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文档简介

1、中国农业大学园艺植物育种学概论简答题集合(适用于本科生园艺专业期末复习!)1、 育种的主要目标育种的目标包括生物学目标和经济学目标。生物学目标:是在一定的时间、环境和技术条件下,作物通过改良后所应具备的优良特性;经济学目标:是指改良后所应达到的经济效益。育种的具体目标包括 高产稳产、品质、不同成熟期、抗逆和适应性、抗病虫性、专用品种、省力栽培 1、高产和稳产丰产是园艺植物育种的基本要求,具有丰产潜力的优良品种是获得良好经济效益的物质基础。2、品质品质决定着消费者对产品的需求和喜好(包括价格等),也一定程度上决定着该品种的推广价值和普及程度。大致可分为感官品质,营养品质,加工品质和祝允明之。目前

2、正在或已经上升为首要的目标。 3、成熟期 成熟期的早晚对许多园艺植物都是重要的目标性状。生产上需要早、中、晚熟品种配套,加上提前延后栽培措施,才能基本做到均衡供应。4、抗逆和对环境的适应性(非生物逆境) 园艺植物的环境胁迫大体上可分为温度胁迫,水分胁迫,土壤矿物质胁迫,大气污染胁迫以及农药胁迫等,抗逆性要求在某种逆境条件下任然能保持稳定的产量和品质。5、抗病虫性(生物逆境) 病害对园艺植物的产量和品质有严重影响,防治病害不仅成本高而且带来了残毒危害和环境污染等问题,因此通过遗传改良,提高园艺植物品种对多种病虫害的耐、抗性是重要的目标。6、专用品种的选育 选育专用品种,提高园艺植物对特定要求的适

3、应性,能够更有效地完成生产要求。包括保护地专用品种;适于机械化耕作、收获的品种;加工专用品种;耐贮运品种。 出口专用品种。 反季节栽培专用品种等。2、 育种目标制定的原则和内容目标要有科学性、突出和明确、要有预见性和现实性 1、科学性(客观需要最根本的动力)充分考虑生产和消费的需求充分了解有关育种对象的科学知识充分了解当地自然环境和栽培条件2、目标要突出和明确 抓主要矛盾,且把育种目标落实到具体性状(量化)。要处理好目标性状和非目标性状的关系。3、目标要有预见性和现实性 (1)预见性。 超前性和长远发展:考虑到今后的发展趋势、可能出现的问题等。 (2)实现目标的可能性和实际价值。 如考虑:主观

4、条件(包括自已条件等)、经济效益和社会效益、竞争的优势等。3、 种质资源搜集的原则和方法原则目的性,计划性原则:种质资源搜集首先要有一个明确的计划,包括目的,要求,方法,步骤,如征集的种类,数量和相关资料,拟征集的地区和单位等。材料典型性原则:安全性原则:种质资源搜集不影响原始居群的遗传完整性;检疫。由近及远原则:方法调查搜集:结合资源调查,现场采集。征集:如地方品种。交换:国际国内种质交换和引种。贸易:商业购买。抢救搜集:工程建设,环境变化等造成种质侵蚀。4、 种质资源调查搜集的主要内容和主要方法内容环境条件:地理、气候、土壤生态条件:植被、动物、微生物目标种质:群体信息,来源,分布,近缘种

5、,繁殖特性,生产利用现状个体信息:植物学特性,生物学特性。方法种质资源普查:种质资源考察:5、种质资源保存途径和方法保存种质资源保存途径:原生境保存,移地保存,离体保存。我国采用原生境保存与非原生境保存相结合的制度。保护生物多样性保存方法:田间种植保存,离体培养物保存,基因文库保存。原生境保存:在资源植物的产地,通过保护起生态环境达到保存资源的目的。国家建立自然保护区,就地对植物种质资源进行保存。移地保存:常针对资源植物的原生境变化很大,难以正常生长季繁殖,更新的情况,选择生态环境的地段建立迁地保护区,有效地保存种质资源。包括植物园,种质库,种质资源圃等。有国家级,地方级,育种单位等。离体保存

6、:对枝条,花粉,茎尖及离体培养物等材料进行低温和超低温(-80以下)保存。基因文库保存:BAC文库,利用细菌(大肠杆菌),将被保存的基因整合到大肠杆菌基因组内,利用大肠杆菌的繁殖进行复制和保存。需要利用时再从细菌体内分离出来。种子保存:种子保存是以种子为繁殖材料的种类最简便,最经济,应用最普遍的资源保存方法。利用保存:种质资源在发现其利用价值后,及时用于育成品种或中间材料是一种对种质资源切实有效的保存方法。5、 种质资源评价内容和方法种质资源评价:通过调查、试验等方法获取种质资源相关信息的科学行为。种质资源评价内容Ø 植物学性状:根、茎、叶、花、果实、种子Ø 生物学性状:物

7、候期、生殖、休眠、抗逆性Ø 经济性状:产量、品质、贮藏、加工Ø 遗传学信息:倍性、核型、带型、基因型Ø 分子生物学信息:同工酶谱、DNA指纹图谱、基因定位信息、基因序列信息种质资源评价方法Ø 田间调查:植物学性状Ø 异地鉴定:生物学性状Ø 诱发鉴定:抗逆性Ø 实验室分析:品质、遗传信息、分子生物学信息Ø 间接鉴定(相关鉴定、遗传标记) :抗逆性 种质资源描述规范和数据标准Ø 描述规范:规定了种质资源描述符(descriptor)及分级标准,以便进行标准化整理和数字化表达。Ø 数据标准:规定了各描

