2025年作物育种学题库及答案

2025年作物育种学题库及答案一、名词解释（共10题，每题4分，总计40分）1.全基因组选择育种2.作物基因编辑定点改良3.品种DUS测试4.双单倍体育种5.作物核心种质6.群体轮回选择7.主要农作物品种审定8.分子设计育种9.亲本配合力10.转基因作物基因漂移【名词解释参考答案】1.全基因组选择育种：是覆盖全基因组水平的分子育种核心技术，通过构建参考群体的高密度基因型数据与多环境精准表型数据的关联模型，估计全基因组每个标记位点的遗传效应，进而对育种群体中仅开展基因型检测的个体直接计算基因组估计育种值（GEBV），不依赖单个性状的功能标记即可实现对多基因控制复杂性状的精准选择，较传统标记辅助选择适用范围更广、选择效率更高，可配合南繁加代、双单倍体技术将作物育种周期从传统8-10年缩短至3-4年。据中国农业科学院作物科学研究所2024年小麦育种应用数据，全基因组选择针对产量、抗旱等复杂性状的选择准确性较传统表型选择提升42%，年遗传增益提升50%以上。2.作物基因编辑定点改良：指利用CRISPR/Cas9、碱基编辑、先导编辑等定点核酸酶系统，按照育种设计对作物内源目标基因进行精准敲除、碱基替换、片段插入或删除，定向改变目标性状的育种技术，可实现无外源DNA片段整合的性状改良，靶向精度可达单碱基水平，较传统诱变育种变异方向可控、诱变效率高，较转基因育种生物安全风险更低，是当前生物育种产业化应用的核心技术方向。截至2024年底，我国已获批高油酸大豆、香味糯玉米、低镉水稻等8个基因编辑作物的生产应用安全证书。3.品种DUS测试：是品种管理的法定技术依据，指按照国际植物新品种保护联盟（UPOV）及我国农业农村部规定的统一测试标准，对申请审定或登记的作物品种开展三个核心性状的鉴定：特异性（Distinctness），即申请品种至少具备1个可稳定遗传的性状，与所有已知公共品种存在95%概率水平上的显著差异；一致性（Uniformity），即品种群体内除可预期的自然变异外，个体间目标性状表现整齐一致；稳定性（Stability），即品种经过多代繁殖或特定繁殖周期后，相关性状保持稳定遗传不发生分离。4.双单倍体育种：是快速获得纯合自交系的核心技术，通过花药/小孢子离体培养、孤雌生殖诱导系杂交诱导、远缘杂交染色体消除等途径获得仅含配子体染色体数目的单倍体材料，再通过秋水仙素等染色体加倍药剂处理获得遗传上100%纯合的二倍体（即双单倍体，DH系），仅需2个育种世代即可获得稳定纯合的自交系，大幅缩短纯合进度，目前已在玉米、小麦、水稻、油菜等主要作物育种中实现规模化应用，我国玉米育种中超过60%的新育成自交系通过双单倍体技术创制。5.作物核心种质：指从海量作物种质资源中，按照遗传多样性最大化、材料份数最小化的原则筛选出的核心材料子集，通常以总资源量5%-10%的份数，覆盖整个资源库70%以上的遗传变异，是种质资源精准鉴定、有利基因发掘、育种创新利用的核心材料，可解决传统种质资源库体量过大、育种利用效率低的问题。截至2024年，我国已完成水稻、小麦、玉米、大豆等12种主要作物的核心种质构建，筛选核心种质1.2万余份。6.群体轮回选择：是异花授粉及常异花授粉作物群体改良的核心方法，通过“选择优良单株—人工控制授粉重组—形成改良群体”的循环操作，逐轮提高群体内有利等位基因的频率，打破不良基因连锁，在保持群体遗传多样性的基础上持续改良群体的产量、抗逆、配合力等性状，为杂交种选育提供遗传基础优良的种质群体。轮回选择通常每轮可使群体产量获得2%-3%的遗传增益。7.主要农作物品种审定：是我国品种管理的法定制度，指由国家级或省级农业农村部门品种审定委员会，按照统一的区域试验、生产试验、DUS测试、抗性品质鉴定程序，对新育成或引进的主要农作物品种（稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜、马铃薯）的丰产性、适应性、抗逆性、品质、安全性进行综合评价，对达到推广要求的品种审定通过、明确适宜推广区域，未通过审定的主要农作物品种不得发布广告、推广销售。8.