育种复习资料 育种学老师给的思考题答案

绪论1、作物育种学、品种的概念。答：作物育种学是研究选育和繁育作物优良品种的理论和方法的科学。品种，是人类在一定的生态和经济条件下，根据自身的需要所选育的某种作物的某种群体；这种群体具有相对稳定的遗传特性，在生物学、形态学及经济性状上的相对一致性，而与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别；这种群体在一定的地区种植，在产量、抗性、品质等方面等符合生产发展的需要。2、简述作物育种学的特点和任务。答：特点—人工进化的科学；综合性的应用学科；实践性强。任务—研究育种规律；培育新品种，实现品种良种化；繁育良种，实现种子标准化。3、简述作物品种的属性和作用。答：属性：生产资料，更多的农产品，以满足人类生产、生活的需要，品种必须具有高产稳产、优质等特点，可进行再生产；经济类型，作物品种属于某一植物分类学的种或亚种，但不同于变种，是经济上类别；地区性时间性，由于地区间生态、经济、栽培等条件的不同以及各条件随时间的推移而改变，因而作物品种具有地区性和时间性。作用：提高产量；改善品质；减轻自然灾害；扩大栽种地区；有利改革耕作制度；促进农业机械化；提高农业生产经济效益。一、作物的繁殖方式及品种类型自花授粉作物：又名自交作物，即主要以自花授粉方式繁殖后代的作物。异花授粉作物:又名异交作物，主要以异花授粉方式繁殖后代的作物。常异花授粉作物:同时依靠自花和异花授粉两种方式繁殖后代的作物。自交系品种:从突变及杂交组合中经过多代自交加选择得到的同质纯合群体。杂交种品种：指在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。群体品种：广泛的遗传基础基因型多样性无性系品种：是由一个无性系或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成。2、各类作物的遗传特点（看作业）3、自交的遗传效应：（一）纯合基因型（二）性状分离（三）自交衰退异交的遗传效应：（一）异交形成杂合基因型（二）增强后代的生活力二、种质资源种质资源：一切具有一定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型称为种质资源。作物起源中心：野生植物最先被人类栽培利用或产生大量栽培变异类型的比较独立的农业地理中心。2、论述种质资源的重要性答：（1）是育种工作的物质基础；（2）是不断发展新作物的主要来源；（3）为避免品种遗传基础贫乏，必须利用更多的基因资源；（4）是生物学基础研究的重要材料；（5）是有生命的财富，亟待保护。3、作物起源中心说对搜集种质资源有何重要意义答：地球上物种分布不均匀，到起源中心或多样性中心进行考察和收集，可以得到丰富的种质资源。4、按育种使用价值和亲缘关系分，种质资源有那几个主要类型答：按使用价值分有—地方品种；主栽品种；近缘野生种；人工创造的种质资源。按亲缘关系分—初级基因库（Gp-1）；次级基因库(Gp-2)；三级基因库（Gp-3）。5、种质资源的收集和保存各有哪几种办法答：收集—考察收集；交换与转引。保存—种植保存；贮藏保存；试管保存；基因文库技术。6、种质资源的利用有哪几种途径答：直接利用，直接种植；间接利用，根据品种资源的遗传特点，用相应的育种方法加以利用。三、育种目标育种目标：是在一定自然、栽培和经济条件下，对所要育成新品种提出应具备的优良特征特性，也就是对新品种的具体要求。经济系数：又名收获指数(Harvestindex)HI，是指经济产量与生物学产量之比，它反映了品种的同化物质转化为经济产量的效率，也是探明品种产量高低的一个重要指标。2、现代农业对作物品种有何要求答：高产；优质；稳产；生育期适宜；适应农业机械化。