农业育种学综合试题及答案

农业育种学综合试题及答案一、名词解释（每题3分，共30分）1.种质资源：指具有特定种质或基因、可直接或间接用于农作物育种、栽培生产及相关生物学研究的各类生物遗传类型的总称，涵盖地方品种、选育品种、野生近缘种、人工诱变材料、基因编辑创制材料等所有携带可利用遗传变异的载体。截至2024年，我国国家农作物种质资源库长期保存总量突破54万份，保有量位居世界第二，为育种创新提供了核心物质基础。2.育种目标：指在特定自然栽培、经济和社会需求条件下，对计划选育的新品种提出的一系列具体性状指标要求，是所有育种工作的核心导向，制定过程需满足针对性、预见性、实用性、竞争性四大原则，当前我国主粮作物育种目标已从单一高产导向转向高产、优质、绿色、宜机、专用多目标协同。3.引种驯化：指将外地或野生的作物种质资源引入当地，通过适应性鉴定筛选出符合生产需求的品种直接应用于生产，或作为核心种质资源用于后续杂交改良的育种环节，核心理论支撑为19世纪提出的气候相似论和后续完善的生态历史分析法。4.混合选择法：指按照预定育种目标，从原始群体中选择一批表型性状优良的单株，混合收获、混合脱粒，下一年混合播种并与对照品种进行比较鉴定的选择方法，分为一次混合选择和多次混合选择，适合群体遗传多样性丰富的异花授粉作物群体改良。5.配合力：指亲本性状通过杂交组合后对后代表型效应的影响能力，由斯普拉格1942年正式提出，分为一般配合力和特殊配合力两类：前者反映亲本基因型中加性基因的平均效应，可稳定遗传；后者反映杂交组合中非加性基因（显性、上位性）的互作效应，是杂种优势形成的核心遗传基础。6.杂种优势群：指遗传基础相近、种质来源同源、一般配合力表现优异、群间杂交可稳定产生强优势杂种优势的一类亲本材料集合，当前我国玉米育种领域已明确形成改良瑞德、兰卡斯特、旅大红骨、塘四平头、热带亚热带种质五大核心杂种优势群，群间组配强优势杂交种的概率比随机组配高6倍以上。7.分子标记辅助育种：指通过与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记，在实验室阶段直接对育种后代材料的基因型进行精准选择，无需等到作物成熟后鉴定田间表型的辅助育种技术，可大幅降低环境因素对选择结果的干扰，将单个性状的选择效率提升90%以上。8.轮回选择：指通过群体内个体间的反复杂交、选择、重组，不断改良异花授粉作物群体的整体配合力和综合性状，同时尽可能保留群体内丰富遗传变异的轮回改良技术，是商业化玉米育种中扩增优质种质基础的核心手段。9.远缘杂交：指植物分类学上种、属、科间亲缘关系更远的物种间进行的杂交，可突破物种间的生殖隔离限制，将野生近缘种携带的抗逆、抗病、优质等常规栽培种不具备的优良基因转移到栽培品种中，是种质创新的核心途径之一。10.理想株型：指作物地上部叶片着生角度、茎秆强度、穗部构型，地下部根系构型完全适配当地光照、水肥条件和栽培模式，可最大化截获光能、利用养分、抗倒抗逆，充分发挥群体产量潜力的最优株型模式，水稻理想株型通常要求上部3片叶直立、茎秆基部节间短、穗型半直立、根系发达。二、填空题（每空1分，共15分）1.农作物育种目标的四大核心组成要素是高产稳产、优质专用、绿色高效、适应轻简机械化栽培。2.长日照作物南种北引时，由于生长周期内光照时长显著增加，温度整体降低，作物生育期会出现延长的现象，引种时需优先选择原产地的早熟类型品种。3.杂种优势利用的三大基本前提条件是选配出强优势杂交组合、培育出高纯度高配合力的亲本系、建立低成本高效率的制种生产体系。4.杂交育种的后代选择方法中，系谱法一般从F₂代开始单株选择，混合选择法通常从F₅-F₆代群体性状基本纯合后开始首次单株选择。5.远缘杂交面临的三大核心障碍分别是杂交不亲和、杂种后代夭亡或完全不育、杂种后代疯狂分离。6.当前商业化育种中应用最广泛的单倍体诱导技术，玉米的父本单倍体诱导系诱导效率已经提升至10%-15%，可将纯系创制的周期从常规自交的6代缩短至2代，育种效率大幅提升。