8、述符的字段名称、类型、长度、代码,以便建立规范的数据库。Ø 数据质量控制规范:规定了数据采集内容和方法。7、种质资源利用途径与种质创新的方法有哪些?种质资源的利用1、直接利用Ø 新品种:如许多蔬菜地方品种Ø 新砧木:大果山定子Ø 绿化或观赏:沙棘、辣椒、海棠花2、间接利用Ø 育种亲本Ø 基因源3、潜在利用Ø   保存种质与保护生物多样性种质资源创新的方法一、突变Ø 自然突变体利用Ø 诱发突变 突变的类型有:细胞水平、组织水平、器官水平、诱发突变的方法:物理方法、化学方法、太空诱变二、遗传重组&#

9、216; 杂交(Hybridization)通过不同的基因型的个体之间的交配而取得某些双亲基因重新组合的个体。Ø 回交(Backcrossing)令携带有益基因的野生种质材料与栽培品种杂交,再以栽培品种为轮回亲本,反复回交。 Ø 自交(Selfing)来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配或来自同一无性繁殖系的个体间的交配。Ø 远缘杂交(Interspecific hybridization)不同植物学种间、属间、乃至科间杂交。 Ø 细胞融合(Protoplast fusion)是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形

10、成一个杂种细胞。三、转基因转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,获得新的种质资源。8、引种的原理遗传学原理:引种是品种在其遗传性适应范围内的迁移具有较强的自我调节能力的品种适应范围广基因型杂合程度高的品种自我调节能力强生态学原理:气候相似论解释了生态学原理,在长期自然选择和人工选择下,植物通过遗传变异的积累形成对特定生态环境的适应性,植物品种更适应相似的生态环境。植物在长期进化过程中,形成了不同的生态型,包括气候生态型,土壤生态型,共栖生态型。同一生态型的品种在生育期,抗逆性和适应性方面常具有较多相似的特点。与生态型对应的

11、主要生态因子包括温度(年平均温度,绝对温度,有效积温,需冷量),光照(光周期,光照强度)、降水(年降水量,降水四季分布)、土壤(PH、含盐量、地下水位)地理位置是影响气候条件的主要因素,纬度相近的地区引种更容易获得成功,因此充分考虑各生态因子,从生态条件相似的地区引种更容易获得成功。9、引种的程序制定引种计划:确定引种目标,进行相关文献的调研,确定材料及其来源,确定引种方法,从遗传学,生态学,经验和风险等方面进行可行性分析。材料引进:选择具有典型性特征的材料,选择适宜的材料类型,例如种子,接穗,插条,苗,收集相关数据,材料的状态、信息,为收集到的材料建立档案。隔离检疫:有植物检疫机构进行检疫,

12、保证材料的安全性,包括针对省际引种的内部检疫和针对国际引种的外部检疫。引种试验:在引种圃或者植物园中进行初步观察,进行品种比较试验,优于当地生产的品种,再进行区域试验,不同类型的生态地区,比较适应性、抗性,最后进行生产试验。审定推广:向相关机构(国家级,地方级)申请品种审定,进行良种繁育及示范推广。10、引种的途径考察引种种质资源交换国际机构驻外使节商业购买11、引种需要注意的问题科学引种:目的明确,计划缜密,程序规范,方法得当,全面试验,逐步推广。农业技术的应用:抗性砧木,保护设施,生长调节剂。保护生态平衡:防止有害生物入侵。12、选择育种的影响因素及影响效果性状变异的幅度一般来说性状在群体

13、内变异幅度越大,则选择潜力越大,选择效果也就越明显。在一个标准差很小的群体内,变异幅度小,入选群体的平均值与供选群体的平均值相差无几,即是遗传力很大,选择效果也有限。增大群体的变异幅度,可以提高选择效果。性状遗传力的大小选择差在一定程度上反映了选择的效果,但由于环境修饰等多种因素的影响,不能全部遗传给后代,性状遗传力对子代和入选群体平均值的差异程度起着决定性的作用。遗传力越大,则子代平均值越接近入选群体的平均值,选择效果越好,反之亦然。选择差、入选率选择差是入选群体的平均值与供选群体的平均值之差。一个植物群体的入选率(即入选个体在原群体中所占的百分率),入选率越大,选择差越小;反之,入选率越小

14、,选择差越大。适当降低入选率以增大选择强度,提高选择效果。性状的类型质量性状通常由一对或少数几对主基因控制,表型很少受环境因素影响,选择效果好。而数量性状通常为多因微效,表型容易受影响,因此选择效果也会受到影响。选择的方法有性繁殖植物与无性繁殖植物特性不同,选择方法亦不同,选择效果也不同。有性繁殖植物常有混合选择法和单株选择法以及二者的综合利用,各种方法适合不同开花特性的植物;无性繁殖植物常用芽变选种和实生选种。提高选择效果的方法增大选择群体的容量,扩大群体的变一度,提高供选群体的标准差。尽可能降低环境的影响,提高性状的遗传力,选择应在相对一致的条件下进行。降低入选率以增大选择强度,即选择时适