3、制定育种目标的原则是什么？答：突出重点，分清主次，抓住主要矛盾；立足当前，展望未来，富有预见性；明确具体，性状指标落实；必须面向特定的生态地区和栽培条件。4、请指出禾谷类、十字花科和豆科、棉花的产量构成要素答：禾谷类：单位面积穗数、穗粒数、粒重棉花：单位面积株数、株铃数、铃重、衣分大豆和油菜：单位面积株数、株荚数、荚粒数、粒重5、如何实现高产的育种策略答：可以采用以下方式实现高产矮秆育种—矮秆品种不仅可以加大密度，增加单位面积株数，有抗倒、肥料利用率高、经济系数高等特点。理想株型育种—除矮杆外，按照人们的经济要求，把植株的形态特征和生理特征的优良性状都集中在一个植株上，使其获得最高的光能利用率，并能将光合产物最大限度地输送到籽粒中，通过提高收获指数而提高籽粒产量。高光效育种—高光效育种是指通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高作物产量的育种方法。高光效品种的生理特征有光合强度高、光补偿点低，二氧化碳补偿点低，光呼吸少，光合产物转运率高，对光不敏感等。形态特征有矮秆抗倒、叶片上举、色深、着生合理、相互遮光少、绿叶时间长等。高光效育种就是根据这些特征性进行选择的。四、引种和选择育种引种：广义：泛指从外地区，外国引进新植物、新作物、新品种以及遗传育种等有关理论研究所需的各种种质资源。狭义：作为育种途径之一，指将外地区或外国的品种、品系，经过简单的试验，证明适合本地区栽培后，直接引入并在生产上推广应用的方法。驯化：将外地或外国的品种（系）选择培育成本地推广的作物种的措施和过程。气候相似论：地区之间在影响作物生长的主要气候因素上，应相似到足以保证作物品种相互引种成功时，引种才有成功的可能性。直接鉴定：根据被鉴定性状本身表现进行鉴定。测株高等形态特征，接种鉴定发病程度；间接鉴定：根据另一性状与被鉴定性状的相关关系，如稻米糊化温度；自然鉴定：在田间自然条件下对性状进行鉴定，如作物的生育期、分蘖习性等等；诱发鉴定：当所需鉴定的性状在田间自然条件下不能够经常充分表现时，用人工创造条件，诱发性状表现，以利鉴定。田间鉴定：将试验材料种于大田，进行各种性状的直接鉴定。实验室鉴定：是利用仪器设备进行，较精确。如品质性状及一些生理生化指标的鉴定。、本地鉴定：在育种地区的当地自然条件下，对育种材料进行鉴定。异地鉴定：当育种所在地区的自然条件不适合于某些性状的充分表现，而人工诱发也不易模拟时，可将材料送到适宜鉴定的地区种植，进行鉴定。2、水稻南种北引生育期有何变化，引什么样的品种好答：日照由短变长；温度由高变低；生育期由早变迟；①引早熟种；②引早稻作中稻或晚稻；③晚稻引种距离不宜太大，引早熟种；3、引种的工作环节（程序）答：引种目标的确定；引种材料的收集；检疫工作；引种试验。（详细内容参见第四章PPT）4、作物群体内自然变异的原因答：自然异交引起的基因重组；自然变异；新育成品种群体中的变异。5、选择育种的概念答：直接从自然变异中进行选择并通过比较试验选育新品种的途径。6、单株选择和混合选择在方法和效果上有何不同答：单株选择—个体选择，单株成系，分系比较，择优去劣；单株选择的特点—选择效果好，但得到纯合的系统，但工作量大。混合选择—个体选择，混合种植，混合鉴定，决定取舍；混合选择的特点—选择效果不如单株选择，可保持群体异质性，方法简单。选择的效果体现现在，目标性状的平均数得到提高，且比原始群体较为整齐一致。7、说明纯系育种、混合选择育种、改良混合选择育种、集团混和选择育种答：纯系育种-从现有品种群体中选出优良个体，种成系统，通过试验鉴定，选优去劣，育成新品种的方法。混合选择育种-从自然变异中用混合选择的方法培育出新品种。单向混合选择育种:按育种目标，从原始群体中选择个体，混合脱粒，混合种植，并与原始品种比较，若比原品种优越则可繁殖推广。