段存在分离外，其余遗传背景与轮回亲本完全一致，是精准定位野生种质中有利抗逆、高产等位基因，打破“野生种质连锁累赘”的核心遗传材料，目前国内已经完成水稻普通野生稻、小麦簇毛麦、玉米大刍草的全套CSSL群体构建工作。4.作物驯化综合征参考答案：指作物从野生种向栽培种人工驯化过程中，协同发生的一系列性状趋同变异的集合，具体包括野生种落粒性丧失、种子休眠性减弱、植株顶端优势增强、穗粒数/单株结果数显著提升、生育期同步性提升、器官可食用部分体积显著增大等特征，该类性状的变异通常由2~5个主效QTL控制，是作物人工选择过程中遗传改良的最早靶点。5.相互半同胞轮回选择参考答案：异花授粉作物群体改良的经典方案，针对两个遗传背景差异大、杂种优势群划分明确的基础群体A和B，每一轮选择分别从A群体中选出100个优良单株与B群体的测交种进行产量/抗性鉴定，从B群体中选出100个优良单株与A群体的测交种进行鉴定，最终选出排名前10%的优良单株分别在A、B群体内部自由授粉重组，同时同步改良两个群体的一般配合力和特殊配合力，每轮选择的产量遗传增益可达2%~5%，经过6~8轮改良的两个群体组配的杂交种产量可比基础群体组配的组合提升30%以上。6.持久非小种专化水平抗性参考答案：作物抗病性分类体系中，区别于主效基因控制的小种专化垂直抗性的抗性类型，通常由3~10个微效抗病基因协同控制，不会随着病原菌小种的变异快速丧失抗性，抗性表现为降低病原菌的侵染效率、减慢病原菌在植株体内的扩展速度、减少产孢量，抗病性的持久度可维持10~15年以上，是当前作物抗赤霉病、抗纹枯病、抗晚疫病等复杂病害育种的核心改良目标。7.作物表观育种参考答案：不改变作物基因组DNA碱基序列，通过定向修饰DNA甲基化、组蛋白乙酰化、小RNA表达水平等表观遗传位点，获得可稳定遗传的优良变异材料的育种技术，目前在番茄、水稻、玉米中已经通过表观编辑获得了抗旱性提升30%、单果重提升20%的非转基因新种质，该类材料无需进行转基因安全评价，可直接通过常规品种审定通道进入产业化应用。8.品种审定绿色优质特异类型参考答案：根据我国2024年新修订的《主要农作物品种审定办法》，除了高产类型之外的特殊品种审定通道，具体包含低氮肥利用效率提升20%以上的绿色节水节肥品种、品质达到国家一级优质标准的专用品种、适应滩涂/盐碱地等边际土地种植的耐逆专用品种、功能营养强化品种四类，该类品种的产量可比当地主栽对照品种低5%以内即可通过审定。9.杂种优势群高通量划分方法参考答案：基于全基因组SNP标记的遗传距离聚类结果，结合多年多点配合力测定数据，将某一作物的全部种质资源划分为若干个遗传背景独立、群间杂交组配杂种优势显著的类群的技术体系，目前我国玉米种质已经明确划分为Reid、Lancaster、唐四平头、旅大红骨、热带亚热带种质5个核心杂种优势群，水稻种质划分为籼稻、粳稻两大亚种下的6个杂种优势群，群间杂交组合的平均杂种优势比群内组合高25%以上。10.作物生态育种避逆性适配性参考答案：针对不同生态区的极端逆境发生规律，定向选育出通过自身物候期调整、器官结构改变主动避开逆境危害的品种的适配性指标，比如黄淮麦区小麦选育的早熟品种可以主动避开后期干热风危害，长江流域早稻选育的短生育期品种可以主动避开7月下旬的高温热害，该类性状的育种改良成本远低于耐逆性改良，实际生产中的减灾效果可达80%以上。二、填空题（每空1分，共20分）1.2025年我国农业农村部发布的《生物育种产业化应用推进实施方案》明确，无外源基因整合的定向编辑作物，目标性状为______、______、______三类的可申请简化审定程序。参考答案：增产增效、抗病虫、耐除草剂2.经典数量遗传学中，水稻千粒重性状的狭义遗传力约为______，穗粒数性状的狭义遗传力约为______，分蘖数性状的狭义遗传力约为25%。参考答案：85%、35%3.