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作物育种学总论笔记

张天真——作物育种学总论 名词解释、填空、简答

名词解释

◆品种(cultivar):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。

◆农作物品种的三个基本特性:DUS D特异性(distinctness);U一致性(uniformity);S稳定性(stability)。

◆有性繁殖:凡由雌雄配子结合,经过受精过程,最后形成种子繁衍后代的。

◆无性繁殖:凡不经过两性细胞受精过程的方式繁殖后代的统称为无性繁殖。

◆天然异交:区别于人工杂交,是指同作物不同品种间的自然杂交。

◆自交不亲和性(self-incompatibility):指具有完全花并可形成正常雌雄配子,但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。

◆雄性不育性(malesterility):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。

◆无融合生殖(apomixes):植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞,不经过正常的受精和两性配子的融合过程而直接形成种子繁衍后代的方式,称为无融合生殖。

◆自交衰退(inbreeding depression):杂合基因型的作物,自交后代的生活力减退,称为自交衰退。表现为生长力下降,繁殖力、抗逆性减弱,产量降低等。

◆自交系品种(纯系品种)(pure line cultivar):对突变或杂合基因型连续多代的自交和选择育成的同质纯合群体。

◆杂交种品种(Hybrid cultivar):在严格选择亲本(自交系)和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。同质杂合

◆群体品种(population cultivar):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异花授粉作物的自由授粉品种。异质杂合。

◆异花授粉作物的综合品种(synthesis cultivar):育种家按照一定的育种目标,选用优良的品系,更具一定的遗传交配方案有计划的人工合成的群体。异质杂合。

◆自由授粉作物的复合品种(composite cultivar):这是一种利用多个各具有特点的优良系(或自交系)采用复合杂交的方法有计划的组配成杂交种。简称复合种。异质杂合(群体内个体基因型纯合,个体间异常)。

◆自花授粉作物多系品种(multi-line cultivar):若干近等基因系的种子混合繁殖而成。异质杂合。

◆无性系品种(clonal cultivar):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。

◆种质资源(germplasm resources):具有特定种质或基因,可供育种及相关研究利用的各种生物类型。(狭义)

◆种质资源(germplasm resources):凡能用于作物育种的生物体都可以归入种质资源的范畴,包括地方品种、改良品种、新选育的品种、引进的品种、突变体、野生种、近缘植物、人工创造的各种生物类型、无性繁殖器官、单个细胞、单个染色体、单个基因。(广义)

◆种质:亲代传给子代的遗传物质,是控制生物本身遗传和变异的内在因子。

◆核心种质(core collection):指基因型及表现性优良,在育种工作中使用频率高,在一起为育种材料时培育出新品种的概率较高的种质资源材料。

◆作物起源中心(center of origin of crops):凡遗传类型有很大的多样性而且比较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。(Vavilov瓦维洛夫提出的)

现在的概念:野生植物最先被人类栽培利用(原生起源中心)或产生大量栽培变异类型(次生起源中心)的独立农业地理中心。

◆原生起源中心/初生起源中心(Primary origin center):作物最初始的起源地。

◆次生起源中心(Secondary origin center):当作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时,在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔离而形成新的隐性基因控制的多样化地区。

◆原生境保存(in situ conservation):在原来的生态环境中,就地进行繁殖保存种质。

◆非原生境保存(ex situ conservation):指种质保存于该植物原生态生长地以外的地方。

◆育种目标:指在一定的自然、栽培和经济条件下,计划选育的新品种应具备的优良性状的指标。

◆生物产量(bio mass):作物整个生育期间,通过光合作用生产积累有机物的总量。

◆经济产量(economic yield):栽培目的所需要的经济价值的那部分产量。

◆经济系数或收获指数(HI):生物产量转化为经济产量的效率,即经济产量与生物产量的比值。

◆理想株型育种: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,并将光合产物最大限度地输送到子粒中去,通过提高收获指数而提高子粒产量。

◆高光效育种:通过提高作物本身的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。

◆引种(crop introduction):泛指从外地或外国引进新植物、新作物、新品种、品系以及供研究用的各种遗传资源材料。

◆驯化(acclimation):是人类对植物适应新的地理环境能力的利用和改造。

◆生态型:同一物种变种范围内,在生物学特性、形态特征等方面均与当地的主要生态条件相适应,遗传结构也基本相似的作物类型。

◆选择育种(breeding by selection):是指直接从现有品种群体中选择出现的自然变异进行性状鉴定选择并通过品系比较试验、区域试验和生产试验培育农作物新品种的育种途径。

◆混合选择法:根据植株的表型性状,从原始群体中选取符合选择标准要求的优良单株混合留种,下一代混合播种在混选区内,相邻栽植对照品种(当地同类优良品种)及原始群体的小区进行比较鉴定的选择方法。

◆单株选择法:是按照选择标准从原始群体中选出一些优良单株,分别编号,留种,下一代单独种植一小区形成株系(一个单注的后代)。根据各株系的表现,鉴定各入选单株基因型优劣的选择法。

◆杂交育种:不同品种间杂交获得杂种,继而在杂种后代进行选择以育成符合生产要求的新品种。(通过杂交育种选育出来得品种,属于纯系品种 一代一代的自交,至少需要10年)

◆组合育种(combination breeding):将分属于不同品种的、控制不同性状的优良基因随机结合后形成各种不同的基因组合,通过定向选择育成集双亲优点于一体的新品种。

◆超亲育种(transgressive breeding):将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累于同一个个体中,在该性状上超过亲本的类型。

◆回交育种(backcross method):两个亲本杂交后,利用F1与亲本之一进行连续多代的回交,从而育成新品种的方法。

◆轮回亲本(recurrent parent):用于多次回交的亲本:也是有利性状的接受者,又称受体亲本(receptor)。

◆非轮回亲本(non-recurrent parent):只有第一次杂交时应用的亲本;也是目标性状的提供者,又称供体亲本(donor)。

◆诱变育种(induced mutation breeding):利用理化因素诱发变异,再通过选择而培育新品种的育种方法。

◆远缘杂交(wide cross或distant hybridization):植物分类学上属于不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交。

◆一环系:从品种群体和品种间杂种品种中选育出的自交系。

◆二环系:从自交系间杂交种中选育的自交系称为二环系

◆垂直抗性:又称小种特异性抗病性或专化性抗性,指寄主品种对病原菌某个或少数生理小种免疫或高抗,而对另一些生理小种则高度感染。

◆近等基因系NIL(near-isogenic lines):遗传背景相同,只在个别性状上有差异的一系列品系。

◆多倍体(polyploid):指体细胞有3个或3个以上染色体组的植物个体。

◆单倍体(haploid):指具有配子染色体组的个体。(一倍体和多元单倍体)

◆孤雌生殖(parthenogenesis):指卵细胞未经受精而发育成个体的生殖方式。

◆孤雄生殖(male parthenogenesis):精子入卵后未与卵核融合,而卵核发生退化、解体,精核在卵细胞内发育成胚。

◆无配子生殖(apogamy):是指助细胞或反足细胞未经受精而发育成为单倍体的胚。

◆多倍体育种:根据育种目标要求创造多倍体的途径。

◆单倍体育种:指利用植物组织培养技术(如花药离体培养)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体加倍(如秋水仙素处理),从而使植物恢复正常染色体数。

◆同源多倍体(autopolyploid):指体细胞中染色体组相同的多倍体。

◆异源多倍体(allopolyploid):由不同种、属间个体杂交得到的F1经染色体加倍而成。

◆杂种优势(heterosis):指杂种在生长势、生活力、抗逆性、适应性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。

◆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。

◆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。

◆中亲优势(相对优势):指杂种(F1)的产量或某一数量性状的数值与双亲(P1与P2)同一性状的平均值差数的比率。中亲优势(%)=(F1-MP)/MPⅹ100%   MP=(P1+P2)/2