15、当提高入选标准,根据综合性状有重点地进行。13、选择的原理和作用变异产生因素 基因重组(天然杂交产生变异) 基因突变 染色体结构和数量变异 生态条件的改变(饰变)选择的作用从遗传机制上:1. 改变群体内各种基因型的频率2. 改变群体内等位基因间的频率3. 使新的突变基因有利的得到保留, 不利的尽快淘汰或被控制在很低的 水平从表现型上:1. 增大某种性状的变异程度2. 有利于性状的重新组合和搭配3. 选择具有累积和加强变异的作用14、选择的两种基本方法和比较混合选择法:指从一个原始混杂群体中选取符合育种目标的优良单株,混合留种,下一生长周期与原始群体和标准品种相邻种植于同一圃地,进行比较鉴定的选

16、择方法。(一次混合选择法,多次混合选择法) 优点: 简单易行,节省人力、物力和土地。 一次可选出大量单株,获得较多的种子。 混合选择,自由授粉,不会使异花授粉植 物发生生活力退化。缺点:由于入选单株混合留种,不能依据后代的表 现对单株进行遗传性优劣的鉴定。所以无法 消除由于环境饰变引起的选择误差,因此选 择效果较差。单株选择法:从原始群体中选取优良单株分别编号,分别留种,下一生长周期单独种植成一单株小区形成株系,根据各株系的表现进行鉴定的选择方法。(一次单株选择法,多次单株选择法) 优点:u 可依据后代表现对当选植株进行遗传性 优劣鉴定,消除环境影响。 v 株系间相互隔离,后代性状稳定较快。

17、w 单株选择可定向累积变异,有可能选出 超过原始群体的优良新品种。缺点:j 技术比较复杂,费工、费物、占地多。 k 对异花授粉植物长期采用株系间近亲交 配,易引起生活力退化。 l 单株留种,种子量较少。15、针对性状的选择方法1、直接选择对需要改进性状本身进行直接选择,如河北省板栗,山岭薄地产量30斤株,每平方米投影面积产量0.5斤盛果树。2、间接选择 对需要改进的性状的相关性状进行间接选择,如早期选择,但其选择效果往往低于直接选择。相关性状与“一因多效”及基因连锁有关,如桃早熟与叶红色,甜樱桃肉质好坏与晚熟是相关性状。 3、独立淘汰选择 选择的各性状规定最低标准,如板栗果枝率60,每果枝结棚

18、数1.8个,每棚坚果2.3个,单果重6.25 g等,有一个不够标准也不入选。4、性状加权选择对不同性状根据其经济价值及遗传大小给予适当的加权比分,而后根据全部性状的加权总分决定取舍。16、芽变选种的特点芽变的普遍性和重演性同一植物的芽变在世界各地都会发生,并且在不同的时期都会进行这种芽变;相同类型的芽变可以在不同的地点、不同时期、不同单株乃至相近的植物种属中反复出现。芽变的多样性既有花、叶、果实、枝等形态特征的变异,也有生长,开花习性,物候期,育性,抗性,以及生理生化等生物学特征的变异。芽变的稳定性自然界有稳定的芽变和不稳定的芽变。稳定的芽变无论用何种方式繁殖,在生命周期中可以长期保持,但是不

19、稳定的芽变只能通过无性繁殖才能保持。其实质是基因突变的可逆性,回复突变,以及芽变的嵌合性。芽变的局限性芽变是部分变异,而不是整体变异。与有性后代的变异相比,芽变一般是少数性状变异。芽变的多效性某些控制基础性状的基因发生了突变,则会引起多种性状发生变化,一因多效。17、芽变与饰变的区别18、突变体的分离同型化(重要)重复分离繁殖法 短截法 组织培养法 19、加速育种的途径和方法加速世代繁育进程(1) 就地加代:利用保护地进行一年多代播种选择。增温加代:温度太低,不能完成增加某一植物一个世代的季节,可以通过在温室里种植,在反季节内增加一个世代。降温通过春化加代:对于需要通过低温春化才能进入生殖生长

20、的园艺植物,在反季节条件下,可以把它们放在低温条件下,在一年之内增加一个世代。减少种子后熟时间,适温种植:对春化要求不严格或者没有要求的园艺植物,可以在种子还没有正常收获之前把种子剥离出来,直接播种,或者经过一定温度的干燥再播种。(2) 异地加代:利用生态因素异地进行一年多代播种选择。利用维度差异加代:北种南繁或南种北繁,在中国,地理维度跨度大,冬季南、北的温度差异很大,北方的温度在0度以下时,南方海南岛等地的温度可以达到30度,利用这种差异,可以在1年之内完成两代或两代以上的繁殖。利用海拔高度差异加代:在海拔高度差异大的地方,可以采用这种方法。解决蔬菜生殖生长对低温的需要。加速试验进程(1)

21、前后程序交叉进行:种质资源引进的当年就进行组配杂交,品种区域试验提前到品种比较试验的第二年进行,生产试验提前到品种比较试验的第二年进行。(2)适当省略个别程序:每个育种程序都很重要,但并不是一点灵活性没有。如果品种比较试验在多点进行,且个点的表现一致,则只进行1年。(3)利用生物技术加快育种程序利用单倍体育种技术,快速纯化杂交后代:利用花药培养和花粉培养都可以快速纯利用分子辅助标记选择:在杂交后代分离过程中,应用分子标记可以提高选择效率,有可能在较短的时间内,把多个优良基因聚合在一起。20、分子标记在选择育种中的优点直接以DNA的形式表现,在植物的各个组织、各发育时期均可检测到,不受季节、环境

