作物育種學課后習題

1、緒 論1.作物品種的概念是什么？它在農業(yè)生產(chǎn)中有什么作用？作物品種（variety）概念：指某一栽培作物適應于一定的自然生態(tài)和生產(chǎn)經(jīng)濟條件，具有相對穩(wěn)定的遺傳性和相對一致的生物學特性和形態(tài)特征，并與同一作物的其它類似群體相區(qū)別的生態(tài)類型。(品種屬性：生產(chǎn)資料屬性 ；經(jīng)濟類型屬性；地區(qū)性時間性。 作物品種的類型：純系品種、雜種品種、綜合品種、無性系品種等。)優(yōu)良品種的作用：提高單位面積產(chǎn)量；改進產(chǎn)品品質；保持穩(wěn)產(chǎn)性和產(chǎn)品品質；擴大作物種植面積。2.作物育種學的任務和主要內容是什么？它與哪些學科關系密切？你打算如何學好作物育種學這門課程？ 作物育種學（crop breeding）研究選育和繁育作物

2、優(yōu)良品種的原理與方法的科學。 主要任務：研究育種規(guī)律；培育新品種，實現(xiàn)品種良種化；繁育良種，實現(xiàn)種子標準化。作物育種學的主要內容 v育種目標的制訂及實現(xiàn)目標的相應策略； v種質資源的搜集、保存、研究、創(chuàng)新與利用； v選擇的理論與方法； v人工創(chuàng)新變異的途徑、方法及技術； v雜種優(yōu)勢利用的途徑與方法 v目標性狀的遺傳、鑒定及選育方法v作物育種各階段的田間試驗技術；v新品種的審定、推廣及種子生產(chǎn)3.常規(guī)育種技術的主要任務和特點是什么？ 主要任務:提高產(chǎn)量、改進品質和增強抵抗不良環(huán)境的能力(抗病、蟲、草害和抗旱、寒、堿等)。 特點: 綜合多個優(yōu)良基因; 同步改良作物的產(chǎn)量、品質、抗性水平; 盲目性大

3、; 育種是科學藝術。4.現(xiàn)代作物育種發(fā)展動向的主要表現(xiàn)是什么？ 1.進一步加強種質資源研究 2.深入開展育種理論與方法的研究 3.加強多學科的綜合研究和育種單位間的協(xié)作 4.種子產(chǎn)業(yè)化5.調查了解農作物優(yōu)良品種在提高單位面積產(chǎn)量、改善農產(chǎn)品品質等方面的具體表現(xiàn)。 （略）第1章  作物繁殖方式與品種類型1.有哪些花器的構造和開花的習性有利于異花授粉？有哪些花器的構造和開花的習性有利于自花授粉？ 異花授粉花器構造特點及開化習性： 具有兩性花的完全異花授粉植物 具有兩性花的異花授粉，同時具有某種程度的自花授粉功能的植物 雌雄同株的植物 雌雄異株的植物自花授粉花器構造特點及開化習性： 雌雄蕊

4、同花、同熟, 二者長度接近或雄蕊較長； 開花時間較短,甚至閉花授粉； 花器保護嚴密,其他花粉不易飛入。2.從作物育種的角度，簡述自交和異交的遺傳效應。 自交的遺傳效應 1.保持純合基因型（自花授粉作物良種繁育的依據(jù)）2.使雜合后代基因型趨于純合,并發(fā)生性狀分離，每自交1代,雜合基因型減半; 雜合基因多，純合慢v【雜交育種、純系（自交系）品種選育依據(jù)】3.后代生活力衰退 雜合基因型作物自交后代生活力衰退(自交衰退)； 自花授粉作物雜交種也有衰退現(xiàn)象。異交的遺傳效應 1.異交形成雜合基因型2.增強后代的生活力。 3.根據(jù)品種群體內個體同源染色體等位基因以及個體間基因型的情況，可將不同的品種歸納為哪

5、幾種群體類型？自交(純)系品種(pure line cultivar) 雜交種品種（hybrid cultivar） 群體品種(population cultivar) 無性系品種（clonal cultivar） 4.農作物品種有哪些基本特性？ 特異性(distinctness)，一致性(uniformity)，穩(wěn)定性(stability) dus5.不同類型的品種群體的育種特點是什么？ . 自交(純)系品種(pure line cultivar) l 自交系或自交系品種在生產(chǎn)上使用時，必須基因型高度純合、性狀優(yōu)良、整齊一致；l 育種上采取連續(xù)多代自花授粉（異花授粉作物的強制自交）和單株選擇

6、； l 創(chuàng)造豐富的遺傳變異，在基因和性狀分離的大群體中進行單株選擇，優(yōu)中選優(yōu)，可以獲得產(chǎn)量、抗性、品質等性狀超過原有品種群體的個體(創(chuàng)造變異的途徑)。. 雜交種品種（hybrid cultivar）l 雜交種育種的兩個基本程序。自交系育種；雜交組合 的育種，配合力測定。 l 獲得低成本、高質量、大量的雜交種 . 群體品種(population cultivar) l 根據(jù)育種目標，選擇若干個有遺傳差異的自交系為原始親本，提供廣泛的遺傳基礎； l 對后代群體一般不選擇，保存群體，多代自由授粉下逐步打破連續(xù)，積累有利的基因改良群體。 . 無性系品種（clonal cultivar）l 固定雜種優(yōu)勢

7、和優(yōu)良性狀(有性和無性繁殖結合);l 選擇芽變培育優(yōu)良無性系。第2章  種質資源1.名詞解釋 種質資源(germplasm resources):具有特定種質或基因, 可供育種及相關研究利用的各種生物類型。起源中心：凡遺傳類型有很大的多樣性且比較集中、具有地區(qū)特有變種性狀和近親野生(栽培)類型的地區(qū)。 初生中心：最初始的起源地（原生起源中心；）次生中心：作物由原生起源中心地向外擴散到一定范圍時，在邊緣地點又會因作物本身的自交和自然隔離而形成新的隱性基因控制的多樣化地區(qū)。 原生作物：人類有目的馴化的植物(小麥、大麥、玉米、棉花等)。 次生作物：與原生作物伴生的雜草，當其被傳播到不適宜于

