作物育种学各章知识总结

第一章
• 1.植物育种是进行遗传改良，植物育种的结果是培育出新的优良品种。

• 2.品种是一个具有经济价值的植物群体，应具有新颖性、一致性和稳定性（DUS）。

•3植物育种学是研究新品种培育原理和方法的科学，至今已经历了三个发展阶段：进化论指导的选择育种、遗传学指导的杂交育种和基因组学指导的分子育种。

• 4.植物育种学是一门技术科学、设计科学，也是一门综合科学。

• 5.植物育种使得作物的单产显著增加，品质明显改善，生产效率大为提高，为人类的衣、食、住、行、康、乐提供服务，使得人类的生活质量得以不断提高。

•什么叫品种？品种应具有什么特性？
•举例说明植物育种所取得的成就？
•学习植物育种学有何作用？
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第二章
•育种目标是育种对所要育成品种的要求，是开展品种选育的行动纲领，是育种的第一个步骤。

•育种目标一般包括产量、品质、抗性、适应性、熟期、生产成本等性状。

但不是每个育种项目对所有性状同时进行改良，不同的育种项目只能选择少数几个甚或一两个性状进行重点改良。

•在制订育种目标时，选择什么性状进行该重点改良取决于种植者、加工者和消费者三方的需求，受到生物因素、生态因素和经济因素三中因素的制约，应掌握市场需求、突出重点改良性状、性状量化和品种多样性的原则。

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•什么是育种目标？为什么要在开展育种之前制定育种目标？
•育种目标包括哪些内容？
•怎样才能制定出一个合理可行的育种目标？
•现代农业对作物品种有哪些基本要求？
•为你所熟悉的一种作物制订育种目标，并详细说明其依据。

第三章
•1种质资源是指一切具有特定种质或基因的生物体，是育种的物质基础，决定育种的成败。

•2为了有效地找到必需种质资源，Vavilov在对世界作物考察的基础上提出作物起源中心学说，认为作物有原生起源中心和次生起源中心，起源中心具有基因的多样性和显性基因的频率高两个主要特征，作物遗传变异存在同源系列规律，并提出世界上有8个作物起源中心。

作物起源中心学说自提出以来，受到一些质疑，也有所丰富和发展。

•3为了更好地利用种质资源，Harlan提出基因库的概念，并根据亲缘关系将种质资源分为三级基因库，随着转基因技术的发展，三级基因库拓展为四级基因库。

从育种实用角度出发，种质资源可分为5类，应在重视主栽
品种的同时，高度重视野生近缘种的特殊性状的利用和育种中间材料的应用。

•4种质资源工作包括收集整理、保存、鉴定评价、创新和利用等环节，其中收集整理是基础，保存和鉴定评价是重点，创新、利用是关键。

1.什么叫种质资源？举例说明种质资源对育种有何重要意义？
2.什么是作物起源中心？作物起源中心有何显著特点？
3.作物起源中心学说包括什么内容？对种质资源工作有何指导作用？
4.搜集和保存种质资源的一般方法是什么？应注意什么问题？
第四章
•1栽培植物是野生植物在人工种植后驯化的结果。

在驯化过程中由于有意识选择和无意识选择，使得驯化植物形态、生理发生显著变化，这些变化统称驯化症性状。

•2驯化可能在一个地方或多个地方发生，而且是一个漫长的渐进过程，在这个过程中总是利用部分野生植物进行选择，因此驯化会导致遗传瓶颈效应和选择牵连效应。

•引种能够引进新植物、新品种或新基因，扩大种植区域，丰富品种类型，改良作物品种。

•3引种应按照气候相似论，分析拟引进植物的适应性和拟引进地区的生态条件，根据其匹配的情况进行风险分析评估。

•在引种时应抓好明确引种目标、严格检疫和隔离种植、试种和栽培方法研究四个环节。

•1驯化是植物由野生状态变为栽培状态的过程，在这个过程中一般会发生什么变化，可能出现什么问题？
•2新的植物驯化仍在进行，如何提高植物驯化成功的几率？
•3什么叫生态因素、生态环境、生态地区和生态类型？
•4什么叫气候相似论？气候相似论对植物引种有何指导作用？存在什么问题？
•5湖南引种水稻、棉花、油菜，从国内哪些地区引种最可能取得成功？•6引种有哪些必经步骤？
第五章
• 1选择是一个群体中不同基因型的差别繁殖，因此选择会导致基因频率改变，性状平均值提高，是任何育种项目不可忽缺的中心环节，是育种基本技术之一。

