作物育种学历年考题及答案.docx
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作物育种学历年考题及答案
四川农业大学2003年招收攻读博士学位研究生入学考试试题382作物育种学
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一、名词解释（20分，每小题2分）0378考过名词解释
1.品种：
是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群体，这种群体具有相对稳定的遗传特性，在生物学、形态学，经济性状上的相对一致性，与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别，在相应的地区和耕作条件下种植，在产量，品质，抗性等方面都能符合生产发展的需要，是人工进化和人工选择的结果，是重要的农业生产资料。
2.杂交种：
利用不同基因型的品种或类型杂交，以创造变异，获得新类型，并通过培育和选择而育成的品种。
杂交种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，他们的基因型是高度杂合的，群体又具有不同程度的同质性，表现出很高的生产力。
杂交种品种通常只种植F1，即利用杂种优势。
杂交种不能稳定遗传，F2将发生基因型分离，杂合度降低，导致产量下降。
自交系品种又称纯系品种，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，它实际上包含了自花授粉作物和常异花授粉作物的纯系品种和异花授粉作物的自交系品种。
3.测交种：
用不育系作母本，用恢复系作父本进行杂交获得的品种。
测验自交系配合力所进行的杂交叫测交，测交所得的后代成为测交种。
用不育系作为母本，恢复系作为父本，测验自交系配合力进行的测交，所获得的后代称为测交种。
4.杂种：
不同基因型的品种或类型杂交后获得的基因型混杂的未经选择的种群。
5.制种：
按照良种繁殖技术规范进行大规模种子繁殖称为制种。
6.系统育种：
根据育种目标，从现有品种的自然变异类型中，选出具有优良变异的个体，分别种植，每一个体形成一个系统，经连续比较鉴定，选优去劣而育成新品种的方法。
7.系谱法：
自交种第一次分离世代开始选株，分别种植成株行，即系统，以后各世代均在优良系统中继续进行单株选择，直至选出性状优良一致的系统升级进行产量实验。
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。
8.诱变育种：
是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的种质或品种的育种方法。
9.配合力：
配合力是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性状指标的大小，配合力有两种即一般配合力与特殊配合力.
10.轮回选择：
根据育种目标，从基础群体中选择优良单株进行自交和配合力测定，再将配合力高的优良单株相互杂交，形成遗传基础更加优良的新群体，此过程称为一个轮回，如此进行多次轮回选择，就会提高优良基因的频率，并逐步积累优良显性基因，从而使优良基因个体逐渐增多的选择方法。
引种：
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。
从生产的角度来讲，引种是指从外地引进作物新品种，通过适应性试验，直接在本地推广种植。
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。
杂种优势：
是生物界普遍存在的一种现象，一般是指杂种在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。
雄性不育：
是指雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性，在植物界普遍存在。
