西昌学院园林植物学遗传育种期末考试复习题及参考答案

西昌学院园林植物学遗传育种期末考试复习题及参考答案一、名词解释1.园林植物种质资源2.引种驯化3.芽变选种4.杂交优势育种5.分子标记辅助育种6.倍性育种7.实生选种8.良种繁育9.雄性不育系10.诱变育种名词解释参考答案1.园林植物种质资源：指决定园林植物各种可遗传性状的基因载体的总和，包括野生种、半野生种、人工栽培类型以及各类人工创造的遗传变异材料，是园林植物新品种选育的核心物质基础，攀西地区分布的攀枝花苏铁、野黄桂、滇山茶等特色物种都是西昌本土珍贵的园林植物种质资源，兼具科研价值与景观应用价值。2.引种驯化：指将野生或栽培园林植物的种、品种、遗传材料从原有分布区域引入到新的生态区域栽培，通过人为定向的培育与选择，使外来材料逐步适应新的环境条件，正常生长发育并保持原有观赏性状的过程，是快速丰富本地园林植物多样性成本最低、见效最快的育种途径。3.芽变选种：指从园林植物芽的分生组织体细胞发生的自然突变个体中，筛选出观赏性状、抗逆性状符合育种目标的变异类型，经过无性扩繁、稳定性鉴定最终培育为新品种的育种方式，是园林植物无性繁殖品种获得自然变异的核心渠道，西昌市主栽的重瓣三角梅品种多数来源于芽变选种。4.杂交优势育种：指通过配合力测定筛选出性状互补、遗传背景差异大的纯合亲本进行杂交，获得F1代杂交种，利用F1代在生长势、观赏性状、抗逆性上显著优于双亲的杂交优势，直接培育新品种的育种方式，目前在矮牵牛、万寿菊、一二年生草本园林植物新品种培育中应用占比超过80%。5.分子标记辅助育种：指直接利用与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记，在育种早代对植株的基因型进行精准选择，无需等待植株性状完全表达的育种技术，可有效避免环境因子对表型选择的干扰，大幅缩短园林植物的育种周期。6.倍性育种：指通过人工诱导或者筛选自然发生的染色体倍性变异个体，培育出符合育种目标的单倍体、三倍体、多倍体园林植物新品种的技术途径，其中三倍体不育品种可以有效避免行道树植物开花结果落果污染路面的问题，是城市行道树育种的重要方向。7.实生选种：指对园林植物自然授粉产生的实生繁殖后代群体进行定向选择，筛选出性状表现优良的单株，经过无性扩繁、多点试验后培育为新品种的育种方式，是本土野生园林植物驯化选育最常用的技术手段。8.良种繁育：指在保持园林植物优良品种的种性和纯度的前提下，通过科学的扩繁技术，快速生产出大量符合质量标准的优质种苗，供给园林景观工程应用的环节，是连接育种研究和生产应用的核心桥梁。9.雄性不育系：指园林植物的雄蕊发育异常、花粉败育，无法自花正常授粉产生可育后代，但雌蕊发育正常，可以接受外来花粉完成受精的品系，利用雄性不育系开展杂交育种可以省去人工去雄的操作环节，大幅降低杂交种子的生产成本，尤其适用于花型极小、人工去雄难度极大的草本园林植物。10.诱变育种：指利用物理诱变源或者化学诱变剂人为诱发园林植物的遗传物质发生突变，从变异群体中筛选出符合育种目标的优良变异个体培育新品种的技术，是创造自然界罕见的稀有变异类型的重要手段，比如菊花的花色突变、月季的花瓣变异多数来源于诱变育种。二、填空题1.依据种质资源的来源与生态适应性差异，通常将园林植物种质资源划分为____、____、野生种质资源、人工创造的种质资源四大类。2.我国园林植物种质资源具备物种多样性丰富、____、栽培品种类型多样三大核心特点，是全球公认的“园林之母”。