集团混合选择-从原始群体品种中，分别选择不同类型的个体，按照类型混合脱粒，组成集团，与原始品种比较，优者繁殖推广。改良混合选择-从原始品种中，选择个体，分别鉴定，选优系混合与原品种比较，优者繁殖推广。注：单株选择-个体选择；单株成系；分系比较；择优去劣。特点：选择效果好，但得到纯合的系统，但工作量大。混合选择-个体选择；混合种植；混合鉴定；决定取舍。特点：选择效果不如单株选择，可保持群体异质性，方法简单。上面的图依次为纯系育种、单向混合选择育种、集团混合选择、改良混合选择的育种程序。五、杂交育种1、杂交育种的概念答：通过品种间杂交创造新变异，从中选育新品种的方法。2、亲本选配的原则及其原理答：（1）双亲优点多缺点少优缺点互补：由于数量性状的遗传特点，杂种后代的表现与亲本平均值密切相关，故亲本优点要多。性状互补是指亲本的若干优良性状综合起来应能满足育种目标需要。要针对一个亲本的主要缺点来选配另一亲本。（2）亲本之一最好为当地优良品种：适应性是一个复杂的遗传性状，包括对光温、土壤、生物、栽培等条件的适应，是影响高产稳产的主要因素。为了育成品种能在大面积上推广，亲本之中最好有一个是本地推广品种，作为上述特性的提供者。（3）杂交亲本间在生态型和系统来源上有差异：地理远缘、生态远缘、亲缘较远的亲本杂交，也是亲本选配成功的经验。实质是亲本间的遗传差异性及互补的问题。亲本间遗传差异大，有不同的优缺点，其杂交后代变异类型多，容易选出超亲和适应性强的新品种。（4）亲本的配合力要好：一般配合力好的亲本，往往会得到好的后代，育出好的品种。（一般配合力：指一个亲本与其他若干品种杂交后杂种后代在某个性状上表现的平均值。）3、单交、复交（三交、双交、四交）、回交的概念和符号答：（1）单交：二个亲本进行一次杂交。以A×B或A/B表示一般母本在前。正交A（♀）×B（♂）反交B（♀）×A（♂）（2）复交：两个以上的亲本间进行一次以上的杂交；①三交：（A×B）×C或A/B//C②双交：两个单交杂种再杂交一次三品种双交：（A×C）×（B×C）或A/C//B/C四品种双交：（A×B）×（C×D）或A/B//C/D③四交（tetracross）：[（A×B）×C]×D或A/B//C/3/D④五交（pentacross）：{[（A×B）×C]×D}×F或A/B//C/3/D/4/F（3）回交：双亲杂交F1与亲本之一再杂交的方式。A×BA×B或F1×AF1×B4、杂种后代处理的系谱法、混合法、衍生系统法及单籽粒传法的程序（或概念）及各种方法的优缺点（见杂交育种作业）5、杂交育种程序的各个圃的工作内容答：（1）原始材料圃和亲本圃：原始材料圃-种植国内外收集来的原始材料，进行观察和研究，以备作杂交亲本；亲本圃-种植从原始材料圃选出的杂交亲本，分期播种，加大株行距等便于杂交。（2）选种圃：种植杂交后代，从F1至选出优良整齐一致的株系前；并种植ck，亲本等，按育种目标对杂种后代进行选择。（3）鉴定圃：种选种圃升级和上年鉴定圃留级的材料，对材料进行测产，综合性状及一致性的鉴定。选性状达到一定标准，优良一致的品系升入品种比较试验圃。品种较多时，小区面积较小，10m2左右，重复次数少（1~3次），顺序排列，进行1~2年（4）品种比较试验圃：鉴定圃升级的品系和上年品比圃留级的品系。在严格的条件下对品种的产量及综合性状做较精确、详细的鉴定，最后选出符合育种目标的新品系，参加区域试验。品系较少，小区面积较（20~40m2），三次以上重复，随机区组设计，试验年2~3（5）生产试验和多点试验：对表现优异的材料在品种比较试验的同时即可送到服务地区的不同地点进行较大面积的生产试验，以使新品系经受不同地点和不同生产条件的考验，并起到示范和繁殖的作用。