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优化作物育种学复习资料

[优化]作物育种学复习资料

作物育种学复习资料

绪论

1.作物育种:

是利用或者创造变异，通过人工选择将有利的变异固定下来，培育成作物新品种的过程

2.作物品种:

人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需求，经过人工选育或发现并经过改良，形态、特征和生物学性状相对一致，遗传性相对稳定的某种作物的一定群体。

3.品种的特点:

（1）必须具有一定的优良性状

（2）是经济上的类别（3）品种群体的遗传性相对稳定，主要性状相对一致（4）品种在利用上有地区性和时间性或品种三特点:

特异性、一致性、稳定性（简称DUS）

4.生物进化的三要素为遗传、变异、选择

5.常规育种的特点:

（1）综合多个优良性状，同步改良农作物的产量、品质、抗性水平

（2）盲目性较大（3）育种既是科学又是艺术

6.育种的任务:

（1）选育优良品种

（2）繁殖优良品种的优质种子7.优良品种的作用:

（1）提高单位面积产量

（2）改进产品品质（3）保持稳产性和产品品质（4）扩大作物种植面积（5）有利于耕作制度的改良、复种指数的提高、农业机械化的发展及劳动生产率的提高

作物育种学:

研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学第一章作物育种的方式及品种类型

1.有性繁殖:

由雌雄配子结合，经过受精过程，最后形成种子繁殖后代的统称为有性繁殖

2.有性繁殖植物的主要授粉方式及代表作物:

自花授粉（小麦、大麦、水稻、大豆）、异化授粉（玉米、黑麦、甘蔗、甜菜）常异花授粉（棉花、高粱、甘蓝型油菜、芥菜型油菜）

3.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

4.自交不亲和:

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

5.雄性不育性:

植株的雄蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子的特性

6.自交系品种:

是对突变或杂合基因型经过连续多代的自交加选择而得到的同质纯合群体

7.杂交系品种:

是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:

遗传基础较复杂，植株基因型有一定程度的杂合性和/或异质性的群体。

无性系品种:

由一个无性系或几个遗传上近似的无性系经过营养器官繁殖而成的品种。

8.异交的遗传效应:

（1）异交形成杂合基因型:

杂合基因是产生基因交换、重组的基础

（2）异交增强后代的生活力:

一般基因型的杂合程度愈大，则杂种优势愈强

9.自交的遗传效应:

（1）自交使纯合基因型保持不变

（2）自交使杂合基因型的后代发生性状分离（3）自交引起后代生活力衰退

第二章种质资源

1.种质资源:

一般是指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，又称基因资源

种质资源在育种上的重要性:

（1）是现代育种的物质基础

（2）稀有特异种质对育种成效具有决定性的作用（3）新的育种目标是否实现取决于所拥有的种质资源（4）是生物学理论研究的重要基础材料

2.起源中心:

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（现在的作物起源中心概念一般为:

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）原生起源中心:

作物最初始的起源地。

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。

原生作物:

人类有目的的驯化的植物。

次生作物:

与原生作物伴生的杂草，当其被传播到不适宜于原生作物而对杂草生长有利的环境时，被人类分离而成为栽培的主体。

3.八大起源中心,代表作物

（1）中国—东亚中心:

起源作物有茶、粟、大豆

（2）印度中心:

水稻、绿豆、甘蔗、亚洲棉2A.印度—马来西亚补充区:

起源作物有香蕉、薏苡（3）中亚西亚中心:

普通小麦、非洲棉、豌豆（4）西亚中心:

一粒小麦、二粒小麦、黑麦（5）地中海中心:

甜菜、小麦（6）埃塞俄比亚中心:

亚麻、（7）南美和中美起源中心:

玉米、陆地棉、番茄（8）南美中心:

海岛棉、马铃薯8A.智利中心:

木薯、花生、凤梨8B.巴西—巴拉圭中心:

花生、可可、橡胶树

4.种质资源的类别:

（1）按来源可分为:

本地种质资源、外地种质资源、野生种质资源、人工创造的种质资源

（2）按育种实用价值分类:

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（3）按亲缘关系分类（三级基因库）:

初级基因库、次级基因库、三级基因库。

5.种质资源的保存及基本要求,基本要求:

