作物育种学总论整理

作物育种学总论整理绪论1.作物品种的概念：是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的一定群体。具有三性（DUS）：特异性（Distinctness)、一致性(Uniformity)、稳定性(Stability)。2.作物品种类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种。3.优良品种：指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。生产上所谓的良种，包括具有优良品种品质和优良播种品质的双重含义。第一章作物的繁殖方式与品种类型1.不同作物的授粉方式：自花授粉作物（<4%）:水稻、小麦、大麦、大豆等异花授粉作物（>50%）:玉米、黑麦、甘薯、白菜型油菜常异花授粉作物（5-50%）:棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等2.自交不亲和性：具有完全化并可形成正常雌雄配子，但却上自花授粉结实能力的一种自交不育性。3.雄性不育性：植物的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性。4.无性系：由营养体繁殖的后代。5.无融合生殖：植物的雌雄性细胞不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式，包括无孢子生殖、二倍体孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄生殖。6.自交的遗传效应①保持纯合基因型②使杂合后代基因型趋于纯合、并发生性状分离Xmn=(1-1/2n)m③自交引起杂合基因型的后代生活力衰退7.异交的遗传效应①异交形成杂合基因型（杂交）②异交增强后代的生活力8.自交系品种（纯系品种）：突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体。9.杂交种品种：在严格选择亲本（自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。10.群体品种:遗传基础复杂、群体内植株基因型有一定程度的杂合或异质性的一群植株群体。11.无性系品种：由一个或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成的一个群体。第六章回交育种1．轮回亲本：有许多优良性状，而个别性状有欠缺需要改造的品种。非轮回亲本：具有甲品种欠缺的优良性状的品种。轮回亲本基因恢复的频率为1-1/2r+1纯合个体频率(1-1/2r)n2.回交育种法：非轮回亲本与轮回亲本杂交，F1及后代用轮回亲本品种进行多次回交和选择，轮回亲本品种原有的优良性状通过回交而恢复，同时导入了原欠缺的性状，获得性状改进的新品种。3.近等基因系：不同基因型在相同遗传背景下的各个品系4.回交育种特点优点：控制育种发展方向（保持轮回亲本基本性状）；增添非轮回亲本的目标性状；小群体，便于加代；有利于打破基因连锁；便于生产上推广应用。缺点：多个性状改良育种年限长（尤其是逐步回交）；一般仅用于个别主基因性状改良，数量性状改良困难；回交工作量大；目标基因的一因多效问题。5.质量性状的回交转育：显性单基因或隐性单基因数6.量性状的回交转育控制目标性状的基因数目：控制转育性状的基因越多，回交后代中出现的理想基因型频率越低。环境对基因表现的作用：环境条件对数量性状影响大，鉴定选择可靠性差。第七章诱变育种1.诱变育种：利用理化因素诱发植株发生变异，再通过后代的鉴定和选择育成新品种的方法。2.物理诱变电磁辐射：引起生物DNA损伤或断裂，修复时发生错误拼接与复制，辐射后代表现型产生变异，对于可遗传的变异可以加以选择。包括：紫外线、X射线、r射线。粒子辐射：ß射线、航天育种3.化学诱变：烷化剂、叠氮化钠、碱基类似物4.诱变育种的特点：提高突变率，扩大突变谱、改良单一性状比较有效，同时改良多个性状较困难、性状稳定快，育种年限短、诱发突变的方向和性质难于掌握。第八章远缘杂交育种1.远缘杂交：不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交。包括：种间杂交、属间杂交、亚种间的杂交。2.异附加系：在某物种染色体组的基础上，增加数量不等的异源染色体。为非整倍体。3.异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代4.