22、限制。 数量极多,遍及整个基因组。多态性高,自然存在着许多等位变异,不需要专门创造特殊的遗传材料。表现为“中性”即不影响目标性状的表达,与不良性状无必然 的连锁。有许多分子标记表现为共显性(Codominance),能够鉴别出纯合基因型与杂合基因型,提供完整的遗传信息。 21、有性杂交的方式(一)两亲杂交 参加杂交的亲本只有两个, 也叫成对杂交。可分为: 1. 单交:正交 A×B 反交 B×A 2. 回交:杂交第一代及其以后世代与其亲本之一再继续杂交称为回交。 ö 次参加杂交的亲本称为轮回亲本。 ö 只参加一次杂交的亲本称为非轮回亲本。 (二)多亲杂交指

23、三个或三个以上的亲本参加的杂交,又称复合杂交或复交。1、 添加杂交:多个亲本逐个参与杂交。每杂交一次加入一个亲本,添加的亲本越多,杂种的综合优良性状越多。亲本的加入顺序对杂种的遗传组成影响很大,越是最后加入的所占比例越大。所以,一般把遗传力高的放前边,遗传力低的、综合性状好的最后加入。2、 合成杂交各亲本排列不分先后,平行排列,各亲本在遗传组成上各占1/4。它可以在短期内综合多个亲本的优良性状,缩短育种年限。22、杂交亲本的选择和选配亲本选择是指根据品种选育目标选用具有优良性状的品种类型作为杂交亲本。 1、广泛搜集资源和系统评价 2、根据育种目标 3、优先考虑数量性状和综合性状 4、根据基因型

24、或育种值、传递力、配合力 5、优先选择当地的优良品种 6、优先选择珍稀的类型 7、慎重利用野生及半栽培资源 8、严格选择实生群体中的优株亲本选配是指从入选亲本中选用哪两个或哪几个亲本配组杂交和配组的方式。 1、应尽可能使亲本间优缺点互补 2、应考虑主要经济性状的遗传规律 3、根据生态地理起源选配组合 4、选拔优选率最高的理想组合 5、选用性状有母性遗传倾向的亲本作母本 6、应考虑品种的育性和交配亲和性 23、花期相遇 调整播期,熟性不同,可通过播期调整。 保护设施调整花期。 控制环境利用通过春化等调整花期 施肥浇水调整花期 植株调整控制花期,如打去主枝等。 花粉贮藏 激素处理调节花期 保护设施

25、调整花期。 控制环境利用通过春化等调整花期 施肥浇水调整花期 植株调整控制花期,如打去主枝等。 花粉贮藏 激素处理调节花期 24、系谱法适用范围和注意事项最常用的方法之一,特别是在自花授粉和常异花授粉蔬菜(自交无显著衰退蔬菜)。也是自交系选育常用的方法。系谱法是连续单株自交选择。每一世代均要编号,但各世代重点内容不同。经4-5代的自交选择即可得主要性状基本一致的新品系。 系谱法中应注意的事项在选择的各世代应种植对照品种 隔离 培育条件要一致 目标性状要有表现的条件 性状遗传力大小和选择的时期 系谱编号25、混合单株选择法的优缺点优点:分离世代群体大,不会丢失最优良的基因型;选择效率高;易获得对

26、生物有利的性状;适于多系杂种的选择可能得到育种目标以外的优良类型。缺点:人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失;未选择,存在许多不良基因类型;杂种后代要求大的群体高代选择工作量大;亲缘关系无法考证26、系谱法和混合法的比较系谱法主要应用于自花授粉和常异花授粉蔬菜(自交无显著衰退蔬菜)混合法主要应用于自花授粉蔬菜,特别是株行距较小的自花授粉蔬菜。27、单子传代法(属于混合选择法,适用于自花授粉蔬菜) F2起种植200-400株,从F2起各代株数相同,各株上取一粒种子繁殖后代,(常每株上取3粒,播种2粒,1粒保存),每代不进行选择(可对少量质量性状选择),直到性状稳定(F4、F5)再将每单株分别

27、采种成200-400个株系,进行株系比较选择。 特点: 群体大小一定,规模较混合法小。 保证每株有均等的繁殖机会,而混合法做不到。 群体大小有限,有可能丢失优良的基因型。而系谱法可进行选择,为优良的基因型繁殖提供了更多的机会。 在F6等世代进行比较选择时缺少系谱考查,只能进行一次取舍,较困难。而系谱法可通过上下代表现综合考查。28、果树的遗传变异特点1、较高的突变率和多样性变异果树植物, 特别是栽培历史较长的苹果、柑桔、桃、葡萄等变异的多样性明显地胜于一二年生植物, 果实性状变异多样性胜于其它器官。主要原因在于:果树常通过动物进行授粉,在进化过程中会产生更多种的适应性基因组合;果树具有较高的基