3.攀西地区特色原生园林植物资源包含攀枝花苏铁、____、滇山茶、炮仗花原生种等，具备极高的育种开发价值。4.引种驯化过程中，限制喜温园林植物向北迁移的主导生态因子是____，限制高海拔植物向低海拔引种的主导因子是____。5.园林植物选择育种的核心基础是____，选择的两大基本方法分别是单株选择法和____。6.芽变的核心细胞学本质是____，其具备的四大典型特点为：突变的嵌合性、____、性状的稳定性、表现的多样性。7.杂交育种依据亲本亲缘关系远近可划分为____和远缘杂交两大类型，其中____是当前园林植物新品种培育最常使用的技术途径。8.杂交育种的亲本选配需遵循四大核心原则：亲本性状互补、____、选择配合力高的亲本、优先选择本地推广良种作为核心亲本。9.园林植物多倍体按照染色体来源可划分为同源多倍体和____，诱导多倍体最常用的化学诱变剂是____，常规使用的有效浓度区间为0.1%~0.5%。10.物理诱变育种常用的辐射诱变源包含X射线、γ射线、____、中子等，化学诱变剂中烷化剂类常用的为EMS（甲基磺酸乙酯），其作用机制为诱发DNA分子结构发生碱基替换突变。11.单倍体植株最核心的细胞学特征是体细胞染色体组数量为____，当前园林植物单倍体诱导最主流的技术手段是____培养。12.园林植物良种混杂退化的核心诱因包含机械混杂、____、突变、病毒侵染以及不适宜的栽培环境选择压力五大类。13.园林植物良种繁育的两级繁育体系中，第一级为____，第二级为生产用种，保障良种性状稳定的前提下满足大规模景观应用的种苗需求。14.西昌地区主栽的蓝花楹、三角梅品种多数自花授粉结实率极低，生产上主要采用____方式进行扩繁，保障品种性状的一致性。15.分子标记辅助育种相较于传统表型选择的核心优势为____，不受环境因子、植物生长发育阶段的影响，可大幅缩短育种周期。填空题参考答案1.本地种质资源、外地种质资源2.特有属种繁多3.泸定百合（或马缨花、滇杨等符合攀西特色的园林物种均可）4.冬季低温、夏季高温5.群体的遗传变异、混合选择法6.体细胞基因突变、突变的平行性7.近缘杂交、近缘杂交8.亲本的遗传背景差异大9.异源多倍体、秋水仙素10.紫外线11.正常体细胞的一半、花药（花粉）12.生物学混杂13.原种（亲本良种）14.无性扦插（组织培养扩繁）15.直接在基因型层面进行选择三、单项选择题1.下列园林植物种质资源保存方式中，属于就地保存的是（）A.建立种质资源离体基因库B.建立攀枝花苏铁国家级自然保护区C.在西昌学院园林试验站种植收集到的三角梅资源D.超低温保存菊花花粉2.芽变选种最适宜开展的观察时期是（）A.植物营养生长旺盛期B.植物开花结果的性状表达期C.植物休眠期D.植物幼苗期3.下列园林植物中，引种到西昌地区后最容易出现冬季低温冻害的物种是（）A.蓝花楹B.三角梅C.加拿利海枣D.牡丹4.人工去雄操作的核心要求是去除（）A.母本的雄蕊B.父本的雄蕊C.母本的雌蕊D.父本的雌蕊5.同源四倍体月季和二倍体月季杂交，获得的后代染色体倍性为（）A.二倍体B.三倍体C.四倍体D.单倍体6.下列变异类型中，属于可遗传变异的是（）A.由于水肥条件充足导致的月季花朵变大B.由于虫害导致的蓝花楹叶片畸形C.体细胞DNA突变产生的三角梅花色变异D.由于遮阴导致的桂花花期推迟7.杂种优势利用培育的一二年生草本园林植物F1代种子，生产上二代留种种植会出现的典型问题是（）A.完全不开花B.性状严重分离，整齐度丧失C.抗逆性大幅提升D.