作物育种学复习题.doc

1、 试述选育小麦高产品种的主要途径有哪些？作物的产量受多种因素支配，既要产量因素和群体结构良好，又要有高产的生理基础。丰产潜力的实现还有赖于品种各种特征特性和自然、栽培条件的良好配合。育种思路： 1、合理的株型:高产要求品种具有合理的株型，这是高产品种的生育基础和形态特征。矮秆育种,理想株型育种 2、高光效育种 3、合理的源、流、库关系 4、产量因素的合理组合。2、 论述种质资源的概念和种质资源在作物育种中的重要性。种质资源 ：指具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型。 或遗传资源 或基因资源 。一、种质资源是育种工作的物质基础二、作物育种的突破性成就决定于关键性基因资源的发现和利用三、新的育种目标能否实现决定于所拥有的种质资源 四、种质资源也是生物学理论研究的重要基础材料3、从作物育种的角度简述自交和异交的遗传效应。（一）自交的遗传效应v 1、 使杂合的基因型趋向纯合 v 2、自交引起杂合基因型的后代性状发生分离。连续自交则使初始的杂合基因型逐渐趋向于产生若干种遗传上不同的纯合基因型。v 3、自交引起杂合基因型的后代生活力衰退。（一）异交的遗传效应v 1、异交形成杂合基因型。 异交是指由基因型不同的两亲配子的受精结合，所产生的后代基因型是杂合的，双亲的遗传差异越大，杂种的杂合程度愈高。v 2、异交增强后代的生活力。异交使后代的生活力增强，主要表现在生长势、繁殖力、抗逆性等数量性状比亲本明显提高，即数量性状方面比亲本明显提高杂种优势。4、单株选择和混合选择是选择育种的两种基本方法，简述这两种选择方法的特点、优缺点及各适用于何类作物。 （一）单株选择法又称个体选择法这是最基本的选择方法之一。以个体(单株、单穗、单铃等）为单位进行选择。单株选择的优点与缺点优点：（1）对所选优株的基因型进行鉴定,消除环境引起的误差，提高选择效率。 （2）多次单株选择法可定向积累变异，有可能选出超过原始群体内最优良单株的新品种(即优中选优,不断选优)。（3）可按多方向选择，形成不同的新品种或新类型。缺点：（1）单株选择可能丢失一些有利基因（2） 程序较复杂,费工费时（3） 选育时间较长（4） 异花授粉作物多次隔离授粉易引起生活力衰退单株选择多用于自花授粉、常异花授粉作物和无性繁殖作物品种的选育。从变异的品种群体中，选择优良单株，所选单株混合收获，混合脱粒，下一年混合播种，与原品种和对照品种进行比较。混合选择的优点与缺点：优点：（1）选择程序简单，省时省力。不需要很多土地、劳力就能迅速地从混杂群体中分离出优良类型，可以很快获得大量种子供生产利用。（2）混合选择时不同单株间可以自由授粉，可以保持丰富的遗传特性，故不会造成生活力衰退。（3）育成新品种时间短。缺点：（1）不能对单个后代进行鉴定，群体中含有优良的单株后代和表现型优良但基因型不良的单株后代，不能有效地挑选出优良的基因型， 优良程度降低，选择效果较差。（2）不能追溯优良后代的历史系统，不利于积累育种经验。 （3）一些与生物学性状有矛盾的经济性状不易选择。混合选择用于异花授粉作物群体改良.5、试述系谱法、混合法的工作要点及各自的优缺点。系谱法的工作要点杂种一代(F1) v主要任务是分辨真假杂种， 除掉与母本完全相同的假杂种，淘汰具有严重缺点的组合。不进行选单株。种植：按杂交组合排列种植，点播、 组合两旁分别种植父母本.种植数决定于F2群体的大小及繁殖系数。 收获: 同一组合的单株混合收获，写明行号、组合名称及编号。不同组合分别脱粒装袋保存。杂种二代(F2)或复交一代选择的关键世代 v主要任务是选定优良组合，淘汰不良组合，并从优良组合中选拔优良单株，其中选单株是这一世代的工作重点。种植：按杂交组合点播,组合前后分别种植父母本，同时，每逢10或20行种植一行推广品种做为对照。