六、回交育种1、回交育种的概念和特点（见作业）2、回交育种的轮回亲本和非轮回亲本的概念、作用和要求（见作业）3、回交育种的程序答：（1）双亲杂交，F1回交于轮回亲本；（2）从回交后代中选择具有目标性状（象非轮回亲本）和综合性状（象轮回亲本）的植株与轮回亲本连续回交；（3）自交纯化，在自交过程中选择具有目标性状且农艺性状优良的植株及稳定系统。（4）按常规进行产量比较试验，区域试验，生产试验。4、综合应用题：请选择一个选育高产优质水稻品种的育种程序（从选育亲本到比较试验）。七、诱变育种1、诱变育种的概念和特点答：概念-利用理化因素诱发变异，再通过选择育成新品种的方法。优点-提高突变率、扩大突变谱；有效地改良个别性状；缩短育种年限。缺点-有利突变不多；突变的性质和方向不定；较难出多性状好的突变。2、名词解释诱变剂：能诱导植物发生基因突变的因素。外照射：处理材料受到的照射来自外部的辐射源。内照射：利用同位素（如32P、35S、14C、65Zn）的化合物配成溶液进行浸渍种子或使植物吸收或注射茎部。致死剂量：照射处理后，植株不能开花结实的剂量。半致死剂量：照射处理后，植株能开花结实存活一半的剂量。半至矮剂量：照射处理后，植株生长受到抑制，苗高降低到对照的一半的剂量。临界剂量：照射处理后植株成活率约40%的剂量。M1：诱变第一代，经过诱变处理的种子或用营养器官长成的植株或直接处理的植株。是嵌合体。3、诱变剂的种类答：物理诱变剂-放射性物质或放射性元素；作物对辐射的敏感性：豆科、黑麦>水稻、大小麦、棉花>油菜、烟草，二倍体>多倍体。化学诱变剂-烷化剂、叠氮化钠（NaN3）、碱基类似物。4、说明诱变后代的处理方法答：M1-高密度种植：控制分蘖；隔离：因有不育株；一般不选择，收主穗,因主穗突变频率高。M2-特点：分离最大的世代；无意义突变多；多为隐性突变。处理方法：系谱法、混合法。八、远缘杂交育种1.远缘杂交及其作用（1）是作物形成的重要途径，生物进化的重要因素之一（2）是研究物种演化的重要试验手段之一（3）是作物育种的重要途径之一2.远缘杂交不亲和性的克服方法（1）亲本的选择与组配（2）媒介法（桥梁法）和预先无性接近法（3）采取特殊的授粉方式（4）染色特预先加倍（5）理化因素处理（6）柱头手术，子房受精与试管受精（7）细胞融合3.远缘杂种夭亡不的及克服方法（1）利用化学药剂处理杂种合子，促进幼胚发育（2）杂种胚的离体培养（3）杂种染色体加倍（4）利用回交法（5）延长杂种生育期（6）其他方法：嫁接，特殊基因的利用，广泛测交4.远缘杂种后代疯狂分离的克服方法（1）F1染色体加倍（2）诱导远缘杂种产生单倍体（3）诱导产生异附加系、代换系和易位系（4）回交九、倍性育种1.名词解释双倍体：含有孢子体染色体数的个体单倍体：含有配子体染色体数的个体染色体组：各种植物为了维持其生活机能的最低限度数目的一组染色体染色体基数：一个染色体组内的染色体数目二倍体：含有二个染色体组的个体（2X）一倍体：只含有一个染色体组的个体（X）多倍体：体细胞染色体组三个或三个以上的生物体（如3X、4X……）同源多倍体：多倍体中染色体组来源相同异源多倍体：多倍体中染色体组来源不同，多为种属间杂2.多倍体的育种意义（1）利用染色体加倍的剂量效应，增大作物的营养器官或果实通过异源多倍体克服远缘杂交的困难（杂交不实、杂种不育）。（3）遗传桥梁：不同倍数性植物间或种间的的遗传桥梁。是进行基因转移的有效手段3a。多倍体的诱导途径（1）物理因素诱导：温度骤变、机械创伤、辐射、离心力（2）化学药剂诱导：秋水仙素、富民隆、萘嵌戊烷、吲哚乙酸（IAA）、氧化亚氮（N2O）3b。多倍体植物的鉴定（1）间接鉴定：巨大性（同源），花粉育性、气孔、保卫细胞、花器、花粉粒（2）直接鉴定：观察染色体4a。