◆超亲优势:指杂种F1的产量或某一数量性状的数值与高值亲本(HP)同一性状数值差值的比率。 超亲优势(%)= (F1-HP)/HP ⅹ100%

◆负向超亲优势: 指杂种F1的产量或某一数量性状的数值与低高值亲本(LP)同一性状数值差值的比率。负向超亲优势(%)=(F1-LP)/ LP ⅹ100%

◆超标优势:指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与当地推广品种或对照品种(CK)同一性状数值差值的比率。 超标优势(%) = (F1 - CK)/ CKⅹ100%

◆杂种优势指数(index of heterosis): 指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与双亲(P1 和 P2)同一性状的平均值的比率。杂种优势指数(%)= F1 /MPⅹ100%

◆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或其他形状指标的大小。

◆一般配合力:指一个纯系亲本与其他若干个品种杂交后,其杂种一代在某个数量性状上的平均表现。(有基因的加性效应决定的)。一般配合力高的性状反映了亲本品种控制该性状的基因加性效应大。

◆特殊配合力:指两个特定亲本系所组配的杂交种的产量水平,又称为某一特定组合 F1 的实测值与其双亲一般配合力得到的预测值之差。

◆核质杂种:具有来源于不同种或不同系统的核与细胞质所形成的杂种。

◆孢子体不育:指花粉育性的表现由孢子体(母体植株)的基因型控制,与花粉(配子体)本身的基因无关。特点:不育系与恢复系杂交所获得的杂种一代,花粉全部正常,结实亦正常,但杂种二代不育基因分离重组,将有不育株产生。

◆配子体不育: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。特点:不育系与恢复系杂交所获得的杂种一代,花粉有不育和可育两类,且各占一半。

◆雄性不育:雄性器官发育不良,失去生殖功能,导致不育的特性。有质核互作不育和核雄性不育两类型。

◆质核互作不育(胞质不育):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。

◆剂量强度:指受照射的物质每单位质量所吸收的能量,即物质所吸收的能量/物质的质量。

◆半致死剂量LD50:即照射处理后植物能开花结实存活一半的剂量。

◆临界剂量:照射处理后植株成活率约 40%的剂量

◆诱变一代:经过诱变处理的种子活营养器官所长成的植株或直接处理的植株。

◆群体改良(Population improvement):通过鉴定选择、人工控制下的自由交配等一系列育种手段,改变基因、基因型频率,增加优良基因的重组,从而达到提高有利基因和基因型的频率。

◆遗传平衡定律Hardy-Weinberg定律(群体改良原理):即在一个完全随机交配的群体内,如果没有其他因素(如选择、突变、遗传漂移等)干扰时,则基因和基因型频率保持恒定,各世代不变。

◆品种审定:是指对新选育和新引进的品种,有权威性专门机构对其进行审查,并作出能否推广,和在什么范围内推广的决定。

◆品种登录:是学术界对新品种的认可、也是育种者对新品种在学术界的正式发表。

◆品种权:是由国家植物新品种保护审批机关依照法律法规的规定,赋予品种权人对其新品种的经济权利和精神权利的总称。

◆种子生产:也称良种繁育,是对通过审定的植物品种,按照一定的繁育规程扩大繁殖良种群体,使生产的种子、种苗保持一定的纯度和原有种性的一整套生产技术。

◆品种退化:是指一个新选育和新引进的品种经一定时间的生产繁殖后,会逐渐丧失其优良性状。

◆异附加系(alien addition line):在某物种染色体组的基础上,增加1个、1对或2对其他物种的染色体,从而形成1个具有另一种物种特性的新类型个体。

◆异置换系():某物种的一对或 几对染色体被另一物种的一对或几对染色体所取代的新类型个体。

◆异位系(translocation line):某物种的一段染色体与其他物种的染色体节段发生交换。

填空题

●良种的双重含义:具有优良品种品质和优良播种品质。

●作物繁殖方式:有性繁殖(自花授粉、异花授粉、常异花授粉)、无性繁殖(植物营养体繁殖、无融合生殖无性繁殖)。

●有性繁殖的两种特殊形式:自交不亲和性和雄性不育性。

作物授粉方式的分类,是根据自然异交率的高低确定的。自然异交率≤4%是典型的自花授粉作物;50%——100%是异花授粉作物;其他的为常异花授粉作物。

●品种的特性 DUS:特异性;一致性;稳定性。

●作物品种类型:自交系品种;杂交系品种;群体品种;无性系品种。

●杂交品种育种两个程序:亲本自交系育种;杂交组合育种。

●作物起源中心可分为初生中心和次生中心。

●作物起源中心两个特征:基因的多样性和显性基因的频率较高。

●收集种质资源的方法:直接考察收集、征集、交换、转引。

●种质资源保存分为原生境保存和非原生境保存。保存方法有:种质保存、贮藏保存、离体保存、基因文库技术。 种植保存、贮藏保存(原理: 迫使种子处于代谢作用的最低限度)、离体保存(用试管保存植物的组织和细胞的培养物;原理:植物细胞的遗传全能性)、基因文库技术。

●收集材料的整理:归类;编号;分类

●种质资源的研究内容包括:性状、特性的鉴定与评价及细胞学鉴定。

●本地品种资源包括:农家品种和当地长期推广种植的改良品种。

●现代农业对作物品种性状的要求:高产、稳产、优质、适应机械化。

●适应机械化作业作物品种要具备:株型紧凑,杆硬不倒,生长整齐,成熟一致,结实部位适中,不裂荚,不落粒等。

●作物育种的主要目标:高产、优质、稳产、生育期适宜、适应机械化需求。

●产量是遗产特征特性与环境条件共同作用的结果。源要足,库要大,流要畅三者协调。

●引种材料可以是:繁殖器官(种子)、营养器官(树的枝条)、染色体片段(质粒)。

●引种的影响因素:温度、光照、维度、栽培水平、耕作制度、土壤情况、海拔、植物发育特性。

●改良株型的目的是:改良作物的受光态势,提高光能利用率,从而提高产量。

●作物生态型按生态条件可分:气候生态型、土壤生态型和共栖生态型。

●选择基本原理:变异是选择的基础,遗传是选择的保证,选择促进变异向有利的方向发展。

●选择育种鉴定的原则:方法简单易行,结果客观准确。

●杂交方式:单交或成对杂交、复交、聚合杂交。

●杂交后代的选择方法:系谱法、混合法、衍生系统法、单粒传法。

●轮回亲本选择:综合性状优良;存在一两个待改进的性状。

●非轮回亲本选择:必须具备弥补轮回亲本缺陷的目标性状,而且十分充实。

●回交的遗传效应:每回交一代,非轮回亲本遗传物质在原基础上减小一半。

当导入数量性状基因时,回交工作是否成功,以及回交工作进展的难易受两种因素的影响,一是控制某一性状的基因的数目(数目增加,后代出现的比例降低),二是环境对基因表现的作用。