8、原生作物而對雜草生長有利的環(huán)境時,被人類分離而成為栽培的主體作物(燕麥和黑麥)。 基因庫或基因銀行(gene pool，gene bank)：指儲備的具有形形色色基因資源的各種材料。初級基因庫( gene pool 1 )：資源材料間能相互雜交，正常結實，無生殖隔離，雜種可育，染色體配對良好，基因轉移容易。 次級基因庫( gene pool 2 )：資源間的基因能轉移。存在生殖隔離,雜交不實或雜種不育，須借助特殊育種手段實現(xiàn)基因轉移。 三級基因庫(gene pool 3)：親緣關系更遠，彼此間雜交不實，雜種不育現(xiàn)象明顯，基因轉移困難。 2.種質資源在作物育種中作用有哪些？一、種質資源是現(xiàn)代育種

9、的物質基礎二、不斷發(fā)展新作物的主要來源 三、利用更多的基因資源避免品種遺傳基礎貧乏 四、生物學理論研究的重要基礎材料五、是有生命的財富，亟待保護 3.不同來源的品種資源各有什么特點，如何利用？ 5. vavilov起源中心學說在作物育種中有何作用?（1）指導特異種質資源的收集； （2）起源中心與抗源中心一致，不育基因與恢復基因并存于起源中心，可得到抗性材料和恢復基因； （3）指導引種，避免毀滅性災害。6.初生中心與次生中心如何劃分？7.試述作物種質資源研究的主要工作內容與鑒定方法 研究內容: 性狀、特性鑒定與評價及細胞學鑒定等。 鑒定: 農藝性狀,生理生化特性, 品質(營養(yǎng)價值、食用價值及其他

10、實用價值)。 鑒定方法：直接鑒定(direct evaluation)和間接鑒定(indirect evaluation),自然鑒定和控制條件鑒定(誘發(fā)鑒定)，當?shù)罔b定和異地鑒定。 根據(jù)目標性狀的直接表現(xiàn)鑒定稱之為直接鑒定?？鼓嫘院涂共∠x害能力在自然鑒定與誘發(fā)鑒定同時，進行異地鑒定，以評價其對不同病蟲生物型及不同生態(tài)條件的反應。 具有優(yōu)異性狀的種質材料鑒定：目標性狀的遺傳特點 ；用已有種質資源通過雜交、誘變及其他手段創(chuàng)造新的種質資源 (矮孟牛等)。 8.建拓作物基因庫有何意義？如何建拓作物基因庫？9.發(fā)掘、收集、保存種質資源的必要性與意義何在？10.小麥屬分類及其染色體組是何？小麥屬(trit

11、icum l.)的分類染色體組一粒系（einkorn）aa (2n=14)二粒系（emmer）aabb (2n=28)普通系（dinkel）aabbdd (2n=42)提莫菲維（timopheevi）aagg 11.中國地方品種的優(yōu)良特性和不良性狀有哪些？地方品種的優(yōu)良特性 早熟性：對日照反應較不敏感，生長發(fā)育較迅速，子粒灌漿快，易于減輕小麥生育后期災害，提高復種指數(shù)。 多花多粒性：圓穎多花類及擬密穗品種，5-8粒/小穗。育性強，易與黑麥雜交，對t型不育系有較強的育性恢復能力。 特殊抗逆性：高度適應異常環(huán)境（抗寒、旱、鹽堿，耐濕、耐酸等環(huán)境脅迫因素）。地方品種的不良性狀 植株偏高，莖稈軟弱易倒

12、伏、口松易落粒。 第3章  育種目標1.解釋下列名詞和術語 育種目標（breeding objective）：在一定自然、栽培和經(jīng)濟條件下，對選育新品種提出應具備的優(yōu)良特征特性,也就是對育成品種在生物學和經(jīng)濟學性狀上的具體要求。 生物產(chǎn)量(biomass):作物整個生育期間,通過光合作用和生產(chǎn)積累有機物的總量(有機物質9095,礦物質占510。經(jīng)濟產(chǎn)量(economic yield)：栽培目的所需要的經(jīng)濟價值的那部分產(chǎn)量(子粒 、塊根、塊莖等)。 經(jīng)濟系數(shù)(coefficient of economics)或收獲指數(shù)(harvest index)：生物產(chǎn)量轉化為經(jīng)濟產(chǎn)量的效率,即經(jīng)濟

13、產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比值。株型育種：優(yōu)良的形態(tài)特征和生理特性集中在一個植株上, 獲最高光能利用率, 并將光合產(chǎn)物輸送到籽粒中, 提高產(chǎn)量。 高光效育種：通過提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指標而提高作物產(chǎn)量的育種方法。2.現(xiàn)代農業(yè)對作物品種有哪些基本要求？高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質、生育期適宜和適應機械化。3.制定育種目標的原則是什么？l 立足當前，展望未來，富有預見性 l 突出重點，分清主次，抓住主要矛盾 l 明確具體，性狀指標落實 l 面向特定的生態(tài)地區(qū)和栽培條件 品種原產(chǎn)區(qū)引 種 區(qū)高緯度區(qū)"低緯度，縮短生育期，提早成熟，株、穗、粒變小。如延遲播種，營養(yǎng)生長期縮短，株、穗、粒更小，產(chǎn)