单倍体的诱导途径（1）孤雌生殖：卵细胞未经受精而发育成单倍体的胚→植株（2）染色体有选择的消失：受精卵细胞及极核进行有丝分裂，发育成幼胚的过程中，球茎大麦的染色体逐渐消失，最后形成普通大麦的单倍体胚。（3）细胞、组织培养：1.花药和花粉离体培养；2.未授粉的子房，胚珠培养4b。单倍体的鉴定（1）形态：小型化；（2）育性鉴定：败育；（3）染色体鉴定。5.单倍体育种意义（优点）（1）快速得到纯合体，缩短育种年限、提高育种效率：a获得单倍体植株后，经染色体加倍即得纯合二倍体；b排除显隐性的干扰，提高了选择的准确性；（2）提高诱变育种效率：单倍体较易发生突变，变异当代便可表现，便于早期识别选择；（3）合成育种新材料：远缘杂交F1产生单倍体后进行而倍化，可获得染色体附加系和由双亲部分遗传物质组成的崭新材料；十、杂种优势的利用1.名词解释杂种优势：两个性状不同的亲本产生的杂种在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量、品质等方面超过其双亲的现象。中亲优势（平均优势）：F1超过双亲平均值（MP）的百分率超亲优势：F1超过较好亲本（HP）的百分率。超标优势：F1超过当地推广品种（Ck）的百分率。杂种优势指数（%）：杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状平均值的比较。自交系：经过多年、多代连续的人工强制自交和单株选择所形成的基因型纯合的、性状整齐一致的自交后代，主要为异花授粉作物的杂交制种提供亲本。一环系：从地方品种、推广品种、品种间杂交种中选出的自交系。二环系：从自交系间杂交种中选育的自交系。2a.自交系选育基本要求（1）纯合一致：经过多代严格自交及选择后，表型上一致表现本系特征，基因型纯合，使特征稳定地传给后代；（2）一般配合力高；（3）优良的农艺性状：影响杂交种的性状（4）自身产量高，开花习性符合制种要求：影响繁殖制种的性状，花粉量、散粉、花期、产量、结实。2b.自交系选育方法（1）人工套袋自交技术对农艺性状的选择（3）测定配合力2c.自交系改良方法：回交法（1）供体系的选择，非轮回亲本；①目标性状突出；②综合性状好，配合力好；（2）回交次数：视双亲性状的比例；目标性状-主效基因，微效多基因。3.一般配合力和特殊配合力及二者的关系一般配合力：指一个被测系（自交系、纯系等）在一系列的杂交组合中的平均产量（或其他经济性状）的表现。由基因的加性效应决定。特殊配合力：被测系与一特定的（自交系或基因型纯合的品种）杂交F1的产量（或其他经济性状）的表现。由基因的非加性效应决定。二者关系:一般配合力中每一组合的产量表现为特殊配合力4、利用杂种优势的基本原则。总原则：优、纯、简具体原则：（一）选配优良的杂交组合（二）提高双亲的纯合性（三）采用简易的制种技术5、利用杂种优势的途径（一）人工去雄制种（二）化学去雄（三）利用自交不亲和性（四）雄性不育性及杂交制种6、不同繁殖方式的作物利用杂种优势的特点。十一、雄性不育及其杂种品种的选育雄性不育系：具有雄性不育特性的品系。雄性不育保持系：正常可育，用其花粉给不育系授粉后代仍能保持雄性不育的特性的品种或品系。雄性不育恢复系：正常可育，用其花粉给不育系授粉，其后代恢复为正常的育性的品种或品系。2.回交转育法转育不育系的步骤分为测交和回交两步，先用选定的品种作父本，与已有的不育系或不育材料作杂交，再将F1代与父本回交若干代，最重得到想要的不育系和保持系。3.如何选育恢复系：（1）测交筛选法：用一批品种分别与不育系测交；考察F1的育性及对照优势。（2）回交转育：现有品种有些恢复力强，但配合力差，有些配合力好，恢复力差，回交转育就是把优良的品种中没有恢复能力的父本转育成恢复系（3）杂交选育：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。