●自交的遗传效应:自交使纯合基因型保持不变;自交使杂合基因型的后代发生性状分离;自交引起杂合基因型的后代活力衰。

●异交的遗传效应:异交形成杂合基因型;异交增强后代的生活力。

●物理诱变剂类别:紫外线、X 射线、γ射线、粒子辐射、其他物理诱变剂、航天搭载诱变

材料是种子、花粉、子房、营养器官以及愈伤组织。处理方法:外照射和内照射。

●化学诱变剂:烷化剂、叠氮化钠、碱基类似物、其他化学诱变剂。

●远缘杂交不亲和性的关键所在是存在种间生殖隔离。原因是:双亲受精因素的差异;双亲基因组成的差异。

●远缘杂种夭亡和不育的根本原因是由于其遗传系统的破坏。具体是:核质互作不平衡;染色体不平衡;基因不平衡;组织不协调。

●F1 基因型的高度杂合性和表现型的整齐一致性是构成强优势杂种品种的基本的条件。

●选育自交的原始材料有三类:地方品种和推广品种、各类杂种品种、综合品种或人工合成群体。

从上述品种群体和品种间杂种品种中选育出的自交系,统称为一环系。从自交系间杂种品种中选育出的自交系称为二环系。

●配子体自交不亲和性,受配子体控制,表现在雌雄配子间的相互抑制作用。

●孢子体自交不亲和性受花粉亲本的基因型控制,表现在雌雄二倍体之间的相互抑制作用。

●质核互作不育的一个特点是能实现不育系、保持系、恢复系配套,并能通过三系法将杂种优势应用于生产。

●恢复系选育的方法:测交筛选法、杂交选育法、回交转育法和人工诱变法。

●群体改良的意义:创造新的种质资源、选育优良的综合品种、改良外来种质的适应性。

●抗病性的鉴定方法:田间鉴定和实验室鉴定、成株期鉴定和苗期鉴定、离体鉴定。

●自交系改良的目的:在保留优系全部或大部分优良性状并保持其高配合力特性的前提下,改良它的个别不良性状,提高优系的利用价值。

●品种审定的程序:申请、受理、品种试验、审定、公告。

作物育种学是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。

现代化农业对育种目标总的要求是:高产;稳产;早熟;优质; 适应机械化作业。

性状鉴定的方法有:直接鉴定;间接鉴定;按鉴定条件可分为自然鉴定和诱发鉴定。

在〔(甲×乙)×甲〕×甲的杂交式中,甲 为轮回亲本亲本,乙 为非轮回亲本亲本。

杂交育种的程序是:原始材料圃;亲本圃;杂种圃;株系选择圃(选种圃鉴定圃 和 品比试验圃;区域试验和生产试验。

作物的繁殖方式分为有性繁殖和无性繁殖两种。有性繁殖作物根据其花器构造和授粉方式的不同又可分为自花受粉作物;异花受粉作物;常异花受粉作物。

利用杂种优势的途径有:人工去雄;化学杀雄;自交不亲和性利用;标志性状利用;雄性不育性的利用。

单倍体育种的优点是:加速育种材料的纯合;提高选择效果;缩短育种年限。

四化一共”的内容是:品种布局区域化;--种子生产专业化;加工机械化;质量标准化;以县为单位有计划地供应良种。

作物的逆境包括:温度胁迫;水分胁迫;矿物质胁迫。

普通小麦是六倍体,有 42条染色体;玉米是二倍体,有 20条染色体。

农作物优良品种应具备的条件是:丰产(适应性强,表现丰产性;稳产(抗逆性强,表现稳产);优质(品质优良,营养价值高);适应于机械化管理(栽培管理容易,成本低)

采用系谱法处理杂种后代时,来自同一 F3株系的不同单株在 F4形成的株系统称为系统群.此 F4内的各系统间互称为姊妹群。

生产无毒马铃薯种薯的途径有:茎尖脱毒培养、实生薯利用

杂交育种中,单交组合_F2  代分离最大,复交组合_F1_代分离最大。

度量(计算)杂种优势大小的方法有:中亲优势(平均优势)超亲优势、对照优势、杂种优势指数。

种质资源类别按育种实用价值分地方品种;主栽品种;原始栽培类型;野生近缘种;人工创造的种质资源。

品种的利用有一定的时间性、地区性、实用性。

PCR扩增产物的电泳分析方法一般有 琼脂糖凝胶电泳

品种的三个基本要求或属性(DUS)是 特异性;一致性;稳定性

各种农作物品种,根据其来源可分为地方品种(农家品种)、改良品种、杂交种三类。

按照雄性不育花粉败育发生的过程,雄性部育可分为孢子体不育和配子体不育两种类型

自花授粉作物、常异花授粉作物,异花授粉作物、无性繁殖作物所采用的选择方式分别是一次单株选择、多次单株选择、混合选择、集团选择。

遗传标记按照其类型不同可分为形态学标记、细胞学标记 生化标记 分子标记

在回交育种中,轮回亲本必须是适应性强、丰产性好、综合性状优良只有个别缺点。

加速杂交试验进程时多项试验同步进行是指育种单位可以将品种鉴定品种比较试验和生产试验、栽培试验、以申报参加多点联合区域试验及同步进行交措进行。

克服远缘杂交不易交配的方法有选用适当的亲本,对柱头进行处理,混淆是非合授粉法重复授粉法等。

下列作物的品种间杂交第一代是否分离?(在空白处注明)

小麦 否_ 马铃薯 分离_ 玉米 分离  棉花 分离 黑麦 分离。

轮回选择的方法半同胞轮回选择、全同胞轮回选择、半同胞相互轮回选择、全同胞相互轮回选择。

引种应加强检疫工作,进行种子检验、引种与选择相结合三方面事项。引种过程中一定要坚持引种、试验、繁殖推行三步走的原则。

高产育种就是要培育具有合理株型、良好光合性能的品种。

作物产量的形成是品种与其种植环境共同作用的结果。

选择的基本方法有单株选择、混合选择、和改良混合选择法-三种。

引种的基本原理是指气候相似性原理,生态条件和 生态型相似性原理。

杂交育种按其指导思想可分为两种类型,一种是组合育种,另一种是超亲育种。

简答题

★自然进化与人工进化:

(1)自然进化过程中,决定进化的三大因素均来自自然力,人工进化则是人工创造变异与人工选择基础上的进化;

(2)自然进化的方向是对自然条件适应性的不断加强,而人工进化的方向是适应人类农业生产的需要,与自然进化的方向在丰产性、适应性与抗性等方面是一致的,但有时也是矛盾的(如雄性不育系的选育);

(3)自然进化速度很慢,而人工进化则速度较快;

(4)人工进化不能脱离自然进化,人工进化是在自然进化的基础上进行的。 

★作物的繁殖方式:

(1)有性繁殖:指通过雌雄配子结合,经过受精过程,最后形成种子繁衍后代的繁殖方式。

特殊的有性繁殖方式:

自交不亲合性:具有完全花,可形成正常雌雄配子,但缺乏自花授粉结实能力。

雄性不育性:植株花粉败育, 不能产生有功能的雄配子的特性。

授粉方式:自花授粉、异花授粉、常异花授粉,

自花授粉作物:指在自然条件下,同一株或同一朵花的花粉授于雌蕊而繁殖后代的作物。

异花授粉:雌蕊柱头接受异株或异花花粉授粉的称为异花授粉。以这种方式繁衍后代的作物称为异花授粉作物。

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。

(2)无性繁殖:是利用植物体的某一部分营养器官(如块根、块茎等)来繁殖后代,形成与先代相似的个体。

营养体繁殖:利用植物营养器官繁殖后代。

无融合生殖:植物性细胞的雌雄配子,不经过正常受精、两性配子的融合过程,形成种子繁殖后代的方式。

种类:1.无孢子生殖;2.二倍体孢子生殖;;3.不定胚生殖;4.孤雌生殖;5.孤雄生殖6.单倍体无配子生殖

★自交的遗传效应?

a使杂合基因型逐渐趋向纯和,使纯合基因保持不变;(自花授粉作物良种繁育的依据)。

b使杂合基因型的后代发生性状分离,连续自交则使初始的基因型不断转向为不同的纯合基因;(杂交育种、纯系(自交系)品种选育依据)。

c引起杂合基因型的后代生活力衰退。表现为:生长势下降、繁殖力抗逆性减弱、产量降低等。

★异交的遗传效应?

a形成杂合基因型;b增强后代生活力。异交使后代的生长势、生活力、抗逆性等方面增强和产量提高,称为杂种优势。

★如何测定作物的自然异交率?确定授粉方式的方法:

(一):根据 构造、开花习性等

(二):人工自交观察衰退情况。

(三):测定异交率:

1:父本---显性标志性状,母本---相应隐性性状

2:父母本间行种植或父本种在母本周围。

3:收母本植株种子,播种,统计;天然异交率=(F1中显性性状个体数/F1总个体数)*100%

自然异交率在4%以下的是典型的自花授粉作物;自然异交率在50%-100%的是典型的异花授粉作物;自然异交率在4%-50%之间的是常异花授粉作物。

★不同繁殖方式作物的遗传特点?