14、量很低 低緯高溫短日春播品種"高緯度區(qū)表現(xiàn)遲熟，營養(yǎng)器官變大低緯高溫短日夏、秋播品種"高緯度地區(qū)，延遲成熟，株、穗較大高海拔地區(qū)"平原地區(qū)表現(xiàn)早熟，有能否高產(chǎn)的問題平原地區(qū)的品種"高海拔地區(qū)延遲成熟，有能否成熟的問題4.作物育種的主要目標性狀有哪些？高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質、生育期適宜和適應機械化。5.怎樣才能正確地制訂出切實可行的育種目標？ 6.為什么通過矮稈育種能提高作物的單產(chǎn)？降低植株高度，增加密度，降低莖稈比重，提高收獲指數(shù)；株高降低減少倒伏，提高穩(wěn)產(chǎn)性。7.稻麥品種實現(xiàn)高產(chǎn)的途徑是什么？ 類型畝穗數(shù)（萬）每穗粒數(shù)（粒）每穗粒重（克）a千粒重（克）特 點

15、多穗型50-6025-3035-40分蘗力強，成穗率高，以穗多實現(xiàn)高產(chǎn)大穗型30-35>1.5-1.8以每穗粒重高為其特點，或側重增加千粒重或側重增加每穗粒數(shù)，提高穗粒重中間型南方37-4037-4037-40通過三者協(xié)調增加，提高產(chǎn)量潛力北方40-4530>408.依據(jù)你所熟悉的某一地區(qū)，擬定一個作物的育種目標，并說明其理由。 第4章  引 種 1.何謂引種？引種的原理是什么？引種(introduction)：引進外地區(qū)(國)的新植物、新作物、新品種以及為育種和有關理論研究所需要的各種遺傳資源材料。原理：（一）氣候相似論 品種原產(chǎn)區(qū)引 種 區(qū)高緯度區(qū)低緯度區(qū)(不滿足低溫

16、和光長)，生育期延長，甚至不能抽穗開花，但營養(yǎng)器官加大低緯度區(qū)高緯度區(qū)(滿足溫度和光照)，生育期縮短冬播區(qū)春性品種春播區(qū)作春用，有的適應，且表現(xiàn)早熟、粒重提高，甚至比原產(chǎn)地還長得好春播區(qū)春性品種冬播區(qū)冬播,有的表現(xiàn)遲熟,結實不良,易遭凍害高海拔區(qū)冬作物品種平原區(qū)不適應。平原區(qū)冬作物品種引到高海拔區(qū)春播，有可能適應基本要點：地區(qū)之間在影響作物生產(chǎn)的主要氣候因素上，應相似到足以保證作物品種互相引用成功時，引種才有成功的可能性。（二）引種的生態(tài)條件和生態(tài)型相似性原理 2.影響引種成功的因素有那些？ 溫度、光照、緯度、海拔、栽培水平、耕作制度、土壤情況、植物的發(fā)育特性 3.引種有什么規(guī)律？ 低溫長日性

17、作物高溫短日性作物(夏作物水稻、玉米、大豆)4.簡述引種的工作環(huán)節(jié)。（一）制定引種計劃，搜集引種材料 1.選擇現(xiàn)有栽培品種，引用特性接近的材料； 2. 引進特定的遺傳種質，可不考慮生態(tài)條件的相近和氣候的地區(qū)界限。 （二）檢疫引種材料 v嚴格檢疫、檢驗和監(jiān)督處理引進和輸出的植物及其產(chǎn)品的疫病、害蟲、雜草等有害生物。 v設檢疫圃，鑒定新引材料，根除病蟲雜草等（三）選擇引種材料 選擇途徑：去雜去劣混合選擇(優(yōu)株混脫、繁殖、參試) 單株選擇(選優(yōu)株, 分脫、繁, 按系統(tǒng)育種)。 （四）引種試驗 1.觀察試驗 觀察、鑒定引進種的適應性和價值。 2.品種比較、區(qū)域試驗 比較鑒定表現(xiàn)優(yōu)良的引進品種，優(yōu)異的參

18、加區(qū)域試驗，測定適應范圍。 3.栽培試驗 確定引進品種，根據(jù)其遺傳特性進行栽培試驗，做到良種良法配套。第5章  選擇育種1.何謂選擇育種和純系育種？ 選擇育種(breeding by selection)，又稱系統(tǒng)育種（pedigree breeding method)： 直接從現(xiàn)有品種群體中選擇出現(xiàn)的自然變異進行性狀鑒定，并通過品系比較試驗、區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗培育農作物新品種的育種途徑。自花授粉作物的選擇育種-純系育種(pure line beeding)2.選擇育種的特點是什么？存在什么不足？選擇育種特點： （1）從品種群體中選擇優(yōu)良個體，實現(xiàn)優(yōu)中選優(yōu)和連續(xù)選優(yōu)（2）簡便快速。立

19、足于選，省去人工創(chuàng)造變異的環(huán)節(jié)； 純合快。所選個體同質結合； 推廣應用快。選擇育種不足： . 具有局限性，不能有目的創(chuàng)造新的基因型； . 有利變異的頻率低，選擇率不高； . 育成的品種在綜合經(jīng)濟性狀上難有較大的突破。 3.選擇和鑒定的主要方法是什么？選擇方法 （1）個體選擇法（individual selection）又稱單株選擇法（2）混合選擇法（bulk selection）鑒定方法 . 直接鑒定和間接鑒定 . 田間鑒定和實驗室簽定 . 自然鑒定和誘發(fā)鑒定 . 當?shù)罔b定和異地鑒定 4.試述選擇育種的基本原理及程序(純系育種、混合選擇育種、集團混合選擇育種和改良混合選擇育種）？ 基本原理一、

20、純系學說(pure line theory) 主要論點： 1.自花授粉作物的原始品種為各純系的混合群體，群體內個體選擇是有效的(分離出許多不同的純系); 2.同一純系內不同個體的基因型是相同的，繼續(xù)選擇無效(差異由環(huán)境條件引起) 。二、自然變異的原因 1.自然異交引起的基因重組； 2.自然變異引起基因突變，在某些基因位點上發(fā)生頻率很低的突變； 3.新育成品種群體中的變異（剩余遺傳變異）。程序 主要工作環(huán)節(jié)：1.選擇優(yōu)良變異株 ;2.株行(系)試驗;3. 品比試驗 ;4. 區(qū)域/生產(chǎn)試驗;5.品種審定與推廣。 基本工作環(huán)節(jié)：1.從原始品種群體中進行混合選擇; 2.比較試驗;3.繁殖和推廣。 5.