（4）：人工诱变法：用物理或化学的方法选育出新的恢复系。4、利用质核互作型雄性不育系配制杂交种的原理和方法。（见作业）5.利用光温敏核不育系配制杂种的原理和方法：原理：长日高温条件下不育短日低温条件下正常可育十二、抗病虫育种抗病性、抗虫性：指寄主植物所具有的能抵御或减轻某些病原或害虫的侵袭或危害的能力。定向选择：当垂直抗性品种大面积推广后，相应的毒性小种（virulentrace）便会大量繁殖增多。稳定化选择：当生产上一个抗强毒性小种的品种的面积减少，感病品种的面积扩大时，因强度性小种适应性差，竞争不过无毒性或弱毒性小种，而频率下降，一些无毒性或弱毒性小种的频率升高，而不能形成优势小种。基因对基因学说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。毒性：病原菌能克服某一专化抗病基因，而侵染该品种的特殊能力，是一种质量性状。侵袭力：在能够侵染寄主的前提下，病原菌在寄生生活中的生长繁殖的速率和强度（如潜育期、产孢能力、渡过不良环境条件的能力等），是一种数量性状。生理小种：按毒性差别划分的类型，称为生理小种，因小种划分的主要依据是毒性，故也称为毒性小种。2、垂直抗性和水平抗性的概念和二者不同（见作业）3、抗病品种抗病丧失的原因，并提出解决办法。（见作业）4、抗病性鉴定的方法（1）田间鉴定和温室鉴定（2）成株期鉴定和苗期鉴定（3）离体鉴定十三、抗逆性育种：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以及应有产品品质的新品种。十五、细胞工程与作物育种植物细胞工程：是以植物细胞和组织培养技术为基础发展起来的一门学科。它以细胞为基本单位，在体外（invitro）条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿产生某种物质的过程。原生质体：指用特殊方法脱去细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。就单个细胞而言，除了没有细胞壁外，它具有活细胞的一切特征。2、植物细胞工程在作物育种中的应用体细胞克隆变异及其育种利用；单倍体细胞培养及育种利用；幼胚培养与远缘杂交育种；种质的长期保存；脱毒及繁殖重要品种或材料；人工种子的生产。十六、转基因育种作物转基因育种：就是根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。载体：转化：2、转基因育种的优缺点优点：拓宽可利用的基因资源；培育高产、优质、高抗优良品种提供了崭新途径；可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择；可以大大提高选择效率，加快育种进程；还可将植物作为生物反应器生产药物等生物制品。缺点：在技术上较为复杂，要求也很高；在安全性方面存在一定风险。3、转基因育种的步骤目的基因的获得；目的基因重组质粒的构建；受体材料的选择；转基因方法的确定和外源基因的转化；转化体的筛选和鉴定；转化体的安全性评价和育种利用。4、常用的基因转化方法载体转化系统（包括农杆菌载体和病毒载体）物理化学的DNA介导转化系统：基因枪法、电激法、微注射法、细胞融合剂法、脂质体法种质转化系统：花粉管通道法、生殖细胞浸泡法、胚囊、子房注射法十三、种子生产与管理区域试验：由有关部门组织的，在一定的自然区域内多年，多点的品种比较试验。原原种：由育种单位所提供的该品种纯度最高、最原始的优良种子。原种：由原原种繁殖出来的，或由正在生产上推广应用的品种经过提纯更新后，达到国家规定的原种质量标准的种子。良种：原种在繁殖若干代后，符合质量标准，供应大田生产播种的种子。2.品种审定方法（