雄性不育可以作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用。
转基因育种：
根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组与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，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。
二、简述题（40分，每小题10分）
1.简述杂交育种的基本程序。
作物新品种选育的方法多种多样，但最主要的方法是杂交育种，这里以杂交育种为例，介绍作物新品种选育的基本程序。
整个杂交育种过程，有几个连续的选育阶段。
根据各阶段种植材料的来源、性质、工作内容和选育上的要求，形成以下几个试验圃：
1、原始材料圃和亲本圃：
种植从国内外收集来的各类材料，按类型分类种植，每一个材料种植几十株。
应不断引入新的种质，丰富育种材料的基因库。
严防机械混杂和天然杂交，保持其纯度和典型性。
对所有原始材料定期进行观察记载，根据育种目标，选择材料进行重点研究，以便选作杂交亲本。
从原始材料圃中每年选出合乎杂交育种目的的材料作
为亲本，种于亲本圃
2、选种圃：
种植杂种各世代当选株系或杂种混合群体，采用系谱法，在杂种分离世代中连续选拔优良单株，直至选出优良一致的株系升入鉴定圃。
3、鉴定圃：
种植从选种圃升入的优良品系，对各品系进行初步的产量比较试验，并对性状的优劣和一致性作进一步的评定。
产量超过对照品种并达一定标准的优良一致品系升级至品种比较试验，少数再试验一年，其余淘汰。
4、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。
在较大面积上对品系进行更精确、更具代表性的产量比较试验，并对各品系的生育期、抗性、丰产性和栽培上的要求等作更为详尽的观察研究。
由于各年的气象条件不同，而不同品种对气象条件又有不同的反应，因此为了确切地评选品种，一般材料要参加两年以上的品种比较试验。
根据田间观察、抗性和品质鉴定以及产量表现，选出最优良的品种参加全国或省组织的区域试验。
5、生产试验和多点试验：
在生产条件下进行较大面积的生产试验，在自然条件不同地区进行多点试验，并结合栽培技术进行栽培试验，以进一步考察供试品系在不同地点和不同生产条件的考验，并起示范和繁殖作用。
6、种子区和繁殖田：
对表现优异的品系建立大面积繁殖田，生产较大量的种子，供生
产试验和大面积示范推广之用。
2.简述作物种质资源工作的基本内容。
P26
种质资源的研究内容包括收集、保存、鉴定、创新和利用。
在相当长的时期内，我国农作物品种资源研究工作重点仍将是20字方针，即“广泛收集，妥善保存，深入研究，积极创新，充分利用”
一、种质资源的收集与保存：
1发掘收集保存种质资源的紧迫性。
为了更好的保存和利用自然界生物的多样性，丰富和充实育种工作和生物学研究的物质基础，种质资源工作的首要环节和迫切任务是广泛发掘和收集种质资源并很好的予以保证。
实现新的育种目标必须有更丰富的种质资源、为满足人类需求，必须不断发展新作物、不少宝贵种质资源大量流失，急待发掘保护、避免新品种遗传基础的贫乏，克服遗传脆弱性。
2收集种质资源的方法。
收集种质资源的方法有四种：
考察收集、征集、交换、转引。
直接考察收集是指到野外实地考察收集，多用于收集野生近缘种、原始栽培类型和地方品种。
征集是指通过通讯方式向外地或外国有偿或无偿所求所需要的种质资源，是获取种质资源花费最少、见效最快的途径。
交换是育种工作者彼此互通各自所需的种质资源。
转引是指通过第三方获取所需要的种质资源。
3收集材料的整理。
收集到的种质资源，应及时整理。
并进行简单的分类，确定每份材料的植物学分类地位和生态类型，以便对收集材料的亲缘关系、适应性、和基本的生育特性有个概括的认识和了解，为保存和做进一步研究提供依据。
4种质资源的保存。