截至2025年底，我国共有______个基因编辑作物新品系通过正式品种审定，覆盖高油酸大豆、抗除草剂水稻、香味鲜食玉米、抗白粉病小麦四大作物类型，累计推广面积突破1200万亩。参考答案：174.作物耐旱性田间胁迫鉴定的标准处理时期设置在______，0~20cm耕层土壤相对含水量控制在______，胁迫处理15天后测定叶片相对含水量、气孔导度等抗逆指标。参考答案：孕穗期、40%~45%5.作物远缘杂交F1代育性恢复的常规技术路径包括染色体加倍、______、靶向编辑减数分裂同源配对相关基因三类。参考答案：回交渐渗6.我国当前黄淮海区试的小麦高产对照品种为______，长江中下游籼稻区试的常规稻对照品种为______，东北春玉米区试的对照品种为郑单958。参考答案：周麦36、黄华占7.BSA极端混池性状定位技术中，针对某一目标性状从分离群体中选择______个极端单株分别构建两个混池，测序深度设置为每个混池______×覆盖度即可完成主效QTL的初定位。参考答案：30~50、208.两系法杂交水稻的核心不育系为光温敏不育系，在______条件下表现为不育用于杂交制种，在短日照低温条件下表现为可育用于自交繁殖不育系。参考答案：长日照高温9.作物种质资源精准鉴定的“五维评价体系”具体包含基因型鉴定、______、抗性鉴定、品质鉴定、______五个核心模块。参考答案：全生育期表型鉴定、配合力测定10.杂交种品种的种子生产中，亲本的原原种扩繁世代不能超过______代，防止亲本遗传背景混杂退化，生产用种的纯度标准不能低于______。参考答案：3、96%三、判断题（每小题2分，共20分）1.全基因组选择体系中训练群体的规模越大，gEBV估计的准确性会呈现线性持续升高的趋势。（×）参考答案：当训练群体规模达到目标育种群体的3倍以上时，gEBV估计准确性进入平台期，继续扩大规模带来的准确性提升不足5%，不存在线性升高的规律。2.作物远缘杂交获得的F1代完全不育的情况下，只能通过染色体加倍的方式恢复育性。（×）参考答案：当前可通过靶向编辑调控减数分裂同源重组的REC8基因，促进部分同源染色体配对，可直接恢复远缘杂交F1代30%以上的可育性，无需染色体加倍处理。3.小麦抗赤霉病主效基因Fhb7来自于簇毛麦野生近缘种，目前已经通过分子标记辅助选择导入到全国超过80%的黄淮麦区新品种中。（√）4.作物杂交育种中，双亲的遗传差异越大，配置的杂交组合后代出现超亲优良单株的概率越高。（×）参考答案：双亲遗传差异过大的情况下，杂交后代的分离群体中不利性状连锁累赘严重，符合育种目标的优良单株概率反而下降，双亲的遗传差异控制在中等水平时，超亲变异概率最高。5.表观育种获得的优良变异材料未改变基因组DNA碱基序列，不属于转基因生物范畴，无需进行生物安全评价。（√）6.品种区域试验中试点数量设置的越多，试验结果的准确性就一定越高。（×）参考答案：当试点数量超过生态区布点合理阈值（黄淮麦区小麦区试布点15个即可覆盖全部生态类型）时，继续增加试点会引入过多的极端环境误差，反而降低试验结果的代表性。7.玉米单交种的杂种优势主要来源于显性效应和超显性效应，上位性效应对杂种优势的贡献占比不足10%。（√）8.混合选择法适合对异花授粉作物的开放群体进行改良，不适合对自花授粉作物的种质群体进行改良。（×）参考答案：混合选择法也可用于自花授粉作物的品种提纯复壮、适应性改良，每轮选择可去除群体中混杂的退化单株，群体产量可提升5%左右。9.基因编辑作物只要没有插入任何外源DNA片段，就可以直接进入商业化推广环节，无需经过品种审定。（×）参考答案：无外源片段的基因编辑作物仍需要完成至少两年的品种比较试验，符合审定标准后才可进入商业化推广。10.作物产量这类数量性状的改良，通过轮回选择的方法获得的长期遗传增益显著高于通过系谱选择的改良效果。（√）四、简答题（每小题8分，共48分）1.