作物育种学课后习题

绪 论 1.作物品种的概念是什么？它在农业生产中有什么作用？ 作物品种（Variety）概念：指某一栽培作物适应于一定的自然生态和生产经济条件，具有相对稳定的遗传性和相对一致的生物学特性和形态特征，并与同一作物的其它类似群体相区别的生态类型。(品种属性：生产资料属性 ；经济类型属性；地区性时间性。 作物品种的类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种等。) 优良品种的作用：提高单位面积产量；改进产品品质；保持稳产性和产品品质；扩大作物种植面积。 ③ 雌雄同株的植物 ④ 雌雄异株的植物 自花授粉花器构造特点及开化习性： ① 雌雄蕊同花、同熟, 二者长度接近或雄蕊较长； 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.从作物育种的角度，简述自交和异交的遗传效应。 自交的遗传效应 1.保持纯合基因型（自花授粉作物良种繁育的依据） 2.使杂合后代基因型趋于纯合,并发生性状分离，每自交1代,杂合基因型减半; 杂合基因多，纯合慢3.后代生活力衰退 杂合基因型作物自交后代生活力衰退(自交衰退)； 自花授粉作物杂交种也有衰退现象。 异交的遗传效应 1.异交形成杂合基因型 2.增强后代的生活力。 【杂交育种、纯系（自交系）品种选育依据】 2.作物育种学的任务和主要内容是什么？它与哪些学科关系密切？你打算如何学好作物育种学这门课程？ 作物育种学（crop breeding）研究选育和繁育作物优良品种的原理与方法的科学。 主要任务：研究育种规律；培育新品种，实现品种良种化；繁育良种，实现种子标准化。 作物育种学的主要内容 ?育种目标的制订及实现目标的相应策略； ?种质资源的搜集、保存、研究、创新与利用； ?选择的理论与方法； ?人工创新变异的途径、方法及技术； ?杂种优势利用的途径与方法 ?目标性状的遗传、鉴定及选育方法 ?作物育种各阶段的田间试验技术； ?新品种的审定、推广及种子生产 3.根据品种群体内个体同源染色体等位基因以及个体间基因型的情况，可将不同的品种归纳为哪几种群体类型？ 自交(纯)系品种(pure line cultivar) 杂交种品种（hybrid cultivar） 群体品种(population cultivar) 无性系品种（clonal cultivar） 4.农作物品种有哪些基本特性？ 特异性(distinctness)，一致性(uniformity)， 稳定性(stability) ——DUS 3.常规育种技术的主要任务和特点是什么？ 主要任务:提高产量、改进品质和增强抵抗不良环境的能力(抗病、虫、草害和抗旱、寒、碱等)。 特点: 综合多个优良基因; 同步改良作物的产量、品质、抗性水平; 盲目性大; 育种是科学艺术。 5.不同类型的品种群体的育种特点是什么？ ①. 自交(纯)系品种(pure line cultivar) ? 自交系或自交系品种在生产上使用时，必须基因型高度纯合、性状优良、整齐一致； ? 育种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； ? 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，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)。 ②. 杂交种品种（hybrid cultivar） ? 杂交种育种的两个基本程序。自交系育种；杂交组合 的育种，配合力测定。 ? 获得低成本、高质量、大量的杂交种 ③. 群体品种(population cultivar) ? 根据育种目标，选择若干个有遗传差异的自交系为原始亲本，提供广泛的遗传基础； ? 对后代群体一般不选择，保存群体，多代自由授粉下逐步打破连续，积累有利的基因改良群体。 ④. 无性系品种（clonal cultivar） 4.现代作物育种发展动向的主要表现是什么？ 1.进一步加强种质资源研究 2.深入开展育种理论与方法的研究 3.加强多学科的综合研究和育种单位间的协作 4.种子产业化 5.调查了解农作物优良品种在提高单位面积产量、改善农产品品质等方面的具体表现。 （略） 第1章 作物繁殖方式与品种类型 1.有哪些花器的构造和开花的习性有利于异花授粉？有哪些花器的构造和开花的习性有利于自花授粉？ 异花授粉花器构造特点及开化习性： ① 具有两性花的完全异花授粉植物 ② 具有两性花的异花授粉，同时具有某种程度的自花授粉功能的植物 ? 固定杂种优势和优良性状(有性和无性繁殖结合); ? 