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文档简介
1、1.园艺作物育种学的概念与任务概念:园艺植物育种学是研究选育园艺植物新品种的原理和方法的科学是对果树、蔬菜及观赏植物进行遗传改良并培育出栽培品种的科学,是以遗传、进化论为主要基础的综合性科学。plant breeding was defined as the art and science for improving genetic pattern of plants in relation to their economic.任务:改变园艺作物的遗传特性,选育出新产品符合生产的需求,增强适应性,在国内外市场的竞争力,产生更大的经济效益。2.优良品种的作用:提高单位面积的产量,提高园艺产品的品
2、质,减少防治病虫害污染、节约成本,延长产品供应期,满足生产中的特殊要求。3.园艺作物育种目标:改善品质,提高产量,根据需要调控产品熟性,对不利环境的适应性,对病虫害的抗性,对设施栽培的适应性4.如何制定育种学目标:根据市场的需求和生产发展的前景根据当地的自然条件和栽培条件,抓住主要矛盾育种目标要具体化 落在具体形状上既要敢于创新,又要实事求是的考虑其可能性充分研究现在育种材料的可塑性,科技水平、人力、物力等。5.举例说明育种目标的多样性:人工培育的无籽三倍体西瓜不仅提高了西瓜产量,而且改进了品质,提高了抗病性。6.种质:指决定生物性状遗传,并将其遗传信息从亲代遗传给后代的遗传物质,也称为基因种
3、质资源包括:栽培种、野生种及近缘种,人工创造的种质材料7. 根据来源与性质,园艺作物种质资源可以分为哪几类?各有什么特点?地方品种、主栽品种、原始栽培类型、野生近缘种和育种材料 地方品种特点:指那些在局部地区内栽培的品种,或古老的农家品种是长期自然选择和人工选择的结果。特定的适应性和抗逆性强适合当地特殊的饮食或观赏消费习惯和栽培习惯大多没有经过现代育种技术的改良。有些材料虽有明显缺点,但往往具有某些罕见的特性,以及具备一些在目前看来虽然并不重要的特殊经济价值往往因优良新品种的推广而被淘汰(特别是过时的或极为零星分散的品种) 具极大遗传价值和育种潜力的种质资源。主栽品种特点:经由现代育种技术改良
4、过的品种,或称改良品种。遗传多样性较地方品种单一,即基因库较狭窄。适应当前新的消费习惯和生产方式。具有较好的丰产性和较广的适应性及抗逆性。但外地或外国引入的品种对本国(地)的特殊气候条件的适应性差于本国(地)的主栽品种它们是育种的基本材料。原始栽培材料特点:具有原始农业性状的类型。是现代栽培作物的原始种或参与种,是经数千年的发展而产生的。不少原始栽培类型已经绝灭。现今往往要在人们不容易到达的地区才能搜集到。基因库丰富,对本地区的气候条件适应性更强。是难得的育种材料。野生种及近缘种特点:1野生种是生物进化长期自然选择的的结果2栽培作物近缘种是介于栽培和野生类型之间的不同程度的过渡类型是先人人工选
5、择的成果。3具备生物多样性,常带有作物所缺少的某些抗逆基因,在育种上往往作为抗源资源加以利用。4在生产上有些野生近缘种也作为嫁接砧木加以利用。5由于人类对生态环境的不断干扰和破坏,很多野生近缘种已从开垦地上退走,有些种已濒于灭绝。6它的生物科学及植物育种的源泉。人工育种材料特点:1各种育种途径的中间材料。如这种材料可以是杂种后代、物理化学诱变育成的突变体,人工诱变的多倍体、体细胞融合材料、远缘杂交材料、转基因材料等等,有人称之为育种中间材料。2虽然它们具有某些缺点,而不能成为新的品种,但因具有一些明显的优良性状,仍不失为一种优良的亲本或种质资源。3这类材料,因育种工作的不断发展会日益增加,这样
6、会大大丰富种质资源的遗传多样性。8. 根据不同的特点,园艺作物种质资源如何保存?(1)就地保存 指在园艺植物生长所处的自然环境中采取措施,来保护和保存种质资源。建立自然保护区、人为圈护古树和名花。 (2)迁地保存(种植保存、资源圃保存) 指将园艺植物由原产地或次生地整株迁离,移栽在资源圃等圃中加以保存。 建立诸如园艺种质资源圃、品种园、植物观赏园、原始材料圃。 主要适用于无性繁殖园艺植物的保存。(3)种子保存建立植物种子库保存种子,这是目前以种子为繁殖材料的植物应用最普通的资源保存方法。 9. 如何正确评价和利用种质资源?评价:1在搜集、保存、研究鉴定种质资源的基础上,对种质资源进行恰如其分的
7、评价,是有效合理地利用种质资源的重要前提。2评价涉及到多层次的研究领域,需要多个学科协作完成,国际标准化以及编码化的种质资源的评价体系和有效的操作程序。利用:1园艺资源的直接利用 如许多野生种、近缘野生种或半栽培种园艺材料经过鉴定评价后直接用作2砧木或观赏植物 3园艺资源的间接利用 可以作为育种原始材料加以利用。特别是近缘野生种综合性状较差或很差,但往往有着某些潜在的育种利用价值,如抗逆性很强等特性。10:瓦维洛夫的起源中心学说的主要论点是什么,对园艺作物育种有什么指导意义?主要论点:提出主要世界作物八大起源中心作物起源中心有两个主要特征起源中心分为初生起源中心次生起源中心同源平行变异律1、简
