复试育种学

一、简答题1.作物育种的主要目标。（1）生物学目标(biologicalobjective)：高产、优质、多抗、广适应性是育种的基本生物学目标。提高产量潜力和生物量潜力，控制营养生长和生殖生长的关系（提高分配率）（2）经济学目标：提高社会效益和育种投资者所得的经济利益。2.从作物育种的角度，简述自交和异交的遗传效应。（1）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；自交引起后代生活力衰退。（2）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。3.回交育种的特点（优点和局限性）及其遗传效应。（1）优点：①用于改良品种，目标明确，育种效果可靠，并且具有性状易控制、杂种群规模易操纵之特点。②可在任何条件下进行回交加代，选择效果可靠。③育成的品种其丰产性、适应性同于原来的优良品种，可以在肯定后直接用于生产，无需再做过多的产量鉴定，可直接进入区试，育种年限短。（2）局限：①育成品种的产量及综合性状不能优于轮回亲本，也就是说，用回交育种育成品种的价值取决于轮回亲本。②要改良的质量性状及h2高的数量性状必须易于鉴定识别，否则效果差。③改良h2低的数量性状效果差。④每一回交世代都需做杂交，工作量大，费时费工。（3)遗传效应：①基因纯合速度同于自交，每回交一次，群体的基因杂合体频率较上代减少一半。（回交r代群体中纯合体频率（轮回亲本）为：(2r-1)/2r；若有n对基因，则纯合体频率为：(1-1/2r)n）；②与自交相比，有利于打破优良基因与不良基因的连锁，获得优良的重组型。4.作物的品种类型及其特点。（1）自交系品种（纯系品种）linecultivar遗传背景相同的（同质纯合型）、基因纯合的一群植株。一般要求具有亲本纯合基因型的后代植株数在87%以上（即理论亲本系数）。自花授粉作物的常规品种，异花、常异花授粉作物的自交系。（常用的育种方法：系统育种、杂交系谱法、诱变）（2）杂交种品种hybridcultivar(同质杂合型)品种群体的个体间基因型相同，但个体内基因型高度杂合。（常用育种方法：杂交系谱法培育自交系、利用ms、群体改良。）（3）群体品种（populationcultivar）依遗传组成不同，可分为异质纯合型、异质杂合型①异质纯合型品种品种群体由多个纯系混合而成，个体内的基因型是纯合的，个体间可有差异。如自花授粉作物的地方品种，多系品种。②异质杂合型品种品种群体个体间差异存在，个体内基因型杂合，如异花授粉作物的地方品种，综合种，杂交合成的群体（compositecrosspopulation）、双交种、三交种。5.抗逆育种的意义及特点。意义：能抵抗各种自然环境逆境和人为逆境：温度胁迫冻害（℃）冷害（℃）高温大气干旱逆境水分胁迫干旱土地干旱湿、渍（水分过多）盐碱矿物质胁迫酸性土、铝害特点：1、遗传基础（抗耐性能稳定遗传）（1）适应性：是生物物种在这种环境条件下能够多生存、繁殖的能力。（2）稳定性（又叫稳定性的适应性）：经济性状及与经济性状有关的性状在变化的条件下能保持稳定的程度2、差异及原因（1）差异：不同作物以及同一作物的不同基因型对各种环境胁迫因素都存在着程度不同的抗耐性。即存在适应性、稳定性差异。（2）原因：现有研究表明，作物的稳定性与适应性如何决定于GE互作、GE互作的大小及方向。3、适应性类型自然选择引起基因结构变化→小进化→适应性差异Simmonds把适应性分为4类（1）特殊基因型的适应性（2）一般基因型适应性（3）特殊群体的适应性（4）一般群体的适应性4、稳定性表型的可塑性→稳定性（1）多态性的缓冲性即群体缓冲性（populationbuffering）→自动调节（2）个体缓冲性（individualbuffering）→基因规范内的反应稳定性实际上是由个体缓冲性和群体缓冲性所致稳定性常用稳定性参数b、sd2、r来衡量（了解几个方面内容）6.基因对基因学说。