选择芽变培育优良无性系。 地鉴定。 根据目标性状的直接表现鉴定称之为直接鉴定。 抗逆性和抗病虫害能力在自然鉴定与诱发鉴定同时，进行异地鉴定，以评价其对不同病虫生物型及不同生态条件的反应。 具有优异性状的种质材料鉴定：①目标性状的遗传特点 ；②用已有种质资源通过杂交、诱变及其他手段创造新的种质资源 (矮孟牛等)。 第2章 种质资源 1.名词解释 种质资源(germplasm resources):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。 起源中心：凡遗传类型有很大的多样性且比较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生(栽培)类型的地区。 初生中心：最初始的起源地（原生起源中心；） 次生中心：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。 8.建拓作物基因库有何意义？如何建拓作物基因库？ 9.发掘、收集、保存种质资源的必要性与意义何在？ 10.小麦属分类及其染色体组是何？ 小麦属(Triticum L.)的分类 一粒系（Einkorn） 二粒系（Emmer） 普通系（Dinkel） 提莫菲维（Timopheevi） 染色体组 AA (2n=14) AABB (2n=28) AABBDD (2n=42) AAGG 原生作物：人类有目的驯化的植物(小麦、大麦、玉米、棉花等)。 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作物(燕麦和黑麦)。 11.中国地方品种的优良特性和不良性状有哪些？ 地方品种的优良特性 早熟性：对日照反应较不敏感，生长发育较迅速，子粒灌浆快，易于减轻小麦生育后期灾害，提高复种指数。 多花多粒性：圆颖多花类及拟密穗品种，5-8粒/小穗。育性强，易与黑麦杂交，对T型不育系有较强的育性恢复能力。 特殊抗逆性：高度适应异常环境（抗寒、旱、盐碱，耐湿、耐酸等环境胁迫因素）。 地方品种的不良性状 植株偏高，茎秆软弱易倒伏、口松易落粒。 基因库或基因银行(gene pool，gene bank)：指储备的具有形形色色基因资源的各种材料。 初级基因库( gene pool 1 )：资源材料间能相互杂交，正常结实，无生殖隔离，杂种可育，染色体配对良好，基因转移容易。 次级基因库( gene pool 2 )：资源间的基因能转移。存在生殖隔离,杂交不实或杂种不育，须借助特殊育种手段实现基因转移。 三级基因库(gene pool 3)：亲缘关系更远，彼此间杂交不实，杂种不育现象明显，基因转移困难。 2.种质资源在作物育种中作用有哪些？ 一、种质资源是现代育种的物质基础 二、不断发展新作物的主要来源 三、利用更多的基因资源避免品种遗传基础贫乏 四、生物学理论研究的重要基础材料 五、是有生命的财富，亟待保护 第3章 育种目标 1.解释下列名词和术语 育种目标（breeding objective）：在一定自然、栽培和经济条件下，对选育新品种提出应具备的优良特征特性,也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。 3.不同来源的品种资源各有什么特点，如何利用？ 5. Vavilov起源中心学说在作物育种中有何作用? （1）指导特异种质资源的收集； （2）起源中心与抗源中心一致，不育基因与恢复基因并存于起源中心，可得到抗性材料和恢复基因； （3）指导引种，避免毁灭性灾害。 生物产量(biomass):作物整个生育期间,通过光合作用和生产积累有机物的总量(有机物质90％~95％,矿物质占5％~10％。 经济产量(economic yield)：栽培目的所需要的经济价值的那部分产量(子粒 、块根、块茎等)。 经济系数(coefficient of economics)或收获指数(harvest index)：生物产量转化为经济产量的效率,即经济产量与生物产量的比值。 6.初生中心与次生中心如何划分？ ：优良的形态特征和生理特性集中在一个植株上, 7.试述作物种质资源研究的主要工作内容与鉴定方法 株型育种 获最高光能利用率, 并将光合产物输送到籽粒中, 提高产量。 研究内容: 性状、特性鉴定与评价及细胞学鉴定等。 鉴定: 农艺性状,生理生化特性, 品质(营养价值、食用价值及其他实用价值)。 鉴定方法：直接鉴定(direct evaluation)和间接鉴定(indirect evaluation),自然鉴定和控制条件鉴定(诱发鉴定)，当地鉴定和异高光效育种：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。 