21、如何提高選擇育種的效率？. 確定選株的對象 . 明確選擇的目標 . 選株數(shù)量（一般最少數(shù)十株，多至數(shù)千株）. 多看精選 第6章 雜交育種 （一）術語解釋 雜交育種（breeding by hybridization)：不同品種間雜交獲得雜種，繼而在雜種后代進行選擇以育成符合生產(chǎn)要求的新品種，稱雜交育種。 純合群體品種：兩個親本雜交后通過分離選擇育成 雜合群體品種：自交不親和或生長衰退。兩個親本雜交后在控制授粉條件下通過混合(輪回)選擇育成； 綜合品種：若干優(yōu)良材料混合而成。組合育種(combination breeding)：將分屬于不同品種、控制不同性狀的優(yōu)良基因隨機結合后形成不同的基因組合

22、，再通過定向選擇育成集雙親優(yōu)良性狀于一體的新品種。 超親育種(transgression breeding)：將雙親控制同一性狀的不同微效基因積累于同一雜種個體中，形成在該性狀上超越任一親本的類型。 群體內輪回選擇：選擇和互交在一個群體內進行的輪回選擇。群體間輪回選擇：同時進行兩個群體遺傳改良的輪回選擇方法(相互輪回選擇reciprocal recurrent selection，rrs)。 （二）問答題 1.雜交育種按其指導思想可分為哪兩種類型？它們各自的遺傳機理是什么？ 組合育種 遺傳機理：基因重組和互作。超親育種 遺傳機理：基因累加和互作。2.雜交育種中的親本選配原則是什么？為什么說正確

23、選配親本是雜交育種的關??？有何重要意義？ 原則：（一）雙親都具有較多的優(yōu)點，沒有突出的缺點，在主要性狀上優(yōu)缺點盡可能互補 （二）親本之一最好是當?shù)赝茝V品種 （三）雜交親本間在生態(tài)型和親緣關系上差異較大 （四）雜交親本應具有較好的配合力 3.在親本選配時為什么特別強調雙親都應具有較多的優(yōu)點，沒有突出的缺點，在主要性狀上的優(yōu)缺點盡可能互補？以及親本之一最好是能適應當?shù)貤l件，綜合性狀較好的推廣品種？數(shù)量遺傳的性狀選用雙親優(yōu)點較多的材料，或一方稍差，另一方很好，能彌補，則雙親總和表現(xiàn)較好，后代表現(xiàn)總趨勢也較好，易獲得優(yōu)異材料。當?shù)赝茝V品種栽培時間長，適應當?shù)刈匀缓驮耘鄺l件，綜合性狀較好，作親本之一成功

24、的可能性大4.選用遺傳差異大的材料作親本有何利弊？是否雙親來源地的遠近，能正確反映雙親親緣關系的遠近？親本間遺傳差異較大，后代分離廣，易選出性狀超越親本和適應性較強的新品種。 5.為什么要求雙親應具有較高的配合力？這里說的一般配合力高指的是什么？ 一般配合力（general combining ability）某一親本品種和其它若干品種雜交后，雜種后代在某個數(shù)量性狀上的平均表現(xiàn)。 一般配合力高的性狀反映了親本品種控制該性狀的基因加性效應大； 6.為什么說雜交方式是影響雜交育種成敗的重要因素之一？雜交方式有哪些種？試說明在單交、三交、四交、雙交等雜交方式中，每一親本遺傳組成的比重如何？為什么在三

25、交和四交中要把農藝性狀好的親本放在最后一次雜交？（）單交(single cross)或成對雜交：兩個不同品種(系)間的雜交(a/b或 a×b)。 （二）復交（multiple cross）:選用兩個以上的親本進行兩次或兩次以上的雜交常用復交方式： 1.三交（three way cross） 三個品種間的雜交(單交f1或其它世代雜種與另一品種雜交)； 表示符號：a/b/c， f1中a、b核遺傳組成各占1/4，c 1/2。 2.雙交(double cross) 是指兩個單交f1的再雜交； 表示符號：a/b/c/d或ab/a/c 四個親本雙交，f1中各占14；三個親本雙交， f1中a 1/

26、2，b、c各占14;3.四交(tetra cross)指用四個親本的連續(xù)雜交法； 表示符號：a/b/c/3/d。a、b各占18，c14，d12。 4.聚合雜交（convergent cross）是指通過一系列雜交將若干個親本品種的優(yōu)良基因聚合在一起。7.什么是系譜法、混合法、衍生系統(tǒng)法和單籽傳法及它們各自的工作要點？試比較它們各自的優(yōu)缺點及應用。一、系譜法 主要特點:自雜種第一次分離世代(單交f2、復交f1)開始選株，分別種成株行(系統(tǒng))，以后各世代均在優(yōu)良系統(tǒng)中繼續(xù)選擇單株，直至選育出性狀優(yōu)良一致的系統(tǒng)時升級進行產(chǎn)量試驗。 在選擇過程中，各世代都予以系統(tǒng)的編號，以便查找系統(tǒng)歷史與親緣關系，故

27、稱系譜法(pedigree method)。 工作要點：綜上所述，系譜法可概括為： f1代看(看組合優(yōu)劣); f2代找(找重點組合中的優(yōu)良單株); f3代定(定系統(tǒng)的好壞) ; f4代促(促系統(tǒng)的穩(wěn)定) 。系譜法的優(yōu)缺點 優(yōu)點：具有定向選擇的作用；每一系統(tǒng)有案可查，易掌握它的優(yōu)、缺點；系統(tǒng)間的親緣關系清楚，有助于互相參證；及早集中優(yōu)良系統(tǒng)；有計劃加速繁殖和多點試驗。 缺點：f2嚴格選擇，中選率低，特別對多基因控制的性狀，效果更差 ；工作量大，占地多，往往受人力、土地條件的限制，不能種植足夠大的雜種群體，使優(yōu)異類型喪失。二、混合法（bulk method） 自花授粉作物的雜種分離世代開始，組合內