保存种质资源的目的是维持样本的一定数量与保持各样本的生活力及原有的遗传变异性。
主要采用自然和种质库结合的办法。
二、种质资源的研究与利用：
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等，鉴定是种质资源研究的主要工作，鉴定内容因作物不同而异，一般包括农艺性状，如生育期、形态特征和产量因素；生理生化特性，抗逆性，抗病性，抗虫性，对某些元素的过量或缺失的耐性；产品品质，如营养价值、食用价值及其他实用价值。
鉴定方法依性状、鉴定条件和场所分为直接鉴定和间接鉴定，自然鉴定和控制条件鉴定，当地坚定和异地鉴定。
为了提高鉴定结果的可靠性，供试材料应来自同一年份，同一地点和相同的栽培条件，取样要合理准确，尽量减少有环境因子的差异所造成的误差。
种质资源鉴定必须十分注意多学科、多单位的分工协作。
3.简述制定作物育种目标的基本原则。
09年考过P38
作物的育种目标是针对一定的生态地区和经济条件以及种植制度而制定的，因此它是一项包括多方面内容的复杂工作。
一般要掌握以下几项基本原则：
1、立足当前，展望未来，富有预见性：
从作物的育种程序来看，育成一个新的品种至少需要5-6年，多则十年以上的时间。
育种周期长的特点，决定了育种目标制定必须要有预见性，至少要看到5-6年以后国民经济的发展，人民生活水平和质量的提高以及市场需求的变化，为此在制定育种目标时，要了解作物品种的演变历史，同时对社会和市场的发展变化也要做全面调查，这样才可以掌握该作物的发展趋势，才有可能制定出正确的育种目标，做到育种工作有的放矢。
2、突出重点，分清主次，抓住主要矛盾。
生产和市场上对品种的要求往往是多方面的，但是在制定育种目标时，对诸多需要改良的性状不能面面俱到，要求十全十美，而是要在综合性状都符合一定要求的基础上，分清主次，突出的改良一两个限制产量和品质的主要性状，这就是抓主要矛盾的出发点。
3、明确具体性状，指标落实。
抓住主要矛盾，确定主攻方向的同时，在育种目标中不能只一般化的提出高产、稳产、优质、多抗等作为重点改良的目标，还必须对这些有关的性状进行具体的分析，确定改良的具体性状和要达到的具体目标。
4、必须面向特定的生态地区和栽培条件。
我国地域广大，跨越几十个维度，气候、土壤差异很大，就一个省的气候、土壤、海拔也有很大差异。
因此在制定育种目标时，要针对具体的生态地区确定相应的目标，要做到这一点，又必须对特定的生态地区的生态条件详细了解，才能制定正确的育种目标。
4.简述利用作物杂种优势的途径。
P160
1人工去雄生产杂种种子。
对雌雄异花作物，繁殖系数高的作物、用量小的作物、花期较大、去雄较易的作物，均可采用人工去雄的方法生产杂种种子。
人工去雄生产杂种种子的方法有一个最大优点，即配组容易、自由，易获得强优势组合。
印度杂种棉面积达200多万公顷，其杂种基本上是用人工去雄方法生产的。
2利用标志性状生产杂种种子。
利用植株的某一显性性状或隐性性状作为标志，区别真假杂种，就可以不进行人工去雄而利用杂种优势。
具体做法是：
给杂种品种的父本选育或转育一个苗期出现的显性性状，或给杂种品种的母本选育或转育一个苗期出现的隐性性状，用这样的父、母本进行不去雄的天然杂交，拔出具有隐性性状的幼苗，即假杂种或母本苗，留下具有显性标志形状的幼苗，即真杂种。
3化学杀雄生产杂种种子。
选用某种化学药剂，在作物生长发育的一定时期喷洒于母本，直接杀伤或抑制雄性器官发育，造成生理不育，达到去雄的目的。
化学去雄利用杂种优势具有配组容易，自由及制种手续简单等特点。
原理是：
雌雄配子对各种化学药剂有不同的反应，雌蕊比雄蕊有较强的抗药性，利用适当的药物浓度和药量可以杀伤雄蕊而对雌蕊无害。
受到药物抑制的雄蕊，一般表现花药变小，不能开裂，花粉皱缩空秕，内部缺乏淀粉没有精核失去生活能力。
由于化学去雄避开了恢复系、保持系关系及环境因子的制约，易获得强优势杂种，因此被认为是一种很有希望的育种新技术。
4利用杂交不亲和性生产杂种种子。
雌雄蕊正常，但自交或系内交均不结实或结实很少的特性叫做自交不亲和性。