易位系：某物种的一段染色体与其它物种的染色体段发生交换。5.远缘杂交不亲和性的原因：双亲受精因素的差异（生理差异、花器结构差异）和双亲基因的差异（控制可交配性基因、基因互补的致死基因）6.克服远缘杂交不亲和性的方法：亲本选择与组配、染色体预先加倍法、桥梁（媒介）法、特殊的授粉方法、外源激素处理、柱头手术和子房受精、植物组织培养。7.杂种夭亡、不育的原因：核质互作不平衡；染色体不平衡；基因不平衡；组织不协调。8.杂种夭亡、不育的克服方法：幼胚的离体培养；杂种染色体加倍法；回交法；延长杂种的生育期；嫁接法。9.杂种后代的分离特点：分离规律不强；分离类型、生殖丰富、并有向两亲分化的倾向；分离世代长、稳定慢。第九章倍性育种1.异源多倍体：含有不同的染色体组的多倍体。特点：染色体配对正常，配子育性正常；比二倍体具有更强的抗逆性、适应性。2.同源多倍体：体细胞中染色体组相同的多倍体。3.人工多倍体：诱导体细胞染色体加倍。方法有物理诱导：辐射、温度的激变、切断-愈伤组织法等；化学诱导：秋水仙素。4.人工诱导单倍体产生：组织培养、远缘杂交、染色体的消失、半配合生殖、理化因素诱导5.单倍体的育种利用：缩短育种年限：F1花药培养、加倍处理、稳定，2年；克服远缘杂交不亲和；提高诱变育种效率：利用单倍体材料诱变；合成育种新材料：远缘杂种产生多元单倍体，加倍获得异源多倍体。★第十章杂种优势利用1.杂种优势：F1杂种表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种(系)的现象。2.显性假说：杂种F1集中了控制双亲有利性状的显性基因，每个基因都能产生完全显性或部分显性效应，由于双亲显性基因的互补作用，从而产生杂种优势。3.超显性假说：杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的相互作用的结果，等位基因间没有显隐性关系。杂合等位基因相互作用大于纯合等位基因的作用，同时存在非等位基因之间互作。4.两个假设的局限性：只考虑核基因水平上杂种优势；忽略了染色体组间互作（同源多倍体与异源多倍体差异）；忽略了细胞质基因组。5.对杂种亲本的基本要求：纯度高；一般配合力高；优良农艺性状；亲本（尤其是母本）产量高，开花习性符合制种要求6.从这些原始材料中选育的自交系称为一环系；自交系间杂交种后代中选育的自交系称为二环系。7.配合力指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力的大小。一般配合力（GCA）：是指一个自交系亲本与其它若干个自交系杂交的F1在某个数量性状上的平均表现。特殊配合力（SCA）：是指两个特定亲本所组配F1在某种数量性状上的表现。8.测验自交系配合力所进行的杂交叫测交；测交所用的共同亲本称为测验种；测交所得的后代F1称为测交种。9.测配方法：顶交法（选用遗传基础广泛的品种群体作为测验种测定自交系的配合力。）、双列杂交、多系法（系×测验系法）。10.杂种品种的亲本选配原则：配合力高、亲缘关系相对较远、综合性状良好，双亲间性状互补、亲本自身产量高，花期相近，易于授粉。11.杂种品种的类型：品种间杂种品种、品种-自交系间杂种品种、自交系间杂种品种、雄性不育杂种品种、自交不亲和系杂种品种、种间与亚种间杂种品种、核质杂种。12.利用作物杂种优势的方法：人工去雄生产杂种种子、利用自交不亲和性生产杂种种子、利用标志性状生产杂种种子、化学杀雄生产杂种种子、F2剩余杂种优势的利用雄性不育性利用。★第十一章

雄性不育与杂交种品种选育1.雄性不育（malesterility）：是指雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。分为：质核互作不育、核不育。2.质核互作雄性不育是受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型常被简称为胞质不育（CMS）。不育系S（rr）、保持系N（rr）、恢复系N（RR）S（RR）3.孢子体不育：是指花粉育性的表现由孢子体（母体植株）的基因型控制，与配子体（花粉）本身的基因无关。4.配子体不育：是指不育系的花粉败育发生在雄配子体阶段，花粉的育性受配子体本身基因型控制。4.不育系和保持系选育的方法：远缘杂交核置换、回交转育、人工制保5.恢复系选育的方法：测交筛选法、杂交选育法、回交转育法、人工诱变6.