分子设计育种：是未来作物育种的核心方向，指在系统解析目标性状遗传调控网络、明确关键基因功能及等位变异效应的基础上，利用生物信息学工具开展育种目标的模拟设计，通过全基因组选择、基因编辑、分子标记辅助聚合等技术，将控制不同目标性状的有利等位基因精准聚合到同一遗传背景中，按照预设目标定向培育综合性状优良的品种，实现从“经验育种”到“定制育种”的跨越。9.亲本配合力：是杂种优势利用中评价亲本利用价值的核心指标，分为两类：一般配合力指一个亲本在一系列杂交组合中的平均后代表现水平，主要由基因的加性效应决定，可稳定遗传，通过亲本的一般配合力可初步预测其杂交后代的平均表现；特殊配合力指特定杂交组合的实际表现与双亲一般配合力预测值之间的偏差，主要由基因的显性效应、上位性效应等非加性效应决定，无法在自交后代中稳定遗传，是特定强优势组合选育的核心依据。10.转基因作物基因漂移：指转基因或基因编辑作物中的外源/编辑目标基因，通过花粉风媒/虫媒传播、种子收获运输混杂、无性繁殖器官扩散等途径，转移到同种作物的非转基因品种、野生近缘种或杂草中的现象，是转基因及基因编辑作物生物安全评价的核心指标之一，通常通过设置隔离距离、种植庇护所、选育无融合生殖材料等方式降低基因漂移风险。二、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分，每题只有1个正确答案）1.根据2024年最新修订的《主要农作物品种审定办法》，下列不属于我国法定主要农作物范畴的是（）A.水稻B.小麦C.大豆D.燕麦2.全基因组选择育种中，构建基因组育种值预测模型的核心基础是（）A.参考群体的高密度基因型与多环境精准表型数据B.育种群体的单株田间表型数据C.转基因载体的功能验证数据D.诱变群体的突变位点筛选数据3.当前我国玉米规模化双单倍体育种中应用最广泛的孤雌生殖诱导系，其诱导功能来源于以下哪个关键基因的自然突变（）A.ZmDMPB.ZmPLA1/MTLC.ZmWUSD.ZmBBM4.CRISPR/Cas9基因编辑系统实现基因组定点识别的核心功能元件是（）A.Cas9核酸蛋白酶B.单导链RNA（sgRNA）C.同源修复模板D.组成型启动子5.有性繁殖作物的杂种优势通常在哪个世代表现最强、用于商业化生产（）A.F1代B.F2代C.BC1代D.F3代6.下列育种方法中，可在最短育种周期内获得100%纯合自交系的是（）A.系谱法B.混合选择法C.单粒传法D.双单倍体育种7.根据UPOV及我国DUS测试规范，品种特异性判定需要申请品种与近似品种的性状差异达到的显著性水平是（）A.95%B.99%C.90%D.85%8.亲本的一般配合力主要由以下哪种遗传效应决定（）A.基因加性效应B.基因显性效应C.基因上位性效应D.基因与环境互作效应9.针对小麦赤霉病、玉米抗旱性这类受多基因控制的复杂性状，以下育种策略选择效率最高的是（）A.传统表型选择B.单主效基因标记辅助选择C.全基因组选择D.表型混合选择10.截至2024年底，我国获批商业化生产应用的基因编辑作物不包括（）A.高油酸大豆B.香味糯玉米C.低镉水稻D.Bt抗虫棉11.轮回选择法最适用于改良以下哪类作物的群体遗传结构（）A.自花授粉作物B.异花授粉作物C.无性繁殖作物D.严格闭花授粉作物12.系谱法育种处理杂交后代时，单株选择效率最高、最关键的分离世代是（）A.F1代B.F2代C.F4代D.F5代13.下列作物种质资源类型中，综合性状优良、育种利用最直接、育成品种贡献占比最高的是（）A.野生近缘种B.农家地方品种C.现代育成品种D.人工诱变突变体14.作物茎秆抗倒伏性状与以下哪个农艺性状呈极显著负相关（）A.茎秆壁厚B.茎秆纤维素含量C.株高D.茎秆基部节间直径15.我国生产上大面积推广的杂交水稻、杂交玉米品种属于以下哪种品种类型（）A.纯系品种B.杂交种品种C.异花授粉群体品种D.无性系品种16.分子标记辅助回交育种中，为了最快恢复轮回亲本遗传背景、缩短回交世代数，每一回交世代需同步开展（）A.目标基因前景选择B.全基因组背景选择C.人工接种抗性鉴定D.籽粒品质分析17.下列育种诱变材料中，属于物理诱变剂的是（）A.甲基磺酸乙酯（EMS）B.叠氮化钠C.钴-60γ射线D.平阳霉素18.我国主要农作物省级区域试验中，同一生态类型区的试验点设置数量要求不少于（）A.3个B.5个C.10个D.15个19.无性繁殖作物（如马铃薯、甘薯）育种中，为固定杂种优势、避免性状分离，优良单株通常采用以下哪种方式繁殖推广（）A.