自花授粉作物遗传特点:a基因型纯和,表现型基本一致;b遗传性相对稳定;c自交不衰退,不同个体间基因型一致。

异花授粉植物:a基因型杂合,表现型多种多样,典型的异质杂合群体;b它符合哈迪温伯格定律,基因频率、基因型频率保持不变;c自交生活力衰退,异交产生杂种优势。

常异花授粉作物遗传特点:①自花授粉为主,天然异交率较高,群体存在异质性和杂合个体。但农艺经济性状基本一致;②较耐自交:无明显自交衰退现象。

★论述作物品种的类型和各类作物的育种特点:

(1)类型:A、自交系品种;B、杂交系品种;C、群体品种;D、无性系品种。

(2)育种特点:

自交系品种:

①利用自然变异,采取自花授粉和单株选择相结合的育种方法。

②拓宽遗传变异范围,在大群体中进行单株选择。

杂种品种:

①自交系间的配合力是杂种品种选育的关键。包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序。

②对影响亲本繁殖和配置杂种产量的性状必须加强选择。

③需要建立相应的种子生产基地和供销体系

群体品种:

①具有保持广泛的遗传基础及基因型的多样性。

②对后代群体一般不进行选择。

③对异花授粉作物群体,要在隔离条件下,多代自由授粉,以打破基因连锁,达到遗传平

衡。

无性系品种:

①采用有性杂交和无性繁殖相结合的方法,固定优良性状和杂种优势;

②利用芽变培育新品种。

★种质资源的作用(重要性)?

①种质资源是现代育种的物质基础。作物育种的核心:将现存的各种有利基因进行新的重组。

②稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用。

③新的育种目标能否实现决定于拥有的种质资源。

④种质资源是生物学理论研究的重要基础材料。

★瓦维洛夫的作物起源中心学说:

作物起源中心:凡遗传类型有很大的多样性且较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生(栽培)类型的地区(基因中心或变异多样性中心)。

作物起源中心有两个主要特征:基因的多样性和显性基因频率高。

作物最初始的起源地称为原生起源中心。

次生起源中心:当作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时,在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔离而形成新的隐性基因控制的多样化地区。

★瓦维洛夫的8个作物起源中心:

(1)中国—东部亚洲中心:起源作物:黍、高粱、大麦、大豆

(2)印度中心:起源作物:水稻、甘蔗

2a.印度—马来亚补充区:起源作物:香蕉

(3)中亚细亚中心:起源作物:普通小麦

(4)西部亚洲中心:起源作物:一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄、苜蓿等。

(5)地中海中心:起源作物:甜菜

(6)埃塞俄比亚中心:小麦、大麦的变种类型多种多样。

(7)南美和中美中心:起源作物:玉米、甘薯。

(8)南美中心:起源作物:马铃薯、木薯

8a.智利中心:重要的有木薯、花生和凤梨等。

8b.巴西—巴拉圭中心:特有花生、可可、橡胶树。

★种植资源的类别及其特点:

(一)按实用将价值分类:

(1)地方品种(农家品种):在局部地区内栽培的品种,多未经过现代育种技术的遗传修饰

特点:有明显的缺点但具有独特的可利用的特性。

(2)主栽品种:指经过现代育种技术改良过的品种,包括自育或引进的品种。

特点:具有较好的丰产性和较广的适应性

(3)原始栽培品种:指具有原始农业性状的类型,大多为现代栽培作物的原始种或参与种。

特点:多与杂草共生,有一技之长。但不良性状遗传率高

(4)野生近缘种:包括作物的近缘野生种和有价值的野生植物。

特点:具有一般栽培作物欠缺的一些重要性状。尤其是顽强的抗逆性,独特的品质及雄性不育特性等

(5)人工创造的种质资源:人类通过诱变、杂交等手段创造的各种突变体及其它育种材料。

特点:多具有某些缺点,但具有一些明显的优良性状。

(二)按亲缘关系分

(1)初级基因库:亲缘关系近,杂交可育。

(2)次级基因库:亲缘关系较远,有杂交不育或不实。

(3)三级基因库:亲缘关系更远,杂交不育或不实现象严重。

★制定育种目标的原则:

1、立足当前,展望未来,富有预见性。

2、突出重点,分清主次,抓住主要矛盾。

3、明确具体性状,指标落实。

4、必须面向特定的生态地区和栽培条件。

★育种的主要目标:

1、高产——基本目标

生物产量:作物整个生育期间,通过光合作用和生产积累有机物的总量。

经济产量:栽培目的所需要的经济价值的那部分产量。

经济系数或收获指数(HI):生物产量转化为经济产量的效率,即经济产量与生物产量的比值。

源要足、库要大、流要畅。

高产育种策略:

(1)矮秆育种:作用:①降低植株高度,增加密度,降低茎秆比重,提高收获指数;②株高降低减少倒伏。

(2)理想株型育种:优良的形态特征和生理特性集中在一个植株上,获最高光能利用率,并将光合产物最大限度地输送到子粒中,通过提高收获系数而提高产量。

(3)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。

经济产量=生物产量×收获指数 

=净光合产物×收获指数

=(光合能力×光合面积×光合时间﹣ 光呼吸消耗)×收获指数

2、优质

品质:营养品质、加工品质、卫生品质和商品品质等

3、稳产

(1)抗病虫害;(2)抗旱耐瘠;(3)抗倒伏;(4)适应性强。

4、生育期适宜

5、适应机械化需要

★引种的基本原理:

1、气候相似论

(1)不同纬度之间不具有相似的气候条件。

(2)海拔高度不同不具有相似的气候条件(纬度相同)。

(3)纬度相近的东西地区之间比经度相近的南北之间的引种有较大的成功可能性。

基本要点: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。

2、引种的生态条件和生态型相似性原理

(1)生态环境

生态因素(条件):作物生存和繁殖中,对作物的生长发育有明显影响和直接为作物所同化的因素。

(2)生态型和生态型种类

①生态型:指在同一物种变种范围内,在生物学特性、形态特征等方面均与当地的主要生态条件相适应,遗传结构也基本相似的作物类型。

② 生态型种类:气候生态型、土壤生态型、共栖生态型、亲缘生态型。

★影响引种成功的因素:

(一)温度

1.温度升高能促进生长发育,提早成熟;温度降低,会延长生育期。

2.生长和发育所需的温度条件是不同的。

3.温度因纬度、海拔、地形和地理位置等条件而不同。

4.在引种上,有些作物一定要经过低温过程才能满足其发育条件,否则会阻碍其发育的进行,不能抽穗或延迟成熟。

(二)光照

1.光照充足,有利于作物的生长;

2.但在发育上,不同作物、不同品种对光照的反应不同。

(三)纬度

1.在纬度相同或相近地区间的引种,由于地区间日照长度和气温条件相近,所以引种易获成功。

2.纬度不同的地区间引种时,由于处于不同纬度的地区间差异很大,引种就难成功。→要了解所引品种对温度和光照的要求。

(四)海拔

由于海拔每升高100m,日平均气温要降低0.6℃,因此,原高海拔品种→低海拔地区,植株比原产地高大,繁茂性增强;相反,植株比原产地矮小,生育期延长。

(五)栽培水平、耕作制度、土壤情况

引入品种的栽培水平、耕作制度、土壤情况等条件与引人地区相似时,引种容易成功。

(六)植物的发育特性

在一二年生植物的发育过程中,存在着对温度、日照反应不同的发育阶段,即感温(春化)阶段和感光阶段。

★高温短日照和低温长日照的代表作物及引种规律?

