2026年大学作物学(作物育种学)试题及答案

2026年大学作物学(作物育种学)试题及答案一、试题部分（一）名词解释（每题3分，共30分）1.轮回选择2.全基因组选择3.作物种质资源精准鉴定4.基因编辑单碱基替换技术5.杂种优势群6.分子设计育种7.作物抗逆性定向改良8.种子活力9.作物驯化综合征10.光温敏核不育系（二）填空题（每空1分，共20分）1.截至2025年底，我国新一轮全国农作物种质资源普查行动累计新收集各类珍稀、濒危、特色种质资源____万份，国家农作物种质资源长期库保存资源总量突破____万份，资源保存规模居全球第二位。2.普通小麦的染色体组由A、B、D三套亚基因组组成，对应的野生近缘供体种分别是____、____、____。3.根据2024年农业农村部修订的《生物育种安全评价管理办法》，未引入外源功能基因、仅对作物自身内源基因进行定点修饰的基因编辑作物，若变异位点与自然突变位点序列完全一致，可按照____类作物进行品种审定管理。4.我国当前商业化应用的抗虫转基因玉米，累计获批农业生物安全证书的转化事件共____个，其中核心性状以____和____为主，2025年全年推广面积突破____亿亩。5.异花授粉作物群体改良过程中，针对一般配合力改良最有效的轮回选择方法是____，针对特殊配合力改良最有效的方法是____。6.杂交水稻“三系法”的核心配套系分别是____、____、____，两系法相比三系法减少了____的配套环节。7.作物抗除草剂育种中，针对草甘膦靶标基因____的定点修饰，是目前培育非转基因抗除草剂作物的主流技术路径。8.作物杂种优势利用的核心理论基础是____，目前已在玉米、水稻、油菜等至少____种大田作物中实现规模化商业化应用。（三）单项选择题（每题2分，共30分）1.下列不属于作物育种核心原始材料范畴的是（）A.野生近缘种材料B.地方农家种C.商业化杂交种F2代商品籽粒D.国外引进的核心骨干育种材料2.下列技术手段中，不属于智能育种核心支撑技术的是（）A.无人机高通量表型采集技术B.人工智能育种值预测模型C.全基因组高密度SNP芯片分型D.常规小区产量对比试验3.普通小麦起源过程中发生了两次天然远缘杂交事件，最终形成的异源六倍体物种的染色体基数是（）A.14条B.21条C.42条D.56条4.下列变异类型中，不属于染色体结构变异的是（）A.染色体单片段倒位B.染色体同源易位C.单碱基插入缺失突变D.染色体大片段缺失5.针对马铃薯这类无性繁殖作物的育种改良，下列表述错误的是（）A.轮回选择是改良其群体配合力的核心方法B.二倍体马铃薯自交系培育是实现杂优利用的核心前提C.无性繁殖作物不存在杂种优势分离现象D.基因编辑定向敲除自交不亲和基因可大幅缩短育种周期6.我国目前主推的节水抗旱稻品种，核心定向改良目标性状对应的抗逆类型是（）A.生物胁迫抗性B.非生物胁迫抗性C.抗病性D.抗虫性7.分子标记辅助选择（MAS）相比传统表型选择的最大技术优势是（）A.选择成本更低B.无需依赖田间种植表型鉴定，可实现早代精准选择C.不需要检测基因型D.所有性状的选择准确率都能达到100%8.下列关于种质资源库入库保存标准的表述，正确的是（）A.所有作物种质资源都可以在-18℃长期库条件下安全保存超过50年B.种子入库初始水分含量需要控制在5%-7%区间C.野生植物资源不需要进行检疫检测即可入库D.入库资源不需要做身份信息登记9.