针对寄主方面的每一个垂直抗性基因，在病原物（寄主物）方面或迟或早也会发现一个相对应的毒性基因，毒性基因只能克服相对应的抗性基因，而产生毒性（致病）效应。用途：①小种鉴定中的鉴别寄主的改进②预见新小种用n个抗病基因可鉴别2n个小种，如马铃芋晚疫病已发现9个R基因，因此理论上应有29=512个生理小种。③指导对小种的抗病基因型和病原物的致病基因型的鉴定。④指导抗病性机制研究。⑤指导进行寄主和病原物共同进化的理论研究。7.种质资源在作物育种中的作用。1.已有种质资源具有育种所需要基因的绝大多数，是现代育种的物质基础，具有不同育种目标所需要的多样化基因，缺少种质资源，新品种难以获得。2.不同品种资源分别具有特异基因，稀有种质具有决定性作用。如：早熟、矮秆、抗性、优质基因的发现与利用3.育种上大的突破性成就决定于关键性基因资源的发现与利用，如矮秆基因，矮脚南特、矮籽占，低脚乌尖，雄不育基因，野败胞质光敏不育基因4.新的育种目标的实现决定于所拥有的基因资源。8.核质互作雄性不育的概念？它是如何利用杂种优势的？NCms——由细胞核、细胞质基因共同决定的雄性不育性。利用方式：a.xyz体系c.标志性状法b.平衡三级三体d.化学复雄设想（不懂。。。）9.作物育种中远源杂交的重要作用（或意义）。在作物育种上的作用①创造新物种，育成新作物，如小黑麦②引进新的有益性状，提高了育成品种的抗病性、抗逆性、适应性，提高了产量潜力和品质性状。如poly-spikeletwheat③创造育种的基础材料如异代换系，异附加系，易位系④利用远缘杂交产生单倍体（如大麦（小麦）×球茎大麦→单倍体→新品系）提高了育种效率⑤产生具核质H的类型，产生ms系10.简述植物倍性育种中，多倍体育种的意义。物种的形成有两个不同的基本途径，一是达尔文19世纪提出的由一系列变化累积起来的渐变途径，另一为多倍体途径（突发式），即经历杂交和杂种两个世代就产生新物种。渐变途径不能用实验方法予以重复，多倍体途径则可以用实验方法予以证实。种间不同物种间杂交结果产生新物种，种内不同品种间杂交结果只产生新品种。（产生新物种，新品种，无标答）11.杂交育种中，亲本选配的原则。1、选优点多，缺点少且易支服，主要优良性状突出且遗传力高，双亲主要性状优缺点能互补的材料做亲本。其理由是：（1）许多产量、品质、生育期性状多属数量性状，杂种后代群体均值介于双亲之间，与亲本平均值相关程度高，双亲优点多则杂种后代性状表现的总趋势会较好，出现优良类型的机会就增大。（2）双亲优缺点互补是指亲本一方的优点在很大程度上能克服对方的缺点。对数量性状而言，双方互补能增大杂种后代群体的变异幅度，有利于选出期望类型。对质量性状而言，双亲互补杂种后代可出现亲本各自所具有的优良性状。另外，双亲性状互补可以避免倾向性不利遗传（杂种后代表现倾向于劣性亲本一方）。如抗病育种、矮化育种计划中的抗病、矮化亲本之一目标性状突出且遗传力高有利于克服另一亲本的缺点，从而使后代表现倾向于优良性状。2．选用当地推广品种作为亲本之一理由：（1）作为优良品种的首要条件是对当地的生态条件有强的适应性。研究表明，这种适应性在很大程度上取决于亲本本身的适应性。当地推广品种及栽培历史较久的品种多具有强的适应性和抗逆性，用当地主推品种和栽培历史较久的品种作为亲本之一，较易得到抗逆性强，适应性广的品种。（2）当地推广品种的优良性状相对较多，有利于提高杂种后代中优良基因的频率。3．选用生态类型差异大，亲缘关系较远的材料作亲本。理由：由于不同生态型，不同亲缘关系亲本间的遗传基础差异大，杂种后代的分离比较广，易于选出性状超越双亲及适应性更强的新品种（许多育种实践已证实）。但此种组配能否成功要看其是否具有符合育种目标的性状，并能否传递给后代，并且另一重要的条件是外引亲本不应带有不易克服的主要性状。4、注意亲本目标性状与其它性状的关联性选用目标性状遗传力高且不存在与不良性状连锁或连锁强度不大的材料做亲本，增加交换潜势与重组，以利于优良基因的导入（不同材料的目标性状遗传力有差异，不同材料目标性状基因与其它性状基因的关联性有差异）。