•2对于一个性状的选择，有稳定性选择、定向性选择和多向性选择等方式，也可用遗传力高的相关性状进行相关选择。

同时选择多个性状时，可采用连续选择法、独立淘汰法和选择指数法。

育种上一般采用独立淘汰法进行定向性选择。

•3定向性选择的遗传进展（遗传响应）取决于选择强度、性状狭义遗传力和供选择群体的标准差。

在育种时应建立优良的供选择群体、控制环境方差、提高选择强度，在又优良的供选择群体基础上获得大的选择进展，才
能取得理想的育种结果。

•4性状鉴定是表型选择的基础，性状鉴定越精准，选择效率越高。

性状鉴定应在适当条件、性状充分表达的发育时期和表达位置进行鉴定。

•5纯系学说是选择育种的理论基础，认为在基因型不同的群体（异质群体）选择有效，而在基因型相同的群体（纯系，同质纯合群体）选择无效。

•由于自然变异会导致群体异质，选择育种已成为一种古老的育种方法，已形成单株选择（系统育种、纯系育种）和混合选择两种最基本的育种方法。

•1为什么说选择是育种的基本技术？
•2影响选择进展的因素有那些？怎样才能提高选择效率？
•3育种时要采取哪些措施才可能取得理想的育种效果？
•4纯系学说的主要论点是什么？在育种上有何指导作用？
•5水稻要进行系统育种，怎样办？
第六章
•植物的繁殖可分为有性繁殖和无性繁殖，有性繁殖按照自然异交率的高低又分为自花授粉、异花授粉和常异花授粉，无性繁殖分为营养繁殖和无融合生殖。

有些植物既可以有性繁殖，又可以无性繁殖。

•植物的繁殖方式影响群体的遗传结构和育种方法的选择，决定品种扩繁、保存方法。

•根据品种群体中个体的基因型和个体间基因型的一致性2个指标可将品种分为纯系品种、杂种品种、群体品种和无性系品种4类，这4类品种的要求、遗传结构和育种方法都有所不同。

•作物繁殖的方式有哪些？作物的繁殖方式对其育种有何影响？
•水稻、大豆、陆地棉、甘蓝型油菜、玉米、白菜型油菜等作物怎样判断它们是自花授粉、常异花授粉还是异花授粉？
•生产上甘薯、苎麻一般采用什么方式繁殖？它们能否有性繁殖？有性繁殖采用什么方式？
•作物品种有哪些类型？它们在遗传结构和育种方法上各有何特点？
第七章
•杂交将分散在不同亲本的有利基因结合到一体，会导致杂种当代和后代产生显著的遗传效应，包括基因重组、基因累加、基因互作、基因渐渗等，是生物遗传变异的重要来源。

•纯系育种亲本选择选配决定后代群体的遗传组成，应从大量种质中根据拟改良的重点性状精选、慎选亲本，按照亲本平均值、亲本间遗传距离和一般配合力大小选配亲本。

•配合力是用来衡量亲本在其所配置的F1代中某种性状的好坏的一种指标，分为一般配合力和特殊配合力，可用双列杂交法、不完全双列杂交法等进行估算。

•在选好亲本的基础上，采用恰当的杂交方式进行组合配置。

杂交方式决定育种成效。

杂交方式有单交、双交、三交、四交、循序杂交、聚合杂交、回交等，不同杂交方式对后代的遗传效应不同。

•做杂交前应了解植物花器结构和开花习性，调节亲本花期使之同步或保存有活力花粉，杂交时应掌握去雄、采粉、授粉、套袋、挂牌和授粉后管理
等环节，以期获得足够的杂种种子。