杂交油菜杂种优势利用中，目前应用面积最大的不育系类型是（）A.细胞核不育系B.细胞质雄性不育系C.光温敏核不育系D.化学杀雄诱导不育系10.下列育种方法中，不需要引入外源物种基因即可完成改良的是（）A.农杆菌介导的外源抗虫基因导入B.花粉管通道法转化外源基因C.CRISPR单碱基替换内源基因D.远缘杂交导入野生种染色体片段11.作物育种家在选配杂交组合时，父本和母本的选择原则表述错误的是（）A.双亲的综合性状要优良，且目标性状互补B.双亲的遗传差异越大，杂种优势越强C.母本的配合力高低不需要考虑，只需要考虑父本配合力D.双亲的花期要能够正常相遇，便于制种12.下列不属于我国当前种业“卡脖子”风险点的是（）A.部分高端蔬菜品种进口依赖度超过80%B.主粮作物自主选育品种占比98%以上C.部分饲草作物核心种质资源储备不足D.智能育种核心算法专利占比不足30%13.玉米单倍体育种技术中，下列哪个步骤是获得纯合二倍体的核心环节（）A.诱导系杂交诱导单倍体籽粒B.幼胚组培抢救C.秋水仙素处理单倍体根尖染色体加倍D.田间表型筛选14.作物品种审定过程中，不需要进行的试验环节是（）A.区域试验B.生产试验C.分子标记身份真实性检测D.航天搭载诱变试验15.下列关于品种退化的原因表述，错误的是（）A.品种长期种植发生天然生物学混杂B.自然突变积累导致种性下降C.人工连续定向选择更新核心种性D.病毒类病原菌侵染无性繁殖作物种性退化（四）简答题（每题8分，共48分）1.简述作物驯化综合征的主要代表性性状特征。2.简述作物杂种优势利用过程中亲本选配的核心原则。3.简述全基因组选择技术相比传统分子标记辅助选择的技术优势。4.简述作物抗逆育种“一主多抗”定向改良的核心技术路径。5.简述我国当前作物种质资源深度挖掘利用的现存痛点与主流解决方案。6.简述两系法杂交水稻相比三系法杂交水稻的技术优势与当前规模化推广的现存瓶颈。（五）论述题（每题16分，共32分）1.结合我国新时期粮油安全“产能提升+品质优化+绿色低碳”的三重战略目标，论述当前主粮作物育种体系从单一“产量导向”转向“产量-品质-绿色性状协同提升”导向的技术体系构建路径。2.论述新一代智能育种技术体系中“多组学整合分析+高通量表型精准采集+AI人工智能预测”全链条模式的应用价值与落地实施要点。（六）综合分析题（共40分）黄淮麦区是我国最大的冬小麦主产区，年种植面积稳定在330万公顷以上，近年生产端面临三大突出问题：一是条锈病新致病小种V26快速流行，原有主推品种抗条锈基因全部丧失抗性，田间自然发病条件下产量损失率普遍超过40%；二是收获期连绵阴雨天气频发，区域主推品种穗发芽平均发生率达22.7%，严重导致小麦籽粒品质下降、商品价值降低；三是当前区域优质强筋小麦种植占比不足14%，大量高端强筋加工用小麦仍依赖进口。现有区域对照主推品种产量潜力为7500kg/hm²，但综合抗病性差、穗发芽抗性差、品质达不到国家强筋小麦二级标准。请结合作物育种学专业知识，为该产区定制一套精准高效的冬小麦新品种改良育种方案，明确技术路线、关键环节、预期改良指标与落地应用流程。参考答案及评分标准（一）名词解释1.轮回选择：指通过构建人工合成的异质杂合群体，反复进行杂交、选择、重组的循环育种过程，逐步将分散在不同种质材料中的有利等位基因聚合到同一个群体中，定向改良群体的整体配合力和目标性状水平，是异花授粉作物群体改良的核心技术方法，也可用于自花授粉作物的复杂性状聚合改良。