有性种子繁殖B.营养器官无性繁殖C.多代回交D.多代自交20.智慧育种体系中，可实现田间小区高通量、无损伤、动态表型精准鉴定的核心技术是（）A.无人机载多光谱与激光雷达表型平台B.人工田间逐株调查C.收获后室内考种D.单株分子标记检测【单项选择题参考答案】1.D2.A3.B4.B5.A6.D7.A8.A9.C10.D11.B12.B13.C14.C15.B16.B17.C18.B19.B20.A三、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分，多选、少选、错选均不得分）1.2025年我国种业振兴行动明确的作物育种核心目标方向包括（）A.高产稳产B.优质专用C.绿色抗逆D.适宜轻简化机械化生产2.作物双单倍体育种的主流技术路径包括（）A.花药/游离小孢子离体培养B.孤雌生殖诱导系活体诱导C.远缘杂交染色体消除法D.多代连续自交纯化3.基因编辑育种相较于传统转基因育种的技术优势包括（）A.定点修饰目标位点，随机插入外源片段的风险低B.可获得无外源DNA整合的改良材料，安全评价流程更简化C.育种周期短，可快速改良优良品种的单一目标性状D.可不受生殖隔离限制跨物种转移任意来源的功能基因4.作物杂种优势商业化利用的必备基本条件包括（）A.筛选出性状表现突出的强优势杂交组合B.构建低成本、高纯度的亲本与杂交种繁育制种体系C.双亲基因型高度纯合，杂交种性状整齐一致D.配套专用的机械化收获设备5.品种DUS测试的三个核心法定判定指标是（）A.特异性B.一致性C.稳定性D.丰产性6.下列技术属于现代分子育种技术范畴的有（）A.分子标记辅助选择B.全基因组选择C.基因编辑定向改良D.分子设计育种7.作物种质资源的长期安全保存方式主要包括（）A.种质资源圃种植保存B.低温种质库种子保存C.离体组织/试管苗超低温保存D.基因组DNA文库保存8.作物育种的核心目标性状通常包括（）A.产量相关性状B.品质相关性状C.生物与非生物胁迫抗性D.生育期与机械化适配性状9.下列关于亲本配合力的描述正确的有（）A.一般配合力是亲本在多个杂交组合中的平均后代表现B.特殊配合力是特定杂交组合实际表现与双亲一般配合力预测值的偏差C.一般配合力由加性遗传效应决定，可在世代间稳定遗传D.特殊配合力由非加性遗传效应决定，可通过自交稳定遗传给后代10.农作物品种区域试验的核心鉴定内容包括（）A.丰产性B.生态适应性C.抗逆与抗病虫性D.品质性状【多项选择题参考答案】1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABC5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABCD四、判断题（共10题，每题1分，总计10分，正确打√，错误打×）1.全基因组选择不需要开展任何表型鉴定，仅通过基因型检测即可完成所有育种材料的选择。（）2.我国对无外源片段插入的作物基因编辑改良品种，按照《基因编辑植物安全评价指南（试行）》开展安全评价，流程较传统转基因作物简化。（）3.作物农家地方品种通常产量水平较低，但遗传多样性丰富，携带大量抗逆、优质的稀有有利等位基因，是育种的重要基础材料。（）4.作物杂种优势强度与双亲的遗传差异呈绝对正相关，即双亲遗传差异越大，杂种优势一定越强。（）5.回交育种中的轮回亲本要求综合性状优良、适应性广，仅存在个别需要改良的缺陷性状。（）6.诱变育种可大幅提高基因突变频率，并且可以按照育种需求定向诱导产生目标性状变异。（）7.作物品种是人工选育的、具有稳定遗传特性和经济利用价值的作物群体，是核心农业生产资料。（）8.自花授粉作物长期自交基因型纯合，推广过程中不会发生混杂退化，不需要开展提纯复壮。（）9.分子设计育种可实现多个有利等位基因的精准聚合，降低育种盲目性，是未来作物育种的核心发展方向之一。（）10.我国非主要农作物实行品种登记制度，不需要开展DUS测试即可申请登记推广。（）【判断题参考答案】1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.×9.√10.×五、简答题（共3题，每题10分，总计30分）1.简述全基因组选择育种相较于传统表型育种的核心优势。