1 . 亲本选配决定着杂交育种的成效。

请举例说明杂交亲本选配的原则。

2. 两个亲本进行杂交有几种可能的杂交方式？八个亲本进行杂交有几种可能的杂交方式？
3. 循序杂交与聚合杂交有何不同?
4. 三亲本双交为什么比三交可提早一年进行选择（假设所有亲本均是纯合的）？
5. 杂交有哪些环节？在做杂交时应该注意哪些细节？
6.如何才能延长做杂交的时间，多做组合，获得所需要的杂种种子？
7.根据下表所列数据，估算AD组合的特殊配合力。

第八章
•无论是单交还是复交，从杂种分离的第一代开始选择。

选择有4种程序，即系谱法、混合法、派生系谱法和单粒传法。

•系谱法每一代“单株选择、优中选优”，能从早代集中精力于优良后代，但易于造成优良基因丢失。

混合法在杂种后代基本纯合之后才进行单株选择，派生系谱法在F2或F3进行单株选择，形成派生系统，之后在派生系统进行单株选择，单粒传法保持每一株的后代，等基本纯合后在系间进行选择，可加快育种进程，但限制供选择群体的规模。

•由于纯系育种周期长，在实践上了采用异地异季加代、诱导双单倍体等方法加快世代进程，也可以采用早代测产、越级提升等方法加快试验进程。

•纯系育种的四种杂种后代选择方法各有何优缺点？为什么？
•在水稻等自花授粉作物的纯系育种时，利用系谱选择法或混合选择法进行杂种后代选择，该怎么做？
•甘蓝型油菜是常异花授粉植物，在培育纯系品种时与自花授粉植物有何不同？如何才能多出品种，快出品种？
第九章
•回交同自交一样，可加速纯合，但回交群体朝着轮回亲本方向纯合，纯合基因型只有一种。

•回交育种应注意轮回亲本（受体亲本）和非轮回亲本（供体亲本）的选择，轮回亲本应综合性状优良，只有个别性状需要改良，而非轮回亲本具有轮回亲本所缺少的性状。

其杂种F1需要与轮回亲本回交多少代取决于对轮回亲本性状要求恢复的程度、非轮回亲本的目标性状与不利性状基因的连锁程度和回交转育的性状属性3个因素，在回交结束后还需要自交1~2次以纯合目的基因。

•回交育种群体小，能打破基因不良连锁，优良重组类型出现频率高，育种周期短，但只对于改良个别性状有效，每代都需要进行杂交，难于完全恢复轮回亲本的基因型和性状表现。

•回交育种在培育近等基因系、渐渗系（即导入系）和多系品种、培育细胞质雄性不育系和转育恢复系以及远缘杂交上也广泛应用。

1.回交有什么作用？回交和自交的遗传效应有何不同？
2.通过回交育种转育隐性单基因控制的优良性状与显性单基因控制的优良
性状在育种程序上有何不同？
3.育种上什么时候可以采用回交育种？
4.如果只需要将一个显性基因控制的目标性状通过回交转育到受体亲本中
去，为了保证从回交后代中有９９％的把握找到1株具有目标性状的植株，回交后代群体最少应种植多少株？
5.有哪些方法能加快回交育种的进程、提高回交育种效率？
第十章
•远缘杂交是指种属间或者亲缘关系更远的植物之间的杂交。