（3分）2.全基因组选择：是在覆盖全基因组范围内通过高密度SNP标记对所有染色体区段进行分型，结合大训练群体的表型数据构建生物统计预测模型，估算每一份育种材料的全基因组育种值，无需等待材料种植发育后进行表型鉴定，即可在育种早代完成定向选择的新型分子育种技术，选择准确率相比传统分子标记辅助选择提升30%以上。（3分）3.作物种质资源精准鉴定：指针对入库保存的作物种质资源，针对产量、品质、抗病、抗逆等目标性状，在可控环境下开展多年多点的标准化表型鉴定，同时结合全基因组基因型分型解析目标性状的调控位点，明确每一份资源的利用价值，为后续育种利用提供精准的基础数据支撑。（3分）4.基因编辑单碱基替换技术：是CRISPR/Cas系统衍生的新一代基因编辑技术，无需对DNA双链进行切割、也不需要引入外源DNA片段，即可精准靶向将基因组特定位点的单个碱基进行定向替换，比如将C替换为T、A替换为G，模拟天然点突变的效果，定向改良作物内源基因的功能，是目前应用最广泛的精准育种技术之一。（3分）5.杂种优势群：指遗传距离较远、等位基因差异度高、杂交后代能够表现出强杂种优势的一类种质资源类群，同一杂种优势群内的材料遗传背景相近，不同类群间的材料杂交后代杂种优势表现显著，是玉米等杂优利用作物亲本选配的核心分类依据。（3分）6.分子设计育种：指基于作物全基因组测序数据、目标性状调控位点的功能解析结果，在实验室阶段就可以根据育种目标对育种后代的基因型进行定向优化设计，精准选配亲本组合，定向聚合所有目标性状的有利等位基因，大幅降低育种工作的盲目性，实现从传统“经验育种”向“精准育种”的跨越。（3分）7.作物抗逆性定向改良：指针对作物面临的干旱、盐碱、高温、低温等非生物胁迫，或者病虫害侵染等生物胁迫，通过定向筛选抗逆种质资源、聚合抗逆功能基因，培育出在逆境条件下仍能保持稳定产量水平的作物新品种，是绿色低碳育种的核心目标方向。（3分）8.种子活力：指种子在田间复杂环境下的出苗能力、幼苗生长健壮度、以及后续植株发育的潜在生产能力，是衡量种子质量的核心指标，高活力种子在低温、干旱等不利播种条件下仍能保持95%以上的田间出苗率，大幅降低用种成本。（3分）9.作物驯化综合征：指野生植物被人类驯化为栽培作物的过程中，人工定向选择使得作物整体性状朝着符合人类生产需求方向趋同的现象，典型特征包括籽粒不落粒、顶端优势弱化、种子休眠性减弱、生育期同步性提升等。（3分）10.光温敏核不育系：指细胞核内的不育基因的表达受光照时长、环境温度条件调控，在特定光照温度区间表现为雄性完全不育，可以作为母本杂交制种，在另一环境区间表现为雄性可育，可以自身繁殖不育系，是两系法杂交稻、两系法杂交小麦的核心不育系材料。（3分）（二）填空题1.12.7；56.22.乌拉尔图小麦；拟斯卑尔脱山羊草；粗穗山羊草（节节麦）3.常规品种4.37；抗虫；耐除草剂；1.35.半同胞轮回选择；特殊配合力轮回选择（交互轮回选择）6.雄性不育系；保持系；恢复系；保持系7.EPSPS8.等位基因异质结合假说；30（三）单项选择题1.C2.D3.C4.C5.C6.B7.B8.B9.B10.C11.C12.B13.C14.D15.C（四）简答题1.