分为两类，一类是配子体自交不亲和性，另一类是孢子体自交不亲和性。
在十字花科蔬菜中，自交不亲和性已经在生产上应用。
油菜的花很小，人工去雄很不经济，因此自交不亲和性对于利用油菜杂种优势有重要的作用。
5F2剩余杂种优势的利用。
遗传研究表明，F2仍具有较大的杂种优势。
假设双亲在产量性状上的基因差异为10对，F2代出现纯合基因型的频率不到千分之一，实际上优势组合双亲在产量性状上的基因差异远不止10对，也就是说F2仍保持很大程度的基因杂合率，而品种间杂种优势表现在很大程度上决定于基因的杂合率。
实际测定结果表明，作物优势组合的F2对照杂种优势可达10%或更大。
6、雄性不育性利用。
利用雄性不育制种，是克服雌雄同花作物人工去雄困难的最有效途径。
因为雄性不育特性是可以遗传的，可以从根本上免除去雄的手续。
核质互作雄性不育、基因型-环境互作雄性不育、隐性核不育、显性核不育均可用于生产杂种。
人工去雄；利用标志性状；化学杀雄；利用自交不亲和性；利用雄性不育性
三、论述题（40分，每小题20分）
1.试述作物育种学与遗传学和栽培学之间的关系。
2.试述作物育种方法与育种目标性状间的关系。
四川农业大学2006年招收攻读博士学位研究生考试试题382作物育种学一．简述作物新品种选育的基本程序（20分）03,6,7,8,9年作物新品种选育的方法多种多样，但最主要的方法是杂交育种，这里以杂交育种为例，介绍作物新品种选育的基本程序。
整个杂交育种过程，有几个连续的选育阶段。
根据各阶段种植材料的来源、性质、工作内容和选育上的要求，形成以下几个试验圃：
1、原始材料圃和亲本圃：
种植从国内外收集来的各类材料，按类型分类种植，每一个材料种植几十株。
应不断引入新的种质，丰富育种材料的基因库。
严防机械混杂和天然杂交，保持其纯度和典型性。
对所有原始材料定期进行观察记载，根据育种目标，选择材料进行重点研究，以便选作杂交亲本。
从原始材料圃中每年选出合乎杂交育种目的的材料作为亲本，种于亲本圃。
2、选种圃：
种植杂种各世代当选株系或杂种混合群体，采用系谱法，在杂种分离世代中连续选拔优良单株，直至选出优良一致的株系升入鉴定圃。
3、鉴定圃：
种植从选种圃升入的优良品系，对各品系进行初步的产量比较试验，并对性状的优劣和一致性作进一步的评定。
产量超过对照品种并达一定标准的优良一致品系升级至品种比较试验，少数再试验一年，其余淘汰。
4、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。
在较大面积上对品系进行更精确、更具代表性的产量比较试验，并对各品系的生育期、抗性、丰产性和栽培上的要求等作更为详尽的观察研究。
由于各年的气象条件不同，而不同品种对气象条件又有不同的反应，因此为了确切地评选品种，一般材料要参加两年以上的品种比较试验。
根据田间观察、抗性和品质鉴定以及产量表现，选出最优良的品种参加全国或省组织的区域试验。
5、生产试验和多点试验：
在生产条件下进行较大面积的生产试验，在自然条件不同地区进行多点试验，并结合栽培技术进行栽培试验，以进一步考察供试品系在不同地点和不同生产条件的考验，并起示范和繁殖作用。
6、种子区和繁殖田：
对表现优异的品系建立大面积繁殖田，生产较大量的种子，供生产试验和大面积示范推广之用。
二．简述作物育种中创造遗传变异的主要途径（20分）
1诱变：
特点：
提高突变率，扩大突变谱；改良单一性状比较有效，同时改良多个性状较困难；性状稳定快，育种年限短；诱发突变的方向和性质尚难掌握。
常见方法：
1物理诱变：
常见的物理诱变剂是不同种类的射线，紫外线，以及电子束、激光、粒子注射、航天搭载等方法。
程序如下；首先选择处理的材料，植物各个部位都可以用适当的方法进行诱变处理，最常用的是种子、花粉、子房、营养器官以及愈伤组织等；然后选择处理方法，主要有外照射，被照射的种子或植株所受的辐射来自外部某一放射源，这种方法操作简便，处理量大，最常用的核内照射是将辐射源引入生物体组织和细胞内进行照射的一种方法；其次是辐射处理的剂量，照射量是诱变处理成败的关键，如果选用的剂量太低，虽然植株损伤小，但突变率很低，如果剂量太高就会使M1损伤太重，存活个体减少，而且不利的突变增加，同样达不到诱变效果。