8、单引种与驯化引种有什么区别?简单引种 :如果引入地区与原产地自然条件差异不大,或引种植物适应范围较广,只需采取简单的措施即能适应新环境而正常生长发育,不改变遗传性的称作简单引种。驯化引种:如果引入地区与原分布区自然条件差异较大,或引种植物适应范围较窄,只有 改变其遗传性才能适应新环境或必需采用相应的农业措施,使其产生新的生理适应性的称作驯化引种。2、有哪些生态因素会影响园艺作物的引种?气候生态型 土壤生态型 共栖生态型(植物与其它生物的不同共栖关系)生物:菌根、传粉昆虫。许多植物的根部与土壤中的真菌共生,引种时,往往由于环境条件的改变,失去与微生物的共生关系,从而影响其正常生长发育和成活。 温
9、度,光照,降水、降水在四季的分布与空气湿度,土壤:pH与含盐量、地下水水位高低3、引种的程序是什么?引种材料的搜集 引种材料的检疫 引种试验【 a种源试验(了解植物不同生态类型引种地的适应情况)b品种比较试验(淘汰不适宜进一步实验的种类)c区域试验(查明引种植物适宜推广的范围) d栽培推广 】 第三章 选择育种1、基本概念:单株选择法、混合选择法、母系选择法、集团选择法、亲系选择法、选择强度。混合选择法是根据植株表现的性状,从原始群体中选择符合选种目标的优良单株、单果混合留种,下一代混播于混选区内,与标准品种或原始品种进行比较鉴定。单株选择法是从原始群体中选出优良单株分别编号,单株采种,下一代
10、每个单株的后代分株系播种,在选种试验圃内,每一株系种一小区,通常每隔5个或10个株系设一对照区。根据表现,淘汰不良株系。 母系选择法:入选株不进行隔离,对花粉来源不加控制,选择只是根据母本的性状进行亲系选择法:这种选择法的程序与多次单株选择法相似,差别主要在这种选择法不在系统比较圃里留种,而是在另设的留种区内留种。每一代每一当选种子分成两份,一份用以播种系统比较圃,一份用以留种区内留种。在系统比较圃内各系统间不行隔离,以便于较客观较精确的比较。在留种区内各系统间进行隔离,以防系统间杂交。根据系统比较圃的鉴定结果,在留种区各相应系统内选株留种。下一年继续这样继续。 集团选择法:根据原始群体内植株
11、不同的特征特性,将选出性状相似的单株归并到一起,形成几个集团。组成每一集团的单株混合采种,任其相互授粉,集团间则应予以隔离,防止杂交。不同集团收获的种子分别播种在一个小区内,以便在集团间和标准品种间进行比较鉴定,选出优良的集团。选择强度:2、选择的实质是什么?选择就是使群体内的一部分个体能产生后代,其余的个体产生较少的后代或不产生后代。 选择的实质就是造成有差别的生殖率,从而能定向的改变群体的遗传组成。3、如何进行单株选择和混合选择?混合选择法是根据植株表现的性状,从原始群体中选择符合选种目标的优良单株、单果混合留种,下一代混播于混选区内,与标准品种或原始品种进行比较鉴定。单株选择法是从原始群
12、体中选出优良单株分别编号,单株采种,下一代每个单株的后代分株系播种,在选种试验圃内,每一株系种一小区,通常每隔5个或10个株系设一对照区。根据表现,淘汰不良株系。 4、有性繁殖的园艺作物作物,根据其开花授粉习性可分别采用哪些选择方法?自花授粉作物(self-pollinated crops)是指以同一花内或同一植株内的花粉进行授粉而繁殖后代的作物种类。自然异交率在5以内。遗传上多为纯合体。常采用一到两次的单株选择。留种田选择也可采用一到两次混合选择法。异花授粉作物(cross-pollinated crops) 是指通过不同植株花朵的花粉进行授粉而繁殖后代的作物种类。自然杂交率在50%以上。1
13、、单株混合选择法或单株混合交替选择法 混合选择法提纯速度较慢,而单株选择法有比较繁杂,因此,在有些情况下,先进行一次单株选择,再在进行多次混合选择,或交互采用混合选择法和单株选择法结合起来的改良混合选择法。母系选择法 此法与系谱法的区别主要是在入选株不进行隔离,对花粉来源不加控制,选择只是根据母本的性状进行,所以称为母系选择法,又称为无隔离系谱选择法。3.亲系选择法亲系选择法:这种选择法的程序与多次单株选择法相似,差别主要在这种选择法不在系统比较圃里留种,而是在另设的留种区内留种。每一代每一当选种子分成两份,一份用以播种系统比较圃,一份用以留种区内留种。在系统比较圃内各系统间不行隔离,以便于较
14、客观较精确的比较。在留种区内各系统间进行隔离,以防系统间杂交。根据系统比较圃的鉴定结果,在留种区各相应系统内选株留种。下一年继续这样继续。4.剩余种子法(半分法)将每一入选单株种子分为两份,用相同编号,一份播种于株系圃内的不同小区,令一份贮存在种子柜中,在株系圃内,选出的株系并不留种,下一年或下一代播种当选系统的存放种子。5.集团选择法常异花授粉作物(often-crosspollinated crops) 是指以自花授粉为主但仍有相当高的异花授粉率的作物种类,一般自然杂交率在550之间。这些种类作物多采取多次单株选择的方法。 5、异花授粉授粉园艺作物选择育种时要注意什么问题?1对于有性繁殖的