花朵直径显著变大8.诱变育种的核心特点不包括（）A.突变频率远高于自然突变频率B.变异方向完全可控，可以精准获得目标性状C.可以创造自然界不存在的稀有变异类型D.通常仅能改良1-2个单一性状9.园林植物三倍体品种的典型优势是（）A.结实率极高，可以大量生产种子扩繁B.器官巨大化，营养生长旺盛，且高度不育避免落果污染C.对所有病虫害都具备免疫能力D.生命周期仅为一年，适合一二年生花卉应用10.良种繁育过程中，为了避免生物学混杂，不同品种的园林植物留种株之间需要设置合理的（）A.隔离距离B.水肥梯度C.遮阴设施D.防寒屏障单项选择题参考答案1.B2.B3.D4.A5.B6.C7.B8.B9.B10.A四、多项选择题1.园林植物种质资源异地保存的核心优势包括（）A.避免原生境生态破坏对种质的威胁B.可实现资源的集中评价与利用C.完全不需要人为管护D.便于开展杂交授粉等试验操作2.影响园林植物引种驯化成功的核心生态因子包括（）A.温度B.光照C.水分D.土壤酸碱度3.芽变选种的核心步骤包含（）A.开展优良变异单株的田间观察筛选B.开展变异的稳定性鉴定，排除饰变干扰C.开展无性扩繁的品系比较试验D.直接大规模推广应用无需任何鉴定4.园林植物多倍体的形态特征通常表现为（）A.器官巨大化，叶片厚度、花朵直径显著增加B.叶片气孔大小显著大于二倍体亲本C.部分多倍体育性大幅下降D.生长速度一定比二倍体快5.园林植物良种退化的主要防止措施包括（）A.严格执行良种繁育的隔离制度，避免机械混杂和生物学混杂B.定期开展品种的提纯复壮工作，淘汰变异单株C.采用茎尖脱毒组织培养技术繁育无病毒种苗D.长期连续从生产大田中选留母株扩繁6.分子标记在园林植物遗传育种中的应用方向包括（）A.种质资源遗传多样性评价B.目标性状基因的定位与克隆C.分子标记辅助选择育种D.品种真实性与纯度鉴定7.远缘杂交育种常见的障碍包括（）A.杂交授粉不亲和，无法获得杂交种子B.杂交种子胚败育，无法正常萌发C.杂交后代高度不育D.杂交后代100%全部表现为双亲中间性状8.下列属于无性繁殖园林植物育种特点的是（）A.杂交育种获得的优良单株可以直接通过无性扩繁成为新品种，不需要纯化多代B.芽变选种是重要的变异来源C.良种繁育过程中需要严格防止病毒侵染D.不存在品种退化的问题9.实生选种的适用场景包括（）A.本土野生园林植物的驯化选育B.异花授粉园林植物的自然变异群体选择C.已经高度纯化的一二年生草本自交系品种的选育D.三倍体无核园林植物的扩繁10.选择育种的基本特点包括（）A.利用植物自然存在的变异，不需要人为创造变异B.育种操作流程简单，成本低C.可以定向创造出完全不存在的新性状D.是所有其他育种途径的基础环节多项选择题参考答案1.ABD2.ABCD3.ABC4.ABC5.ABC6.ABCD7.ABC8.ABC9.AB10.ABD五、简答题1.简述园林植物种质资源收集的基本原则参考答案：第一，全面性原则：收集过程中要兼顾不同生态类型、不同变异类型的种质，既收集栽培品种，也要收集近缘野生种和半野生种，针对攀西地区特色资源要优先收集尚未被开发的濒危观赏物种，避免种质资源遗失。第二，典型性原则：每份收集的种质材料必须具备明确的性状代表性，严格记录种质的原产地信息、生境特征，避免重复收集遗传背景高度一致的材料，降低资源保存成本。第三，安全性原则：种质材料收集过程中要严格遵守植物检疫相关规定，做好病虫害检测工作，避免携带危险性病虫害、外来入侵物种随种质引入本地园林生态系统，引发生态风险。