作物育种考点.docx

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作物育种考点

作物育种

绪论

一、作物育种学：

指的是研究选育、繁殖与利用农作物优良品种的理论与方法的科学。

1、作物品种：

是指在一定的生态和经济条件下，根据人类需要所选育的某种作物的特定的栽培群体。

要点：

（1）人工选育的群体，具时间和区域性；

（2）具有基本的三性（DUS）;

特异性（Distinctness）：

特征性状的差异性、一致性（Uniformity）：

个体间性状整齐度、稳定性（Stability）：

遗传上的相对稳定性

2、品种类型：

纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种等。

所有类型的品种都应具有“三性”。

3、作物育种工作的展望：

（1）种质资源工作上有待进一步加强、

（2）深入开展育种理论与方法的研究（3）增强育种品种的抗逆性及搞高产品品质（4）加强多学科的综合研究和育种单位间的协作（5）改革育种体制，推进育种的产业化进程

第一章

1、育种目标:

指在一定的自然、栽培和经济发展水平下，对计划选育某种作物的新品种在生物学和经济学性状上的具体要求。

2、作物育种的主要目标：

高产、稳产、优质、生育期适宜和适应机械化是现代农业对各种作物品种的共同要求，是国内外作物育种的主要目标，也是作物优良品种必备的基本条件。

3、矮秆品种的增产作用机理是什么？

①降低个体的植株高度、增加密度；②降低茎秆所占比重、提高收获指数；③减少倒伏、提高稳产性。

4、理想株型育种：

集中形态特征和生理特性的优良性状，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去，通过提高收获指数而提高籽粒产量。

5、、高光效育种：

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。

作物经济产量的高低与光合作用产物的生产、消耗、分配和积累有关。

从生理学上分析，作物的产量可分解为：

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

6、经济系数（收获指数）是经济产量与生物产量的比值。

7、影响作物稳产性的因素很多，主要包括：

气候（旱、涝、风、高温、低温冷害与冻害、土壤（盐碱、低磷、低钾、缺铁、亚铁毒、铝毒）、生物（病虫害）

8、育种目标的制订的基本原则及思路：

针对农业生产发展中存在的问题，结合国家和地方的法律（法规）和政策规定，调查品种待推广区域的生态环境和种植制度，利用收集的种质资源的特征特性，来综合设计品种的产量、品质、抗性、适应性等诸多性状。