28、因重组率, 较高的染色体基数, 特别是较高的基因突变率。2、丰富多彩的芽变和突变嵌合体实际上果树有更多的体细胞突变以嵌合体的形式长期蕴藏在现有品种之中, 在大田作物中也是罕见的长期无性繁殖和体细胞突变的积累使较老的营养系品种多变成突变嵌合体,是发生芽变的源泉。3、 复杂的遗传背景导致异常分离要在果树中寻找性状呈3 :l 和9 : 3 : 3 :l 等分离的例证非常困难. 主要原因是果树质量性状的分离常常偏离正常的分离比率。4、 杂种群体经济形状的普遍退化和趋中变异营养系品种中非加性效应都占有较大的比重, 有性过程中非加性效应解体, 造成经济性状的普遍退化杂种优势率愈高, 退化程度愈大。果树在杂

29、交中有性后代的衰退程度大于一般大田作物。有一些性状人工选择采取双向或多向的分裂选择, 如成熟期既选择果实发育期短的早熟类型, 也需要选择果实发育期长的晚熟类型; 果实形状既选择果形指数较大的高桩类型, 有时也选择果形指数较小的扁圆类型。这类性状的非加性效应常有正负两个方向。5、栽培类型中致死基因频率较高栽培品种类型中致死基因频率较高, 品种资源及其杂种群体中有较多的配子体和抱子体致死基因的携带者.长期的无性繁殖掩盖了隐性的致死基因。29、杂交不亲和性克服方法  1、选择适当亲本并注意正反交  2、混合花粉和多次重复授粉 3、预先无性接近法 4、柱头移植、短截法 5、植物激素

30、或生长调节物处理 6、免疫学方法的应用 7、试管受精 8、体细胞融合 9、基因转化30、远缘杂种不育性的克服方法1、杂种染色体的加倍 2、 改善营养条件 3、人工辅助授粉 4、回交法 5、延长培育世代、加强选择 6、胚胎培育31、远缘杂交的概念和特点远缘杂交一般指在分类学上物种以上分类单位的个体之间的杂交,不同种、属间,甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交。特点:不易交配性 杂种后代发生分离的广泛性和不规则性远缘杂种的杂种优势杂种不育性32、杂种优势育种与重组育种(常规有性杂交育种)的异同点1、共同点 (1)育种过程中均要选择和选配亲本。 (2)育种的手段上,都要进行有性杂交 (3)目的均是将分散

31、在各个个体上的有利性状集合到一个个体上(3) 手段均是进行杂交和自交,并结合选择和纯化2、不同点(1) 育种的程序不同“先杂后纯”-“常规育种”-“常规品种”。常规杂交育种是先杂交,然后自交分离选择,最后获得基因型相对纯合的常规品种。“先纯后杂”-“优势育种”-“杂种一代” 优势杂交育种是在选择和培育相对纯和亲本的基本上配制杂交种,将杂种一代直接在生产上应用。(2) 采种方法常规杂交育种育成品种繁育程序比较简单,每年从种子田甚至是生产田内去杂去劣后混合收获种子。杂交优势育种选育的杂种品种不能在生产田内留种,必须专设亲本繁殖田和杂交制种田。(3)从基因效应的利用看常规杂交育种利用的主要是加性效应

32、和上位效应,是可以固定遗传的部分,优势育种利用的既包括加性效应和上位效应,又包括显性效应和超显性效应。33、什么是自交系?优良自交系的条件自交系:从某品种的一个单株连续自交多代,结合选择而产生的性状整齐一致,遗传性相对稳定的自交系后代系统。优良的自交系必须具有育种目标所要求的条件,并具有高的配合力,因为杂种的表现是以其亲本(自交系)为基础的,因此优良自交系应具有下列基本条件:配合力高:衡量自交系好坏的重要标志。配合力是指一个自交系与其他自交系(或者品种,杂交种)杂合后所产生的杂种所表现的产量能力,以及其他数量性状的指标。自交配合力是衡量自交系好坏的重要指标之一,也是亲本材料在杂种优势利用中的价

33、值。抗病性和抗逆性:抗性是现代育种中的主要目标。园艺植物在生长过程中收到各种病害和不良环境的影响,严重影响园艺植物的产量和品质,因此应该选育抗病力高,抗多种病害以及抗逆性强的自交系。高产和稳产性能好:是基本的育种目标。优良自交系不仅要求在杂交组合中表现高的杂种优势,也要求本身生长发育比较健壮,产量相对高一些,稳定一些,才能减少繁殖和制种面积,降低种子成本。多数优良性状是可遗传的:结合育种目标,选育具有优良性状的自交系,而且要求自交系的基因型相对醇和,高度的整齐性。并且多数的优良性状是可以遗传的,能够在杂种一代中表现出来,才能制成优势杂种。34、优良自交系的选育方法选育方法1、系谱选择法确定自交

34、系的初选亲本材料,选择从杂种的第一次分离世代开始,其后各代以入选单株为单位分系种植,经过连续多代单株选择直至株系的性状稳定一致,即得到亲本自交系。2、轮回选择法是反复选择和杂交,把所需要的基因集中的育种方法(目的)。 主要的做法是:从杂合型群体中选出优良个体,在自交一次后的后代系统之间马上进行多系杂交,得到下一次进行选择的群体。即选择自交互交选择自交互交。包括 1、单轮回选择法(表现型轮回选择法),2、普通配合力轮回选择,3、特殊配合力轮回选择法,4、交互轮回选择法(交互反复选择)四类。 35、杂交种子生产的途径杂种种子生产包括两方面内容: 一是杂种亲本的繁殖和保纯。即繁殖高质量高纯度的亲本自