28、混種混收，不加選擇，直到雜種后代基因型純合達到80%以上時（f5-f8），才開始選擇一次單株，形成株系，從中選擇優(yōu)系升級進入產(chǎn)量試驗?；旌戏üぷ饕c：v選親本配組合 v f1-f4混合播種，混收，混脫粒 v f5混合播種，開始選株單收、單脫 v f6入選株種株行 v f7產(chǎn)量試驗,繁種混合法的優(yōu)缺點 優(yōu)點： 早代不選，混收混種工作簡便；多基因控制的優(yōu)良性狀不易丟失。 缺點： 類型丟失現(xiàn)象：早熟、耐肥、矮稈等類型；單株難選：因缺乏歷史的觀察和親緣參照，優(yōu)良類型不易確定；延長育種年限。三、衍生系統(tǒng)法（derived line method) f2(f3) 單株繁衍的后代群體。工作要點： 在雜種第一

29、、二次分離世代株選，以后各代分別按衍生系統(tǒng)混合種植而不加選擇(測定產(chǎn)量和品質)，在產(chǎn)量及其有關性狀趨于穩(wěn)定的世代(f5f8)，從優(yōu)良衍生系統(tǒng)內選擇單株(穗)，翌年種成株(穗)系，從中選擇優(yōu)系進行產(chǎn)量比較試驗衍生系統(tǒng)法的特點：具有系譜法和混合法的優(yōu)點，在不同程度上消除了兩法的缺點 四、 單籽傳法(single seed descent method，ssd) 工作要點 ：自雜種的第一次分離世代f2開始，從每一株上隨機取一粒種子混合組成下一代（f3）群體，如此進行數(shù)代，直到純合化達到要求時（f5或f6），再按株（穗）收獲，下年種成株（穗）行，從中選擇優(yōu)良株（穗）系混收（株行數(shù)等于f2群體植株數(shù)）。

30、進行產(chǎn)量比較試驗單籽傳法的優(yōu)缺點 優(yōu)點： (1)早代溫室或異地加代繁殖，育種進程縮短。 (2)產(chǎn)生大量的株系和品系，進一步試驗鑒定。缺點：缺乏系內選擇，f2單株后代難以提高，要求雜交組合的性狀水平高; f3-f5代缺少株系的田間評定，不利于某些性狀的選擇。 8.雜交育種的程序是什么？ 9. 什么是回交育種？回交育種有哪些用途及有何局限性？在什么情況下回交育種最有效？ 回交育種 (backcross breeding method) ：兩品種雜交后，以 f1 回交于親本之一，從回 交后代中選擇特定植株仍回交于該親本，如此連續(xù)進行若干次，再經(jīng)自交選擇育成 新品種的方法。表達方式：(a×b

31、)×a×a或a3×b等。 bc1、bc2 bcn bc1f1、bc1f2 用途：精確改良某個性狀非常有效；控制育種群體發(fā)展方向；控制雜種后代群體規(guī)模。局限性：僅改良原品種的個別缺點，大多性狀沒大提高；輪回親本選擇不當，延長育種年限； 改良品種限于由少數(shù)主基因控制的性狀，改良數(shù)量性狀則比較困難。 每一世代都需人工雜交，工作量大； 目標基因的多效性，或與不利基因緊密連鎖是回交育種的障礙； 回交群體回復為輪回親本基因型常出現(xiàn)偏離。10. 什么是輪回親本和非輪回親本？在回交育種中它們各有何作用？在選用輪回親本和非輪回親本時要注意哪些問題？ 輪回親本：農藝性狀好(適應性強、

32、產(chǎn)量高、綜合性狀好等),只有個別缺點改造，當?shù)赝茝V品種最好。 非輪回親本 :(1) 具有改進輪回親本缺點的基因,輸出的性狀經(jīng)回交數(shù)次后仍保持足夠的強度，其他性狀未有嚴重的缺陷; (2)目標性狀不與不利性狀基因連鎖;(3)被轉移的性狀由顯性基因控制;(4)回交轉育質量性狀，應選擇一個其他性狀和輪回親本盡可能類似的非輪回親本，以減少回交次數(shù) 。11. 回交有什么遺傳效應？與自交遺傳效應有什么不同？（1）.在回交育種雜合基因群體中，雜合基因型逐漸減少，純合基因型相應地增加。不加選擇的回交產(chǎn)物為 輪回親本；選擇可得到非輪回親本目標性狀 + 輪回親本綜合性狀后代 ； （2）.有利打破連鎖。每回交一次，即

33、可增加一次基因置換的機會而增加重組型在群體中的比率，具有打破連鎖的作用。 12. 如何利用回交培育新的雄性不育系和近等基因系？ 13.復合品種與綜合品種的異同點？ 14.怎樣合成群體改良的基礎群體？基礎群體：基礎材料自身性狀優(yōu)良，類型和性狀的多樣性大，遺傳變異大，親緣關系遠。（1）基礎群體的材料選擇 目標性狀群體遺傳變異度、平均值、加性效應值。 開放授粉品種（如玉米地方品種和外來品種） 復合品種和綜合品種 優(yōu)良品系 雜交后代的合成群體（2）基礎群體的合成入選材料按比例混合、自由授粉 雜交配組、選擇合成、自由授粉 本地品種與外來品種混合 充分重組、打破連鎖、提高優(yōu)良重組體頻率 自花授粉作物基礎材