(一)低温长日性作物的引种规律

(1)原产高纬度地区,引到低纬度种植,因为低纬度地区冬季温度高于高纬度地区,春季日照短于高纬度地区,因此感温阶段对低温的要求和感光阶段对光长的要求不能满足,经常表现为生育延长,甚至不能抽穗开花。

(2)原产低纬度地区的品种,引至高纬度地区,由于温度、日照条件都能很快满足,表现生长期缩短。但高纬度冬季寒冷,容易遭受冻害,植株缩小,不易获得高产。

(3)低温长日性作物冬播区的春性品种引到春播区作春播用,有的可以适应,而且因为春播区的日照长或强,往往表现早熟,粒重提高,甚至比原产地生长好。

(4)高海拔地区的冬作物品种往往偏冬性,引到平原地区往往不能适应。而平原地区的冬作物品种引到高海拔地区春播,有适应的可能性。

总结:南种北引生育期缩短,表现植株矮小,穗短粒少产量,低且易受冻害不能安全越冬。

北种南引往往不能抽穗开花。但春小麦的春化阶段短,要求温度范围较宽,较适应性强,引种的范围广。

(二)高温短日性作物的引种规律

(1)原产高纬度地区(如我国的东北、华北、西北)的高温短日性作物,大多是春播的,属早熟春播作物,其感光性弱、感温性强。引到低纬度地区种植,往往因为低纬度地区冬季温度高于高纬度地区,会缩短生育期,提早成熟,但株、穗、粒变小,存在一个能否高产的问题。

(2)原产低纬度地区的高温短日品种,有春播、夏播之分,有的还有秋播。春播品种感温性较强而感光性较弱,引至高纬度地区,常表现为迟熟,营养器官增大;夏秋播品种,感光性强而感温性弱,引至高纬度地区种植,不能满足对光照的要求,株、穗可能较大,生育期推迟,存在能否安全成熟的问题。

(3)高海拔地区的品种感温性较强,引到平原地区往往早熟,有能否高产的问题。而平原地区的品种引到高海拔地区往往由于温度较低而延迟成熟,有能否安全成熟的问题。

★引种的步骤:

a引种计划制定与引种材料收集;b引种材料的检疫;c引种材料的试验鉴定与评价。

★选择育种的基本原理:

利用作物品种群体的自然变异和纯系学说。

1.纯系学说是自花授粉作物纯系育种的理论基础之一,它把变异分为可遗传变异和不可遗传变异,在育种工作中,通过后代坚定选择可遗传的变异。在自花授粉作物原始品种群体中,通过单株选择繁殖,可以分离出若干个不同的纯系,表明原始品种为各个纯系的混合群体,通过选择可以分离出这些纯系,这样的选择是有效的。从同一纯系内继续选择是无效的,因为同一纯系的不同个体的基因型是相同的,它们之间的差异由环境因素所引起的,是不能稳定遗传的。它把变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异(即环境的变异)。

2.作物群体自然变异的原因:(1)自然异变引起的基因重组;(2)自然突变;(3)新育成品种群体中的剩余变异。

★选择育种的方法与程序:

(一)系统育种,是通过个体选择、株行试验和品系比较试验到新品种育成一系列过程。

基本工作环节:

1.优良变异个体的选择。从种植推广品种群体的大田中选择符合育种目标的变异个体,经室内复选,淘汰不良个体,保留优良个体分别脱粒,并记录其特点和编号。

2.株行比较试验。将入选的优良个体,分系单本种植,每隔一定数量的株行设置对照品种以便对比。通过田间和室内鉴定,从中选择优良的株系。当系内植株间目标性状表现整齐一致时,即可进入来年的品系比较试验;

3.品系比较试验。当选品系种成小区,并设置重复,提高试验的精确性。品系比较试验要连续进行两年,并根据田间观察评定和室内考种,选出比对照品种优越的品系 1~2 个参加区域试验。

4.区域试验和生产试验。在不同的自然区域进行区域试验,测定新品种的适应性和稳定性。并在较大范围内进行生产试验,以确定其适宜推广的地区。

5.品种审定与推广。经过上述程序后综合表现优良的新品种,可报请品种审定委员会审定,审定合格并批准后,定名推广。对表现优异的品系,从品系比较试验阶段开始,就应加速繁殖种子,以便及时大面积推广。

(二)混合选择育种程序

混合选择育种,是从原始品种群体中,按育种目标的统一要求,选择一批个体,混合脱粒,所得的种子下季与原始品种的种子成对种植,从而进行比较鉴定。

基本工作环节:

1.从原始品种群体中进行混合选择。 选择一批各该性状一致的个体,经室内鉴定,淘汰其中的一些不合格的,然后将选留的各株混合脱粒,以供比较试验。

2.比较试验.将上季选留的种子与原品种的种子分别种植于相邻的试验小区中,通过比较试验证明其确比原品种优越,则将其收获脱粒的种子提供繁殖。

3.繁殖和推广.经混合选择而改良的群体,加以繁殖,以供大面积推广。首先适于原品种的推广的地区范围。

(三)集团混合选择育种程序

集团混合选择育种是上述的单向混合选择育种的一种变通方法,也称为归类的混合选择育种。

(四)改良混合选择育种

改良混合选择育种,是通过个体选择和分系鉴定,淘汰伪劣的系统,然后将选留的各系混合脱粒,再通过与原品种的比较试验,表现确有优越性时,则加以繁殖推广。改良混合选择育种是通过个体选择及其后代鉴定的混合选择育种。

★系统选择育种优缺点?

优点:简单易行;育种年限短;能保持原品种对当地生态条件的适应性。

缺点:不能有目的的创造变异;有利变异少选择率不高;应用在个体选择时,容易导致遗传基因贫乏对复杂条件适应能力差;改进提高的潜力低。

★混合选择的优缺点?

a方法简单、省工、收效快、可以很快获得大量的种子供生产利用;b不能鉴定个体的后代表现、选择效果较差;c对于异花、常异花授粉作物可保持群体一定程度的异质性,不会导致遗传基础贫乏,引起生活力衰退;d对于自花授粉作物品种群体仅起到淘汰劣种的需要。

★单株选择的优缺点?

a 方法麻烦、费工、要求技术严格;b 选择比较准确可靠,效果好;c 可以进行単株后代检测,对改良自花授粉的作物品种群体效果明显;d 对于异花和常异花授粉作物品种群体经单株选择后反而破坏了品种的群体结构导致生活力和适应性衰退。 第五章 杂交育种

★杂交育种的意义

(1)杂交可以使生物的遗传物质从一个群体转移到另一群体,是增加生物变异性的一个重要方法。

(2)杂交可以综合双亲的优良性状,使后代获得较大的遗传改良,出现可利用的杂种优势。

★选配亲本的原则?

a 双亲具有较多的优点,在主要性状上互补;

b 亲本之一最好是能适应当地条件、综合性状较好的推广品种;

c 选用生态类型差异较大,亲缘关系差异较大,亲缘关系较远的亲本材料互补杂交;

d 杂交亲本应具有较好的配合力。 

★在亲本选配时为什么特别强调双亲都应具有较多的优点,没有突出的缺点,在主要性状上的优缺点尽可能互补?以及亲本之一最好是能适应当地条件,综合性状较好的推广品种?