7.我国农业农村部2023年公开数据显示，当前我国主要农作物自主选育品种覆盖率已经超过95%，实现了中国粮主要用中国种。8.垂直抗性对应的是小种专化抗病性，由单基因或少数主效基因控制，水平抗性对应的是非小种专化抗病性，由大量微效多基因控制，抗病性更为持久稳定。9.种质资源保存的核心技术分为三类：适合野生原生境种质的原地保存、适合正常型种子的低温种质库异地保存、适合顽拗型无性繁殖作物的超低温离体保存。10.第一代基于分子杂交的分子标记是RFLP标记，目前应用最广泛的第三代高通量分子标记是SNP单核苷酸多态性标记。三、单项选择题（每题1分，共15分）1.种质资源最核心的属性是（A）A.可稳定遗传的变异特性B.高产性状优势C.稀缺性D.市场价值2.一般配合力反映的是以下哪类基因的遗传效应（B）A.显性基因效应B.加性基因效应C.上位性基因效应D.显性+上位性效应3.下列育种方法中最适合改良异花授粉作物群体整体遗传增益的是（C）A.系谱选择法B.混合选择法C.轮回选择法D.单倍体育种法4.水稻杂种优势利用中，我国科学家袁隆平团队首次发现的核心野生稻不育胞质材料是（D）A.红芒野生稻B.普通野生稻C.药用野生稻D.野败型野生稻5.针对遗传力较低、受环境影响大的产量性状，杂交育种后代选择最经济高效的方法是（B）A.系谱法B.混合法C.单籽传法D.回交法6.下列哪种作物属于典型的自花授粉作物（A）A.小麦B.玉米C.白菜型油菜D.棉花7.远缘杂交中，解决杂种后代胚中途夭亡问题最常用的技术手段是（C）A.染色体加倍B.蒙导授粉C.幼胚离体拯救培养D.回交8.转基因育种技术的核心操作环节是（D）A.表型筛选B.品种比较试验C.区域试验D.功能目的基因的克隆与定向转化9.引种工作中，短日照作物北种南引时，作物生育期会（B）A.延长B.缩短C.无明显变化D.完全停滞10.培育抗除草剂转基因大豆的核心目标基因来源于以下哪种微生物（A）A.农杆菌的CP4-EPSPS基因B.苏云金杆菌的Bt基因C.链霉菌基因D.酵母菌基因11.分子设计育种的核心基础是（C）A.单倍体诱导技术B.转基因技术C.功能基因的精准定位与效应解析D.品种测试技术12.以下哪种选择方法选择的世代数越多，群体内遗传多样性损失越大（A）A.系谱选择法B.混合选择法C.轮回选择法D.集团选择法13.两系法杂交水稻育种利用的核心不育系类型是（D）A.胞质雄性不育系B.核质互作不育系C.化学杀雄不育系D.光温敏核不育系14.种质库中期库的储存温度一般设置为（B）A.-18℃以下B.0-5℃C.10-15℃D.常温15.我国当前培育的绿色超级稻品种核心特征不包括以下哪一项（C）A.少施农药B.氮肥利用效率提升30%以上C.完全不施肥也能高产D.节水抗旱四、多项选择题（每题2分，共10分）1.杂种优势利用中，亲本选配需要满足的核心原则包括（ABCD）A.双亲一般配合力均处于较高水平B.双亲优良性状完全互补，没有共同的严重缺陷C.双亲间遗传差异处于适宜区间，既保证强优势又保证杂交亲和性D.亲本自身开花习性好，花期同步率高，适合大规模制种2.远缘杂交在育种中的核心价值包括（ABC）A.引入栽培种不存在的极端抗逆性状B.创造新的作物物种类型，比如八倍体小黑麦C.拓宽现有栽培品种的遗传基础D.大幅缩短品种审定周期3.抗病性的表现类型中属于非基因型抗性的有（BD）A.垂直抗性B.避病性C.水平抗性D.耐病性4.下列属于现代生物育种技术范畴的有（ABCD）A.分子标记辅助育种B.全基因组选择育种C.基因编辑定向诱变育种D.转基因育种5.现代农业育种目标中适配轻简化机械化生产的性状要求包括（ACD）A.茎秆抗倒伏性强，成熟后落粒率低于3%B.植株高大，生物量极高C.品种整齐度高于98%，成熟时期集中一致D.穗位高度统一，适合机械收割五、简答题（每题4分，共20分）1.简述系谱法相比混合选择法的优缺点与适用场景。