9、制定育种目标的原则：

一、适应国民经济和生产发展要求

二、针对作物生产中面临的主要问题和依赖现有的种质资源

三、与特定的生态环境及种植制度相适应

四、落实到具体性状和指标

五、用前瞻性和发展的眼光审视育种目标

第二章

1、种质资源：

具有特定种质或基因、可供育种或相关研究利用的各种生物类型的总称。

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。

（遗传资源）

2、种质资源工作的重要性：

一、种质资源是现代育种的物质基础

二、作物育种工作重大突破取决于关键种质资源发掘与利用

三、种质资源是人类开发新作物的主要来源，是实现新育种目标的前提

四、种质资源可以保护物种遗传多样性、避免遗传脆弱性

五、种质资源是基础理论研究的重要材料

六、种质资源保护与知识产权

3、现代育种取得显著成就同时，生产上使用的品种存在遗传基础日益呈现出贫乏趋势，为什么？

（简答题不需要答后面那么多）

答：

1）选择中丢失：

在育种，人们按一定的目标进行选择，符合育种目标的基因被保留，不符合育种目标的各种多样性基因被淘汰。

2）亲本的集中：

杂交育种使用的亲本，越来越集中到对当地条件最能适应、综合性状最好、配合力最佳的少数几个品种上。

3）地方种质未保存：

新品种的不断育成和推广，使原有老品种（特别是地方品种）逐渐淘汰，常常未作为种质保存，有益基因丢失严重。

4）耕作变化：

随着农田基本建设规模的扩大和耕作制度的改革，农田生态环境条件的差异日益缩小，物种的多样化变异失去了生存条件。

4、作物起源中心（centersoforiginofcrop）：

遗传类型有很大的多样性、比较集中、具有地区特有的变种性状和近亲野生类型或栽培类型的地区。

现在定义为：

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。

5、作物起源中心的内容①两个特点：

基因多样性；显性基因高频率。

②分为两个中心：

原生起源中心：

①无野生祖先②有新的特有类型③有大量的变异④有大量的隐性基因

次生起源中心：

①有野生祖先②有原始特有类型③有明显的遗传多样性④有大量的显性基因6、1.中国—东亚中心：

水稻、大豆。

2.印度中心：

芝麻、红麻。

3.中亚细亚中心：

普通小:

4、西亚中心：

葡萄5地中海中心：

甘蓝、甘蓝型油:

6埃塞俄比亚中心：

咖啡7南美和中美洲起源中心：

玉米、棉花:

8南美中心：

番茄

7、根据亲缘关系进行分类

1、初级基因库（primarygenepool）

种内材料无生殖隔离，杂交容易，结实正常，杂种后代可育，染色体配对良好，基因容易转移。

2、次级基因库（secondarygenepool）

种间材料或近缘野生种、近缘植物。

存在一定的生殖隔离，资源间基因转移是可能的，但须借助转殊的育种手段。

3、三级基因库（thirdgenepool）

远缘种属。

杂交不实和杂种不育现象严重。

基因转移困难。

8、本地种质资源包括古老的地方品种和当地推广的改良品种，有如下特点

①具有高度适应性；②反映了当地人民生产的需要；③类型丰富，并具有独特的优良性状；④古老的地方品种，不耐肥水，产量低。

9、外地种质资源在育种不好直接利用，须加以选择和改良创新才能利用。

特点①能反映各自原产地区的自然条件和产特点；②对本地适应性差。

10、种质资源保存

种植保存1）原生境保存：

自然保护区、天然公园

保护野生种和近缘野生物

2）迁地种植保存：

植物园、种植园

按不同生态地区分点种植避免天然杂交和人为混杂

11、核心种质：

采用一定方法，选择部分种质，以最小的资源数量和遗传重复，最大程度的代表种质多样性。

第3章作物的繁殖方式及其育种特点

1、有性繁殖的主要授粉方式

1.自花授粉（self-pollination）

由同一朵花内的雌雄配子结合或同株雌雄配子结合的授粉方式，称为自花授粉；通过自花授粉方式繁殖后代的作物称为自花授粉作物，又称自交作物（self-pollinationcrop）

常见的自花授粉作物有：

水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、绿豆、花生、芝麻、烟草等。

其自然异交率一般为0～4%。

花器构造的特点：

①雌雄同花、同熟；②开花时间较短；甚至闭花授粉；③花器保护严密，其他花粉不易飞入。

2.异花授粉（cross-pollination）

通过不同植株的雌、雄配子相结合授粉方式，称为异花授粉；通过异花授粉方式繁殖后代的作物称为异花授粉作物，也称为异交作物（cross-pollinationcrop）。

常见的异花授粉作物有：

玉米、大麻、菠菜、白菜型油菜、葱、洋葱、芹菜和荞麦等，其传粉方式主要借助风力和昆虫，其天然异交率介于50%～100%。

花器构造的特点：

①雌雄异株（dioecious）,如大麻、菠菜；②雌雄同株异花（monoecious），如玉米等；③雌雄同花，但雌雄蕊异熟或花柱异型，有利于异交，如葱、洋葱、芹菜和荞麦等。

3.常异花授粉（oftencross-pollination）

同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代的方式，称为常异花授粉；通过上述两种方式繁殖后代的作物称为常异花授粉作物，也称为常异交作物（oftencross-pollinationcrop）。

常见的常异花授粉作物有：

棉花、高粱、蚕豆、辣椒、甘蓝型油菜、芥菜型油菜和苜蓿等，其授粉方式主要是自交，部分异交，其天然异交率介于4%～50%。

花器构造及开花习性的特点：

①雌雄同花；②雌雄蕊不等长或不同时成熟；③易接受外来花粉；④花朵开放的时间长

2、两种特殊类型的有性繁殖方式

1）自交不亲和性（self-incompatibility）:

指具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。

2）雄性不育性（malesterility）：

植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性。

3、自交的遗传效应

1、保持纯合基因型2、使杂合后代基因型趋于纯合、并发生性状分离

3、自交引起杂合基因型的后代生活力衰退

异交的遗传效应

1、异交形成杂合基因型（杂交）2、异交增强后代的生活力

4、不同授粉方式作物的遗传特点

1、自花授粉作物的遗传特点

以连续的自交方式繁衍；

个体基因型是纯合，个体间是同质的，表型一致、稳定；

极少数天然异交或自然突变，自交后出现分离--选择育种

2、常异花授粉作物的遗传特点

以自交为主；

群体大部分基因型为纯合和同质，一部分个体为杂合。

3、异花授粉作物的遗传特点

自由授粉（异交>自交）；

异质杂合群体：

个体基因型高度杂合，个体间基因型异质，表型多种多样；

4、无性繁殖作物的遗传特点

无性系（clone）:

由单一个体经过无性繁殖形成的后代群体。

通常是同质杂合群体：

个体基因型高度杂合，个体间基因型同质，都具有母体的特性，其产生后代的基因型与表现型都与母体完全相似，无分离现象。

5、自交系品种或纯系品种（purelinecultivar）及育种特点

1、概念：

突变或杂合基因型连续自交和选择育成的基因型同质纯合群体。

指标：

理论亲本系数达到或超过0.87（亲本纯合基因型的后代植株数占群体总植株数的比例）；

常见类型：

生产上使用的自花授粉作物常规品种、（常）异花授粉作物的杂交种亲本的自交系。

2、育种特点：

1）在生产上使用时，必须基因型高度纯合、性状优良、整齐一致；

2）育种或良种繁殖上采取连续多代自花授粉（异花授粉作物的强制自交）和单株选择；

3）创造丰富的遗传变异，在基因和性状分离的大群体中进行单株选择，多中选优，优中选优，可以获得产量、抗性、品质等性状超过原有品种群体的个体（创造变异的途径）；

6、杂交种品种（hybridcultivar）及育种特点：

1、概念：

在严格选择亲本（自交系）和控制授粉的条件下生产的杂交组合的F1植株群体。

利用的注意点：

个体基因型高度杂合、群体内同质（单交种）、生产力高；由于杂交种性状不能稳定遗传，通常只利用F1。

常见类型：

异花授粉作物（玉米）、常异花授粉作物（棉花、甘蓝型油菜、高粱）、自花授粉作物（水稻）等。

（特点课本46页）

7、群体品种（populationcultivar）及其育种特点

1、概念：

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一群植株群体。

但基本符合品种的三个基本特性。

主要分为四大类：

1）异花授粉作物自由授粉品种（freecrosspollinatedcultivar）

：

品种内植株内植株间及与相邻的异品种间随机授粉产生的后代群体。

属杂合异质群体，目前很少在生产上应用。

2）异花授粉作物综合品种（syntheticcultivar）:

是由一组选择的自交系采用人工控制授粉和在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡的群体。

属异质杂合群体。

（3）自花授粉作物杂交合成群体（composite-crosspopulation）:

由两个或两个以上自花授粉作物的纯系品种杂交后繁殖分离的群体。

个体纯合、个体间存在异质性；目前生产上使作极少。

4）自花授粉作物多系品种（multi-linecultivar）:

将同一作物的两个以上纯系品种或近等基因系的种子，按一定比例混合后繁殖的后代群体。

属纯合异质群体，抗病虫害上应用很好。

2、育种特点：

1）利用群体品种的目的是具有和保持遗传多样性，以增强品种适应性和稳产性。

2）原始材料（亲本）遗传广泛，使群体品种具有并保持广泛的遗传基础和多样性。

3）具体做法：

控制授粉，充分重组，适当淘汰，遗传平衡。

8、无性系品种及育种特点：

1、概念：

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。

基因型与母体相同、群体内一致。

甘署、马铃薯、甘蔗

专性无融合生殖

2、育种特点：

固定杂种优势和优良性状（有性杂交和无性繁殖结合）

选择芽变（budmutation）培育优良无性系

第四章

①引种栽培：

经过试验证明适合本地区栽培后，直接在生产上推广种植。

②引种驯化（domestication）：

外地种质引入种植，由于生态条件改变而表现出新的性状，经过选择育成适合本地区推广种植的新品种，是人类对作物新的地理环境能力的利用和改造。

③引种改良：

外来品种的某个（些）优良性状用于改良本地品种。

4、引种：

引进外地或外国的种质资源。

5、引种的作用：

1、引进新作物、新品种，促进农业生产发展

2、充实种质资源，丰富育种材料

3、利用异地种植，提高产量

6、科学引种必须深入研究相互联系的两个因素：

一是作物本身的遗传特性和适应能力；二是生态环境条件对作物的制约。

7、引种的遗传学原理

1、生态适应（ecologicaladaptation）:

作物及其品种总是在一定的生态因素所组成的生态环境中生长发育，并表现生长发育正常。

2、品种遗传适应性范围（genicadaptationrange）:

一个品种所代表的基因型在地区适应性方面的适应范围。

不同的作物种类之间，适应性范围有很大的差异性。

杂合程度高的类型能力强，如玉米。

3、驯化的遗传机理：

一是遗传基因在表达上的调节，是植物对新环境在生理生化的适应；二是人类从含有多种基因型的植物群体中选择所需求的基因型。

8、引种的气候相似论原理：

1）主要内容：

原产地与引种地之间，影响作物生产的主要气候因素应尽可能相似，以保证作物品种互相引用成功的可能性。

2）优缺点：

强调气候中温度条件，忽略光、湿、气、土

忽略作物对环境适应（驯化）

9、引种的生态学原理：

1、作物生态环境：

作物品种形成和生长发育所处的环境（生态条件）

气候生态因子：

温度、日照、雨量、湿度……

土壤生态因子：

土质、水分、pH、盐份、其他离子……

生物生态因子：

病虫及其它们的小种和生物型、杂草……

2、作物生态型（ecologicaltype）：

同一物种的变种范围内，在生物学和形态学等方面均与当地主要生态条件相适应，遗传结构也相似的作物类型。

可分为：

气候生态型、土壤生态型、共栖生态型

如籼稻适应于热带、亚热带高温短日照环境；

粳稻适应于温带、热带高海拔和相对长日照地区。

（3）生态区（ecologicalregion）：

对于具有大体相似的生态环境的地区。

10、引种的规律：

（看课本55页）

1、作物的温光反应特性

2、低温长日照作物（冬作物）

3、高温短日照作物（夏作物）

11、影响引种效果的因素

1、温度：

温度升高促进作物生长发育，提早成熟；温度降低，会延长生育期

作物生长（量的变化，作物在数量上不可逆的变化）和发育（质的变化，新器官的出现）对温度条件需求不同。

2、光照：

包括昼夜交替的光周期和光照强度。

3、纬度：

同纬度光照、温度相似，引种易成功。

4、海拔：

每海拔升高100m，温度降低0.6℃,主要的影响因子是温度。

5、降水量和湿度：

年降水量、降水量的分布

6、土壤：

理化性质、含盐量、酸碱度及地下水位的高低。

7、作物的发育特性：

12、引种的原则：

1、坚持“既积极又慎重”的原则2、坚持“先试后引”的原则

3、坚持“按需引种”的原则4、坚持“严格检疫”的原则

13、简单引种方法

1、引种计划的制订、引种材料的收集和检疫

①确定引种目标②开展调查研究，收集资料；

③综合分析资料，确定适宜的引种地区和作物类型及品种；④严格检疫

2、引种材料的试验鉴定和评价

①观察试验②品种比较试验和区域试验③栽培试验

第五章

1、选择育种（selectivebreeding）:

是在一个植物或作物群体中挑选自然变异株育成新品种的一种育种方法。

2、育种特点

（1）优中选优，连续选优，品种不断改进提高

（2）简述快便

3、局限性

（1）不能有目的地创新，产生新的基因型；

（2）一般只能对现有品种的个别性状进行改良，难于有较大的突破。

3、选择的意义

在作物育种学中，选择就是选优去劣。

在遗传上，选择指不同基因型的差别繁殖。

选择的目的旨在提高群体中有利基因频率。

选择的有效性取决于遗传性变异的多样性和群体中存在较高的有利基因频率。

4、纯系学说（theroyofpureline）主要结论：

（1）自花授粉作物的原始品种群体内，通过单株选择可以分离出一些不同的纯系（pureline）；

（2）同一纯系内的个体基因型是相同的，从中继续选择是无效，纯系内个体差异是由环境引起的

主要贡献：

首次把变异分成了遗传变异和环境变异，是自花授粉作物纯系育种的理论基础；同时提出基因型和表现型两个不同的概念。

5、选择有单株选择和混合选择两种基本方法。

1、单株选择方法：

（1）从群体中选优株，分单株收、脱和贮；

（2）下年分单株播种，成株（穗）行，每隔数株行数设定对照，进行比较鉴定，选出优良株行；

（3）若中选的优良株行中在单株间仍有明显分离，可重复上述步骤，即进行多次的单株选择。

2、单株选择的特点

（1）所选的单株可根据其后代表现而去留并能最大限度地淘汰误选的不良单株后代

（2）单株选择要冒丧失有利基因的风险

一是选择的优良单株数量少；二是一个优良基因型的表现可能不如一个不太优良基因在有利环境下的表现；三是淘汰的综合性状不良的单株也可能带有利基因。

1、混合选择方法

（1）从群体中选优株，混合收、脱和贮；

（2）下年混合播种，设定对照，进行比较鉴定，选出优良混合群体；

（3）一次没有奏效，可重复上述步骤，即进行多次的混合选择

混合选择的特点：

（1）能较好地保持原群体有利的遗传变异。

（2）不能区分所选单株基因型的优劣。

第六章

1、杂交（cross）：

不同基因型配子结合或相互交配产生杂种的过程

杂交育种（crossbreeding）：

通过两个或更多个遗传特性不同的亲本品种（系）杂交获得杂种，进一步从杂种后代的自交分离群体内鉴定和选择培育新品种的育种方法。

可分为远缘杂交育种和品种间杂交两种类型。

2、杂交育种的重要性：

（1）是重要的育种手段之一

（2）是与其它育种途径相配套的重要程序（3）杂交育种可同时改良多个目标性状（4）更适于自花授粉植物的品种选育

3、杂交育种的遗传原理：

1、组合育种：

基因重组和基因互作

2、超亲育种：

基因重组和基因累积

4、亲本选配的原则：

（1）、双亲必须具有较多的优点、较少的缺点，双亲间优缺点能互补，不能有严重的缺点

（2、）亲本中至少有一个在主要目标性状上要表现突出

（3）、亲本中最好有一个适应当地生态条件（为当地推广的优良品种）

（4）、选用的亲本要考虑它的原产地和生态型

（5）、杂交亲本应具有较好的一般配合力

（6）、考虑亲本的遗传特性（7）、利用中间材料作为亲本

5、杂交方式：

单交或成对杂交、复交（三交、双交、四交）（概念课本72）

6、杂交技术：

杂交前的准备工作

（1.）熟悉花器构造和开花习性

了解具体作物的花器构造、开花习性、授粉方式、花粉寿命、胚珠受精能力与寿命等。

（2）.调节亲本的开花期，务使花期相遇

1）分期播种常以母本开花期为标准2）光照处理3）春化处理

4）其他农艺措施：

如再生植株、肥控

二、杂交的操作程序和方法

（1）、去雄：

适宜时间最在开花前1－2天。

1）剪颖（或花冠）法2）杀雄法