15、园艺作物而言,由于授粉方式的不同,其遗传组成及遗传行为也不同。2各种园艺作物有不同的生长发育习性。3各种作物应分别采取不同的选择方法。 6、选择育种的程序是什么?原始材料圃 选种圃 品比预备试验圃 品种比较圃 区域试验和生产试验 品种审定与推广 7、在选择育种中可以采用哪些措施缩短育种年限?(1) 根据实际情况,灵活决定圃地的增减及年代的缩短。(2) 各种选择方法的灵活运用。(3)利用组织培育等技术,迅速扩大繁殖群体。(4)提高选择鉴定技术。(5) 提高选择效果 8、如何进行株选,有哪些因素会影响选择效率,在实际选择育种过程中如何提高株选的效率?第四章 芽变育种1、什么是芽变育种?芽变育种指对
16、由芽变发生的变异进行选择,从而培育出新品种的一种育种方法.2、芽变有哪些类型,各有什么特点?(1)染色体数目变异,多倍体、单倍体及非整倍体,多倍体的突变,其往往表现各种器官的巨大性。(2)染色体结构变异:易位,倒位,重复及缺失,是由于染色体结构发生变异而造成基因线性顺序发生变化。(3) 基因突变:通常是由一个基因突变形成的,同时几个基因发生突变是极稀少的,如苹果短枝型芽变,不仅是枝条节间变短,而且变粗,树冠矮化,早果丰产。这些性状之间可能是一因多效关系,而并非是几个基因同时发生突变。(4)核外突变:指的是细胞质中的遗传物质发生突变。有些性状是细胞质基因控制的,特别是母性遗传效应比较明显的作物,
17、在育性、性分化、叶绿素形成、植株高度和生活力等方面性状发生了变异,有可能是细胞质基因发生突变的结果。3、如何鉴定芽变和饰变?芽变(sport)来源于体细胞自然发生(遗传物质的变异)。由于环境条件(如砧木,施肥制度,果园地貌,土壤,紫外线等各种气象因素,以及其他一系列栽培措施的影响)而造成的(不能遗传)的变异,又称饰变。 4、在实际育种过程中,你认为在什么时期进行芽变选择比较适宜?为提高芽变育种的效率,除在整个生长发育期进行细微观察选择外,应根据育种目标着重抓住目标性状最易发现的时期。例如:观花植物的芽变育种,应着重在开花期;果实性状变异为目标的;主要在果实采收期进行,而选择早熟芽变则应在采收前
18、2周开始;抗性为育种目标时,应着重抓住灾害发生之后的时期。5、芽变育种的程序是什么?初选 (发觉优良品种、分析变异是芽变还是饰变、变异体的分离同性化)复选(包含鉴定圃,对于变异性状优良但不能肯定为芽变的个体继续进行比较鉴定与复选圃,对芽变进行精确鉴定) 决选(育种单位对复选合格品系提出复选报告后,由主管部门组织有关人员进行决选评审。)第五章 杂交育种多系杂交:参加杂交的亲本是3个或3个以上的杂交。单交:最简单的杂交方式,两个亲本的杂交方式,又称成对杂交。正反交:回交:如果某一个亲本连续杂交多次。饱和回交:多次回交使回交后代的性状与轮回亲本基本一致。不饱和回交:供体:轮回亲本:多次参加回交的亲本
19、。系统群:姊妹系:同一系群内系统间互为姐妹系远缘杂交:植物学分类上物种以上单位之间的杂交,如种间、属间、科间杂交远缘杂交不亲和性:远缘杂交时表现不能结籽或结籽不正常的现象远缘杂种不育性:远缘杂交中虽产生了受精卵,但因其与胚乳或母本生理机能不协调,在个体发育中表现出一系列不正常的发育,以致不能长成正常植株的现象远缘杂种不稔性:远缘杂交后代由于生理上的不协调而不能形成生殖器官,或由于减数分裂过程中染色体不能正常联会、不能产生正常配子而不能结籽的现象2、杂交育种时如何进行亲本的选择选配?杂交亲本选配的原则 亲本选配是第一步,是关键育种目标,资源材料主要性状特性与遗传,选亲组配,才能在杂交后代中出现优
20、良变异型,选育获得优良的品种。1、双亲必须具有较多的优点、较少的缺点,其优缺点能互补,不能有严重的缺点目标性状要求是多方面的、综合的,亲本优点多、后代出现优良类型的机会多,后代群体在数量性状趋向平均值,因此双亲的重要经济性状尽可能表现优良 优缺点互补(组合育种):抗病与感病品种、大穗型与多穗型 没有严重缺点,尤其在数量性状上2、亲本之一最好为当地推广的优良品种 适应当地自然和栽培条件、丰产性好3、考虑亲本间的遗传差异(不同生态型和不同系统来源品种) 杂交后代分离广泛,有可能出现超亲类型,使育成品种有所突破。4、杂交亲本应具有较好的配合力 优良品种不一定是优良亲本(两者的区别)3、园艺作物杂交育
21、种时,可以采用哪些杂交方式?1、单交或成对杂交 表示方式:A / B 或 A X B,前者为母本、后者为父本 特点:亲本在杂种和后代群体遗传成分各占50% 杂交一次,育种时间短、分离不大,群体要求较小。 一般以对当地品种为母本2、复交(复式杂交或多元杂交)包含三个或三个以上亲本,进行两次或两次以上的杂交(1)三交:A / B / / C 或 A / / B / C (2)双交: 三亲本双交 A / B / /C / A (A / B) /(C / A) 四亲本双交 A / B / /C / D (A / B) /(C / D) 亲本的遗传组份不同 (3)四交: A / B / /C / / /