数量遗传的性状选用双亲优点较多的材料,或一方稍差,另一方很好,能弥补,则双亲总和表现较好,后代表现总趋势也较好,易获得优异材料。当地推广品种栽培时间长,适应当地自然和栽培条件,综合性状较好,作亲本之一成功的可能性大。

★杂交技术?

a调节花期,使父、母本花期相遇。

方法:分期播种;对有明显春化阶段的作物,进行纯化处理;延长或缩短光照;地膜覆盖,增施或控制施用肥料,调整密度,中耕断根以及剪除大分蘖等。

b控制授粉,使母本接受杂交计划内的花粉。

方法:在母本雌蕊成熟前人工去雄或隔离。

c授粉后田间管理。

方法:杂交后在穗或花序下挂牌做标记,标注亲本名称,并定时检查补缺。

★杂交方式

1.单交或成对杂交:以符号A×B或A/B表示,特点是A和B的遗传组成各占50%

2.复交:涉及3个或3个以上的亲本,要进行两次或两次以上的杂交

①三交:A/B//C,A和B的遗传比重各占25%,C的遗传比重占50%

②双交:三亲本双交:C/A//C/B,A和B的遗传比重各占25%,C的遗传比重占50%

四亲本双交:(A/B)//(C/D)A、B、C、D的遗传组成各占25%

③聚合杂交:指通过一系列杂交将几个亲本的优良基因聚合在一个品种中的杂交方式。

★杂种后代处理的方法:

(一)系谱法:从杂种的第一次分离时代(单交F2,复交F1)开始,进而进行连续性的单株选择,直到选得优良而又整齐一致的系统,进入产量比较试验。

程序:亲本选配,配置组合—→点播,组合编号,淘汰不好组合,去除假杂种、杂株、劣株;分组混合收获、脱粒—→按组合点播品,选优良单株,分株收获和脱粒→F2中选择单株点播种或株行;选出优良系统再从中选择优良单株,分株收获和脱粒—→按系统把中选单株播成系统,选优良单株,分株收获脱粒,少量稳定品系,进行产量试验—→边实验边选择—→稳定品系、进行生产试验、繁殖种子、示范推广。

(二)混合法:

程序:亲本选配、配置组合—→混合播种、混收、混脱粒—→F1—→F2—→F3—→混合播种、开始选株单收、脱粒—→F5入选单株、种成株行—→产量试验、繁种。

★ 系谱法的优缺点:

1)优点:①对遗传力较高的性状有定向选择的作用;②每一系统的历年表现都有案可查,亲缘关系十分清楚,有助于互相参证,育种者可以及早地把注意力集中在少数突出的优良系统上,有计划地加速繁殖和多点试验。

2)缺点:①从F2代起进行严格选择,中选率低,不少优良类型被淘汰,②工作量大,占地多,往往受人力、土地条件的限制,不能种植足够大的杂种群体,使优异类型丧失了出现的机会

★混合法的优缺点:

1)优点:①早代不选,混收混种工作简便;②多基因控制的优良性状不易丢失。

2)缺点:①类型丢失现象:早熟、耐肥、矮秆等类型;②单株难选:因缺乏历史的观察和亲缘参照,优良类型不易确定;③延长育种年限。

★衍生系统法的优缺点及理论依据:

从选择方法来看:为系谱法与混合法相结合的一种方法,兼具二者的优点,并在一定程度上可克服二者的缺点。

和系谱法相比:

1、此法早代选株,按系种植,发挥了系谱法的长处。

2、此法中间世代混合种植,可以在系统内保存较多的变异,弥补了系谱法的缺点。

和混合法相比:

1、此法中间世代混合种植,保存变异,有混合法的优点;

2、此法分系种植,克服了混合法群体内生存竞争的问题,使经济性状有较多的机会表现出来;

3、此法早代选株,淘汰系统,使工作量减少。

★单粒传法的工作要点及优缺点:

舍弃逐代变小的株内变异,保存逐代加大的株间变异。

优点:

①早期世代节省人力、物力;

②便于室温和异地加代。

缺点:(与系谱法比)

①对家系选择机会少,缺乏系统观察,单株选不准;

②晚期试验较庞大,由于只经一次选择,必须保留较多的品系进行产量比较试验;

③缺乏系内选择。

★杂交育种程序:

(1)原始材料圃:种植从国内外收集来的原始材料,分类型种植,每份种几十株。

(2)亲本圃:种植每年从原始材料圃中选出合乎杂交育种目的的材料亲本。

(3)选种圃:种植杂交组合各世代群体。

(4)鉴定圃:主要种植从选种圃升级的新品系。条播,种植密度接近大田生产,进行初步的产量比较试验及性状的进一步评定。

(5)品种比较试验:种植由鉴定圃升级的品系,或继续进行试验的优良品种。

(6)生产试验和多点试验:对若干表现突出优异的品种,可在品种比较试验的同时,将品种送到服务地区内,在不同地点进行生产试验,以便使品种经受不同地点和不同生产条件的考验,并其示范和繁殖作用。

★回交育种意义?

1.控制杂种群体,精确地改良品种;

2.雄性不育转育;

3.提高杂种的育性,控制杂种后代的分离;

4.改善杂交性状材料。

★如何选育轮回亲本和非轮回亲本?

1.轮回亲本必须是各方面农艺性状都很好,产量高、适应性强、综合性状好,只有个别缺点,需要改造的品种。

2.经过数年改良后仍能在生产上有较强时间的使用价值的品种。

3.非轮回亲本必须具有改良轮回亲本缺点所必需的基因,要求有输出的性状,必须经过回交数次后,仍能保持足够的强度。

4.非轮回亲本被转移的性状最好是简单的显性基因控制的,这样便于选择识别。

5.尽可能没有严重缺点,可使回交育种进程快些,最好不与不良基因连锁。性状易于鉴定选择。如果是数量性状,遗传力要高。

★回交法的优缺点?

优点:

(1):针对性强:只对目标性状进行选择,目的明确

(2):有利于打破基因连锁,创造综合双亲优良性状的材料。

(3):回交所需要的育种群体小,便于加代。

(4):育种年限短,育成的品种易于推广。

缺点 :

(1):只限于改良个别性状,不能使品种有多方面的重大突破。

(2):目标性状限于主效基因控制的性状及遗传力强的数量性状

(3):回交改良的品种多数赶不上生产发展的需要,且杂交工作量大。

★回交育种的程序?

(1):双亲杂交

(2):F1 回交于轮回亲本。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。 

★回交育种的应用价值:

①常规育种中有利性状的转育。

②选育近等基因系。即除了一个性状的基因型不同外,其他所有基因型都相同的一类品系。利用近等基因系可在同一遗传背景下比较某些基因的作用,并可把抵抗不同病菌生理小种的近等基因系混合成多系品种,以控制某些病害的流行。

③单体、缺体、三体的转育。

④细胞质雄性不育系及核不育系的转育。

⑤克服远缘杂种不育性。

★诱变育种的优缺点?

优点:

1:提高突变率,扩大突变谱

2:改良单一性状比较有效,同时改良多个性状较困难诱变多为点突变、改良一两个基因,对主效基因控制的性状较有效。

3:性状稳定快,育种年限短

缺点:

1:有利突变不多

2:突变的性质和方向不定

3:较难选出多性状均好的突变

诱变育种对二倍体的自花授粉作物较有利,而对多倍体或无性繁殖作物则收获较小。

对策:(1)提高植物辐射诱变效率(敏感材料、处理方法、先进筛选技术);(2)调整育种目标,拓宽育种范围;(3)加强诱变育种和其他方法的结合;(4)加强诱变育种与遗传工程的结合。

物理诱变剂类别:

(一)紫外线

低能电磁辐射,非电离辐射;穿透力弱,适于单细胞组织或生物。

(二)X射线

核外电磁辐射,射线特性取决于工作电压和靶材料(钨、钼);穿透力弱(mm),(微效突变)

硬X射线:0.001-0.1nm,穿透力(cm),早期常用于诱变育种;

(三)γ射线

核内电离辐射,能量高,穿透力强。

(四)粒子辐射

l.中子中性粒子,不带电。

2.带电粒子辐射

α射线:带正电粒子束,穿透力弱,电离密度大。β射线:穿透力较大,电离密度较小

五)航天搭载

(六)其他物理诱变剂

电子束、激光、离子注入

★试述辐射诱变处理的材料与相应的处理方法?