第四，系统性原则：收集到的所有种质材料都要同步登记编号、录入性状特征数据，建立完整的种质资源档案数据库，实现种质资源信息的可追溯。2.简述温度因子对园林植物引种驯化的核心影响参考答案：温度是园林植物引种过程中最核心的限制因子，其影响主要体现在四个层面：一是冬季极端低温，会直接导致喜温园林植物的细胞结冰死亡，限制喜温物种向高纬度、高海拔区域迁移，西昌部分海拔2000米以上区域引种蓝花楹容易出现冬季冻害就是该原因导致。二是夏季极端高温，高海拔原生的耐寒植物引种到低海拔区域后，夏季高温会打破植物的休眠规律，导致生长代谢紊乱死亡。三是有效积温，不同园林植物完成整个生长周期所需的有效积温是固定的，引种区域的有效积温不足会导致植物无法正常开花结实，丧失观赏价值。四是温度周期的变化节律，长期生长在四季分明区域的物种需要经历冬季低温春化过程才能正常开花，引种到热带区域后无法完成春化就会出现不开花的问题。3.简述芽变选种的操作程序参考答案：芽变选种分为四个核心阶段：第一阶段是田间变异筛查，在植物的开花期、果实成熟期等性状充分表达的时期，对大面积栽培的园林植物群体进行逐株巡查，筛选出花型、花色、株型、抗逆性等性状和原品种存在显著差异的变异单株，做好标记和信息记录。第二阶段是变异的真实性鉴定，将筛选得到的变异单株的变异芽条进行无性嫁接或者扦插扩繁，种植在一致的栽培环境下连续观察2-3个生长周期，排除由于环境饰变、病虫害胁迫导致的非遗传变异，确认变异性状可以稳定遗传。第三阶段是品系比较试验，将获得的稳定变异品系和原有主栽品种进行并排种植，在统一的水肥管理条件下对比测定两者的观赏性状、生长速度、抗逆性差异，明确变异品系的优势。第四阶段是区域试验与品种审定，将优良变异品系在不同生态区域开展多点栽培试验，确认其适应范围后提交品种权审定，完成新品种登记后推广应用。4.简述杂交育种中亲本选配的核心原则参考答案：一是亲本的目标性状互补原则，确保双亲分别具备育种目标需要的不同优良性状，后代可以通过基因重组将两个亲本的优良性状整合到同一个个体中，比如要培育出既耐低温又花量大的三角梅品种，就可以选择花量大的主栽品种和高海拔区域收集的耐低温野生三角梅进行杂交。二是亲本的遗传背景差异原则，选择生态类型差异大、亲缘关系距离远的亲本进行杂交，后代的遗传变异类型更丰富，获得超亲优良变异单株的概率更高。三是亲本的一般配合力高原则，配合力高的亲本杂交得到的后代优良单株占比显著更高，可以大幅降低育种筛选的工作量。四是优先选择本地主栽良种作为核心亲本原则，本地主栽品种已经完全适应了当地的生态环境，以此作为亲本杂交得到的后代大概率也具备良好的本地适应性，降低引种驯化的难度。5.简述园林植物多倍体的主要特点参考答案：第一，器官巨大化特征，多倍体植株的细胞体积显著大于二倍体，因此叶片厚度、花朵直径、茎干粗度、根系发达程度都明显优于二倍体亲本，观赏价值更高，四倍体三角梅的花朵直径可以达到普通二倍体品种的2倍以上。第二，抗逆性显著提升，多倍体植株的遗传物质剂量加倍，基因表达的容错率更高，对低温、干旱、病虫害的抵抗能力显著高于二倍体亲本，更适宜在极端环境下栽培应用。第三，部分多倍体育性大幅下降，三倍体植株因为减数分裂过程中染色体联会紊乱，几乎无法产生可育的种子，作为行道树应用时不会出现大量落果污染路面的问题，比如三倍体悬铃木就是目前城市绿化中应用最广的无果悬铃木品种。第四，生长发育周期延长，多倍体植株的代谢速率变慢，部分多倍体品种的开花时间比二倍体亲本推迟1-2个月。