35、交系; 二是利用亲本杂交,大量生产高质量、低成本的一代杂种种子提供给生产田使用(良种)(一)人工去雄授粉制种用人工去掉雄蕊或雄花、雄株,再任其与父本自然授粉或人工辅助授粉,所得种子就是我们所需的F1种子。1、虽为完全花,但花器较大,便于操作,授粉一朵花,所结种子数比较多(繁殖系数高)的园艺植物,如茄科作物完全可以采用此法。2、雌雄异株或同株异花植物在开花之前便能区别雌雄株和雌雄花,制种时,把母本内雄株和母本株上的雄花去掉,任其自由授粉,如葫芦科的瓜类作物。(二)利用苗期标志性状制种在苗期容易目测,可以直接用来鉴别亲本和杂种的植物学性状叫苗期标记性状。利用苗期标志性状的制种法,就是选用具有苗期隐

36、性性状的品系作母本(如番茄的薯叶、大白菜的无毛等)与具有相对应的显性性状的父本进行不去雄的人工杂交或自然杂交,在杂种幼苗中通过间苗淘汰那些表现隐性性状的假杂种。(三)利用化学杀雄剂制种利用化学杀雄剂喷洒植株,破坏植物雄性配子形成过程中的细胞结构及正常生理机能,但不损害雌性配子的形成,以达去雄的目的不需要选育雄性不育系、自交不亲和系等繁的过程。(四)利用性别表现制种1、利用雌雄株制种如菠菜、芦笋雌雄异株,生产一代杂种时,只要将选好的两个亲本系统在隔离区内相邻种植,母本2-3行间种一行父本,母本的株距可比正常株距小一倍,在雌雄株可以辨别时,将母本系统中的雄株全部拔除。2、利用雌性系制种雌雄同株或异

37、株的单性花植物,具有雌性株突变,通过一定的选育程序,可以获得稳定的雌株系。利用雌株系作木本配制杂交种,可以免去去雄的操作,利用天然杂交以生产一代杂种。如黄瓜的雌性系。(五)利用迟配系制种自交迟配,是指同种金隐形花粉管在花柱中的伸长速度比异基因型花粉管在花柱中的伸长速度慢的现象。经过一定的程序选育,可以育成自交迟配系,以迟配系为母本,或将两个迟配系间行种植在一个隔离区内,任其自然异化传粉,从迟配系上收获杂交种。如秋冬型大白菜。(六)利用自交不亲和系制种花期自交不结实或者结实率极低的现象称为自交不亲和性,主要在异花授粉的十字花科蔬菜上,以自交不亲和系作母本或双亲多是自交不亲和系,生产杂种一代,可完

38、全省去人工授粉。(七)利用雄性不育系制种两性花植物,雄性器官发生退化或丧失功能的现象称为雄性不育。雄性不育是一种遗传性状,按照一定的选育程序,可以育成稳定遗传的雄性不育系。用雄性不育系做母本,可育品系作父本组培杂交生产杂种一代。36、雄性不育系的定义及表现类型可遗传的雄性不育,经过选育可育成不育性稳定的系统,称为雄性不育系(A系)。1)雄蕊不育雄蕊畸形或退化,如花药瘦小、干瘪、萎缩,甚至花药缺失等。大多数被利用的雄性不育属此类型。2)无花粉或花粉不育雄蕊正常,但不产生花粉,或花粉极少,或无生活力。这在十字花科蔬菜上时有发生。3)功能不育雄蕊和花粉基本正常或花粉极少,但花粉不能自然开裂,或迟熟、

39、迟裂,阻碍自花授粉4)部位不育是功能不育的一种。雄蕊、花粉正常,但雌雄蕊异长)如幻灯的柱头很长现象,而不能自花授粉。这在番茄中有一专门的长花柱类型不育系。37、单倍体多倍体在植株外观上各有何特点单倍体的特点是植株矮小、叶片较薄、花器较小、生活力较弱,有很高的不育性。因此,单倍体只有经过染色体加倍,成为二倍体或多倍体,才能用于育种和生产。育成单倍体不过是育种过程中的一个环节,。多倍体植物通常有以下特点1、巨大性 随着染色体加倍,细胞核和细胞变大,组织器官也变大。一般表现为茎粗、叶厚、色深、花大、果大、种子大而少。但这种增大以2x-5x之间普遍增强,超过5x后,又呈递减趋势。少数植物多倍体不表现出

40、巨大的特点。2、结实率低 绝大多数植物的三倍体表现出高度不育,不结果,果实中无籽或者基本上没有饱满的种子。四倍体果实中种子数目比二倍体果实明显减少。38、多倍体的来源和多倍体育种的意义植物体细胞染色体数目加倍主要是通过下列几种途径产生: 1、不减数配子的受精结合(自然形成) 2、合子染色体数目加倍(人工诱变) 3、分生组织染色体加倍(人工诱变) 4、多精入卵能产生多倍体(自然形成) 5、高倍性与低倍性杂交(自然和人工) l 多倍体植物生长健壮、器官巨大,因此,适应性强、抗逆性强、产量高。l 奇倍数的多倍体植物,产生无籽或少籽的果实。l 利用多倍体改善育性,本来不孕杂种,通过染色体加倍,成为可孕