22、 D 最后杂交的亲本遗传组份最大(50%),杂交周期长(4)聚合杂交 复交由于理想基因型频率低,要求种植的分离群体,杂交工作量大、周期长4、根据园艺作物不同的繁殖特点,如何进行杂交后代的选择培育?正确地选配亲本和适当配组后,获得杂种F1,足够数量的杂种分离群体;从分离群体鉴定和选育符合育种目标的新品种。处理的方法有:系谱法、混合法、衍生系谱法和单籽传法 (一)系谱法(pedigree method): 自花授粉、常异花授粉作物品种和异花授粉作物自交系杂交育种中常用的选择方法。从第一次分离世代开始选择单株,分别种植成株行(系统),以后在优良系统中选择优株,直至 选出优良稳定一致的系统。各世代各系
23、统均编号,可查各株系历史与亲缘。(二)混合法(Bulk method) 自花授粉作物的杂种分离世代开始,组合内混种混收,不加选择,直到杂种后代基因型纯合达到80%以上时(F5-F8),才开始选择一次单株,形成株系,从中选择优系升级进入产量试验。(三)衍生系统法(derived line method): 1、 工作要点(低代高代选两头) F2或F3世代进行一次单株选择;单株繁殖的后代混合种植成衍生系统, 混种混收几代;淘汰明显不良的衍生系统 ,直至性状趋于稳定(F5-F8);从中再进行一次单株选择,种成株系(系统);优系升级为品系进入产量试验 2、衍生系统法的特点: 兼具系谱法和混合法的优点,
24、克服了两种方法的缺点: 在早代,主要遗传力高的性状进行一次选择,中选数量上可以比系谱法多,保留较多的基因型;按株行种植,在株行内可以及早获得优良株系; 在高代,主要选择遗传力低的性状,保证了选择的可靠性,减少了选择世代的工作量 (四)单籽传法(single seed descent method): 1、工作要点: 从分离世代开始,每株收获一粒种子;之后按组合每年混合种植,每株收获一粒种子, F5或F6世代群体中选择单株,种成株行;选择优良株行升级成品系进入产量试验。 2、单籽传的特点: 群体遗传变异度大; 节省时间和空间;优良重组类型少,群体平均水平低下;只进行一次单株选择,获得突出材料的可
25、能性小; 后期工作量大 群体越来越小,要求F2有足够大的群体稳定的单粒传群体也被称为重组自交系群体(recombination inbreeding lines, RIls),。是目前常用的分子遗传研究群体(永久群体) 5、回交育种有什么意义,回交后代遗传组成有何变化?意义:精确改良某个性状非常有效、 控制育种群体发展方向、控制杂种后代群体规模。回交与自交的纯合速度相同,方向不同轮回亲本的基因频率逐渐增加非轮回亲本的基因频率逐渐减少回交后代群体中,轮回亲本基因恢复的频率 1-1/2r+1 (不加选择)6、回交育种中对轮回亲本、供体有什么要求? 轮回亲本(受体): 各农艺性状都很好,只有个别缺点
26、需要改造的品种;最好是当地适应性强、产量高、综合性状较好的推广品种 非轮回亲本(供体):具有改进轮回亲本缺点所需的性状(或基因); 经回交数次后,该性状能保持足够的强度;(简单基因最好是显性,高遗传力性状) 目标性状最好与某一不利性状基因非连锁;目标性状鉴定方便; 遗传背景尽可能接近轮回亲本; 没有严重的缺陷 7、联系实际,说明回交育种有什么作用?作用: 同一遗传背景下鉴定不同基因对经济性状的影响;在不同遗传背景下的同一基因的表现差异;培育多系品种(抗病育种); 培育可供基因精细定位和克隆所用材料。 8、供体输出性状为隐性性状时,回交后代如何选择?9、在育种实践中回交的次数如何确定?1、不存在
27、连锁时:(11/2r)n ,r为回交的世代数,n 为独立基因的对数2、存在连锁时:1(1C)r ,r为回交的世代数,C 为交换价10、远缘杂交有什么特点?1、杂交的不亲和性;2、杂种的不育性3、杂种的不稔性4、返亲现象和“剧烈分离”11、如何克服远缘杂交的三大障碍?1、杂交的不亲和性;内部遗传组成:染色体加倍,注意选择选配亲本,有性媒介法,无性媒介法。外部物化条件:特殊的授粉方法(混合授粉法,重复授粉法 ,射线处理法),柱头移植和花柱短截法,化学药剂的应用,试管受精和雌蕊培养 。1、 杂种的不育性胚的离体培养,嫁接,改善发芽和生长条件3、杂种的不稔性染色体加倍,回交法,蒙导法,延长培育世代,加
28、强选择,改善营养条件。12、在远缘杂交中有哪些方法可加速后代性状的稳定。1、扩大杂种的群体数量2、放宽低世代选择标准,增加杂种的繁殖世代3、再杂交选择13、杂交后代选择中,系谱法、单子传代法、混合法分别适用与哪类作物,这三种方法各有什么优缺点?系谱法:自花授粉作物优点:1、基因型稳定的速度比较快2、容易追溯亲本来源缺点:手续较复杂,费工多。混合法:适用于行株距小的自花授粉作物杂交后代的选择优点:1、分离世代群体大,不会丢失优良的基因型;2、方法简单易行; 3. 对自花授粉作物选择效果不亚于系谱法。4、充分利用自然选择,易获得对生物有利的性状;5、可能得到育种目标以外的优良类型。缺点:1、人工选