6.简述园林植物良种退化的原因及防止措施参考答案：良种退化的核心原因分为五类：一是机械混杂，在种苗播种、移栽、运输过程中，不同品种的种子或者种苗混在一起，导致品种纯度下降。二是生物学混杂，不同品种的植株近距离种植时发生天然杂交，导致后代性状发生分离，原有品种的典型性状丢失。三是体细胞自然突变，长期无性扩繁的过程中部分芽点发生自然突变，变异植株占比逐年上升，导致原品种群体性状一致性下降。四是病毒侵染，长期营养繁殖的园林植物会通过嫁接、蚜虫传播等途径积累病毒，导致植株出现黄化、叶片畸形、花型变小等退化症状。五是不适宜的栽培环境长期选择，长期在高水肥条件下选育的品种种植在贫瘠土地上，抗性强的变异单株被保留下来，原品种的优良性状逐步丢失。对应的防止措施为：严格执行良种繁育的隔离制度，不同品种留种期间设置足够的物理距离或者时间隔离避免混杂；定期开展品种提纯复壮工作，从原品种群体中挑选典型的优良单株作为核心母本，替换已经退化的种苗；采用茎尖脱毒组织培养技术生产无病毒原种苗，作为长期扩繁的基础材料；建立两级良种繁育体系，原原种由专门的育种单位保存在资源库中，定期更新扩繁，避免长期多代繁殖积累变异。六、论述题1.结合攀西地区园林产业发展需求，假设你作为西昌学院园林系的育种科研人员，针对本土特色保护物种攀枝花苏铁制定一套完整的种质资源保护、评价及创新利用的技术方案，请详细阐述各环节的技术要点。参考答案：攀枝花苏铁是攀西地区独有的国家一级保护野生植物，具备极高的地域景观价值，其育种利用方案可以分为四个核心环节：第一环节是种质资源的系统性收集与保护，一方面在攀枝花苏铁国家级自然保护区开展就地保护的动态监测，建立每一株野生苏铁的GPS定位档案，监测其生长状态、开花结实情况，避免原生境人为破坏导致种群退化；另一方面开展异地种质资源收集，采集不同原生种群的攀枝花苏铁种子、幼嫩叶片，在西昌学院园林试验站建立攀枝花苏铁专属种质资源圃，覆盖所有野生种群的遗传变异类型，同时开展花粉超低温离体保存，建立攀枝花苏铁基因库，避免极端自然灾害导致物种灭绝。第二环节是种质资源的系统评价，对收集到的所有种质材料开展表型性状调查，测定其株型、羽叶形态、雄球花形态、开花早晚、抗寒性、抗旱性等核心性状的变异多样性，同时利用基因组测序开发SNP分子标记，解析所有种质材料的遗传多样性和亲缘关系，筛选出具备抗逆性强、花量大、观赏性状突出的优良单株作为核心育种亲本。第三环节是种质创新利用，一方面开展实生选种，从天然授粉的实生苏铁群体中筛选出株型矮小、适合盆栽应用、雄球花观赏期长的优良变异单株，定向培育适合家庭园艺、小型景观应用的盆栽苏铁新品种；另一方面开展远缘杂交育种，选择攀枝花苏铁作为母本，引入云南苏铁、篦齿苏铁等其他苏铁属物种开展远缘杂交，整合不同亲本的优良性状，培育出观赏性状更突出、适应性更广的苏铁新品种，同时利用秋水仙素诱导苏铁多倍体，获得多倍体大花苏铁变异材料，丰富苏铁的变异类型。第四环节是良种的规模化扩繁与产业化应用，建立苏铁无菌播种组培快繁体系，解决苏铁自然繁殖速度慢、种苗数量不足的问题，在保障野生种群不受破坏的前提下，培育出大量优良品种种苗应用到西昌城市特色景观建设中，打造独有的攀西苏铁景观品牌，同时建立完善的品种知识产权保护体系，避免种质资源的非法流失。2.西昌城市绿化中蓝花楹的应用规模全国领先，但现有主栽品种普遍存在植株高大、开花晚（实生苗种植6-8年才能进入盛花期）、部分年份低温导致落花严重的问题，请阐述如何利用杂交优势育种技术培育出适配花境、小型庭