【参考答案】一是选择准确性高，针对产量、耐逆、品质等受多基因控制的复杂性状，传统表型选择易受环境干扰、对微效基因选择效率低，全基因组选择通过覆盖全基因组的标记捕获所有效应位点的遗传贡献，可解释目标性状的大部分遗传变异，选择准确性较传统表型选择提升30%以上；二是育种周期大幅缩短，可在早代苗期通过基因型检测估计育种值，不需要等待植株成熟或开展逆境胁迫处理即可完成选择，配合双单倍体、南繁加代技术可将育种周期缩短50%以上；三是选择成本更低，多年多点田间表型鉴定投入大、易受自然灾害影响，随着高通量SNP分型成本持续下降，单株基因型检测成本已低于多年多点表型鉴定成本，尤其适用于表型鉴定难度大的性状（如根系性状、耐盐碱、加工品质）；四是遗传增益更高，全基因组选择可消除环境误差对选择的干扰，提高优良等位基因的选择效率，年遗传增益较传统方法提升40%-60%。2.简述回交育种的基本流程与适用场景。【参考答案】基本流程：一是选配亲本，轮回亲本选择当前生产上推广面积大、综合性状优良、仅存在1-2个待改良缺陷的品种，非轮回亲本选择携带轮回亲本缺失的目标性状、目标性状遗传力高、受主效基因控制的材料；二是开展杂交获得F1，再以轮回亲本为母本连续回交4-6代，每代选择携带目标性状的单株回交，直到回交后代除目标性状外，其余遗传背景恢复率达到96%以上；三是对回交后代进行1-2代自交纯合，筛选目标性状纯合的单株，经产量比较试验获得改良新品种。适用场景：一是改良现有推广品种的个别缺陷性状，如将抗病、优质基因导入高产品种；二是转育三系杂交种的不育系、保持系、恢复系等亲本材料；三是创制目标性状的近等基因系，用于基因功能研究；四是聚合多个主效有利基因，培育多抗品种。3.简述国家作物种质资源库在育种创新中的核心作用。【参考答案】一是提供育种性状的基因来源，所有控制高产、优质、抗逆等性状的有利等位基因均来源于种质资源，第一次绿色革命的矮秆基因、杂交水稻的野败不育胞质等关键育种材料均来自种质资源的发掘；二是支撑育种的持续突破，截至2024年底，我国国家作物种质库新库保存资源总量突破54万份，位居世界第二，保存了涵盖作物野生近缘种、地方品种、育成品种等不同类型的遗传变异，是应对气候变化、病虫害演化、需求升级的核心基因储备；三是降低野生资源利用成本，通过构建核心种质、开展精准基因型与表型鉴定，可缩短育种材料筛选周期，解决传统种质资源利用中“大海捞针”的问题；四是保障种源自主可控，系统收集保存本土种质资源可避免优异种质流失，为解决种业“卡脖子”问题提供材料基础。六、论述题（共2题，每题15分，总计30分）1.结合2025年我国种业振兴行动的核心要求，论述现代作物育种技术体系的构成与发展重点。【参考答案】2025年是我国种业振兴行动“三年打基础”的收尾之年、“五年见成效”的开局之年，核心目标是实现主要农作物种源自主可控、种业科技自立自强，构建高效的现代作物育种技术体系是核心支撑。现代作物育种技术体系是多技术融合的系统工程，主要包含四个层级：一是基础支撑层，即种质资源精准鉴定与基因发掘平台，依托国家作物种质库的54万份资源，开展规模化表型鉴定与重测序，系统克隆控制重要性状的关键基因，解析性状形成的分子网络，为育种提供基因资源与理论基础；二是技术创新层，构建“常规育种为基础、生物技术为核心、信息化技术为支撑”的技术链条，整合双单倍体快速纯合、分子标记辅助选择、全基因组选择、基因编辑、转基因等技术，替代传统经验育种的盲目选择，实现育种效率的跃升，目前我国已建成的国家作物表型组学设施可实现每年百万份材料的高通量表型鉴定，支撑育种效率提升2倍以上；三是测试评价层，构建标准化的DUS测试、区域试验、抗性品质鉴定体系，融合物联网、大数据技术实现试验数据自动采集、智能分析，提高品种评价的客观性与准确性；四是产业对接层，建立育繁推一体化的品种推广体系，配套品种的精准栽培技术，实现品种从试验田到生产田的高效转化。未来育种技术体系的发展重点包括四个方向：一是精准化，从经验育种向分子设计育种转变，按照生产需求模拟品种的理想基因型，通过精准编辑与基因聚合实现定制化品种培育；二是智能化，融合人工智能大模型、育种大数据，构建智能育种决策系统，自动预测亲本配合力、后代表现，推荐最优组合与选择方案，降低育种的经验依赖；三是绿色化，重点培育耐盐碱、耐旱、抗病虫、养分高