么？ (一)培育新品种和种质系 ?打破种属间界限，促进基因渐渗和交流，把不同生物的独特性状结合于杂种个体中，创造新品种。 ?品种资源无法满足育种目标要求，引入异属(种)的有利基因，培育出具有优异性状的新品种。 ?高产、优质、早熟和抗病虫抗逆境等性状的突破 (二)创造新作物类型 6.如何确定化学诱变剂的处理浓度和处理时间？ 7.诱变育种与其他育种(杂交育种)在后代处理上有何异同？ 8.诱变育种M1为何需要密植？ 9.试述诱变育种在作物遗传育种与农业生产中的成就。 10.植物诱变育种的特点和发展趋势是什么？ 第9章 远缘杂交与倍性育种 （一）名词解释 远缘杂交：将植物分类学上用于不同种(spacies)、属(genus)或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交, 称为远缘杂交(wide cross或 distant hybridization)。 ?小黑麦—普通小麦（AABBDD）与黑麦（RR）杂交，经F1染色体加倍育成八倍体小黑麦AABBDDRR）； (三)创造异染色体系 导入异源染色体或片段,创造异附加系(alien addition line)，异替换系(alien substitution line)和易位系( translocation line)用以改良现有品种。 (四)诱导单倍体 远缘花粉在异种母本上不能受精，刺激母本卵细胞分裂，诱导孤雌生殖，产生母本单倍体； 两个远缘亲本因细胞分裂周期不同，其杂种会排除亲本之一的染色体，产生单倍体植株。 (五)利用杂种优势 ?利用远缘物种细胞质差异发掘细胞质雄性不育系 细胞质不育与核恢复基因相伴而存，无法在表型上识别。通过远缘、亚远缘杂交、回交可将细胞质不育与核不育结合在一起，获得核质互作雄性不育。 (六)研究生物的进化 许多物种是通过天然的远缘杂交演化而来的。如普通小麦（由二粒小麦与山羊草） 根据远缘杂交的可交配性、细胞遗传学（染色体配对）、DNA同源性、性状互补程度等方面的研究，判断物种的进化和确定物种间的亲缘关系，有助于进一步阐明某些物种或类型形成与演变的规律。 亚远缘杂交(sub-wide cross)：种内不同类型或亚种间的杂交。如籼稻×粳稻等。 异附加系(alien addition line)：在某物种染色体组的基础上, 增加一个、一对或二对其他物种的染色体,从而形成一个具有另一物种特性的新类型个体。 异置换系（alien substitution line ）：是指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而成的新类型个体。 易位系:某物种的一段染色体和另一物种的相应染色体片段发生交换形成的类型。 双重杂种优势(double heterosis )：指核基因之间的互作以及核质之间的互作产生的优势。 2.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歧化选择(disruptive selection)：选择群体中两极端类型个体随机交配,形成新的群体后再选择的方法。 倍性育种：研究植物染色体倍性变异的规律并利用倍性变异选育新品种的方法。 包括:单倍体和多倍体育种。 多倍体（polyploid）：是指体细胞中有3个或3个以上染色体组的植物个体。 单倍体（haploid）：指由未受精的配子发育成的含有配子染色体数的体细胞或个体。 体细胞杂：诱导两个不同亲本的原生质体互相融合形成异核体，异核体再生出细胞壁进而在有丝分裂的过程中发生核融合，这一过程称之为体细胞杂交。 （二）问答题 1.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