答：系谱法的优势是后代选择过程谱系清晰，优良单株的遗传背景可追溯，能够在早世代针对遗传力较高的性状进行定向选择，性状稳定纯合的速度快，育种周期短；缺陷是早世代选择群体规模有限，容易丢失大量控制产量、抗逆等数量性状的微效优良基因，对育种家田间选择经验依赖度极高。适合自花授粉作物、性状遗传力较高、育种目标性状清晰的杂交后代选择场景。混合选择法的优势是在早世代不进行单株选择，保留了大量重组产生的遗传变异，有效避免优良微效基因丢失，对产量这类遗传力低的数量性状改良效果好，操作成本低；缺陷是性状纯合速度慢，育种周期长，无法追踪单株谱系。适合异花授粉作物群体改良，以及针对产量、抗逆等复杂数量性状改良的杂交育种场景。2.简述种质资源异地低温保存的核心技术规范与优势。答：核心技术规范是将作物种子含水量晾晒至5%-7%的安全储存阈值，封装在真空密封的铝箔袋中，放置在温度为-18℃±2℃的长期种质库中储存。该方法的核心优势是可以大幅延长种子寿命，常规小麦、水稻等正常型作物种子的储存寿命可达50-100年，期间仅需每10年进行一次活力监测和繁殖更新，储存成本仅为原地保存的1/50，能够最大程度降低种质资源受自然灾害、病虫害威胁丢失的风险，是当前全球应用最广泛的种质资源保护技术。3.简述分子标记辅助育种相比传统表型选择的核心技术优势。答：一是选择效率大幅提升，可在作物苗期叶片取样检测基因型，无需等到成熟期鉴定田间表型，选择周期从传统的半年以上缩短至3天以内；二是选择准确率接近100%，完全不受温度、光照、病虫害发生程度等环境因素干扰，避免传统表型选择中“伪优良单株”被误选的问题；三是可实现多基因精准聚合，能够同时将多个不同来源的抗病、优质、高产基因聚合到同一个品种中，传统表型选择很难同时鉴定多个互不关联的目标性状，分子标记辅助育种可将多基因聚合的育种效率提升5倍以上。4.简述杂交育种中亲本选配的核心原则。答：第一，双亲都要具备较多的优点，没有共同的严重缺陷，性状互补性强，杂交后代才能聚合双亲的优良性状；第二，双亲的遗传差异处于适宜区间，既不能遗传背景过于相近导致杂种优势弱，也不能差异过大导致杂交不亲和、后代分离剧烈难以稳定；第三，双亲的一般配合力水平要高，尤其是作为核心骨干亲本的材料，一般配合力高才能保证选育出优良后代的概率显著提升；第四，亲本的性状适应性适配目标种植区域的生态条件，避免选育出的新品种出现适应性差的问题。5.简述当前我国杂种优势利用技术推广面临的核心共性挑战。答：一是人工去雄制种成本居高不下，玉米、蔬菜等作物的制种劳动力成本占制种总成本的60%以上，制种效率低；二是部分作物强优势组合的选育难度越来越大，常规育种的遗传增益逐年收窄，年增益仅为0.5%-1%；三是部分作物的杂种优势机理尚未完全解析，大量组合组配依赖育种家经验，随机性强，预见性不足；四是杂交种的抗逆性、品质性状协同改良难度大，很多强优势高产品种存在品质差、抗病性弱的问题。六、论述题（共10分）结合我国种业振兴行动方案的要求，论述构建“常规育种+生物技术育种+信息化育种”三位一体现代育种体系的核心实施路径。答：第一，要夯实常规育种的核心基础地位，不能脱离田间育种家的表型选择经验盲目追求“唯分子论”，一方面要持续完善全国农作物品种区域试验体系，建立覆盖不同生态区的规模化育种试验站，培养一批具备20年以上田间选择经验的核心育种家队伍，把常规育种中田间性状精准鉴定、适应性评价的传统优势保留下来，保障选育出的新品种能够真正适配不同区域的生产条件，避免实验室选育出的品种“好看不好用”的问题。第二，要加快现代生物技术育种的落地应用，重点推广分子标记辅助育种、单倍体育种、全基因组选择等已经成熟的生物育种技术，将这些技术嵌入到常规育种的流程中，用3-5年时间把国内多数商业育种企业的品种选育周期从传统的10-12年缩短至3-5年，针对大豆、玉米、水稻等主粮作物，通过基因编辑技术定向改良油酸含量、直链淀粉含量、抗除草剂等单一性状，快速迭代出符合市场需求的改良品