34、料導入雄性不育建異交群體。15.輪回選擇法是怎樣實現(xiàn)群體改良與育種實際緊密結合的？ 16.群體內輪回選擇法有哪些，各有哪些特點？（1） 混合選擇法（mixed bulk selection）是指在異花授粉作物中，根據(jù)單株表現(xiàn)型所進行的周期性選擇。特點：時間短，費用低，簡單易行。 不足：不易排除環(huán)境的影響和有效淘汰不良基因型，容易誤選，致使改良效率不高和效果不佳。 （2） 改良穗行選擇法(modified ear-row selection) （3） 自交后代選擇（s1 or s2 selection）優(yōu)點：對加性基因控制的性狀改良效果較好；s2較s1更有利于隱性有利基因選擇改良; s0 、s1

35、、s2多次選擇、多個性狀的選擇和多次基因重組，選擇效果好。缺點：完成一輪改良時間較長，費用較高。17.群體內與群體間改良的異同點，它們各適用于哪些情況？ 18.在哪些情況下適宜應用復合輪回選擇方法？ 一是針對群體的不足，適當滲入異源種質(基因)，增加遺傳變異性，具有更多的優(yōu)良基因；二是針對被改良對象和性狀的遺傳特點，改進和補充輪選模式，提高效率。19.為什么說導入隱性雄性核不育基因是自花授粉與常異花授粉作物進行輪回選擇的基礎和前提？ 20. 異花授粉作物綜合品種育種的常用方法是什么？ （三）論述題 1. 簡述轉移顯性和隱性單基因控制的性狀，以及數(shù)量性狀的回交育種的過程。 2. 制定一個利用回交

36、法改良某一小麥品種的抗?。ɑ蚩瓜x）性的育種方案。 3.群體改良的概念和作用。群體改良(population improvement）：通過鑒定選擇、人工控制下的群體內自由交配，改變基因、基因型頻率，以增加優(yōu)良基因的重組，提高有利基因和基因型頻率，改進群體綜合表現(xiàn)的育種方法。 作用：創(chuàng)造新的種質資源； 選育綜合品種； 改良外來種質的適應性。4.群體改良的原理。（1）.hardy-weinberg定律（基因平衡定律） 在一個完全隨機交配群體內，如果沒有選擇、突變、遺傳飄移等因素的干擾，基因和基因型頻率在各世代保持不變。打破基因平衡：現(xiàn)實群體數(shù)量有限、環(huán)境或人為選擇、突變或遺傳漂移等因素自然、人工進

37、化。 （2）.群體進化選擇和重組 v經(jīng)濟性狀大都是數(shù)量性狀，是相互聯(lián)系、相互制約的多基因共同作用的結果。 v假設有利基因是顯性，顯性純合體在自由交配群體中的頻率1/4，某性狀有n對基因控制，則有利基因個體的頻率 (1/4)n, 選擇機率極小。v通過選擇組成優(yōu)化群體，提高群體優(yōu)良基因頻率，進一步重組、鑒定、選擇提高優(yōu)良基因型個體的頻率； v群體改良與作物育種就是不斷打破群體基因和基因型平衡，提高有利基因和基因型的頻率。5.群體改良的基本過程和主要環(huán)節(jié)。 6. 利用太谷核不育小麥（ta1）設計一個群體改良小麥某個性狀的的輪回選擇育種方案。 第7章  雜種優(yōu)勢利用 （一

38、）詞解釋  雜種優(yōu)勢：是指兩個遺傳性不同的親本雜交所產(chǎn)生的雜種在某些性狀上優(yōu)于其親本的現(xiàn)象。 一般配合力（general combining ability，gca）：指一個自交系親本與其它若干個自交系雜交的f1在某個數(shù)量性狀上的平均表現(xiàn)。 特殊配合力（special combining ability，sca）：兩個特定親本所組配f1在某種數(shù)量性狀上的表現(xiàn)。 測交；測交種；測驗種；配子體自交不親和性(self-incompatibility of gametophyte)：受配子體基因型控制 ，表現(xiàn)在雌雄配子間的相互抑制作用孢子體自交不親和性(self-incompatibilit

39、y of sporophyte)：雌雄二倍體細胞間的相互抑制, 花粉管不能進入柱頭質核互作雄性不育：受細胞質不育基因和對應的細胞核不育基因共同控制的不育類型,為胞質不育(cms)?；瘜W雜交劑(chemical hybridizing agent，cha)：利用植物生長調節(jié)劑(化學藥劑)誘導小麥雄性不育配制雜種一代種子技術，其所用植物生長調節(jié)劑稱化學雜交劑（cha），又稱化學殺雄劑。 一環(huán)系（first cycle line）：從品種群體或品種間雜種品種中選育出的自交系。二環(huán)系（second cycle line）：從自交系間雜種品種中選育出的自交系。核質雜種（nucleo-cytoplasmi

40、c hybrid）不同種屬間的細胞核、細胞質存在一定程度的分化及不同的互作效應, 異核、質結合產(chǎn)生一定的雜種優(yōu)勢, 即核質雜種優(yōu)勢(通過回交置換法獲得核質雜種)（二）回答問題 1.利用作物雜種優(yōu)勢的途徑有哪些？各有什么特點？ 2.利用作物雜種優(yōu)勢的基本條件是什么？ 3.作物雜種品種都有哪些類別？ （一）品種間雜種品種 （二）品種自交系間雜種品種（variety-line hybrid） （三） 自交系間雜種品種 （interline hybrid）1.單交種（single cross hybrid） a×b或a / b 2.三交種（three

41、way cross hybrid） （a×b）×c或a / b / c3.雙交種（double cross hybrid） （a×b）×（c×d）或a / b / c / d4.綜合雜交種（synthetic hybrid）（1）自交系直接組配 （2）配成n（n1）個單交種 （四）雄性不育雜種品種（hybrid with male sterility）1.胞質雄性不育雜種品種（hybrid with cms）2.細胞核雄性不育雜種（hybrid with gms） 3.光溫敏雄性不育雜種品種 （五）自交不親和系雜種品種(hybrid with