2、化学诱变：
特点：
诱发率较高染色体畸变少；对材料损伤轻；大部分有效地化学诱变剂较物理诱变剂的生物损伤大，容易引起生活力和可育性下降，此外使用化学诱变剂所需的设备比较简单，成本较低，诱变效果较好，应用前景较广阔。
化学诱变剂主要有：
烷化剂、叠氮化钠，碱基类似物，其他化学诱变剂等处理方法：
种子是主要的处理材料。
植物的其他各个部分也可以用适当的方法来进行处理，例如芽、插条、块茎、球茎等，此外还可以处理活体植株的幼穗、花粉、合子和原胚以提高诱变率。
诱变育种的程序：
应明确育种目标，并比较应用哪种育种方法最容易达到目的。
首先是育种材料的选择：
诱变育种一般选择高产优质综合性状优良和适应性广的推广品种为材料，通过诱变改良个别性状的缺点。
选用的材料一般应是稳定一直的品系，否则难以在后代中进行鉴定和选择。
为了扩大诱变后代的变异范围有时也采用杂种当代种子进行诱变处理。
然后是诱变剂量的选择，一般参考过去的研究者的结果，在改良个别性状时，为了减少多发性突变，处理剂量要求稍低些，如果期望产生较多的类型的突变体，供作进一步育种工作需要，则应采取较高的剂量，使其产生中等严重损伤。
其次，处理群体的大小，一般根据突变率和M2群体大小来确定处理材料群体的大小。
禾谷类小粒作物要求群体有10000株以上，因此可根据主穗产生种子数量来确定处理材料群体的大小。
最后，后代种植和选择方法，M1的种植与处理，经诱变处理的种子或营养器官所长成的植株或直接处理的植株均被称为诱变一代。
大多数突变都是隐性突变，少数是显性突变。
诱变处理后所长成的植株因个别细胞或分生组织随机出现突变，以致形成的组织出现嵌合现象。
如果该部分形成性细胞则可以遗传到下一代，因为大多是隐性突变，植株本身又是嵌合体，在形态上不易显露出来，因此通常M1不进行选择。
M2及其后代的种植和选择，种植方式因选择方法不同而异，主要有系谱法和混合法。
2.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成杂交育种。
现在我国用于生产的主要作物的优良品种大多是用杂交育种法育成的。
杂交育种通过杂交、选择和鉴定，不仅能够获得结合亲本优良性状于一体的新类型，而且由于杂种基因的超亲分离，尤其是那些和经济性状有关的微效基因的分离和累计，在杂种后代群体中还可能出现性状超越任一亲本，或通过基因互作产生亲本所不具备的新性状的类型。
程序六个圃。
1杂交亲本的选配：
正确选配亲本是杂交育种工作的关键，亲本选配的当，后代出现理想的类型多，容易选出优良品种。
从一个优良的杂交组合的后代中，往往能在不同的育种单位分别育成多个优良品种。
亲本选配要依据明确的育种目标，在熟识所掌握的原始材料主要性状和特性及其遗传规律的基础上，选用恰当的亲本，组配合力组合，才能在杂种后代中出现优良的重组类型，并选出优良的品种。
根据育种理论与各育种单位的经验，选配亲本的原则如下：
双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上优缺点尽可能互补；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；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；杂交亲本应具有较好的配合力。
2杂交技术与杂交方式：
杂交工作前应对具体作物的花器构造，开花习性，授粉方式，花粉寿命，胚珠受精能力以及持续时间等一系列问题有所了解，并对该作物的不同品种在当地条件下的具体表现有一定认识。
1调节开花期，花期不遇；控制授粉，防止自花授粉和天然异花授粉，需要在母本雌蕊成熟前进行人工去雄或隔离；授粉后的管理，杂交后在穗或花序下挂牌，标明父母本名称。
杂交方式：