作物驯化综合征的代表性性状包括6个核心方向：一是籽粒落粒性消失，避免籽粒成熟后自然脱落，方便人工统一收获；二是种子休眠性大幅减弱，播种后出苗整齐一致，便于田间群体管理；三是株型驯化，顶端优势弱化，分蘖或者分枝角度收敛，提升大田种植密度；四是生殖生长同步化，作物生育期整齐一致，成熟期集中，适合机械化收获；五是作物的苦味、毒素等防御性次生代谢物质含量大幅降低，提升农产品食用安全性；六是产量性状定向强化，单穗籽粒数、千粒重等产量相关性状显著提升。2.亲本选配的核心原则包括四点：一是双亲综合性状表现优良，没有明显的致命缺陷，同时目标性状实现互补，比如母本产量性状突出，父本抗病抗逆性状突出；二是双亲的遗传差异适中，分属不同的杂种优势群，后代能够表现出强杂种优势，避免遗传背景过于相近导致杂种优势不强；三是双亲的一般配合力水平高，选配出强优势组合的概率显著提升；四是亲本的开花习性符合制种需求，母本的柱头外露率高、父本花粉量大，双亲花期完全相遇，大幅降低规模化制种的难度。3.全基因组选择的技术优势体现在四个方面：一是针对产量、品质这类由数百个微效基因调控的复杂数量性状，选择准确率远高于传统分子标记辅助选择，后者仅能针对少数已克隆的主效基因进行筛选，无法覆盖所有微效位点；二是可以在育种早代（S0代或者S1代）就通过基因型扫描完成选择，不需要等待后代材料种植成熟后开展表型鉴定，育种周期缩短50%以上；三是可以大幅缩减后续田间表型鉴定的群体规模，淘汰80%以上的无价值后代材料，育种整体成本降低40%；四是可以通过预测模型提前筛选出高育种值的潜在优良株系，大幅提升强优势组合的选配效率。4.“一主多抗”定向改良的核心路径包括：第一步筛选同时抗多个不同类型胁迫的核心种质资源，解析所有抗性位点的功能序列；第二步构建多亲本杂交聚合群体，通过一轮杂交将多个抗性基因导入到同一个骨干遗传背景中，避免多个抗性基因逐一导入的冗长流程；第三步利用全基因组分子标记对后代群体进行世代选择，定向聚合所有目标抗性等位基因，淘汰不含抗性位点的个体；第四步在人工接种逆境鉴定圃中开展多胁迫同步筛选，比如同时接种多个病害小种、同步设置干旱胁迫处理，鉴定聚合后代的多抗水平；第五步通过连续回交重塑骨干亲本的优良产量遗传背景，最终培育出除了单一主抗性外，同时兼抗3种以上生物或者非生物胁迫的改良品种。5.现存痛点主要包括三个方面：一是已保存的56万份种质资源中仅有不足15%的资源完成了深度精准鉴定，大量有利的等位基因尚未被挖掘利用；二是大量野生近缘种资源携带的优良抗性基因，因为连锁累赘效应，很难通过传统远缘杂交的方式导入到栽培品种中，改良效率极低；三是种质资源的共享利用机制尚不完善，不同育种单位的资源信息存在壁垒，资源重复鉴定的问题突出。主流解决方案：一是构建全国统一的种质资源精准鉴定大数据平台，整合所有已鉴定资源的基因型、表型数据，实现资源信息公开共享；二是利用染色体定向敲除技术打破远缘杂交的染色体片段连锁累赘，快速将野生种的有利基因导入栽培品种；三是建立商业化的种质资源授权使用机制，鼓励种质资源创新利用。6.两系法杂交稻的技术优势：一是不育系的配组自由度高，理论上95%以上的正常水稻品种都可以作为恢复系选配出强优势组合，大幅提升强优势组合的筛选效率，不需要专门选育配套的保持系；二是培育出的杂交稻种子不存在细胞质负效应的问题，品种改良的潜力更大。现存推广瓶颈：一是光温敏核不育系的育性表达受环境温度影响极大，当育种制种基地遇到低温天气时，不育系容易发生育性恢复，导致制种纯度大幅下降，生产应用风险高；二是优良不育系的选育难度大，育性转换临界温度区间极难调控，多数新选育的不育系的环境适应性不足，难以在南方多省制种。