收获： 入选植株分株收获,稻麦等有分蘖的禾谷类作物应连根拔起，将同一组合的各个单株捆成一捆，并标明行号。在田间选择的基础上，在室内进行细致的分株考种脱粒，分株保存。并编写组合号、行号和株号。杂种第三代(F3)对入选F2单株进一步鉴定和选择的重要世代 v主要工作内容是选拔优良株系，淘汰不良系统。种植：按组合排列，当选单株点播成行；在适当位置种植对照品种。收获： 每个单株按组合株系分别收获、编号; 按株分别脱粒保存。杂种四代(F4)及其以后世代选拔优良一致的系统v主要工作内容是选择优良系统群中的优良系统,并从中选拔优良单株。种植：按组合、按系统排列，当选单株点播成行；设对照。收获： 收获同F3。将优良系统的中选单株连根拔起，同一系内的单株捆成一捆，挂牌标明行号，按株分别脱粒保存。F5及其以后世代的工作与F4相同.系谱法的优缺点 优点 缺点对质量性状和遗传力高的数量性状早代选择便于优中选优，能及早获得优良性状，可及时组织试验、示范、繁殖；数量性状早代选择中选率低，多基因控制的性状易丢失；能排除基因型间竞争而导致的不同类型的消长；逐代选系选株，逐代建立系谱档案，便于查源，便于研究。工作繁重。工作量大，占地多，往往受人力、土地条件的限制，不能种植足够大的杂种群体，使优异类型丧失了出现的机会混合法工作要点： v杂种分离世代按组合混收混种，混合群体要大，代表性要强，每组合种上万株。 v杂种后代遗传性趋于稳定的世代，稀植点播，大量进行单株选择， 每组合选 30005000 株（纯合个体数达 80% 左右的世代，约 F5F8） v株系比较，当选单株种成株行，选拔优良株系，按系混收 v升级试验。混合法优缺点优点：（1）早代不选，混收混种工作简便；（2）多基因控制的优良性状混合法可以提高选择 的准确性，不易丢失。混合法可保存较多的类型和优良基因，有利于基因广泛重组，有利于数量性状的形成和选择； （3）混合法可使杂种群体经受自然选择，有利于发展抗逆性和适应性，利于选出适应性强的个体。缺点：（1）不能尽早掌握优良性状，不便于优中选优，育种年限长（2）基因间竞争会导致不同类型的消长；一些人类需要的性状可能丢失，如：大粒、早熟、矮秆等类型；（3）选株世代工作量大，因缺乏历史的观察和亲缘参照单株难选，优良类型不易确定；在F2群体选择单株十分困难；株系比较工作量大。6、试述杂交育种亲本选配的原则。1、双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上的优缺点尽可能互补.2、亲本之一最好是能适应当地条件、综合性状较好的推广品种。3、选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的材料作亲本。4、 选用一般配合力好的材料作亲本。7、 试述回交育种的回交育种的优点与局限性及主要用途。设轮回亲本A感病，非轮回亲本B抗病（具抗病基因R），请用图示表明通过回交将抗病基因R导入亲本A的过程 。 回交育种的特点1、回交育种的优点：(1) 后代群体易于选择控制： 由于回交过程中选择依据明确，即选具有目标性状且综合性状像轮回亲本的个体即可，由于回交的遗传效应，易控制杂种群体向着育种目标发展，不像杂交育种，分离广泛类型多。(2)群体小，便于加代： 一般几十、几百株。选择主要针对被转移的目标性状，只要目标性状显现，在任何环境条件下均可进行选择，为异地、异季加代提供方便。(3)有利于打破目标性状基因与不良基因连锁。(4)易于推广：只在原品种的基础上改良一二个性 状，丰产性、适应性及要求的栽培条件与原品种相近，且也易为轮回亲本推广地区的农民接受。回交育种的缺点（1）只限于改良单一性状，不能获得重大突破（2）要求被转移的性状受少数基因控制，属于数量遗传的性状不易导入。