远缘杂交能创造新物种、培育异染色体系、诱导单倍体、实现基因导入，在育种上广泛采用。

•远缘杂交与品种间杂交相比，具有杂交不亲和、远缘杂种夭折、不育和远缘杂种后代性状分离类型丰富，分离世代长、稳定慢三个显著特点。

在育种上应针对这些采取相应措施加以克服。

•远缘杂种F1代往往高度雄性不育，应采用染色体加倍处理，或采用回交的方法，获得杂种种子。

F2~F4代可用系谱法或集团混合选择法进行选择种植群体应尽可能较大，选优株回交、自交，或无性繁殖恢复育性。

高世代（F5以后）用系谱选择法选择，注意综合优良类型和特异类型，一般分株系种植。

•育种上什么时候可能采用远缘杂交育种？
•与品种间杂交育种相比，远缘杂交育种有哪些特点？
•回交在远缘杂交育种上有何作用？
•远缘杂种后代性状分离和遗传有什么特点？对远缘杂种后代选择时应注意哪些方面？
第十一章
•杂种品种是指在严格筛选强优势组合和控制授粉条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体，杂种优势显著。

•杂种优势的研究经历了一个漫长的发展过程，1908年Shull提出了杂种品种培育的基本模式，上世纪三十年代杂种玉米在美国成功推广应用，开创了杂种作物的新时代。

•杂种优势可以用中亲优势、超亲优势、超标优势和优势指数进行度量，有体质型、生殖型和适应型等类型。

•杂种优势是由双亲基因互作、基因型与环境互作的结果，杂种优势的表现具有复杂多样性，作物种类、亲本纯度、亲缘关系、杂交组合和性状优势都是影响杂种优势强度的重要因素。

•杂种优势的遗传基础尚不完全清楚，目前主要用显性假说和超显性假说解释杂种优势的遗传基础。

•两亲本的小区平均产量分别是３０公斤和２０公斤，由它们配制的杂种一代的小区平均产量为３５公斤，其中亲优势和超亲优势分别等于多少？•为什么作物杂种优势有多种表现？
•杂种优势的遗传基础是什么？当前主要有哪些学说对杂种优势的形成机理进行解释？
第十二章
•杂种品种育种在理论、方法和种子生产上都与纯系品种育种不同。

杂种品种选育必须有高纯度的亲本、强优势组合和简便易行的制种方法，围绕着这三个方面杂种品种选育包括亲本选育、组合测配鉴定和种子生产三个步骤。

•杂种品种亲本自交系有四项要求，选育采用系谱法，包括连续多代自交、农艺性状选择和配合力测定等步骤，改良采用回交法。

•杂种品种亲本选配（组合选配）应掌握配合力高、亲缘关系远、性状优良互补、产量高花期相遇四项原则。

近年为了提高组合选配成功率，提出用杂种优势群和杂种优势模式作为组合选配的指导原则。

•用于杂交制种的授粉控制系统应根据植物的繁殖方式、简便性和经济可行性决定，目前主要有人工去雄、雌性系、化学杀雄、自交不亲和系和雄性不育系等，这些系统各有优缺点，适合不同的植物。

•作物杂种品种选育与纯系品种选育有何不同？
•不同繁殖方式植物杂种品种选育有何特点？
•作为杂种品种亲本，优良自交系应达到什么标准？
•杂种品种亲本自交系的选育包括那些环节？
•一种作物要想培育杂种品种，必须满足什么要求才有可能？
•玉米、烟草、辣椒等作物为何可以通过人工去雄制种？
•化学杀雄制种有什么优缺点？哪些作物已利用化学杀雄制种？
•自交不亲和系如何选育、繁殖？
第十三章
•雄性不育是指不能形成有活力的花粉，可分为核不育（NMS）和质不育（CMS）两大类，NMS由细胞核基因决定，而CMS被认为由细胞核基因和线粒体基因共同决定。

•NMS在杂交制种上的问题主要是要解决如何获得全不育群体的问题，利用光温敏不育系和选育带有种子或苗期标记基因的NMS系是可能的解决办法。

显性上位互作类型还可以利用临保系。

•CMS是目前杂交制种的主要途径,涉及细胞质雄性不育系（A系）、保持系（B系）和恢复系（R系）“三系”。

“三系”的选育不仅要满足一般杂种亲本的条件，而且在异交结实特性、恢保关系上有特殊要求。

“三系”选育方法有测交筛选、回交转育和人工制保、杂交选育等。

•雄性不育有哪些类型？其遗传各有何特点？
•核不育为何能“一系两用”？
•细胞质雄性不育“三系”是指什么？它们分别具有什么基因型？
•孢子体不育和配子体不育有何差别？有何特点？
•怎样选育细胞质雄性不育“三系”？“三系”怎样繁殖和制种？
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•第十四章
•群体改良利用周期性选择能打破群体的遗传平衡和基因重组打破有利基因与不利基因间的连锁，提高群体内有利基因和基因型的的频率，改良群体的综合表现。