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 5 B 缺体诱导染色体配对，提高小麦远缘杂种的可育性。 处理时间：24 h以上,浓度低处理时间长,反之则高。 种子：24～48 h(发芽种子或幼苗适当缩短时间)； 根间歇处理, 秋水仙碱溶液、水交替处理12h,3-5d。 (2)诱导浓度 0.01%～0.50%, 0.20％±最多。 (3)处理温度 18～25℃。 (4)处理方式 ①水溶液;②羊毛脂膏、琼脂或凡士林。 (5)处理方法 ① 浸渍法;② 涂抹法; ③ 滴液法; ④注射法;⑤涂布法;⑥药剂-培养基法;⑦套罩法 13.植物倍性育种如何与其他育种方法相结合？ 与组织培养结合，可保存多倍体材料，也可能消除嵌合体、诱导新类型 3.远缘杂交后代的分离与品种间杂交有何异同？ 远缘杂种后代性状分离的特点 ①分离规律不强 双亲异源染色体缺乏同源性，减数分裂紊乱,形成不同染色体数目和质量的各种配子。 ②分离类型丰富，向两亲分化 亲本类型、亲本祖先类型、超亲类型以及某些特殊类型等。 ③分离世代长、稳定慢 杂种染色体消失、无融合生殖、染色体自然加倍等，常出现母(父)本单倍(二倍、多倍)体; 整倍体杂种后代中, 常出现非整倍体。 14.六倍体小黑麦缺乏D染色体组，籽粒品质不好，你认为如何改良？ （三）论述题 1.试述远缘杂交的特点和困难。 远缘杂交不亲和性 2.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(化) 不同(呼吸酶活性、pH 值、分泌的生理活性物质、花粉和柱头渗透压差异), 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 4.如何克服远缘杂交后代的不稳定性？ 8.远缘杂交诱导单倍体的原理是什么？ 9.异附加系、异置换系和易位系是否可以在农业生产中直接利用？如何在作物遗传育种中加以利用？ 附加系是种间杂种，染色体数目不稳定，育性减退，伴有不良遗传性状，一般不直接用于生产，用于创造异替换系和易位系，选育新品种。 异置换系染色体数目未变，染色体代换常在部分同源染色体间进行。 栽培品种与亲缘物种的同源染色体间具有补偿能力，故代换系在细胞学和遗传学上比相应的附加系稳定，有时可在生产上直接利用。 易位系辐射诱变、组培增加亲本间染色体遗传交换, 提高易位系产生频率。遗传特性较稳定, 直接用于生产。 克服远缘杂交不亲和性的方法 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 4. 采用特殊的授粉 (1)混合花粉授粉 (2)重复授粉 不同时期重复授粉, 寻找利于受精条件; (3)提前(延迟)授粉 花前15 d 或花后数天授粉; (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(overy fertilization) (3)试管受精(test-tube fertilization) (4)体细胞融合(somatic hybridization) 10.人工诱导多倍体的主要途径是什么？ （1）.物理因素 温度剧变、机械创伤、电离和非电离射线、离心力等 （2）.化学因素诱导多倍体 秋水仙素、富民隆、萘嵌戊烷、吲哚乙酸等。 （3）.生物因素诱导 胚乳培养、体细胞杂交等技术。 11.人工诱导单倍体的主要途径是什么？ 12.秋水仙素诱导多倍体的原理和方法是什么？ 秋水仙素诱导多倍体的原理： 能特异性地与微管蛋白分子结合抑制纺锤丝的形成，但不影响染色体的复制。因此复制的染色体不能移向细胞的二极，使细胞中染色体数目加倍而形成多倍体。 (1)处理方法 处理对象: 植物茎端分生组织和发育初期幼胚或花分生组织。