维持样本的一定数量、保持种子或无性繁殖器官生活力，延长其寿命、尽量延缓世代进展，防止遗传性变异发生原生境保存:

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:

种质保存于该植物原生态生长地以外的地方。

保存方式:

种植保存、储藏保存（短期库、中期库、长期库）、离体保存、基因文库技术

第三章目标育种

1.育种目标:

在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育的新品种提出应具备的优良特征特性，也就是对计划育成的新品种所要求的一系列优良性状的具体指标

2.现代农业对品种的要求有:

高产、稳产、优质、适应机械化3.生物学性状:

作物本身在生长发育和繁殖后代的过程中形成的适应于外界条件的性状

4.经济性状:

在人类在培育与选育下形成的符合人类经济需求的性状5数量性状:

作物的相对性状显示量的差异，差异呈连续状态，可以计量，可以数量表示的性状

6.质量性状:

作物的相对性状显示质的差异，界限明显，无法用数字计量的性状

制订作物育种目标的原则:

（1）立足当前，展望未来，富有预见性

（2）突出重点，分出主次，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

作物育种的主要目标:

高产，优质，稳产，生育期适宜，适应机械化需要

第四章引种与选择育种

1.引种:

指从外地或国外引进新品种，经过适应性试验，直接在本地推广种植

2.引种的基本原理:

气候相似性原理、生态条件和生态型相似原理根据作物感光阶段对光照长度的要求不同，可分为长日照植物、短日照植物、中间性植物三种。

根据作物对温度、光照的要求将作物分为低温长日照作物（小麦、大麦、油菜）和高温短日照植物（水稻、玉米、大豆）

不同的植物在通过感温阶段时，所需温度和时间不同，据此分为冬行、半冬性、春性、喜温植物四种类型

3.生态型的种类有:

气候生态型、土壤生态型、共栖生态型4.生态型:

是指在同一物种变种范围内，在生物学特征、形态特征等方面均与主要生态条件相适应，遗传结构也基本相似的作物类型作物生态型按生态条件分为:

气候生态型（最主要）、土壤生态型、共栖生态型

5.生态条件:

与作物品种形成及生长发育有密切关系的环境条件称为生态条件

6.几种主要作物（小麦、水稻、棉花、玉米、麻类）的引种规律,P50

7.低温长日型作物的引种规律:

（1）高纬度品种引到低纬度，生育期延长甚至不能抽穗开花

（2）低纬度品种引到高纬度，生长期缩短，植株缩小，产量降低（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，早熟，粒重提高。

低温长日性作物春播区的春性品种引到冬播区冬播，迟熟，结实不良。

（4）高海拔引到平原往往不能适应，平原地区冬作物品种引到高海拔地区春播，可能适应。

高温短日性作物引种规律:

（1）高纬度品种引到低纬度生育期缩短，早熟，株小，可能减产。

（2）低纬度春播品种引到高纬度迟熟，营养器官增大;夏秋播品种引到高纬度，株大，生育期推迟（3）高海拔引到平原，早熟，可能减产，平原引到高海拔延迟成熟。

8.选择育种:

是指对现有品种群体中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9.自然变异的基本原因:

（1）环境条件的改变

（2）植物和种子内部的生理生化变化引起的自发突变（3）块茎和块根作物发生的芽变

10.作物品种自然变异的原因:

（1）自然异交引起的基因重组

（2）自然变异（3）新育成品种群体中的变异

11.性状选择的基本方法有混合选择（分一次混合选择和多次混合选择）、单株选择（分一次单株选择和多次单株选择）

混合选择适用于常异花授粉作物品种群体和异花授粉作物品种群体的改良。

单株选择适合于自花授粉作物

12.性状鉴定的方法有直接鉴定和间接鉴定、田间鉴定和实验室鉴定、自然鉴定和诱发鉴定、当地鉴定和异地鉴定

作用:

进行有效选择的依据，是保证和提高育种质量的基础第五章杂交育种

1.一般配和力:

是指某一亲本品种和其他若干品种杂交后，杂种后代在某个数量性状上的平均表现

2.杂交育种:

同种内不同品种通过有性杂交创造新变异，获得杂种，并进一步通过选择培育和比较鉴定而选育出新品种的方法

3.杂交育种亲本的选配的原则:

（1）双方都具有较多优点，没有突出的缺点，在主要性状上优缺点尽可能互补

（2）亲本之一最好能适应当地条件、综合性状较好的推广品种（3）杂交亲本应具有较好的配合力（4）注意亲本间的遗传差异，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的亲本材料相互杂交

4.杂交方式:

指一个杂交组合里要用多少亲本，以及各亲本间如何配置的问题。

单交，表示符号为A×B或者A/B、复交（三交、双交、聚合杂交）三交表示符号A/B//C双交标识符号A/B//C/D聚合杂交略

5.杂交后代的选择:

系谱法、混合法、衍生系统法、单籽传法6.杂交育种程序:

原始材料圃和亲本圃?

选种圃?

鉴定圃?

品种比较试验?

生产试验和多点试验

系谱法:

在选择过程中，各世代予以系统编号，以便考察株系历史和亲缘关系，故称系谱法。

系谱法工作要点:

杂种一代F1:

（1）播种:

点播

（2）工作重点:

淘汰严重缺陷组合，拔除假杂种（3）收获:

按组合分别混收、脱粒（4）编号:

2008

（1）、2008

（2）杂种二代F2（在F2:

代中出现了分离）:

（1）播种:

按亲本点播，有亲本与对照行

（2）工作重点:

选优良品种组合，在优良组合间选单株（3）收获:

按组合分别收获单株、分别脱粒（4）编号:

2008

（1）—1、2008

（2）—2F2代种子的编号就是F3代田间系谱号杂种三代F3:

（1）播种:

点播成行（将F2:

一株的种子种成一行）

（2）工作重点:

从优良组合中确定优良系统，再从中选优良单株（3）收获:

对性状不稳定的系统分别收获、分别脱粒;对性状稳定的系统先选几个单株，分别收获脱粒，剩余的混合收获、脱粒（4）编号:

2008

（1）—2—1、2008

（2）—2—2杂种四代F4:

（1）播种:

F4及其后代的种植方法同F3。

（系统群:

来自同一F3系统的F4:

诸系统。

姊妹系:

系统群内各系统间互为姊妹系）

（2）工作重点:

选优良系统群中的优良系统，再从中选优良单株;选优良一致的系统，第二年升级进入鉴定圃，进行产量试验（3）收获:

凡分离的系统，分株收获脱粒;对表现优良且整齐一致的系统，当选单株先收获然后再按系统混收（4）编号:

2008

（1）—2—1—1、2008

（2）—2—2—1

随着时代推进，工作重点以选单株为主转移到以选优良品系升级为主在F2:

代中出现了分离，

第六章回交育种

1.回交:

两亲本杂交所得杂种一代，再与其中一个亲本进行重复杂交回交亲本由轮回亲本和非轮回亲本组成。

轮回亲本（又称受体亲本）:

用于多次回交的亲本。

非轮回亲本（又称供体亲本）:

只有第一次杂交时应用的亲本。

2.轮回亲本的要求:

必须是各方面农艺性状都很好，只有个别缺点需要改造的品种。

3.非轮回亲本的要求:

（1）必须具有改进轮回亲本缺点所必需的基因

（2）其他性状不能有严重缺陷（3）目标性状最好不与单一不利性状基因链锁（4）被转移的性状最好是简单的显性基因控制的，或是有较高遗传力的性状

4.回交的特点:

优点:

（1）既保持轮回亲本的基本性状，又增添非轮回亲本的特定目标性状，是对个别缺点的改良

（2）可对育种群体的遗传变异进行较大程度的控制，使其按照确定的方向发展（3）比杂交育种种群小（4）有利于打破目标基因与不利基因之间的连锁，提高优良品种重组类型出现的机率（5）育成的新品种与原品种相似，易于被农民群众所接受。

局限性:

（1）回交改良品种时，多限于由少数主基因控制的性状，对改良数量性状比较困难

（2）回交育成的品种仅仅是在原品种的个别缺点上有所改良，而大多数性状上没有多大提高，如果轮回亲本选择的不恰当，则回交改良的品种往往不能适应农业生产发展要求。

回交后代的选择，处理方法及工作要点（较繁杂，见课本82页）第七章诱变育种

1.诱变育种:

是利用理化因素诱发变异，再通过选择育成新品种的方法

2.诱变育种的四个基本特点:

（1）提高突变率，扩大变异谱

（2）改良单一性状比较有效，同时改变多个性状较困难（3）简单易行，性状稳定快，育种年限短（4）诱发突变的方向和性质无法控制，有利突变率不高

3.物理诱变处理方法:

紫外线、X射线、r射线、粒子辐射（中子、带电粒子辐射）、航天搭载、其他物理诱变剂（电子束、激光、离子注入）4.化学诱变处理方法:

烷化剂、叠氮化钠、碱基类似物、其他化学诱变剂

5.外照射的主要方法:

γ射线

6.内照射的主要方法:

β射线（浸泡法，注入法，施入法，合成法）半致死剂量:

LD50，即照射处理后，植株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。

第八章远缘杂交育种

1.远缘杂交:

是指不同种、属或亲缘关系更远的植物类型之间的杂交远缘杂交育种的重要性:

（1）培育新品种和种质系

（2）创造新作物类型（3）创造异染色体系（4）诱导单倍体（5）利用杂种优势（6）研究生物的进化远缘杂交不亲和性的原因:

（1）双亲受精因素的差异

（2）双亲基因组成的差异2.远缘杂交的三大困难、解决方法,远缘杂交的三大困难:

（1）远缘杂交不亲和性

（2）杂交夭亡或不育（3）杂交后代的性状分离大，时间长、不易稳定远缘杂交不亲和性的解决方法:

（1）调节花期，克服花期不育

（2）亲本的选择与组培:

?

以栽培种为母本?

以染色体组多的物种作为母本?

以品种间杂种作为母本?

广泛测交，选择适当亲本组培（3）染色体预先加倍法（4）媒介法（5）采取特殊的授粉方法:

?

混合花粉授粉?

重复授粉?

提前或延迟授粉?

射线处理法（6）外源激素处理法（7）植物组织培养法?

1柱头手术?

2子房受精?

3试管受精?

4体细胞融合杂交夭亡或不育的根本原因是由于其遗传系统的破坏（1.核质互作不平衡2.染色体不平衡3.基因不平衡4.组织不协调）克服方法:

（1）幼胚离体培养

（2）杂种染色体加倍法（3）回交法（4）延长杂种的生育期（5）其他方法杂交后代的性状分离大，时间长、不易稳定的解决方法:

（1）F1染色体加倍

（2）回交（3）诱导单倍体（4）诱导染色体易位3.远缘杂交后代性状分离特点:

（1）分离不规则性

（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

第九章倍性育种

1.倍性育种:

是指通过染色体倍性及数目上各种变化，来选育新品种或创造新类型及新物种的方法

2.单倍体:

是指具有配子染色体组的个体（特性:

细胞及器官变小，植株矮小，高度不育）

3.多倍体:

是指体细胞中有3个或3个以上染色体组的植物个体（特性:

细胞及体型巨大，生长开花一般比二倍体迟缓，抗逆性强，结实率低，籽粒不饱满，育性低）

4.同源多倍体:

指体细胞中染色体组相同的多倍体5.异源多倍体:

由不同种、属间个体杂交得到的F1，经染色体加倍而成的多倍体

6.人工诱变产生多倍体的途径、单倍体的途径,人工诱变产生多倍体的途径有:

（1）物理因素诱导，主要包括温度激变、机械创伤、电离辐射、离心力等方法

（2）化学因素诱导多倍体，主要是秋水仙碱（3）生物因素诱导

人工诱变产生单倍体的途径有:

（1）细胞和组织离体培养，包括花药离体培养、未受精子房培养

（2）远缘杂交（3）染色体消失（4）异质体（5）孪生苗（6）半配合生殖（7）辐射诱导（8）化学药物诱导

第十章杂种优势利用

1.杂种优势:

两个遗传性不同的亲本杂交产生的杂种第一代，在生长势、抗逆性、繁殖力、产量等方面优于双亲的现象

2.杂种优势的表现:

（1）二倍体强于多倍体

（2）亲本纯合度越高，产生杂合优势越强（3）亲本亲缘关系远的自交系间杂种优势越强（4）双亲性状间互补对杂种优势表现有明显影响（5）不同的性状其杂种优势表现也不同

3.杂种优势的度量:

（1）中亲优势（平均优势）:

杂种F1超过双亲平均值的百分率

中亲优势（%）=（F1-MP）/MP×100MP=（p1+p2）/2

（2）超亲优势:

杂交F1超越高值亲本的百分率超亲优势（%）=（F1-HP）/HP×100HP为高亲本值

负向超亲优势（%）=（F1-LP）/LP×100LP为低亲本值（3）超标优势（竞争优势）:

杂交F1超过当地推广品种或对照品种的百分率超标优势（%）=（F1-CK）/CK×100CK表示当地推广品种（4）杂交优势指数:

杂交F1与双亲平均值的比值杂交优势指数（%）=F1/MP×100

4.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）繁殖和制种技术简单易行

5.自交系:

连续多代进行自交加选择获得纯度高的杂种亲本6.一环系:

由品种群体和品种间杂种品种中选育出的自交系7.二环系:

从自交系间杂种品种中选育出的自交系8.杂种亲本的资本要求（三高一好）:

（1）纯度高

（2）具有较高的一般配合力（3）亲本自身产量高，开花习性符合制种需要（4）具有优良的农艺性状9.杂种优势利用的方法:

（1）人工去雄生产杂交种

（2）化学杀雄生产杂种种子（3）利用标志性状生产杂种种子（4）利用自交不亲和性生产杂种种子（5）F2代生育杂种优势的利用（6）雄性不育性利用

配合力:

一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力或其他性状指标的大小杂交品种的类型:

（1.品种间杂交品种2.品种-自交系间杂种品种3.自交系间杂种品种4.雄性不育杂种品种5.自交不亲和系杂种品种6.种间与亚种间杂种品种7.核质杂种）第十一章雄性不育及其杂种品种的选育

1.雄性不育:

雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性遗传的雄性不育分为质核互作不育和核不育2.配套生产杂交种:

（1）解释三系的概念及关系:

雄性不育系:

具有雄性不育特性的品系或自交系，遗传组成S（rr），其雄花不育，但雌蕊发育正常，能接受外来花粉受精结实，在制种时用作母本。

雄性不育恢复系:

正常可育，用其花粉给不育系授粉，其后代恢复正常育性的品种或品系，

遗传组N（RR）或S（RR）。

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特性的品种或品系。

（2）绘图P179（3）解释图中含义:

根据图解来说明即可

第十二章抗病虫育种

1.垂直抗病性:

寄住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。

2.垂直抗病性的特点:

?

多数由主效基因控制;?

遗传行为简单，抗性差异明显，易于识别;?

抗性易随生理小种的变化而损失

3.水平抗病性:

寄主的某个品种对所有小种的反应是一致的，对病原菌的不同小种没有特异反应或专化反应。

4.水平抗病性的特点:

?

由多个微效基因控制;?

一般表现为中度抗病;?

减缓病害的发展效率，使寄主群体受害较轻。

5.抗病性机制:

?

抗侵入;?

抗扩展;?

避病;?

耐病6.抗虫机制:

?

不选择性;?

抗生性;?

耐害性

7.抗性品种的利用策略:

?

抗原轮换;?

抗原聚集;?

抗原合理布局;?

应用多系品种或混合品种;?

利用水平抗性的品种基因对基因学说（P196）第十五章细胞工程与作物育种

1.植物细胞工程:

以植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。

2.植物细胞全能性:

是植物细胞工程的理论基础。

3.培养基的成分:

无机营养物、有机物质和植物生长调节物质4.常见的消毒剂:

0.1%升汞、70%酒精

第十六章转基因技术与作物育种

1.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重组和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，并经过田间实验和大田选择育成转基因新品种或种质资源。

转化方法:

1.载体介导转移系统

（1）叶盘法

（2）真空渗入法（3）原生质体共培养法2.外源基因直接导入法:

（1）化学刺激法

（2）基因枪轰击法（3）高压电穿孔法（4）微注射法（5）其他直接转化方法

2.转基因育种技术的优势:

?

基因资源大大拓宽;?

提供了新的育种途径;?

对植物的目标性状进行定向变异和定向选择;?

提高选择效率，加快育种进程。

3.转基因育种的程序:

目的基因或DNA的获得;含有目的基因或者DNA的重组质粒的构建;受体材料的选择和再生系统的建立;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;转基因植株的育种利用。