简述作物杂交育种选配亲本的五大核心基本原则参考答案：第一，双亲必须具备育种目标要求的核心优良性状，且目标性状之间能够实现互补，比如选育抗赤霉病高产品种时，选择高产主栽品种为母本，选择高抗赤霉病种质为父本，实现产量和抗性的性状互补；第二，双亲的遗传背景属于适应性良好的当地主栽种质，避免引入生态适应性差异过大的外来种质，保证后代材料的基础适应性达标；第三，双亲的遗传差异控制在中等水平，亲缘关系距离为0.3~0.5之间，既可以保证后代出现足够的超亲变异，又不会出现过多的不利性状分离；第四，双亲的一般配合力都处于较高水平，保证杂交组合的整体后代表现稳定优良；第五，优先选择当地推广面积大、综合性状优良的品种作为亲本之一，降低后代材料整体性状改良的难度。2.简述基于BSA极端混池测序技术的作物性状定位操作流程和适用场景参考答案：操作流程具体分为5步：第一，构建目标性状分离群体，利用两个性状差异显著的亲本配置杂交组合，自交获得F2分离群体或者RIL重组自交系群体，群体规模不小于200株；第二，在目标性状的关键发育时期进行表型精准鉴定，从群体中选出30~50个性状极端正向的单株和30~50个性状极端负向的单株，分别提取等量DNA构建两个极端混池；第三，对两个混池和两个亲本进行全基因组重测序，测序深度亲本10×，混池20×，开发全基因组覆盖的SNP标记集；第四，计算两个混池之间的SNP指数差值（△SNP-index），通过置换检验筛选出显著性阈值以上的基因组区段，完成目标性状主效QTL的初定位；第五，在初定位区段开发KASP分子标记，对分离群体进行基因型验证，完成基因的精细定位。该技术适用于质量性状、主效基因控制的数量性状的快速定位，尤其是没有构建参考遗传图谱的非模式作物，可省去大量的分子标记开发工作量，定位周期可从传统的1~2年缩短到3~6个月，不适用于由超过10个微效基因控制的复杂数量性状的定位。3.简述作物杂种优势利用中三系法、两系法、智能不育系的技术迭代逻辑和效率差异参考答案：技术迭代逻辑核心是不断降低不育系选育难度、提升制种纯度、降低制种成本。三系法需要保持系、不育系、恢复系三个配套材料，不育系选育周期长，恢保关系受遗传背景限制，制种纯度约95%，制种成本高，水稻三系法组合的杂种优势利用效率约为70%；两系法利用光温敏核不育系，不需要保持系，不育系选育难度降低，配组自由度比三系法提升60%，制种纯度提升到98%，但不育系育性容易受极端温度异常影响导致制种失败，每年两系法杂交水稻的制种风险约为5%；智能不育系利用CRISPR技术靶向编辑育性核心基因，育性不受环境温度光照影响，通过转基因的保持系就可以批量生产100%非转基因的不育株，制种纯度可以达到100%，制种成本比两系法降低30%，配组自由度几乎不受遗传背景限制，是当前杂种优势利用的最新主流技术路径。4.简述绿色优质作物品种的主要评价指标和配套鉴定方法参考答案：核心评价指标分为三类：第一是绿色性状指标，具体包含氮肥利用效率比当地主栽品种高20%以上、磷肥利用效率高15%以上、用水量节约30%以上、主要病害达到中抗以上水平，配套鉴定方法采用两年定点的低氮胁迫、低磷胁迫、干旱胁迫田间小区试验，结合病原人工接种鉴定进行评价；第二是品质指标，专用品种的品质指标达到国家一级以上标准，比如强筋小麦的湿面筋含量≥32%、稳定时间≥20min，高油酸大豆的油酸含量≥75%，配套鉴定方法采用近红外无损检测结合农业部谷物品质监督检验测试中心的标准化学测定方法进行评价；第三是生态适应性指标，品种适应边际土地种植的耐盐碱能力达到0.3%以上盐碱地存活率不低于85%，配套鉴定方法采用不同梯度盐碱地的多年多点种植试验进行评价。5.