1.处理的方法

(1).外照射(2).内照射.将辐射源引入生物体组织和细胞内照射。

内照射的主要方法:浸泡法·注入法·施入法·合成法

2.处理的材料

种子、绿色植株、花粉、子房、合子和胚细胞、营养器官、离体培养中的细胞和组织

3、辐射处理的剂量

①致死剂量LD100:辐射后引起全部死亡的剂量。

②半致死剂量LD50:辐射后成活率为50%的剂量

③临界剂量:辐射后代成活率约40%的剂量。

★化学诱变剂:

1.类别:常用烷化剂:甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、乙烯亚胺、亚硝基乙基尿烷、亚硝基乙基尿

常用的碱基类似物:5溴尿密啶、5溴脱氧尿核苷、5氨基嘌呤

★诱变育种程序?

(1)处理材料的选择、(2)诱变剂量的选择、(3)处理群体的大小(根据突变率和M2群体大小来确定)、(4)后代种植和选择方法。

后代的处理方法:

(1)M1的种植与处理,不进行选择,往往采取密植等方法控制分蘖,只收获主穗上的种子。

(2)M2及其后代的处理方法:系谱法、混合法

★远缘杂交在作物遗传育种与科学研究中的作用和意义是什么?

(一)培育新品种和种质系

(二)创造新作物类型

(三)创造异染色体系

(四)诱导单倍体

(五)利用杂种优势

(六)研究生物的进化

★试述远缘杂交不亲和的原因和克服方法。

原因:

1.双亲受精因素的差异

柱头的生理不同, 阻止外来花粉的萌发、花粉管的生长和受精。双亲花柱异长无法受精。

雌、雄配子的膜高度专一, 相互不发生作用,无法融合受精。

2.双亲基因组成的差异

克服:

1.亲本选择与组配

(1)栽培种作母本

(2)染色体数目多的物种作母本

(3)品种间杂种作母本

(4)广泛测交,选择适当亲本组配

2.染色体预先加倍法。

染色体数目不同的亲本杂交时,先将染色体数目少的亲本进行人工加倍后再杂交,杂交结实率提高。

3.桥梁(媒介)法。当远缘亲本直接杂交不易成功时,可寻找能分别与双亲杂交的第三种作物作媒介,使杂交获得成功;

4.采用特殊的授粉(1)混合花粉授粉 (2)重复授粉(3)提前(延迟)授粉(4)射线处理

5.外源激素处理

6.植物组织培养

(1)柱头手术(2)子房受精(3)试管受精(4)体细胞融合

★远缘杂种为何杂种夭亡和不育?如何克服?

远缘杂种夭亡和不育的原因:

①核质互作不平衡:引起雄性不育,影响杂种后代生长发育所需物质的合成和供应,而影响生长发育。

②染色体不平衡:减数分裂时同源染色体不能配对、分离,形不成正常功能的配子而出现不育。

③基因不平衡:不同亲本染色体上所携带的基因或基因剂量的差异,影响生长发育所需物质合成。

④组织不协调;胚、胚乳及母体组织(珠心、珠被)间生理代谢失调,导致胚乳败育及杂种幼胚夭亡。

杂种夭亡、不育的克服方法

(1)幼胚的离体培养 调整杂种胚发育的外界条件,改善杂种胚、胚乳和母体组织间的生理不协调性。

(2)杂种染色体加倍法

(3) 回交法 染色体数目不同的远缘杂交的杂种产生的雌雄配子并非完全不育,其中有些雌配子可接受花粉受精结实,或能产生有生活力的少数花粉。用亲本之一对杂种回交,可获得少量杂种种子。

(4)延长杂种的生育期 利用某些作物的多年生习性、采用无性繁殖法或人工控制温、光条件等来延长杂种的生育期,逐步恢复杂种的育性。

(5)其他方法①嫁接法;②小麦5B缺体诱导染色体配对,提高小麦远缘杂种的可育性。

★远缘杂种后代性状分离的特点?

1.分离规律不强;

2.分离类型丰富,并有向两亲分化的倾向;

3.分离世代长,稳定慢。

★远缘杂种后代性状分离的控制?

1.F1 染色体加倍;

2.回交;

3.诱导单倍体

4.诱导染色体易位

★远缘杂种育种技术?

1.杂种早代应有较大的群体;

2.放宽早代选择的方法;

3.灵活的运用选择方法

★多倍体的来源途径?

1.合子染色体数目加倍;

2.分生组织染色体加倍;

3.不减数配子的受精结合

★多倍体的类别:

1、表示方法:2n,n,x,含有一个 x 的叫一倍体,含有两个染色体组的叫二倍体……三个以上的叫多倍体。

2、类别

(1)同源多倍体:体细胞中染色体组相同的多倍体,染色体组来自同一物种,自然界较少;

(2)异源多倍体:染色体来自两个或两个以上的物种;

(3)同源、异源多倍体:结合了同源多倍体和异源多倍体的特点。

★人工诱导产生多倍体的途径:

诱导方法:

(1)物理因素诱导,包括利用温度激变、机械创伤、电离辐射、离心力等方法;

(2)化学因素诱导,包括利用秋水仙素、吲哚乙酸、氧化亚氮等;

(3)生物因素诱导,主要包括利用胚乳培养,体细胞杂交等技术产生多倍体。

鉴定方法:

(1)间接鉴定:根据植物的形态特征和生物学特性来鉴定;

(2)直接鉴定:进行细胞检查,观察染色体数目,一般将花粉母细胞或根尖细胞以醋酸洋 红染色,计数其细胞核内染色体数目。

★多倍体育种的应用(意义):

1. 诱导同源多倍体 2.诱导异源多倍体 3.诱导多倍体做桥梁亲本 4.克服远缘杂交不孕性、不实性 5.创造远缘杂交中间材料。

★单倍体产生的途径:

诱导方法:(1)细胞和组织离体培养,包括花药离体培养和未受精子房离体培养;(2)远缘杂交;(3)染色体消失;(4)异质体;(5)孪生体;(6)半配合生殖;(7)辐射诱导;(8)化学药物诱导。

鉴定方法:

(1)细胞学鉴定,即检查体细胞中的染色体数及花粉母细胞中的染色体数目及配对情况;

(2)根据形态特征进行鉴定,单倍体与相应的正常植株相比,有明显的“小型化”特征;

(3)鉴定花粉的育性(败育)。 

★单倍体育种的应用价值:

1.缩短育种年限 2.克服远缘杂交不亲和性 3.提高诱变育种的效率 4.合成育种新材料。

★同源多倍体同源多倍体特征?

大多数是无性繁殖的,多年生的;基因型种类比二倍体多;育性差结实率低;器官的巨型性

★单倍体技术用于育种工作的优点?缺点?

优点:加速育种材料的纯合;提高选择效果;缩短育种年限,节省人力、物力。

缺点:单倍体的产生是随机的,基因型是未经选择的;出现理想基因型较少;在一个群体中,单倍体的频率难以预测。

★杂种优势表现特性?