杂种品种的亲本选配原则：选遗传差异大的亲本配组；选择产量高、配合力好的亲本配组；选优良性状多并能互补的亲本配组；选有利于异交的亲本配组7.显性核雄性不育：不育性受一对显性基因（MsMs）控制，但在自然界中通常以杂合基因型（Msms）形式存在。雄性不育株（Msms），与可育株（msms）杂交，后代1：1（可育：不育）分离。8.两系制种法：由于核不育系内有不育株和可育株两种，采用系内同胞交，不育株上收的种子，后代1：1分离，故在制种时必须在开花前将母本内约50%的可育株拔去。9.“三系化”制种法：纯合型不育株MsMsmfmf与纯合型可育株msmsmfmf杂交，可以获得杂合型的全不育系（Msmsmfmf）这种不育系只能利用于制种而不能由msmsmfmf可育系继续繁殖，故称msmsmfmf可育系为临时保持系。10.育性的转换：不育的光温满足时，植株的不育率和不育度都可达到100%。可育的光温满足时，植株的可育率可达到100%。11.光温敏核不育杂种品种的选育（水稻为例）杂种品种的选育包括：核不育系的选育和杂种品种的选配光温敏核不育系有两重性：不育条件下制种和可育条件下繁殖

水稻光温敏核不育系为：长日高温不育：13-14小时日照、气温25度以上；短日低温可育：12小时日照、气温23-25度以下（1）技术要求：遗传稳定，性状一致；育性转换明显，不育期间群体不育株率100%。花粉不育率或小花不育率99.5%以上，连续天数能满足制种要求。可育期间群体可育株率100%，自交结实率30%以上；异交习性好；一般配合力高；主要经济性状优良；抗性好。（2）选育途径：杂交转育、系统选育、诱变选育、组织培养等方法。

（3）选育程序：长江流域控制8月10日左右抽穗，割茬再生鉴定9月10日后抽穗的结实情况异地选育（穿梭选育）12.高不育系(highmalesterileline)是指有少量自交结实的不育系，这种自交结实的种子能够使高不育特性得以遗传。13.核不育株鉴定方法：正常株与不育株杂交获得F1，F1的育性表现分：可育、不育、分离。第十二章抗病虫育种1.作物抗病虫遗传育种的意义：稳定产量、保持品质、保护环境、节本增效2.病（虫）害的发生是由寄主遗传、寄生物（病虫）和环境三方面共同决定的。3.生理小种(physiologicalrace):根据对鉴别品种专化性差异划分4.生理型(physiologicaltype):按品种危害范围划分类型5.生物型（biotype：田间自然群体致害性不同，可以根据寄主品种区分。6.寄主抗病性(host-resistance)：当环境条件适宜而出现某种病害流行时，作物的某些品种对这种病害不感染或感染程度较轻，称为作物的抗病性7.非寄主抗病性(non-host-resistance)：自然条件下，某种作物从不受某种病原菌侵入的特性。8.垂直抗性（小种专化抗病性）：寄主品种对同一种病原菌的一个或数个生理小种（生物型）表现高抗甚至免疫，而对其他一些小种则为高感。9.水平抗性（非小种专化抗病性）：寄主品种对所有的生理小种（生物型）反应一致，无小种特异反应。10.抗虫机制：拒虫性或不选择性、抗生性、耐害性11.基因对基因学说：针对寄主的某一个抗病基因，病原菌迟早会出现对应的毒性基因；毒性基因只能克服其相应的抗病基因，产生毒性效应。寄主与病原菌体系中，一方基因只能通过另一方相应的基因被鉴定。12.基因对基因相互关系的模式病原菌 寄主品种及基因型 小种基因型甲r1r1r2r2乙R1R1r2r2 丙r1r1R2R2丁R1R1R2R2 0A1A1A2A2 感抗抗抗1a1a1A2A2感感抗抗 2A1A1a2a2 感 抗 感抗 3a1a1a2a2感 感 感感 第十三章抗逆育种1.抗逆性育种：利用作物本身的遗传特性培育获得逆境条件下能保持相对稳定的产量和品质的新品种。2.作物逆境种类①温度胁迫：低温危害（冻害、冷害）、高温危害②水分胁迫：干旱（大气、土壤）、湿害、渍害③矿物质胁迫：盐碱害、酸性土、铝害3.耐旱性：作物忍受组织水势低的能力，不受伤害或减轻损害。4.耐盐：忍受盐份进入细胞的生理适应过程5.抗寒：作物对低温伤害的抵抗与恢复能力。6.鉴定指标：产量指标、形态指标、生理生化指标7.抗逆性育种程序：资源筛选；选择适当的鉴定方法与指标；利用杂交、远缘杂交、分子标记辅助选择、组织培养、体细胞变异、转基因体细胞杂交等。第十四章群体改良与轮回选择1.群体改良：通过鉴定选择、人工控制下在群体内自由交配，改变群体基因和基因型频率，增加优良基因重组，提高有利基因和基因型的频率。2.群体改良的意义和作用：通过优良基因的累聚与重组，创造新的种质；提高群体质量水平，选育优良综合品种和自交系品种；改