29、择与自然选择目标不一致的性状易丢失;2、未选择,存在许多不良基因类型;3、杂种后代要求大群体;4、高代选择工作量大;5、亲缘关系无法考证。单子传代法:适于株行距大的作物和保护地加代优点:1、F2个体繁殖机会均等,规模易控制; 2、减少了F3、F4分系种植和选择的工作量;3、保证了高世代选留单株较多时,仍有大量性状差异较大的纯育株系供比较选择;缺点:1、育种目标期望的性状可能丢失;2、亲缘关系无法考证。第六章 优势育种 1、 基本概念杂种优势(Heterosis):指具有不同遗传性的亲本杂交产生的杂种第一代(F1),在诸方面都优于双亲的现象。特殊配合力: 简称SCA,也称组合配合力:是指某两个亲
30、本所配特定的杂交组合与所涉及的一系列杂交组合平均值相比,其生产力高低的指标。普通配合力或一般配合力(GCA):是指一个亲本系或品种在一系列杂交组合中的平均生产力(如产量或其它性状)。即是该亲本与其它亲本配成的F1的平均值与该试验的全部F1的总平均相比的离差。自交系: 一般是指异花或常异花授粉植物,经连续多代自交,使异质基因分离、纯合,获得性状一致,遗传性相对稳定,能够自我繁殖的群体,广义的自交系包括自花授粉植物的纯系。雄性不育系: 指通过人工选育,在雌器官发育正常的两性花或雌雄同株植物中获得遗传性稳定的雄性不育系统。保持系: 雄性不育系的父本自交系就是保持系。自交不亲和系:具有自交不亲和性的植
31、株,经多代自交选择后,其自交不亲和性能稳定遗传,同一株系的后代株间相互授粉亦不亲和的系统。 雌性系:指雌雄同株异花的作物,全部为纯雌株的纯雌系和全部或大部分为强雌株,少部分为纯雌株的强雌株系。轮回选择法:该法是通过反复选择、杂交将分散在杂合群体中各个个体、各条染色体上的优良基因集中,尽可能增加后代选择和基因重组机会,以提高品种或自交系群体内有利基因频率的方法。2、园艺作物杂种优势有什么特点? 杂种优势不是某一两个性状单独表现突出,而是许多综合性状表现突出。 在一定范围内,双亲的基因型纯合程度越高,双亲的遗传差异越大(亲缘关系远,地理来源和生态型差异大),F1代杂种优势就越强。故自交系间F1代杂
32、种优势要比品种间F1代杂种优势强。 F1代杂种优势效应值与双亲性状效应值不一定具相关性。即亲本性状好,F1代不一定好,亲本性状差,其F1代不一定差。F1代的杂种优势是由双亲的配合力决定的。 杂种优势的利用决定于F1的实际经济效益与生产F1成本之间的相对效益。如某F1的增产效益还抵不上生产F1而增加的成本,那么这样的一代杂种就没有什么实用价值了。杂种优势一般只利用F1代。3、优良的自交系有什么要求? 配合力高,重要标志之一。 生活力强、生产力高, 抗病性强,显性或部分显性。 具有较多的可以遗传的优良性状。4、如何选育自交系,特殊配合力轮回选择法与普通配合力轮回选择法又什么如别?(1)选育自交系1
33、)系谱选择法2)轮回选择法特殊配合力轮回选择法与普通配合力轮回选择法的区别:普通配合力轮回选择法:该法是以提高普通配合力为主要目的的轮回选择法。 选株自交和测交 从原始群体中选择优良单株,分别自交和测交。特别注意的是测验种(Tester)必须是基因型杂合型的群体。 比较测交F1,入选相应S1 入选S1株系去杂去劣后,混合授粉进行多系杂交形成改良群体。 一般经过13轮回选择后,进入系谱法程序选育自交系。 特殊配合力轮回选择法:1该法是以提高特殊配合力为主要目的的轮回选择法。2其选择程序基本与普通配合力轮回选择法相同,不同之处就是测验种必须是基因型纯合的自交系或纯系。3该法在选育出自交系同时,选配
34、出优良杂交组合。5、举例说明如何生产杂种一代种子?简易制种法 利用植物天然异花授粉习性,将2个或2个以上自交系置于一个隔离区内,任其自由受粉获得杂交种的途径。适用范围:花器小,人工去雄困难,又无其它有效的制种手段,且杂种优势强的异花授粉植物。该法特点:方法简单,制种成本低,杂交率一般在5090%。该法是一种原始且行之有效的制种途径。当正交=反交时,父、母本按11采用混播法、间行配置法、间株配置法种植,混收杂交种。 当正交反交时,父、母本按1x间行配置法,分别从两个自交系上收获正、反交杂交种。 父、母本分别在隔离区繁殖,用于下一年制种。 6、如何利用雄性不育系、雌性系、自交不亲和系生产杂种一代种
35、子? 雄性不育系:一、利用质核互作雄性不育系生产F1代杂交种 设置制种隔离区生产F1代杂种 雄性不育系与父本系(恢复系)按351行比种植,隔离区内自由授粉或人工辅助授粉,在雄性不育系上收获的种子即为F1杂交种。用于商品生产。如果雄性不育系的不育株率和不育度均为100%,在父本系上收获的种子,下一代继续用于F1制种,否则另设父本隔离区繁殖父本系。 设置雄性不育系繁殖隔离区 设置保持系和父本系(恢复系)两个隔离区,分别繁殖留种。二、利用雄性不育两用系生产F1代杂交种 1)设置制种隔离区生产F1杂种 雄性不育两用系(AB系)与父本系(恢复系)按351行比种植,调整花期相遇,AB系株距为正常密度的1/