41、的新种。l 诱导异源多倍体,作为种属间的遗传桥梁,进行基因转移或渐渗。 39、人工诱变倍性育种方法和材料选择原则方法:物理方法:机械损伤,射线,异常温度,高速离心化学方法:秋水仙碱,吲哚乙酸,氧化亚氮,笑气原则:l 染色体倍数较低的植物l 染色体数目少的种类l 主要经济性状优良的品种l 能够进行无性繁殖的植物l 最好选择能单性结实的品种l 远缘杂交所得的不孕杂种l 不同品种间杂交的杂种后代40、多倍体鉴定形态学鉴定:同源多倍体植株形态上多呈巨型性。细胞学鉴定:气孔鉴定:气孔变大,密度变小,保卫细胞变大(叶绿体数增加)。花粉粒鉴定:四倍体花粉一般较二倍体大,而三倍体花粉大小不整齐。小孢子母细胞:

42、在减数分裂的各个时期,多倍体的小孢子母细胞均显著大于二倍体的,且异常行为的较多。染色体计数:幼嫩的根尖,去壁低渗法。 梢端组织发生层细胞鉴定:梢端纵向石蜡切片观察细胞及细胞核大小。生理生化指标测定:DNA相对含量测定法, 幼嫩叶片,细胞流式仪测定。41、诱变育种的优点和缺点优点:1、 提高突变的频率;2、 能产生新的基因,大幅度地改良某些性状;3、 较短时间内能获得稳定遗传的个体(缩短育种时间)。缺点:1、 难以控制突变方向,具有一定的盲目性; 2、有利个体不多,需要大量的处理生物材料,再进行选择培养42、化学诱变与辐射诱变生物学效应的区别 43、有性繁殖植物与无性繁殖植物辐射诱变育种程序的异

43、同?44、诱变育种的程序45、基因工程操作工具是什么?“剪刀”:限制性内切酶“针线”:DNA连接酶 运载体:质粒、噬菌体、动植物病毒46、外源基因导入植物的方法有哪些?概括起来说主要有两类:第一类是以载体为媒介的遗传转化,也称为间接转移系统法。第二类是外源目的DNA的直接转化。1.载体介导转移系统 最常见的转基因方法。 将外源基因重组进入适合的载体系统,通过载体将携带的外源基因导入植物细胞,整合在核染色体组中并随核染色体复制和表达。 根癌农杆菌Ti质粒或 发根农杆菌Ri质粒介导法是迄今为止植物基因工程中应用最多、机理最清楚、最理想的载体转移方法。(1)叶盘法 双子叶植物较为常用、简单有效的方法

44、。(2)花粉管通道法:花粉管通道法是将外源的DNA片段在自花授粉后的特定时期注入柱头或花柱,使外源DNA沿花粉管通道进入胚囊,转化受精卵或其前后细胞,转化率高达10%。(3)愈伤组织共培养(4)原生质体共培养(5)真空渗入法2.外源基因直接导入法(1)化学刺激法 细胞融合剂:聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVC)(2)基因枪轰击法 (微弹轰击技术) 将外源DNA包裹在微小的钨粉或金粉颗粒的表面,借助高压动力射入受体细胞或组织,最后整合到植物基因组并得以表达。 47、基因工程在育种上的应用创造园艺植物新种质:通过基因工程可创造常规育种你那一获得的园艺植物新种质。改良品质:通过基因工程技术,可以改

45、变植物体内营养物质的含量,改善其品质。可以将编码赖氨酸的密码子插入到已克隆的贮藏蛋白基因中,或者将已有的基因经过碱基突变改造后导入植物,提高转基因植物种子贮藏蛋白的营养价值。提高抗病虫能力:用基因工程技术对提高植物抗病虫能力十分有效。例如苏云金杆菌啥鳞翅目昆虫。改善抗逆性:植物对外部环境的适应能力可以通过基因工程技术大幅度提高,包括抗旱,抗寒,抗盐,抗氧化,抗早熟等提高光合作用和固氮效率:通过提高二氧化碳固定反应中的Rubisco的活性,降低其加氧酶活性,可以显著提高光合生产率,现在已克隆出多种参与光合作用的基因。创建雄性不育材料:利用基因工程技术已成功获得雄性不育株,更多雄性不育的基因也在进

46、行开发利用。延迟成熟与保鲜:通过果胶酶的克隆和反义遗传转化,抑制与果实细胞壁降解相关的果胶酶的活性,从而延迟果实的成熟。选育抗除草剂品种:通过把讲解除草剂的蛋白编码基因导入宿主细胞植物,从而保证宿主植物免受除草剂的危害。植物生物反应器:通过基因工程途径,以常见农作物作为化学工厂,通过大规模种植,生产具有较高经济附加值的医用蛋白,工农业用酶等生物制剂。48、什么是植株的分化和再生?分别都有哪些方法?细胞分化:基因的差异性表达,即内部生理变化(细胞形成不同结构)和外部形态变化(发育方式改变)。1、 细胞脱分化与再分化细胞脱分化:失去分裂能力,处于分化成熟和分裂静止状态的细胞置于特定的增殖培养基上时