（2）、授粉（3）、隔离（4）、挂牌和记载（5）、杂交后的管理

7、杂种后代的选择方法处理的方法有：

系谱法、混合法、衍生系谱法和单籽传法

（1）系谱法的工作要点

1）杂种第一代（F1代）

栽植：

按组合种植，单本，去除伪杂种（亲本比较）；淘汰不良组合；

群体大小：

复交F1因群体大视同F2；保证足够的后代种子，单交10-20株；

选择：

单交不选择进行混收，亲本不纯F1有分离应选择；

编号：

收获后标明组合号，如09

（1），表示2009年的第一个组合。

2）杂种第二代（F2和复交F1）

种植：

按组合，点播，单本稀植，设立亲本行。

群体大小：

根据作物、亲本差异、杂交方式、组合优劣、目标性状遗传特性和实际情况来确定；稻、麦与大豆等作物，一般播种2000-6000株。

选择：

①是选择的关键世代（F2单株决定后代发展趋势），也是选择难度最大的世代（单株选择比群体选择困难，杂种优势）。

②先选组合，后选单株（淘汰不良组合，优良组合多选些）。

③每个组合选择数量几株到几十株不等，复交组合多选（最后一次杂交的亲本尚未重组）；

④选择的依据：

考虑不同性状的遗传力的大小，高遗传力性状，尽可能早代选择，以控制后代规模。

编号：

入选单株初步考种（田间），分株脱粒，按组合编号，如09

（1）中选的第3单株，可写为09

（1）-3；

注意事项：

（常）异花授粉作物开花前初选并套袋自交（或隔离）。

3）杂种第三代（F3和复交F2）

种植：

按组合排列，当选单株点播成行（株行、株系或系统Line）。

群体大小：

每系统80~200株不等；设对照品种（每10-25个设立1个对照）。

记载：

本年号、上年号、亲本组合、世代、播种期、移栽期、抽穗开花期、成熟期、抗病虫性及其它主要经济性状的特征描述。

特征：

系统内变异度缩小，主要性状表现趋势明显，个别株行基本稳定。

选择：

参考记载，优良组合中确定优良系统，从中选择优良单株；入选的系统选择3~10株不等。

编号：

每个单株按系统分别收获、编号。

如09

（1）-3中选的第3单株，可写为09

（1）-3-3。

注意事项：

（常）异花授粉作物开花前初选并套袋自交（隔离）

4）杂种第四代（F4）及其以后世代

种植方式：

按组合、按系统排列，当选单株点播成行；

群体大小：

同一F3系统（来自同一F2单株）形成多个F4系统组成系统群；系统群内各系互为姊妹系；80~100株；设对照；

记载：

同F3

选择：

①系统群体间差异大，系统群内差异小；

②首先选择系统群，再从优良系统内选优良株系，再选择优良单株；

③部分株系稳定一致，选择优系升级为品系（Strain），下季产量试验（鉴定或品比）；

④进一步淘汰不良系统

注意：

对某一组合种植到七八代，尚未选出优系，则可停止种植。

加速育种进程的方法

1、加速世代进程

2、加速试验进程

1）早代选株与测产相结合2）对突出的材料可越级提升3）大力提高种子繁殖系数

第七章

1、回交：

是指杂种后代与两个亲本之一再进行杂交。

2、回交育种：

通过多次回交和选择达到改良品种的一种育种方式。

3、意义:

①精确改良某个性状非常有效，如改良品种的某种抗病虫性

②控制育种群体发展方向

③控制杂种后代群体规模

④克服远缘杂交存在的杂种不育和杂种分离世代长的问题

4、回交的遗传效应

（1）、回交后代的基因型纯合类型受轮回亲本的控制，且某种基因型纯合速度大于自交

（2）、回交消除不利基因连锁的概率高于自交

5、回交后代的选择（课本是的87和88页的两个回交育种示意图好好看看）

6、回交所需植株群体的估算（课本90页那个数据我打不出来）

7、回交育种特点

优