36、2。从初花期开始,拨除AB系中50%的可育株,然后任其自由授粉或人工辅助授粉,在不育株上收获F1杂种用于生产。在父本系(恢复系)上收获父本用于下一代制种或另设父本繁殖区,繁殖父本系。2)设置隔离区繁殖雄性不育两用系。雄性系:制种时父、母本按123行比,种植在制种隔离区内,开花期除去雌株系中个别发生的两性花或雄花,任其自由授粉。在雌株系上收获F1代杂交种。在父本上收获种子下一年继续做父本,或另设父本繁殖区。自交不亲和系:该法适合于以营养器官为产品的园艺作物。在隔离区内,父、母本相互自由授粉,正反交为F1代杂种。分别设置父、母本隔离区,繁殖亲本 。正反交经济性状不同时,可分别在两个自交不亲和系上采
37、收两种杂交种。正反交经济性状相似、双亲的亲和指数、种子产量相近时,父、母本为11行比,混收F1杂交种。正反交经济性状相似、种子产量不同或亲和指数不同,则按123的行比种植亲和指数高的低产亲本和亲和指数低的高产亲本 7、人工去雄法生产杂种一代种子对作物有什么要求?举例说明适用的园艺作物。适用范围:对花器大,去雄容易,种子繁殖系数大,每亩种植株数少的园艺植物。比如茄子,番茄,黄瓜等。8、根据遗传雄性不育系有哪些类型? 细胞核雄性不育 细胞质雄性不育 核质互作雄性不育 基因工程显性核不育9、如何选育雄性不育系和自交不亲和系?一、雄性不育系的选育 (一) 细胞核雄性不育的选育 测交:以原始不育株为母本
38、,同品种或其它品系可育株作父本进行成对测交,下一代鉴定各测交组合育性。自交,回交及兄妹交:如测交F1全部可育,测交后代自交。如测交F1出现育性分离,选择不育株率高的组合中不育株为母本,进行成对回交,相应父本自交。或选择不育株率高的组合中不育株为母本,可育株为父本进行成对兄妹交。继续回交及兄妹交:对回交及兄妹交进行育性鉴定,如果连续回交和兄妹交,其不育株率稳定在50%左右,即获得细胞核控制的雄性不育“两用系”,进一步鉴定甲、乙型两用系及核基因互作雄性不育系。(二)细胞质雄性不育的选育 选择配合力高性状优良的自交系或其它优良材料为轮回亲本,细胞质不育的雄性不育株为供体,饱和回交,即获得该轮回亲本的
39、细胞质雄性不育系。 (三) 质核互作雄性不育的选育 胞质雄性不育系能否育成,首先取决于是否能找到相应的遗传稳定的保持系,所以寻找保持系是选育雄性不育系的关键。选育保持系常用的方法有测交筛选保持系和人工合成保持系两种。二、自交不亲和系单株自交不亲和性的选育 自交不亲和性选择 从配合力高的群体优良单株,在同一株上进行两种人工自交,即花期自交,以测定SI;蕾期自交,以便在具有SI时获得自交种子,供继续选择之用。继代自交选择 选择花期亲和指数低而蕾期亲和指数高的植株继续自交分离、选择,一般45代直到自交不亲和性和经济性状遗传性趋于稳定为止。 系统自交不亲和性选择 从配合力高的群体优良单株,在同一株上不
40、亲和性的选育 (1)全组混合授粉法 把10株等量花粉混合后,分别授于这10株的柱头上,测定亲和指数。该法优点简便、评价较准。其缺点是,如果出现亲和指数高的情况,难以淘汰和选择。 (2)轮配法 任选10株进行正反交轮配,即P(P-1)=10×9=90个组合。测定各组合亲和指数,该法优点准确可靠,可用于基因型分析。缺点为工作量大。 (3)隔离区自然授粉法 将待测株系分别种植在不同的隔离区、花期任其自然授粉、统计亲和指数。施法优点,简便省工,接近于实际,缺点同是不能进行遗传基因型分析。 10、比较杂交育种与优势育种的异同点? 育种程序不同组合育种是“先杂后纯”优势育种是“先纯合杂” 遗传性
41、不同组合育种 加性效应 留种方式进行繁殖;优势育种 显性效应和上位效应 每年制种。 经济效益不同组合育种 留种繁殖 种子成本低,易于推广;优势育种 配制杂种 种子成本高,但F1代杂交种具有杂种优势,一致性高,故经济效益高。 保护种质资源方式和结果不同组合育种中,一旦新品种育成推广,育种者便无法控制原种,新品种将会长期保存(繁殖)在民间。这种保护有利于生物多样性; 优势育种中,育种者或种子生产者可以控制杂交亲本,控制种子生产的规模和数量。这有利于保护育种者和种子生产者的权益。 基本概念:诱变育种、辐射育种、内照射、外照射、半致死剂量、临界剂量、突变体。诱变育种:是人为的利用物理和化学等因素诱发作
42、物产生遗传变异,在短时间内获得有利用价值的突变体,根据育种目标要求,对突变体进行选择和鉴定,直接或间接地培育成生产上有利用价值的新品种的育种途径。外照射:指被照射的种子、球茎、块茎、鳞茎、花粉、植株等所受的辐射来自外部的某一辐射源。 外照射包括急性照射和慢性照射以及累积照射。这种方法简便,在诱变育种中比较常用。内照射:将放射性元素引入植物体内,由它放射出的射线在体内进行照射。目前在育种上应用较少 临界剂量:受辐射处理后材料的存活率或生长量是对照40%的剂量。半致死剂量:受辐射处理后材料的存活率或生长量是对照50%的剂量。2、什么作物适宜采用诱变育种?3、诱变育种有什么特点?一、 提高突变率,扩