42、self-incompatibility) （六）種間與亞種間雜種品種（interspecific hybrid and intersubspecific hybrid） （七）核質雜種（nucleo-cytoplasmic hybrid）4.作物雜種優(yōu)勢表現(xiàn)特點有哪些？ 1.雜種優(yōu)勢的普遍性 (1)生長勢和營養(yǎng)體(2) 抗逆性和適應性 (3) 生理功能 (4) 產(chǎn)量和產(chǎn)量因素(5) 品質 (6) 生化表現(xiàn) 2.雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的復雜多樣性 作物種類:2倍體作物>多倍體作物； 親本基因型純合度:純合度高的自交系間的雜種優(yōu)勢較純合度低的自由授粉品種間的雜種優(yōu)勢強； 親本親緣關系:親緣

43、關系遠的自交系間雜種優(yōu)勢強于親緣關系近的自交系間雜種優(yōu)勢；性狀:綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)勢的雜種，單一性狀優(yōu)勢低。 環(huán)境條件:優(yōu)勢表現(xiàn)是雙親基因及環(huán)境條件互作。3.f2及以后世代雜種優(yōu)勢的衰退 衰退速度與f1雜合位點數(shù)、作物授粉方式關系密切。5.對作物雜種優(yōu)勢的遺傳成因都有哪些解釋？你對這些解釋有什么看法？難以解釋的現(xiàn)象： (1). 雜種優(yōu)勢超顯性純合親本20以上，有的50； (2). 隱性基因并非都不利，只在純合狀態(tài)下不利。顯性假說的補充： v一些顯性基因與另一些隱性基因位于同一染色體上，表現(xiàn)連鎖； v控制某些有利性狀的顯性基因是非常多時，f2將不是偏態(tài)分布。 （二）超顯性假說（over domina

44、nce hypothesis），又稱等位基因異質結合假說（hypothesis of allelic heterozygosity） 基本論點：雜合等位基因的互作勝過純合等位基因的作用，雜種優(yōu)勢是由于雙親基因型的異質結合所引起的等位基因間的相互作用的結果。 v aaaa或aa，bbbb或bb v等位基因分別具有控制不同的酶和代謝過程，產(chǎn)生不同的產(chǎn)物，使雜合體同時產(chǎn)生雙親的功能。 不足：它完全否定了等位基因間顯隱性的差別，排斥了有利顯性基因在雜種優(yōu)勢表現(xiàn)中的作用；雜種優(yōu)勢并不總是與等位基因的異質結合相一致。（三）染色體組-胞質基因互作模式(genome-cytoplasmic gene inte

45、raction) 6.測定配合力都有哪些方法？這些方法各有什么特點？ （l）頂交法（top-cross method） （2）雙列雜交（diallel cross method） 是用一組被測系相互輪交，配成雜交組合，進行后代測定。（3）系×測驗系法(line ×tester method) 7.如何利用質核互作雄性不育的雜種優(yōu)勢？ 8.孢子體不育和配子體不育有何差別？有何特點？ (1) 孢子體不育 花粉育性的表現(xiàn)由孢子體(母體株)的基因型控制，與花粉(配子體)本身的基因無關。 雌雄孢子體基因型中無相同s基因，表現(xiàn)親和; 雌雄孢子體有一個相同s

46、基因 s1s2×s1s3，若s1為隱性,則親和； 雌雄s基因相同 無顯隱性關系，表現(xiàn)為不親和。s（r r） s（r r）+ s（r r）+ s（r r） 花粉可育 可 育 可 育 不 育 結實正常 結實正常 結實正常 不結實 f1 f2 育性分離(2) 配子體不育 不育系的花粉敗育發(fā)生在雄配子體階段，其育性受配子體基因型控制(配子體基因不育時花粉表現(xiàn)不育，反之花粉表現(xiàn)正常)。 取決于花粉與雌蕊(柱頭)所帶s基因是否相同。 雙親基因相同,自交完全不親和 s1s1×s1s1(純合體自交 )或s1s2×s1s2(雜合體自交 ) ; 雙親有一個相同s基因,異交一半花粉親和

47、,一半不親和 s1s1×s1s2s1s2; s1s2×s1s3s1s3+s2s3 雙親無相同基因, 完全親和 s1s1×s2s2s1s2;s1s2×s3s4s1s3+s1s4+s2s3+s2s4(豆科、禾本科、茄科、薔薇科等)。 s（r r）ª s（r r）+ s（r r） 花粉半不育 可育 半不育 f1 結實正常 f2結實正常 9.雄性不育的花粉敗育有幾種類型？各有什么特征？ 4個敗育時期：小孢子母細胞形成期; 小孢子母細胞減數(shù)分裂期; 單核花粉期; 二核和三核花粉期。 3種敗育類型：無花粉、單核敗育和雙核敗育型。 10.植物雄性不

48、育在生理生化方面有哪些異常？ 物質運輸和代謝：不育系<可育系。 能量代謝：不育株atp含量、 atp酶活性<可育株; 蛋白質：不育系<可育系(各種游離組蛋白含量)； 氨基酸含量：不育花藥隨花粉敗育進程下降(前期較快，后期平緩)；可育花藥隨花粉的發(fā)育平穩(wěn)上升；酶的活性：過氧化物酶 不育系>保持系>恢復系；堿性磷酸酶、酸性磷酸酶、atp酶、葡萄糖-1-磷酸酶和葡萄糖-6-磷酸酶恢復系>保持系>不育系；細胞色素氧化酶、琥珀酸去氫酶保持系>恢復系>不育系; 內源激素:不育花藥吲哚乙酸( iaa)庫受有關氧化酶的破壞而虧損，導致花藥代謝及小

49、孢子發(fā)育異常而花粉不育。 11.有應用價值的不育系應該具備哪些條件？ 12.恢復系選育可以采用那些方法？ (1)測交篩選法 a ×常規(guī)品種（系） (2)雜交選育法 r × r；r × b；a × r (3) 回交轉育法 (4)人工誘變法13.雜交品種的選配應遵循那些原則？為什么？ 14.化學雜交劑應具備什么特點？ v能誘導完全或近于完全的雄性不育，而不影響其雌性花的育性，不產(chǎn)生其它不良效應； v具有較為靈活的用藥劑量和時期；v與基因型和環(huán)境的互作效應?。?v無藥害，無殘毒，使用安全，價格低廉。 15.優(yōu)良恢復系的基