（五）论述题1.技术体系构建路径可分为五个核心模块：第一，建立多性状协同的鉴定评价体系，改变过去仅测产量指标的传统鉴定模式，同步对育种后代的品质指标、氮肥利用效率、磷肥利用效率、抗病抗逆指标进行同步量化评价，建立多性状权重赋值的综合选择指数，代替过去单一产量选择标准。第二，搭建多性状定向聚合的分子育种技术平台，针对产量调控位点、品质功能基因、绿色性状相关的养分高效利用基因，开发靶向的基因功能标记，在育种早代对所有目标位点进行同步扫描筛选，确保所有有利等位基因定向聚合到同一个遗传背景中，避免单一性状选择导致其他优良性状丢失的问题。第三，构建绿色低碳目标性状的精准鉴定环境，建设养分精准控制的表型鉴定设施、人工模拟逆境鉴定温室，在可控环境下对育种材料的绿色性状进行多年多点的精准鉴定，消除环境误差对选择效率的干扰。第四，优化杂种优势群的遗传结构，在传统杂优群基础上导入优质、绿色性状的有利种质资源，拓展杂优群的遗传基础，避免长期骨干亲本选育导致遗传基础狭窄的问题，为培育协同提升的强优势杂交品种提供种质基础。第五，建立面向应用端的品种评价机制，将品种的氮肥利用效率、农药减量潜力作为品种审定的核心指标，引导育种方向朝着绿色协同方向转型，从源头上保障新品种既能实现产量稳定提升，也能减少化肥农药施用量，同时品质达到国标优质标准，适配我国粮油安全的战略需求。2.该智能育种体系的应用价值体现在三个层面：一是彻底打破传统经验育种的局限性，将育种的选择效率从不到1%提升到15%以上，育种周期从常规的10年以上缩短到3-4年；二是实现了全育种链条的数据可追溯，所有育种材料的基因型、表型数据全部数字化存储，通过AI模型预测后续的后代表型，彻底摆脱对育种家个人经验的依赖；三是大幅降低育种的研发成本，减少田间试验的盲目性投入。落地实施要点包括：第一，构建覆盖多组学维度的数据库，整合作物的基因组序列、转录组数据、代谢组数据、表观基因组数据，解析不同基因间的调控网络关系，为AI预测提供底层数据支撑。第二，部署高通量表型精准采集硬件体系，利用搭载多光谱、高光谱、成像光谱传感器的无人机、地面机器人平台，对育种小区的全生育期性状进行自动化采集，通过AI算法自动解析株型、产量、抗性等200以上的表型指标，替代传统人工表型调查的低效率模式，同时消除人工调查的误差。第三，训练适配本土育种群体的人工智能预测大模型，针对不同作物的本土育种群体的遗传特征，将多年积累的百万份级别的育种材料表型、基因型数据输入模型进行训练，持续迭代优化预测准确率，最终实现不需要种植后代材料，仅通过输入双亲的基因型数据，就可以预测出杂交后代的产量、品质、抗性等所有目标性状的表现，实现组合选配的智能化决策。第四，搭建一体化的智能育种管理云平台，将种质资源管理、试验规划、表型采集、基因分型、AI预测、后代选择全流程在云平台上完成，实现育种全链条的数字化管控。（六）综合分析题针对黄淮麦区的定向改良育种方案分为六大核心环节：第一，种质资源精准筛选与评价环节：从国家种质资源库、黄淮麦区历年考察收集的地方品种、野生近缘种材料中筛选出1200份对条锈病V26小种达到免疫级别的抗源材料，800份穗发芽率低于3%的低休眠期抗性优异材料，600份面筋强度、沉淀值等指标达到国家强筋小麦一级标准的优质种质资源，全部完成多年多点的抗性表型验证，明确所有目标抗性位点的基因型背景，筛选出无连锁累赘的最优供体材料。第二，多亲本轮回选择群体构建与有利位点聚合