第10章 作物主要目标性状的遗传改良 1.简述品质育种的意义。 ①. 增加作物营养成分含量 ②. 增进人体健康 ③. 发展畜牧业生产 ④. 食品加工 ⑤. 促进工业发展 ⑥. 提高经济效益 8.抗病虫育种的主要工作环节？ (一)抗源的收集和创新 (二)抗病虫品种的选育方法 1.引种 2.选择育种 3.杂交选育法 4.回交转育法 5.远缘杂交 6.诱变育种 7.生物技术 8.多系品种 9.轮回选择及双列选择交配法 10.抗性品种的利用策略 (1)抗源轮换 (2)抗源聚集 (3)抗源合理布局 (4)多系(混合)品种 2.小麦、玉米和大豆籽粒蛋白质含量的变化幅度是多少？各包括什么？ 小麦蛋白质含量:6.9～22.0％,平均12.99%,多为10～16％；春小麦>冬小麦；北向南逐步降低。 玉米蛋白质含量: 9-10％,胚乳80%以上,约1/2醇溶蛋白。胚蛋白质中醇溶蛋白5.7%,谷蛋白54% 。胚乳蛋白的赖氨酸和色氨酸含量较低。 大豆蛋白质含量: 38～50%,约63％球蛋白、12％白蛋白、3%醇溶蛋白、7％谷蛋白。 9.如何保持抗病虫品种抗性的稳定？ 10.作物抗病虫性程度的分类是什么？ ①免疫 不受危害； ②高抗 受害很小； ③中抗 受害＜其作物受害平均值； ④中感 受害≧其作物受害平均值； ⑤高感 受害＞其作物受害平均值。 11.如何进行田间抗病虫性的鉴定？ (1)抗病性 设病圃，种植感病材料诱发; ?小麦锈病, 玉米大、小斑病, 稻瘟病等用涂抹、喷粉(液)、注射孢子悬浮液等接种;腥黑穗、线虫病等病害，可用孢子或虫瘿接种。 ?棉花枯、黄萎病 设自然、人工病圃,施入菌种诱发; ?水稻白叶枯病等由伤口侵入的病害用剪叶、针刺等接种;对由昆虫传播的病毒病用带毒昆虫接种。 ?生理小种分化的寄生菌用混合菌种接种(了解对某个或几个小种的抗性时，分菌系接种、鉴定)。 指标: 据病菌侵染点及其周围枯死反应的有无或强弱、病斑大小、色泽等分为免疫、高抗、中抗和高感等;或据病株率、病叶率、严重度和病情指数等。 (2)抗虫性 感虫作物中设置抗虫试验,测试材料中套种感虫品种,利用引诱作物(诱虫剂)引害虫进试验田;特殊的杀虫剂控制其他害虫或天敌,而不杀害测试昆虫,以维持适当的害虫群体等。 指标:死苗率、叶片被害率、果实被害率和减产率等,以及害虫产卵量、虫口密度、死亡率、平均龄期、平均个体重、生长速度和食物利用等指标。 3.作物的油用品质、碳水化合物品质及纤维品质性状有那些？ 纤维品质 主要性状:纤维长度、细度、强度、断裂长度和成熟度等 4.抗病虫育种在现代农业生产中的主要作用？ ?抑制菌源数量和虫口密度,降低危害,提高效果； ?减少环境污染和人、畜中毒，保持生态平衡； ?利用抗病虫品种，投资少、收效大； 5.何为生理小种、生理型、生物型和鉴别寄主（品种）？ 生理小种(physiological race)：根据病原菌致病性差别划分出的类型； 生理型(physiological type)：按品种的致病范围划分病原菌的类型； 生物型(biotype)：依害虫致害性不同划分的类型。 鉴别寄主:鉴别力强、抗性反应稳定、含有不同抗病基因,在当地生产上或育种中有代表性的品种。 6.何为基因对基因学说？ 针对寄主植物的每一个抗病基因，病原菌迟早会出现一个相对应的毒性基因；毒性基因只能克服其相应的抗性基因，而产生毒性（致病）效应。 在寄主-寄生物体系中，任何一方的每个基因都只有在另一方相应基因的作用下，才能被鉴定出来。假定抗病基因是显性，无毒基因是显性，只有当抗病基因与对应的无毒基因匹配时，寄主才表现抗病反应，其他均为感病反应。 12.何谓环境胁迫（逆境）、避旱、免旱、耐旱、寒害、冻害和冷害？ 环境胁迫(逆境):在作物生长、发育过程中，除受病虫等生物因素侵袭外，常受不良气候和土壤因素的影响，使其产量和品质而受到的影响。 避旱(drought escape):通过早熟或发育的可塑性，在时间上避开干旱的危害； 免旱(drought avoidance):在生长环境中水分不足时植物体内仍保持一部分水分而免受伤害,以至进行正常生长的性能,包括保持水分的吸收和减少水分的损失。 耐旱(drought tolerance): 作物忍受组织低水势,内部结构与水7.何为垂直抗性和水平抗性？ 垂直抗虫性：寄主品种对某一害虫的不同生物型存在专化性反应，抗性水平较高，但难以稳定持久。 水平抗虫性:寄主品种对某一害虫的各种生物型具有相似的抗性，抗性程度不高，但相对稳定持久。