1.普遍性:

1)生长势和营养体,营养生长方面杂种表现出苗势旺、成株生长势强、枝叶繁茂、营养体

增大、持绿期延长等;

2)抗逆性和适应性,杂种的适应性、抗病虫性、对不良环境条件的抵御力都增强;

3)生理功能方面,杂种的光合能力提高、有效光合期延长、光合面积与光合势增加、呼吸强度降低、同化物分配优化与灌浆过程延长等。

4)产量和产量因素方面,生殖生长方面杂种表现出结实器官增大、结实性增强、果实与籽粒产量提高等。

5)品质方面,杂种表现出某些有效成分含量提高、熟期一致、产品外观品质和整齐度提高等。

6)生化表现方面

2.复杂多样性:杂种优势是有双亲基因互作和环境条件之间互怍的结果。杂种优势的表现因作物种类、亲本纯度、亲缘关系远近、杂交组合、性状和杂交方式以及环境条件不同而表现复杂多样性。

3.杂种优势的度量:中亲优势或相对优势、超亲优势、超标优势或竞争优势、杂种优势指数。

◆中亲优势(相对优势):指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与双亲(P1 和 P2)同一性状的平均值差数的比率。 中亲优势(%) = (F1-MP)/MPⅹ100% MP=(P1+P2)/2

◆超亲优势:指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与高值亲本(HP)同一性状数值差值的比率。 超亲优势(%)= (F1-HP)/HP ⅹ100%

◆负向超亲优势: 指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与低高值亲本(LP)同一性状数值差值的比率。负向超亲优势(%)=(F1-LP)/ LP ⅹ100%

◆超标优势:指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与当地推广品种或对照品种(CK)同一性状数值差值的比率。 超标优势(%) = (F1 - CK)/ CKⅹ100%

◆杂种优势指数(index of heterosis): 指杂种 F1 的产量或某一数量性状的数值与双亲(P1 和 P2)同一性状的平均值的比率。杂种优势指数(%)= F1 /MPⅹ100%

★杂种优势利用的基本条件?

1.强优势的杂交组合;

2.异交结实率高;

3.繁殖与制种技术简单易行。 

★对杂种亲本的基本要求?

(1)纯度高(基因型纯合,表现型才能整齐一致)、

(2)具有较高的一般配合力(一般配合力高的自交系,才能组配出强优势的杂种品种)

(3)具有优良的农艺性状(纯系或自交系农艺性状的优劣直接影响杂种的相应性状)、

(4)亲本自身产量高,开花习性符合制种要求。 

★杂种品种的亲本选配原则?

1.配合力高。两个亲本的配合力最好都高,这样容易得到强优势的杂种一代。

2.亲缘关系较远。性状差异较大的亲本进行杂交,常能提高杂种异质结合程度并丰富其遗传基础,表现出强大的优势和较好的适应性。

3.性状良好并互补。亲本应具有较好的丰产性和较广的适应性,通过杂交使优良性状在杂种中得到累加和加强。

4.亲本自身产量高,花期相近。亲本自身产量高可以提高繁殖亲本和制种的产量,有利于降低杂种成本。两亲花期相近并以偏早的作母本,保证花期相遇。 

★测定配合力的方法有几种?

测定方法有:

(1)顶交法,选用一个遗传基础比较广泛的品种群体作为测验种,用来测定自交系的配合力。

(2)双列杂交,也称轮交法,是用一组待测自交系的相互轮交,配成可能的杂交组合,继而进行后代测定。

(3)系×测验系法(多系测交法、共同测验种)是用几个优系或骨干系作测验种与一

系列被测系测交。 。其中在常用的是系×测验系法。 

★杂种品种的类型?

(一)品种间杂种品种,是用两个品种组配的杂种品种。

(二)品种—自交系间杂种品种,是用自由授粉品种和自交系组配的杂种品种。

(三)自交系间杂种品种,是用自交系作为亲本组配的杂种品种。

(1)单交种,用两个自交系组配而成

(2)三交法,用三个自交系组配而成

(3)双交法,用四个自交系组配而成,先配成两个单交种,再配成双交种

(4)综合杂交品种,有多个自交系组配而成。

(四)雄性不育杂种品种。

(五)自交不亲和系杂种品种。

(六)种间与亚种间杂种品种。

(七)核质杂种。 

★利用作物杂种优势的途径有哪几种?

(1)人工去雄生产杂种种子;雌雄异株的异花授粉植物:父母本相邻育种,当能辨认雌雄时拔出母本行中的雄株,然后任其自由授粉。同株异花授粉:父母本按一定比例种植,开花前摘除母本上的雄花蕾,然后任其自由授粉。雌雄同花:开花前将母本人工去雄,并授父本上的花粉,父母本可分开种植。

(2)利用标志性状生产杂种种子;以具有隐性标记性状的做母本,相应的显性性状做父本,相邻种植自由授粉,那么从母本上采收的种子有杂种,也可以有母本自交的假杂种,将杂种播种出苗后,利用苗期标记鉴别真伪杂种。

(3)化学杀雄生产杂种种子;作物雌雄生殖器官形成和发育过程中,对外界因素的敏感性和抗药性强,所以适当控制浓度和剂量可以杀死雄蕊。

(4)利用自交不亲和性生产杂种种子;

(5)F2 剩余杂种优势的利用;

(6)雄性不育性利用。雄性不育不能自交,必须接受异株花粉才能结实,用雄性不育系做母本,可育品系做父本配组杂交可以简化程序,降低成本,而且效果稳定,杂交率高,缺点就是稳定遗传的雄性不育系选育比较困难。 

★ 基本的群体改良方法有:

群内改良

( 一 ) 混合选择法

( 二 ) 改良穗行选择法

( 三 ) 自交后代选择

( 四 ) 轮回选择

★用基因工程改造植物性状的主要内容和步骤?

① 获取外源 DNA 或目的基因;

② 获取目的基因的载体;

③ 把目的基因连接到载体上,获得 DNA 重组体; 

④使重组 DNA 进入受体细胞,即实现外源DNA 的转化;

⑤ 被转化的受体细胞再生成完整植株,外源 DNA 在受体内表达。 

★分析品种混杂退化的原因和克服的方法:

(一)机械混杂: 品种在种植过程中,从播种到收获、脱粒、运输、贮藏等各个环节,都有可能发生机械混杂。 防止方法:严格执行防杂保纯措施和规章制度。

(二)生物学混杂:主要是传粉杂交, 如机械混杂后的传粉杂交。不同自交系、不同品种、甚至不同种间发生天然杂交,就会引起生物学混杂。 防止方法:采取合适的隔离措施,不但不同品种的种子田要彼此隔离,就是与同一品种而级别较低的种子田和可能发生天然杂交的异种植物也要隔离。

(三)优良品种自身的变异:

遗传组成上尚未纯合的群体,其中的杂合体在繁殖推广过程中会继续发生分离。

防止方法:在尚未稳定的群体中继续选株自交,使之达到纯合,增加品种群体中个体的遗传稳定性。然后从自交株系中选择混合,建立一个优良而整齐一致的基础群体,同时从中选择多个自交株系,混合繁殖。

(四)不正确选择的作用:包括自然选择和人工选择。如胜利 100 号,原本为短蔓,后来变成了长蔓。防止方法:尽量减少长期的自然选择,保持品种的原有遗传平衡状态,或者加强人工选择,选留的个体以较多为宜,以免发生随机漂移,同时选株的目标不宜强调优中选优,片面选择单一性状,而应注意原品种的典型性。

(五)不良环境条件的影响: 环境条件恶劣,良种为了生存,会适应这种恶劣条件,退回到原始状态或丧失某些优良性状。不良的农业生产条件和不利的环境因素,通过自然选择的作用,导致品种的混杂和退化。

防止混杂退化的方法:

① 防机械混杂;

② 防天然杂交;

③ 正确的选择;

④ 良种良法相配套,防止品种退化。

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