2.现代农业对作物品种有哪些基本要求？ 高产、稳产、优质、生育期适宜和适应机械化。 3.制定育种目标的原则是什么？ ? 立足当前，展望未来，富有预见性 ? 突出重点，分清主次，抓住主要矛盾 ? 明确具体，性状指标落实 品种原产区 高纬度区 ? 面向特定的生态地区和栽培条件 4.作物育种的主要目标性状有哪些？ 高产、稳产、优质、生育期适宜和适应机械化。 引 种 区 ?低纬度，缩短生育期，提早成熟，株、穗、粒变小。如延迟播种，营养生长期缩短，株、穗、粒更小，产量很低 低纬高温短日春?高纬度区表现迟熟，营养器官变大 播品种 低纬高温短日夏、?高纬度地区，延迟成熟，株、穗较大 秋播品种 高海拔地区 ?平原地区表现早熟，有能否高产的问题 平原地区的品种 ?高海拔地区延迟成熟，有能否成熟的问题 3.引种有什么规律？ 低温长日性作物 高温短日性作物(夏作物水稻、玉米、大豆) 5.怎样才能正确地制订出切实可行的育种目标？ 6.为什么通过矮秆育种能提高作物的单产？ ①降低植株高度，增加密度，降低茎秆比重，提高收获指数； ②株高降低减少倒伏，提高稳产性。 7..稻麦品种实现高产的途径是什么？ 每穗亩穗每穗千粒粒重类型 数粒数重（克）（万） （粒） （克） a 多穗型 4.简述引种的工作环节。 （一）制定引种计划，搜集引种材料 1.选择现有栽培品种，引用特性接近的材料； 2. 引进特定的遗传种质，可不考虑生态条件的相近和气候的地区界限。 （二）检疫引种材料 特 点 ?严格检疫、检验和监督处理引进和输出的植物及其产品的疫病、害虫、杂草等有害生物。 ?设检疫圃，鉴定新引材料，根除病虫杂草等 （三）选择引种材料 选择途径：去杂去劣——混合选择(优株混脱、繁殖、参试) ——单株选择(选优株, 分脱、繁, 按系统育种)。 （四）引种试验 1.观察试验 观察、鉴定引进种的适应性和价值。 2.品种比较、区域试验 比较鉴定表现优良的引进品种，优异的参加区域试验，测定适应范围。 3.栽培试验 确定引进品种，根据其遗传特性进行栽培试验，做到良种良法配套。 50-60 25-30 35-40 分蘖力强，成穗率高，以穗多实现高产 大穗型 30-35 >1.5-1.8 以每穗粒重高为其特点，或侧重增 加千粒重或侧重增加每穗粒数，提 高穗粒重 中 37-40 37-40 方 间 北型 40-45 30 方 南 37-40 通过三者协调增加，提高产量潜力 >40 第5章 选择育种 1.何谓选择育种和纯系育种？ 选择育种(breeding by selection)，又称系统育种（pedigree breeding method)： 直接从现有品种群体中选择出现的自然变异进行性状鉴定，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。 自花授粉作物的选择育种------纯系育种(pure line beeding) 8.依据你所熟悉的某一地区，拟定一个作物的育种目标，并说明其理由。 第4章 引 种 1.何谓引种？引种的原理是什么？ 引种(introduction)：引进外地区(国)的新植物、新作物、新品种以及为育种和有关理论研究所需要的各种遗传资源材料。 原理： （一）气候相似论 基本要点：地区之间在影响作物生产的主要气候因素上，应相似到足以保证作物品种互相引用成功时，引种才有成功的可能性。 （二）引种的生态条件和生态型相似性原理 2.选择育种的特点是什么？存在什么不足？ 选择育种特点： （1）从品种群体中选择优良个体，实现优中选优和连续选优 （2）简便快速。①立足于选，省去人工创造变异的环节；② 纯合快。所选个体同质结合；③ 推广应用快。 2.影响引种成功的因素有那些？ 温度、光照、纬度、海拔、栽培水平、耕作制度、土壤情况、植物的发育特性 品种原产区 高纬度区 低纬度区 冬播区春性品种 春播区春性品种 高海拔区冬作物品种 引 种 区 低纬度区(不满足低温和光长)，生育期延长，甚至不能抽穗开花，但营养器官加大 高纬度区(满足温度和光照)，生育期缩短 春播区作春用，有的适应，且表现早熟、粒重提高，甚至比原产地还长得好 冬播区冬播,有的表现迟熟,结实不良,易遭冻害 平原区不适应。平原区冬作物品种引到高海拔区春播，有可能适应 选择育种不足： ①. 具有局限性，不能有目的创造新的基因型； ②. 有利变异的频率低，选择率不高； ③. 育成的品种在综合经济性状上难有较大的突破。 3.选择和鉴定的主要方法是什么？ 选择方法 （1）个体选择法（individual selection）又称单株选择法