简述外来野生种质资源在我国作物育种改良中的利用路径和典型案例参考答案：利用路径分为三步：第一是种质资源的精准鉴定，对引进的野生近缘种资源进行基因型、抗性性状的全面鉴定，挖掘其中的有利等位基因；第二是通过远缘杂交结合连续回交构建染色体片段置换系，消除野生种质的不利连锁累赘，将目标有利基因导入到栽培品种的遗传背景中；第三是通过分子标记辅助选择将野生种质的有利基因聚合到主栽品种中，培育出综合性状优良的新品种。典型案例包括：从簇毛麦中克隆的抗白粉病基因Pm21，导入小麦主栽品种后实现了对白粉病的免疫抗性，目前已经覆盖我国超过2亿亩小麦种植面积；从普通野生稻中克隆的抗稻瘟病基因Pi9，将杂交稻的稻瘟病抗性提升到抗级水平，减少农药使用量40%以上；从玉米野生近缘种大刍草中导入的高产QTL，将玉米产量提升10%以上，已经应用到我国玉米新品种培育中。6.简述作物品种区域试验的主要误差来源和控制方法参考答案：核心误差来源分为四类：第一是土壤肥力差异带来的试验误差，占总误差的45%左右，控制方法采用标准化的随机区组试验设计，增加区组重复数量，试验区组沿土壤肥力梯度横向排列，每一个重复内的土壤肥力差异控制在5%以内；第二是田间管理操作带来的人为误差，占总误差的25%左右，控制方法采用统一的田间管理标准，同一试点的播种、施肥、收获操作全部在24小时内完成，所有小区的操作由同一组人员完成；第三是极端环境胁迫带来的环境误差，占总误差的20%左右，控制方法采用多年多点的试验设计，试点数量设置为12~15个，覆盖整个生态区的不同环境类型，消除单点极端异常环境带来的结果偏差；第四是取样测定带来的误差，占总误差的10%左右，控制方法采用标准化的考种测定流程，每个小区的产量测定全部采用小区实收脱粒、水分校正到标准含水量后计算实际产量，避免人为取样带来的偏差。五、论述题（每小题16分，共32分）1.结合我国2025-2030年生物育种产业发展规划，论述传统常规育种和前沿生物技术融合的实现路径，以及破解核心种源“卡脖子”问题的可行方案参考答案：我国当前作物育种领域的核心痛点是部分作物的核心种质资源利用效率不足，前沿技术与常规育种体系存在“两张皮”问题，无法实现产业化快速落地，二者融合的核心路径可以分为三个层面：第一是前端种质资源鉴定层面，利用全基因组测序、多光谱表型采集的前沿技术，对我国现存的52万份作物种质资源完成全面的精准鉴定，构建包含基因型、表型、抗性、配合力的大数据数据库，彻底摸清种质资源的家底，改变过去传统种质资源“存而不用”的问题；第二是中间育种选择层面，将全基因组选择、智能不育、单倍体快速纯化的前沿技术融入到传统的田间育种流程中，用分子标记选择替代过去的田间人工表型选择，将育种周期从传统的8~10年缩短到3年左右，育种效率提升2倍以上，比如玉米育种中，在苗期通过KASP标记直接筛选聚合了多个抗病高产基因的优良单株，淘汰90%的不符合目标要求的单株，减少田间种植规模70%，大幅降低育种成本；第三是后端品种测试层面，利用AI大数据模拟品种的多年多点适应性表现，将品种区试的测试周期从传统的2年缩短到1年，提前预测品种的推广适配区域，加速新品种的推广速度。破解核心种源“卡脖子”问题的可行方案具体分为三点：第一是建立全国统一的种质资源共享利用平台，打破不同科研单位之间的种质资源壁垒，利用引进的CIMMYT、国际水稻所的优异外来种质资源，通过轮回选择进行群体改良，自主培育出我国独有的优良骨干自交系，改变过去部分蔬菜、玉米品种依赖进口种质的局面；第二是建立生物育种企业为主体的商业化育种体系，推动前沿育种技术的产业化落地，鼓励龙头企业建立自己的分子育种实验室和大型试验站，大幅提升育种投入强度，培育出具备国际竞争力的突破性新品种；第三是完善生物育种的产业化推广配套政策，稳步推进基因编辑作物的商业化应用，用3~5年的时间实现我国主要粮食作物的自主品种覆盖率达到100%，从根本上解决核心种源安全问题。2.论述智慧育种技术体系在作物表型采集、大数据整合、组合预测方面的应用进展，以及如何进一步提升我国育种的整体效率