43、大突变谱 一般诱变率在千分之一左右,多种诱变因素可使突变率提高到3%。二、改良单一性状比较有效,同时改良多个性状较困难三、 性状稳定快,育种年限短 诱发的变异大多是一个主基因的改变,因此稳定较快,一般经34代即可基本稳定,有利于较短时间育成新品种。四、 诱发突变的方向和性质难于掌握 突变类型多种多样,但有益变异性状少,要求大群体。 诱变育种与其它育种方法的结合。 杂交育种与诱变育种 诱变育种与生物技术 复合诱变4、如何确定辐射育种的剂量?剂量的选择原则:活:后代要有一定的成活植株变:在一定的成活植株中,有较大的变异效应优:产生的变异有较多的有利突变。5、诱变后代与杂交后代选择培育有什么不同?基
44、本概念:多倍体、同源单倍体、异源多倍体、单倍体、双单倍体。多倍体:体细胞具有3个或3个以上染色体组的生物体。同源多倍体:染色体组来源相同的多倍体异源多倍体:染色体组来源不同的多倍体单倍体:具有配子体染色体数目的孢子体同源多倍单倍体:同源多倍体产生的多倍单倍体异源多倍单倍体:异源多倍体产生的多倍单倍体2、多倍体与二倍体相比有什么特点?·同源多倍体植物的特点育性差,结实率低。形态、组织学上的特征多倍体植株一般比原来的二倍体表现出巨大性。 生理特性 与二倍体相比,多倍体生长较为迟缓,开花晚;多倍体的抗病性、抗旱性和适应性强于二倍体;蛋白质、碳水化合物、维生素等含量高于二倍体。·异
45、源多倍体植物的特点 染色体配对正常,植株雌雄配子发育正常,结实率较高。如:花卉中的菊花、大丽花、水仙、郁金香是异源多倍体3、秋水仙素诱导多倍体的原理是什么?在一定的浓度范围内,不起破坏染色体的复制,但能抑制纺锤丝的形成,从而导致核染色体数加倍细胞的形成。处理后经过一段时间,细胞仍可恢复常态,继续分裂,发育成多倍体植株。4、多倍体后代如何鉴定及选择? 间接鉴定:同源多倍体:植株形态上多呈巨型性 异源多倍体:检查育性 检查花粉母细胞 四倍体花粉一般较二倍体大,而三倍体花粉大小不一叶面气孔的变化 四倍体叶面气孔一般比二倍体大,但单位面积气孔数目却相对减少 直接鉴定:根尖细胞染色体数5、单倍体育种有什
46、么意义?控制杂种后代分离,缩短育种年限快速获得异花授粉植物的自交系克服远缘杂种不孕性与不易稳定的现象。(远缘杂交获得的杂种,由于亲本亲缘关系较远,后代减数常不正常,导致后代不易结实或不易获得稳定的后代,且后代分离比品种间杂种要长得多。如果能从远缘杂种花粉中培养出单倍体植株,然后进行染色体加倍,变成二倍体植株,就可从中选出新类型,并获得稳定的后代。)提高选择的正确性和效率。(在加倍单倍体的后代中,只有一种基因型和表现型,避免了常规的杂交后代中显隐性的干扰,提高了选择的准确性。)6、哪些方法可以获得单倍体,各有什么优缺点?·自然界产生单倍体植株的方式(1)孤雌生殖(胚囊中的卵细胞与极核不
47、经受精单性发育成植株) (2)孤雄生殖(3)无配子生殖(胚囊中的反足细胞与助细胞不经受精发育成植株)。人工获得单倍体的途径 利用远缘的异属花粉授粉(刺激柱头,使胚囊中卵细胞发育成种子)弱化花粉授粉(花粉人工贮藏一段时期后进行授粉,由于花粉萌发能力弱,不能完成政党的受精作用,但可引起卵细胞发育成种子)化学药剂处理(如用2、4-D、赤霉素、秋水仙素等处理柱头) 用高剂量射线照射过的花粉授粉 异常温度处理、机械刺激子房等 花药和花粉离体培养7、哪些园艺作物适宜开展多倍体育种?选择主要经济性状优良的品种选择染色体组数较少的种类 因为染色体组数多的种在进化过程中已经利用了自身的特点,再对其诱变选优较为困
48、难,因此处理前应了解染色体组数及近源物种的多倍性化的程度。选择收获营养器官的植物或无性繁殖的植物 对于果树选择能单性结实的品种,染色体多倍化后,常常会使育性降低。选用多个品种进行处理 不同的种、品种、类型,由于遗传基础不同,多倍化后的表现不同,所以处理材料多,易于选择优良变异。基本概念:生物技术、细胞工程、体细胞杂交、基因工程、southern 杂交、northern 杂交、PCR、遗传标记、分子标记、MAS. 生物技术:以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,按照预先的设计,改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需的产品或达到某种
49、目的的一种新兴综合性学科。体细胞杂交(原生质体融合)是在离体条件下将同一物种或不同物种的原生质体进行融合培养并获得杂种细胞的再生植株。植物细胞工程:指以植物细胞为操纵对象,在体外进行培养、繁殖,或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而达到改良生物品种和创造新品种,加速繁育植物个体或获得某种有用物质的过程。(主要包括园艺植物离体培养以及以此为基础的细胞融合技术、细胞器移植技术、染色体工程、倍性育种等。)MAS:molecular marker-assisted selection, 即:分子标记辅助选择。利用特点的分子标记对特点的性状进行选择,提高选择效率。2、细胞工程育种包括哪些