（3）每回交一次需要做大量的杂交工作，工作量大，费时费工。回交育种的用途v 1、改良现有品种的个别缺点，而保持其优良性状.是抗病育种的有效手段。 2、在杂种优势利用中，不育系和恢复系的回交转育。v 3、解决远缘杂交杂种不育和分离世代过长等问题。 v 4 、选育近等基因系和多系品种 。 8、 试述杂交育种和杂种优势利用异同点同：基因重组综合双亲优良性状 基因互作产生新的性状基因积累产生超亲性状 都要进行杂交亲本的选配和配合力的测定1. 遗传效应 理论上，常规杂交育种利用的主要是加性效应和部分上位效应，是可以固定遗传的部分；优势育种利用的是加性效应和不能固定遗传的非加性效应。 2. 育种程序 常规杂交育种先“杂”后“纯”。即先杂交后自交，最后得到基因型纯合的定型品种。 优势育种先“纯”后“杂”。首先选系自交，再经配合力分析和选择，最后得到优良基因型杂合的杂交品种。 3.种子生产 常规育种简单，每年直接从生产田或种子田内植株上收获种子。优势育种复杂，不能在生产田留种，每年必须专设亲本繁殖区和生产用种基地。9、 试述远缘杂交的三大困难及克服方法远缘杂交，常常遇到三大困难：v杂交不易成功（不可交配性、难配性、不亲和性）v杂种夭亡、不育或育性很低 。v杂种后代性状分离范围大，时间长，不易稳定。克服远缘杂交不亲和性的方法 （1） 亲本的选择与组配 （2） 媒介法（桥梁法）（3） 染色体预先加倍（4） 采取特殊的授粉方式（5） 理化因素处理（6） 生物技术杂种夭亡、不育及其克服方法（1）杂种胚的离体培养（2）杂种染色体加倍（3）利用回交法（4） 延长杂种生育期（5）其他方法：如可用嫁接法克服远缘杂种夭亡和不育。远缘杂后代分离的控制（1) F 1 染色体加倍 （2) 回交（3) 诱导远缘杂种产生单倍体（4) 诱导染色体易位10、 试述优良不育系和恢复性应具有哪些特点？选育质核互作雄性不育系、保持系和恢复性的方法及利用细胞质雄性不育三系、细胞核雄性不育二系、光温敏两系繁殖与制种的方法 。 雄性不育系的四点基本要求：不育性稳定彻底，不育率达100%；不育性能够稳定遗传；性状整齐一致，与它的保持系相似；雌性器官发育正常。具有应用价值的优良不育系，还要具有：配合力好；恢保面广，可恢复性好；异交习性好（花时同步、张颖角度大、柱头大，外露率高，生活力强）品质好；抗性好；细胞质不具严重弊病。恢复系必须具备三个基本条件： 纯系； 它能使不育系的不育性完全恢复正常； 恢复性稳定遗传，恢复性不因世代的增加或环境的改变而变化。v优良恢复系还必须具备以下优良特性：恢复力强；配合力好；遗传基础丰富，能与不育系保持有较大的遗传距离；株高稍高于不育系，花时较长，花粉量大，有利异交结实；品质好；抗性好。不育系和保持系选育的方法远缘杂交核置换法 回交转育人工制保恢复系的选育方法（1）测交筛选法（2）回交转育（定向转育法）（3）杂交选育法：可人工创造新变异,使两个亲本的优点结合,选育出新的恢复系.杂交选育法是恢复系选育的主要方法。（4）人工诱变三系法配制杂种品种包括繁殖和制种两个过程，分别在不同的隔离区进行。繁殖田由不育系和保持系组成，主要目的是繁殖不育系种子，供下代繁殖和制种用。制种田由不育系和恢复系组成，主要目的是获得商品杂种种子供大田生产应用。 核雄性不育的应用受细胞核不育基因控制的，与细胞质无关或者无法找到正常细胞质。 v核不育基因大多是隐性的，所以核不育的恢复品种很多，但保持品种没有，不能实现三系配套。核雄性不育来源：自然突变产生不育株、理化诱变获得不育株。1、隐性核雄性不育2、显性核雄性不育3、环境诱导核雄性不育光温敏雄性不育系的选育途径 ： 杂交转育 系统选育 诱变选育 组织培养等方法。11、 作物杂种优势利用必须满足哪些基本条件？作物杂种优势利用的途径主要有哪些？