5、选用Generalcombiningability好的材料做亲本(1)GCA—某一亲本品种（自交系）与其它若干品种（自交系）杂交后，杂种一代在某个数量性状上的平均表现。Xi/n-u=gi(2)SCAspecialcombiningability——一个被测系与一个特定系杂交，杂种一代的产量（性状）表现。或可以这样描述，特定的杂交组合在双亲的平均表现的基础上与预期产量的偏差。Sij=Xij-gi-gj-μ理由：配合力概念产生于玉米杂种优势利用过程，用来组配优势组合，现在已广泛用在几乎所有农作物中，用来确定优势组合和优良亲本。GCA是由加性基因效应所致，故它能稳定地传给后代,SCA为基因的显性效应（h）和互作效应（j,l）,它不能稳定地传给后代，因此，在杂交育种中，只考虑GCA，不考虑SCA，用一般配合力好的品种作亲本，往往会得到好的后代，易选出好的品种。品种本身表现与其GCA大小有什么关系呢？现有研究表明，性状优良品种≠好配合力，性状不突出品种≠坏的配合力。配合力的好坏只有通过杂交测定才能明确。因此，在选配亲本时不仅要注意亲本本身的优缺点，还要通过杂交实践积累资料，以便选出配合力好的亲本。12.群体改良的原理。概念：通过选择和人工控制下自由交配等手段，提供扩大基因重组机会，使群体能聚集大量优良基因（即频率提高），扩大变异幅度，保持丰富的遗传基础，避免过度自交和个体选择带来的遗传基础日益狭窄之问题。方法：（1）轮回选择（2）混合选择（3）自交后代选择（依据自交S1或S2表现进行选择）（4）歧化选择（5）ms的利用（无标答）二、论述题。1.阐述利用杂种优势的途径与方法。1.人工去雄生产杂交种主要用于雌雄异花作物，繁殖系数高的作物，用种量小的作物。2.化学杀雄生产杂交种3.利用自交不亲和性生产杂交种4.利用无融合生殖生产永久性杂交种5.利用核质杂种6.利用F2剩余杂种优势7.利用雄性不育性生产杂交种①利用显性核不育②利用隐性核不育a.xyz体系c.标志性状法b.平衡三级三体d.化学复雄设想③利用GEms④利用NCms2.阐述远源杂交的困难及其克服方法。特点（三大困难）①由于种间存在生殖隔离（sexualisolation）,远缘杂交具有不亲和性，即交配不易成功。原因主要有：a.雌雄配子不亲和（结构、生理上的差异过大）b.与双亲的基因组成有关②杂种易夭亡，不能结实或结实率很低如幼胚夭亡，幼苗夭亡，不抽穗等，结实的种子无发芽能力，不能产生有生活力的♀♂配子，原因有三，即a.染色体不平衡（染色体不能正常联会配对，减数分裂异常，不产生正常的♀♂配子，b.核质不协调，过分不协调的结果导致ms或者杂种不能正常生长发育。c.基因不平衡，由于双亲DNA分子差异过大，即各自携带的基因和基因数目差异过大，彼此间很难协调，从而导致杂种活力下降，育性下降③杂种后代分离范围大，分离时间长，中间类型不稳定，性状分离，不符合Mendel遗传，有向两极分化即向双亲类型分化的倾向。原因：差异大，控制同类性状的基因可能数目不同，保守性遗传（基因命令系统）｝克服远缘杂交困难的方法(一)克服远缘杂交不亲和性的方法1.选择适当亲本，广泛测交，注意正反交（一般以染色体数多的为母本）并使双亲花期相遇。种内不同变种间杂交亲和性有很大差异，广泛测交一方面增大成功的机会，另一方面可找到具广杂交亲和性的材料，如小麦Chinesespring2.媒介法（桥梁法），当远缘杂交不易成功时可以寻找能分别与这两个亲本杂交的第三种植物作为桥梁或媒介3.采用特殊的授粉方式，如重复授粉，混合授粉，提前或延迟授粉4.柱头手术，离体授粉与试管受精5.理化因素处理，缩小双亲性因子间的差异。如物理因子（温度，冰冻解冰，紫外线，电离辐射激光等）化学因子，激素（萘乙酸，赤霉素），化学试剂，氧基酸。6.预先无性接近，随后相互间授粉将不易杂交的亲本营养体嫁接到另一亲本植株上，使彼此的生理活动得到接近，改变其原有生理状态，然后