50、内容,举例说明细胞工程在园艺作物育种上的应用? P2653、园艺作物基因工程育种的主要技术环节有哪几步?(试卷上有)4、目前,目的基因分离的主要方法有哪些?5、在基因工程育种时为什么要进行转基因植株的检测鉴定?如何鉴定?P 2686、请您谈一谈基因工程育种的安全性问题。P 2737、举例说明基因工程在园艺作物育种上的应用?P 2698、何谓基因沉默?试分析基因沉默的原因。基因沉寂(Gene Silencing) 也可以被称为“基因沉默”。基因沉寂是真核生物细胞基因表达调节的一种重要手段。 在染色体水平,基因沉寂实际上是形成异染色质(Heterochromatin)的过程,被沉寂的基因区段呈高浓
51、缩状态。9、什么是遗传标记,园艺作物育种上应用的遗传标记有哪些?P274遗传标记:可以稳定遗传的,易于识别的特殊的遗传多态性形式。形态学标记细胞学标记生化标记DNA 分子标记10、分子标记有什么特点?请举例说明分子标记在园艺作物育种上的应用?特点:表现稳定 多态性直接以DNA形式表现,无组织器官、发育时期特异性,不受环境条件、基因互作影响;数量多 理论上遍及整个基因组;多态性高 自然界存在许多等位变异,无需专门人为创造特殊遗传材料,这为大量重要性状紧密连锁的标记筛选创造了条件;表现为“中性” 对目标性状表达无不良影响,与不良性状无必然连锁;部分标记遗传方式为共显性 可方便鉴别基因型纯合与杂合类
52、型;成本不是太高 一般实验室建立分子生物学基本设备即可进行,对于特定探针或引物可引进或根据发表的特定序列自行合成。应用:P276 第十章 抗逆育种 1、植物的抗病性有哪些类型?按抗病的程度分为免疫、高抗、中抗和低抗 ;按抗性的遗传分为单基因抗病性、寡基因抗病性、多基因抗病性;按寄主与病原的关系分为水平抗性、垂直抗性;按抗病的表现形式分为抗侵入、抗扩展耐病、避病 2、基因对基因理论(gene for gene theory)的主要内容是什么?对应于寄主的每一个决定抗病性的基因,病菌也存在一个决定致病性的基因。寄主病原物体系中,任何一方的每个基因,都只有在另一方相应基
53、因的作用下才能被鉴定出来。一般病原物的寄主水平愈高,寄主抗病特异性越强,则相应病原物的生理分化也愈强烈,病原物生理小种越多,寄主的抗源也愈多。3、植物的抗病机制是什么?一、植物固有的抗菌物质1)酚类化合物;2)木质素;3)不饱和内脂 。二、诱导的抗菌物质 1)植物保卫素;2)免疫信息物质。4、抗病性鉴定有哪些方法?试比较“田间自然鉴定”与“温室或田间接种鉴定”的优缺点?(1)田间自然鉴定;(2)温室或田间接种鉴定;(3)离体接种鉴定 。田间自然鉴定的优点是能较全面准确地反应被鉴定材料的抗病性,结果可靠性较强,操作方便。缺点是占用较多的土地,费用较高。适合于树体大、多年生的果树及观赏植物进行种质
54、资源抗病性评价及育种材料的抗病性筛选。温室或田间接种鉴定是将病原菌孢子或病毒直接接种到温室或田间植株的叶片、果实或根上,它适合对所有园艺作物进行抗病性鉴定。由于抗病现象是寄主、病原物及环境条件三者共同作用的结果,因此,这种鉴定结果也能真实地反映被鉴定材料的抗病性,可靠性强。5、如何进行抗病育种?(一)抗病资源收集及鉴定;(二)育种途径:1)、选种;2)、杂交育种 ;3)、应用生物技术进行抗病育种:从体细胞无性系变异中筛选抗逆品种或种质。应用转基因技术培育抗病育种 6、有一抗病新品种在生产中推广应用若干年后变成了感病品种,请您分析一下抗性丢失的原因,如何避免或减少这种情况的发生?抗性丢失原因:基
55、因突变,带有该抗性基因的染色体片段发生突变,导致该抗性基因片断不能表达;病原体适应了植物的这种抗性,并产生了相应的抗性基因,使植物的抗病基因失去作用。(仅供参考)7、植物的抗虫机制有哪些?如何开展抗虫育种?抗虫性是寄主植物抵御或减少昆虫危害的能力。抗虫育种所利用的遗传抗性包括三个方面:拒虫性抗虫性耐虫性 。抗虫性机制的另一种分类:形态抗性 解剖学抗性 化学抗性 如何抗虫育种:1)、园艺作物抗虫育种资源的收集及鉴定 。2)、杂交育种3)分子抗虫育种 8、如何进行抗旱、耐盐、抗寒、与耐热性鉴定及抗性资源筛选?抗旱、耐盐鉴定的方法 :(1)田间直接鉴定法(2)盆栽鉴定法(3)人工气候室与旱棚鉴定(4)室内模拟干旱胁迫法 。抗寒性鉴定方法:田间自然鉴定、实验室间接鉴定 电导率法 、生理生化指标测定法 。耐热性鉴定方法:田间自然鉴定、室内鉴。9、选育保护地专用品种有什么特殊要求?保护地专用品种的要求 :对低温或高温的适应性, 耐弱光性 抗病性 单性结实及自花结实性 产品的商品性 第十一章 品质育种1、基本概念:品质、品质育种、加工品质、营养品质
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