杂种优势利用的基本原则/条件（一）选配强优势组合 1、满足品种三条件，即DUS 2、强优势：配合力、亲本性状（二）亲本的纯度要高,异交结实率高（三）杂交制种技术简单易行可靠 1、亲本的繁殖简单易行，便于保持亲本的纯度，提高亲本的种子产量； 2、杂交制种简单易行，制种产量高； 3、有健全的种子生产和管理体系。利用杂种优势的途径（一）人工去雄生产杂种种子（二）利用标志性状生产杂种种子（三）化学杀雄生产杂种种子（四）利用自交不亲和性生产杂种种子（五）利用雄性不育生产杂种种子12、 简述单倍体在作物育种上的利用价值。1、可加速遗传育种材料的纯合，缩短育种年限。通过获得单倍体后人工加倍，只需一个世代便可得到纯合的二倍体。2、单倍体可以提高诱变育种效率。 单倍体可以使隐性突变在当代花粉植株上显现出来，便于选择；提高诱变育种的效率。3、克服远缘杂种不育与杂种后代的疯狂分离。 把远缘杂种产生的少数有活力的花粉培养成单倍体植株，再通过染色体加倍培育成可育的远缘杂种。 4、排除显隐性的干扰，提高选择的效率。 5、培育异花植物的自交系6、单倍体技术与生物工程技术相结合，对育种学及遗传基础研究都有很重要的意义。7、利用单倍体进行品种纯化。13、 轮回选择的作用有哪些？试绘图并文字说明群体内半同胞轮回选择的程序和方法。轮回选择的作用v提高群体内数量性状有利基因频率；v打破不利的基因连锁，增加有利基因重组的机会，使有益基因聚合 ；v使群体不断得到改良并保持较高的遗传变异水平，增强适应性，以供进一步选择之用；v作为育种工作的战略思想，把短期的和中期、长期的育种目标结合起来。第一年 原始群体（优良自然群体或人工合成群体） 选100株(S0)以上自交得S1 - 测验种S0 第二年 室内妥善保存自交种子(S1) 测交种比较试验 第三年 互交区 根据测交种鉴定结果选出约10%最优 测交种相对应的S1，在隔离区进行互交 第一轮改良群体C1 图 半同胞轮回选择模式14、 何为群体改良？基础群体应达到哪些要求？群体改良:对变异群体进行周期性选择和重组来逐渐提高群体中有利基因和基因型的频率,以改进群体综合表现的育种方法。基础群体的要求1、基础群体遗传基础丰富。基础群体类型要丰富、性状差异要大。2、基础群体优良基因多。基础群体有利基因多、平均水平高，改良后的群体平均表现和优良个体的表现水平更高，才能保证群体改良的效果。3、基础群体配合力较高。对于利用杂种优势选育杂交种品种的作物，改良后的群体主要用于选育自交系，而优良自交系的首要条件是配合力高。15、试述一个垂直抗性品种推广后，抗性丧失的原因及其对策？品种抗病性丧失原因（1）从病原菌看：主要是由于病原菌的易变性产生了新的致病性不同的生理小种，使作物品种由抗病转为感病。（2）从品种看：由于品种的劣变由于生产上栽培品种为病原菌的变异、寄生、保存、传播、流行创造了条件。（3）从环境条件看：环境条件改变导致了品种抗性的丧失。品种的抗性的稳定、持久的保持措施（1）抗源轮换（2）抗源的合理布局（3）抗源的聚集（4）选育和利用群体抗性遗传复杂的品种。（5）选育和利用垂直、水平兼备的品种（6）要不断挖掘新基因,开展有组织的抗性基因聚合育种，增加持久抗病性，做到抗性基因的合理利用。（7）认真搞好良种繁育工作，严格防止品种退化混杂，以使良种良法相结合.16、试述转基因育种的程序及其与常规育种技术相比有哪些优缺点？与常规育种技术相比，转基因育种在技术上较为复杂，要求也很高，但是具有常规育种所不具备的优势。主要体现在：v拓宽可利用的基因资源；v培育高产、优质、高抗优良品种提供了崭新的育种途径；v可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择；v可以大大提高选择效率，加快育种进程。此外，还可将植物作为生物反应器生产药物等生物制品。