分胁迫达到热力学平衡,而不受(减轻)伤害。 寒害低温对作物生长发育引起的损害; 冻害气温下降到冰点以下使作物体内结冰而受害； 冷害指0℃以上低温影响作物正常生长发育的现象; 寒品种选育：资源筛选与鉴定 地方品种,引进品种,野生近缘作物。 16.作物抗逆性鉴定的主要方法有那些？ 13.作物逆境的主要种类？ 第11章 生物技术在作物育种中的应用 1.产生体系胞克隆变异的遗传基础是什么？ （1）.染色体数目变异 （2）.染色体结构变异 （3）.点突变 2.如何利用体细胞克隆变异培育新品种？ 3.单倍体细胞培养在作物育种中有什么应用价值？ 花药培养(anther culture)完善单倍体细胞培养体系。 优点： 1.后代的快速纯合2.提高选择效率 3.排除杂种优势对后代选择的干扰 4.遗传研究的良好实验材料体系 5.易于突变体的筛选 图10-8 作物逆境的种类及因素14.抗逆育种的主要特点是什么？ ①. 作物逆境在年度(地区)间发生的程度不一样，不同逆境有时同时发生，增加了育种的难度； ②. 逆境对作物不同发育时期产生的伤害不一样，常以形态、生理生化和产量为抗逆境鉴定指标。 ③. 作物对逆境的反应由多基因控制,抗与不抗品种杂交后代的分离呈连续性分布，产生显性、加性和互作等遗传效应，应根据不同抗逆性的遗传特点进行选择和杂交配组。 ④. 作物对不同逆境的抗耐性有关，具有相似的基因表达方式。 4.影响花药培养的因素有那些？ ①. 供体植株的生长条件 温度、光周期和光强。 ②. 供体植株的年龄 开花初期植株的花蕾易于培养。 ③. 花粉发育时期 ④. 花蕾和花药的预处理 ⑤. 培养基 依材料要求确定固体或液体培养基。 ⑥. 培养条件 花药培养一般在暗处进行,直到愈伤或胚状体形成再转入光下培养。 15.作物的抗旱性、耐盐性和抗寒性的含义是什么？其主要育种方法有那些？ (一)抗旱性的含义 3种类型: 大气 土壤 混合干旱 主要方法：杂交育种，分子标记辅助选择、远缘杂交和遗传工程等。 (二)耐盐性的含义 作物对盐害的耐性称为耐盐性(salt tolerance) 耐盐性的2种类型： 避盐性(salt escaping)— 避盐性(玉米、高粱)是通过泌盐以避免盐害的;或大麦通过吸水与加速生长以稀释吸进的盐分或通过选择吸收以避免盐害。 耐盐性—通过生理的适应，忍受进入细胞的盐类。一是细胞渗透调节以适应盐渍产生的水分胁迫；二是消除盐对酶和代谢产生的毒害，并通过代谢产物与盐类结合，减少游离离子对原生质的破坏作用。耐盐品种的选育 耐盐性鉴定筛选：杂交和选择育种 诱变技术 应用遗传工程手段选育作物耐盐基因型 (三)抗寒性的含义
5.如何利用细胞工程技术克服远缘杂交的不亲和性？ 体细胞融合 6.什么是转基因作物育种，其研究的内容有哪些？ 作物转基因育种：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。 7.转基因育种的优缺点及其与常规育种的关系。 8.转基因作物育种的程序。 ①. 目的基因的获得 ②. 目的基因重组质粒的构建 ③. 受体材料的选择 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 9.常用转基因方法有哪些？ (1)载体介导转移系统 农杆菌Ti质粒或Ri质粒介导,包括叶盘法、真空渗入法和原生质体共培养法。 (2)外源基因直接导入法 化学刺激法、 基因枪轰击法(微弹轰击技术和粒子枪法)、高压电穿孔法(电击法)、微注射和其他 直接转化法(超声波介导、脉冲电泳和离子束介导等)。 遗传性状相对稳定;④形态特征和生物学特性一致;⑤具有适当的名称。 10.鉴定转基因植株的常用方法有哪些？ ①DNA水平的鉴定。检测外源目的基因是否整合进入受体基因组，整合的拷贝数以及整合的位置。 检测方法：特异性PCR检测和Southern杂交。 ②转录水平鉴定 外源基因转录形成mRNA检测。 常用方法：Northern杂交和RT-PCR检测。 ③翻译水平鉴定 外源基因转录形成mRNA能否翻译。 方法：Western杂交。 ④表型选择 2.品种混杂退化的实质和主要原因是什么？如何防止？ （1）.机械混杂(mechanical mixing）另一群体的基因“迁入”到本品种群体，导致基因频率发生变化。 防止的办法, 防杂保纯。 （2）.自然杂交 在种子生产田中某些植株与机械混杂进入的异品种株、本品种退化株或邻近种植的其他品种发生自然杂交后， “迁入”了新的基因，而产生了新的基因型。 防止办法，隔离。 （3）.自然变异 以单基因计算，一个世代的自然突变率大约为百万分之一(10-6),因基因总数很多，整体看有相当的频率。特别是频发突变(以特有频率频频发生),又有选择上的优势，在大群体中不因抽样误差而消失，会对群体基因型频率改变有效应。 （4）.微效基因分离重组 新育成品种在推广之初，本身在微效多基因上还存在着杂合性（剩余变异），由于它们的分离重组而引起品种混杂退化。 常异花授粉作物群体中个体间异质性和个体内杂合性，分离重组导致品种混杂退化速度更快。 防止措施：未稳定群体选株自交纯合,增加遗传稳定性;从自交株系中选株混合,建立优良整齐的基础群体,从中选择多个自交株系,混合繁殖。 （5）.自然选择 相对一致品种群体中含有不同的生物型,种子繁殖所在地的环境条件对群体的自然选择,不希望类型在群体中扩大,使品种原有特性丧失。 防止措施 减少自然选择，保持品种的遗传平衡状态, 加强人工选择,保留利于人类的经济性状。 （6）.不正确的人工选择 如玉米杂交种制种，应用纯合的亲本自交系;间苗定苗时，往往留大除小，留强去弱，拔除了基因型纯合的幼苗，留下杂苗，使自交系混杂退化。 防止办法 按原品种的典型性选择，不要单一性状选择；选留较多的个体，以免发生随机漂移；选择产量性状应兼顾几个有关的产量因素，标准应接近群体的平均值，或按众数选择。 （7）.外界环境条件引起的表型变化 混杂退化是环境引起的表型变化。 11.外源基因整合的方式及其特点。 (1)载体介导转移系统 农杆菌Ti质粒或Ri质粒介导,包括叶盘法、真空渗入法和原生质体共培养法。 (2)外源基因直接导入法 化学刺激法、 基因枪轰击法(微弹轰击技术和粒子枪法)、高压电穿孔法(电击法)、微注射和其他直接转化法(超声波介导、脉冲电泳和离子束介导等)。 12.基因沉默的原因及解决的方法。 基因沉默：是指整合到基因组中的外源基因不能正常表达，而是处于一种失活状态。 解决基因沉默的2条途径：一是在转基因植株后代中选择单拷贝植株；二是选用外源基因整合拷贝数低的转基因方法。 13.在转基因植物中外源基因的分离规律。 ?外源基因及所控性状的分离在不同层次上进行; ?2/3转化株的外源基因呈单基因显性分离,自交后代3:1分离,与非转化亲本杂交后代1:1分离; ?少部分为两个不连锁的显性基因,自交后代15:1分离。 第12章 品种审定和良种繁育 （一）解释下列名词和概念 边际效应(border effect)：指小区两边和两端的植株,由于占有较大的空间而表现出的差异。 生长竞争：相邻小区之间,由于株高和株型等差异,使其各自的性状表现互相受到影响。 区域试验：将各育种单位育成的新品种，用统一的对照品种在不同生态地区的种植试验，对新品种的产量性能、生育特性、抗性表现等进行评价，确定新品种的使用价值和适宜地区。 品种的适应性(adaptability)：品种对环境的适应范围和在一定范围内的适应程度。 品种稳定性(stability)：作物品种基因型能自行调节其表现型的状态以适应变动的环境，使其生长发育和主要性状表现保持相对稳定的能力。 （二）问答题 1.申请审定的品种应当具备什么条件？ ①人工选育或发现并经过改良;②与现有品种有明显区别;③ 3.在我国，自花授粉作物和常异花授粉作物原种生产方
作物育种学课后习题 - 图文