47、,回复到分生状态。分裂形成无分化的细胞团即愈伤组织的现象(过程)。细胞再分化:脱分化后的分生细胞(愈伤组织)在特定的条件下,重新恢复细胞分化能力,并经历器官发生形成单极性的芽或根,或经历胚胎发生形成双极性的胚状体,进一步发育成完整植物体的过程。细胞水平的再分化:薄壁细胞、分生细胞、色素细胞、石细胞、纤维细胞等。组织水平的再分化:微管束等。器官水平的再分化:如芽、茎、叶、根等。直接或间接器官发生。植株水平的分化:根、茎或芽器官的发生可使植株重建。2、植株再生两种途径:l 器官发生途径:愈伤组织形成根、芽器官,直接分化形成植株l 体细胞胚胎发生途径:愈伤组织产生具有胚芽、胚根的胚状体结构再形成植株

48、49、 什么是胚培养?它的意义是什么?胚培养与育种: 1、克服远缘杂交等种子发育不良或中途败育:如“胚胎拯救”; 2、克服多胚品种珠心胚的干扰,培育杂种合子胚,提高杂交育种效率; 3、诱导胚性愈伤组织,为原生质体分离、融合或遗传转化提供优质材料; 4、获得单倍体植株。 50、基因对基因理论的主要内容是什么?寄主植物的抗病(虫)性不仅取决于其自身所携带的抗性基因,还会受对应寄生物基因的影响,即抗性是寄主与寄生物(病虫)双方的基因型互作的结果,但它们也各自有其独立的遗传系统。 针对寄主方面每一个垂直抗病基因,在病原菌方面或迟或早也会出现一个相对应的毒性基因。毒性基因只能克服其相应的抗性基因,而产生

49、毒性(致病)效应。在寄主-寄生物体系中,任何一方的每个基因都只有在另一方相应基因的作用下,才能被鉴定出来。 上述概念延伸到寄主-昆虫的关系时也同样存在,即当寄主中每有一个主效抗性基因时,在昆虫方面便迟早会有一个相应的致害基因。当寄主具有抗虫基因时而昆虫不具有致害基因时,则表现为抗虫;而当寄主具有抗虫基因时,但昆虫具有相应的致害基因时,寄主则是不抗虫的。51、抗病性鉴定有哪些方法?试比较“田间自然鉴定”与“室内人工接种鉴定”的优缺点? 1 田间鉴定 专设病圃:病圃中均匀地种植感病材料做诱发行。 人工接种:接种方法因病菌而异。 2 室内抗病鉴定 温室鉴定2 离体鉴定3 组织培养和原生质体培养鉴定

50、52、植物的抗虫机制有哪些?抗病性当植物遭受病原菌的侵染后,能产生一种能动的反应,去战胜病原菌的侵染或减轻其危害的能力。抗虫性寄主植物所具有的能抵御或减轻某些害虫的侵袭和危害的能力,即某一植物品种在相同的虫口密度下,比其它品种获得高产、优质的能力。 1、不选择性(拒虫性、排趋性、无偏嗜性):某些品种对害虫具有拒降落、拒取食、拒产卵和栖息等特性。 2、耐害性:有些品种遭到虫害后,仍能正常生长发育,不致大幅度减产的特性。 3、抗生性:某些植物体内含有毒素或抑制剂,或缺乏昆虫生长发育所需的一些特定的营养物质,致使害虫取食后,其幼虫的发育受到影响或死亡的特性。53、抗性丢失原因防治措施(一)抗性丧失及

51、其原因 1、新生理小种或株系分化 2、抗病性的单一化 3、等位基因的影响 4、环境条件的影响(二)延长抗病品种的使用寿命 1、品种的合理布局与轮换、搭配,避免单一化,实现抗源的多样化 2、利用复合抗性品种 3、应用多系品种 4、利用水平抗性 5、改善环境54、什么是抗旱性?抗旱育种的鉴定方法和指标是什么?1、鉴定技术: 自然田间鉴定、田间水分控制、人工气候箱鉴定、PEG模拟干旱 鉴定时期:水分敏感期 抗旱育种要求在植物的品种间、分离群体内获得最大的表型变异度。2、鉴定指标:A、产量指标 抗旱系数 = 干旱胁迫下产量/非胁迫下产量 干旱敏感指数 =(1-抗旱系数)/胁迫强度 抗旱指数=抗旱系数*

52、旱地产量/所有品种旱地平均产量 B.形态指标:l 发芽能力、幼苗存活与生长状况;l 根长或扎根深度、根冠比大、根系长与数量多l 叶小、直立、角质层厚、气孔少、气孔下陷l 维管束紧密、导管多直径大。C、生理生化指标 l 离体叶片持水能力、根冠淀粉水解状况; l 花粉败育率; l 叶绿素稳定性; l 气孔开度、ABA、叶水势、耐高温承受力和冠层温度气孔调节; l 膜透性、叶片导性;l SOD 酶活性;l 渗透调节:K+、Ca+、无机盐、脯氨酸、甘露醇、甜菜碱、糖。 l54、 新品种保护和品种审定的区别(一)相同点:1 两者的目标相同,都是为了促进农业的发展。2 两者都是针对植物新品种而言的,程序的启动都基于申请人提出申请。3 两者都是由管理机构按规定程序予以审查,对符合条件的发放证书。在审查过程中,都必须进行一定田间栽培试验。(二)不同点:1、本质不同:植物新品种保护的本质是对申请人知识产权的保护;品种审定的实质是对申请人生产秩序化管理。2、范围不同:品种审定的对象是新育成的品种或新引进的品种(不包括野生种);而新品种保护既可能是新育成的品种,也可能是对发现的

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