50、本條件和優(yōu)良特性是什么？ 三個基本條件：群體整齊，性狀一致，結實正常的純系；使不育系的不育性完全恢復正常；恢復性不因世代的增加或環(huán)境的改變而變化。 具備的特性：恢復力強; 配合力好; 遺傳基礎豐富;植株稍高于不育系;品質好;抗性好。 16.三系雜交種是怎樣生產(chǎn)的？ （三）論述題 1.寫出度量作物雜種優(yōu)勢的方法。 （l）. 中親優(yōu)勢（mid-parent heterosis） 中親優(yōu)勢（）（f1mp）mp×100 (2). 超親優(yōu)勢（over-parent heterosis） 超親優(yōu)勢（）=（f1hp）/ hp×100 負向超親優(yōu)勢（

51、）=（f1lp）lp×100 (3). 超標優(yōu)勢（over-standard heterosis） 超標優(yōu)勢（）（f1ck）ck×100 (4). 雜種優(yōu)勢指數(shù)（index of heterosis） 雜種優(yōu)勢指數(shù)（）f1mp×100 2.試述雜種品種的親本選配原則及理由。 （一）配合力高 （二）親緣關系較遠 。地理遠緣、血緣較遠、類型和性狀差異較大。 （三）性狀良好并互補 （四）親本自身產(chǎn)量高，花期相近第8章  誘變育種1.主要物理誘變劑的種類、輻射源和主要特性是什么？（一）紫外線 波長200390nm, 低能電磁輻射, 激發(fā)原子外

52、層電子電磁輻射，非電離輻射；穿透力弱，適于單細胞組織或生物。（二）x射線 波長0.005-1nm，核外電磁輻射，原子中激發(fā)態(tài)躍遷到低能態(tài)產(chǎn)生射線。射線特性取決于工作電壓和靶材料(鎢、鉬)； 軟x 射線：0.1-1nm，穿透力弱(mm)，(微效突變) 硬x 射線：0.001-0.1nm，穿透力(cm)，早期常用于誘變育種； 高能x 射線：10-8-10-3nm，穿透力強。（三）射線 波長10-3 nm, 核內電離輻射, 能量高, 穿透力強。常用物理誘變劑，60%誘變育成品種是利用r 射線。防護：水泥墻體、鉛板、金屬離子溶液、水體等；輻射源：60co-非放射性金屬鈷在中子反應堆中形成,半衰期5.3

53、年； 137cs-鈾裂變產(chǎn)生，半衰期30年，能量是60co 的一半；（四）粒子輻射 由具有靜止質量的粒子組成。有帶電和不帶電粒子2種。 l .中子 中性粒子，不帶電。 按能量分:熱中子、慢中子、中能中子、快中子和超快中子。2. 帶電粒子輻射 射線：帶正電粒子束, 穿透力弱, 電離密度大。 作內照射源，對有機體內產(chǎn)生嚴重損傷，誘發(fā)染色體斷裂能力強。 射線:穿透力較大，電離密度較小(內照射32p、35s、14c和131i，生物學效應同 x、射線相仿)。 （五）航天搭載 空間環(huán)境的微重力、高能粒子、高真空、缺氧和交變磁場等因子誘變育種。特點：誘變作用強、變異幅度大、微突變類型和有益變異多等。（六）其

54、他物理誘變劑 電子束：高能輻射，m1損傷輕，m2誘變效率高； 激光：受激輻射，亮度高，單色性、方向性和相干性好。 離子注入：生物損傷輕、突變率高、突變譜廣，激發(fā)性高、劑量集中和可控。2.試述輻射誘變處理的材料與相應的處理方法？ （1）.外照射 指被照射的種子或植株所受的輻射來自外部某一輻射源( 、x射線和中子等)。 急性照射：劑量率高，幾分鐘至幾小時。 慢性照射：劑量率低，需時長(幾周至幾個月/年) 。 連續(xù)照射：一段時間內一次照射完畢。 分次照射：間隔多次照射完成。（2）.內照射 將輻射源引入生物體組織和細胞內照射 。 v放射性元素在植物體內衰變過程中放出射線作用于植物體； v放射

55、性元素在生長點、形成層放射性較高； v放射性元素成為遺傳物質核酸的成分，其衰變本身有一定的誘變效應。 內照射源：32p、35s、131i、14c等射線源。 主要方法： (1)浸泡法 將種子或嫁接的枝條放入一定強度的放射性同位素溶液內浸泡。 (2)注入法 放射性溶液注入植物莖稈、枝條、葉芽、花芽或子房。 (3)施入法 放射性同位素溶液施入土壤使植物吸收。 (4)合成法 供給植物14co2，使植物通過光合作用將放射性的14c同化到代謝產(chǎn)物中引起變異。 3.什么是照射強度和劑量強度？其單位是什么？如何進行新舊單位的換算？ 放射性強度：放射源 mci (10-3 ci); uci (10-6

56、 ci) 貝可(bq), 即1bq/sec2.703x10-11ci。劑量強度：單位物質吸收的劑量。 照射劑量：倫琴(r)表示，x和射線劑量單位，庫倫/千克(coulomb/kg)，相當于3.876×103r(新)； 吸收劑量：拉特(rad)表示，單位戈瑞(gray)； 中子流量：單位平方厘米中子數(shù)(n/cm2)表示, 也可用rad表示； 劑量率：單位時間內物質的吸收劑量 (r / min)； 半致死劑量ld50：處理當代植株成活50%； 臨界劑量：處理當代植株成活40%。4.如何確定最適宜的輻射劑量？（1）.輻射敏感性因作物和品種不同而異 最敏感:大豆、豌豆和蠶豆，玉米和黑麥 等； 較敏感：水稻、大小麥等禾本科作物及棉花