1单交或成对杂交；2复交，综合性状好适应性较强并有一定丰产性的亲本应安排在最后一次杂交，以便使其遗传组成在各杂种遗传组成中占有较大的比重，从而增强杂种后代的优良性状，如三交，双交等；
3杂种后代的选择：
通过正确的选配亲本，并运用适当的杂交方式，获得杂种以后应进一步根据育种目标在良好而一致的实验条件下种植杂种种子，并保证有足够数量的杂种分离群体。
杂种后代的处理方法中，应用较广的有系谱法和混合法，还有从这两者派生出来的方法。
3、基因工程育种：
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重组与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，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。
优点：
使可利用的基因资源大大拓宽，为培育高产优质的优良品种提供了崭新的育种途径，可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择，大大提高选择效率，加快育种进程。
转基因育种的程序：
1目的基因的获得，分为两大类，根据基因表达的产物-蛋白进行基因克隆，从基因组DNA或mRNA序列克隆基因。
主要方法有同源序列法，表达序列标签，根据连锁图谱克隆目的基因；2目的基因重组质粒的构建；3受体材料的选择，通常有以下几种类型，愈伤组织再生系统、直接分化再生系统、原生质体再生系统、胚状体再生系统、生殖细胞受体系统；4转基因方法的确定和外源基因的转化；5转化体的筛选和鉴定；6转化体的安全性评价和育种利用
三．简述作物育种中常用的选择方法（20分）P54选择就是选优去劣，选择育种就是从自然变异的群体中，根据单株的表现型选择挑选符合生产需要的基因型，使选择的性状稳定地遗传下去。
选择是创造新品种和改良现有品种的重要手段，任何育种方法，都要通过诱发变异、选择优株和试验鉴定等步骤，选择是育种过程中不可缺少的环节。
作物育种有许多选择方法，作物的繁殖方式不同，选择的方法也不同。
不论那种方法，都是从自然或人工创造的变异群体中选出符合育种目标的优良个体，然后进行比较鉴定，育成新品种。
按照对当选材料的处理方式，可将选择方法分为单株选择和混合选择两种基本方法。
在育种实践中，为了提高选择效果，从这两种基本方法演变出了许多其他选择方
1、单株选择法：
又称系统选择或个体选择。
其做法是根据育种目标，从原始群体中选出优良单株，分别脱粒保存，下次分别种植，每个单株种一个小区，根据各小区植株的表现来鉴定上年当选个体的优劣，并据此淘汰不良个体的后代，选出优良株系。
再经连续的比较鉴定，选出优良品系，最后培育出新品种。
对自花授粉的品种群体可以在早期稀播，以缓和株间竞争，充分体现单株间的遗传差异而进行单株选择；后期密植进行选择，可使中选的优良单株在较高的密度下进行群体的生产利用，保持原有优势。
单收的种子可以进行单株后代测验，对改良自花授粉作物品种群体的效果明显。
单株选择法可分为一次单株选择法和多次单株选择法，前者适用于水稻、小麦、大豆等自花授粉作物，后者适用于人工创造的变异群体，是作物育种的主要选择方法。
2、混合选择法：
根据育种目标，在原始群体中选择目标性状基本一致的个体，混合后加以繁殖，并与原始群体和对照品种比较，选出优良的混合群体，从而培育出新的品种。
对自花授粉作物的品种群体进行混合选择后，其大多数个体基因型趋于纯合化，起到淘汰劣株的作用；但混收的种子不能进行单株后代测验，对改良品种的效果有限。
而常异花授粉作物品种群体和异花授粉作物群体经混合选择后，仍保持一定比例和程度的杂合性，既保持了较高的生活力，避免近亲繁殖引起生活力的衰退，又保持了群体的遗传多样性，使整个群体得到进一步改良。
更适合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，增加群体内优良基因或基因型的频率。
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