•群体改良最常用的方法是轮回选择。

轮回选择包含三个步骤：培育群体、从群体中选择理想的个体、当选个体间互交形成新的群体。

因此，轮回选择改良的群体应是自由授粉的高度异质性群体。

自花授粉植物和常异花授粉植物进行轮回选择需要事先导入核不育基因。

•轮回选择用的基础群体培育应注意亲本选择、群体类型选择和基础群体合成三个方面。

群体中理想个体的选择可以根据植株本身的表型，也可根据后裔测定结果进行，可以在一个群体内进行（群体内轮回选择），也可以在两个群体间进行（群体间轮回选择）。

•群体内轮回选择有表型（混合）选择法、（改良）穗行法、自交后代选择法、半同胞轮回选择法和全同胞轮回选择法等；群体间轮回选择有半同胞相互轮回选择法和全同胞相互轮回选择法。

半同胞和全同胞轮回选择主要用于改良一个群体或两个群体配合力
1.什么叫群体改良？什么叫轮回选择？
2.轮回选择有什么作用？
3.如何建立群体改良用的基础群体？
4.轮回选择有哪些方法？它们是怎么做的？
5.自花授粉作物如何才能进行轮回选择？
6.若要提高轮回选择的育种效率，有哪些方法？（思考题）
第十五章
•能诱导生物体发生突变的因素叫做诱变剂。

诱变剂分为物理诱变剂、化学诱变剂和生物诱变剂。

诱发突变能增加突变率、扩大变异谱、打破基因连锁，在改良现有品种单一性状缺陷、缩短育种周期上与偶重要意义。

•物理诱变剂主要有电磁辐射、粒子辐射，常用的硬X射线、γ射线和热中子、快中子，近年来发展了空间诱变技术、重粒子注入技术。

电离辐射通过对DNA的直接作用和对水等物质的间接作用诱导DNA链断裂和基因突变。

物理诱变主要外照射种子，也用来处理花粉和组织培养物。

在处理时应注意剂量、剂量率、种子含水量、温度和氧气含量等问题。

•化学诱变剂的类型多样，常用的是烷化剂、碱基类似物和用于禾谷类的叠氮化钠，烷化剂通过烷化作用，诱导点突变，碱基类似物和叠氮化钠依赖DNA复制，作用于复制中的DNA。

化学诱变剂主要用于浸种，也可加到培养基中。

在处理时应注意五个因素：诱变剂的浓度、处理持续时间、温度、溶液的pH值和种子含水量
1.在植物育种上最常用的物理和化学诱变剂有哪些？请各举3例。

2.用Co-60 r射线处理种子进行辐射诱变时应注意哪些问题？
3.化学诱变处理有何特点？应注意哪些因素可能影响诱变频率？
4.十字花科植物为何对辐射不如豆科、禾本科植物敏感？
第十六章
•在明确希望出现的突变性状的基础上，诱变育种包括四个环节：用于诱变处理的亲本材料的选择，诱变处理方法的优化，诱变处理群体大小的确定和突变体的鉴定选择。

其中前面三个环节是基础，而突变体的鉴定选择是关键。

在表型鉴定方法的基础上，基于DNA的基因型鉴定方法快速发展将使得突变体的鉴定更加快捷、准确。

•有性繁殖植物与营养繁殖植物的诱变育种在诱变处理材料（种子、花粉与营养器官）、群体大小、突变体的表现（纯合体与嵌合体）和分离纯化上不同。

•诱变育种效率可以从提高突变频率和突变体频率、扩大诱变群体、改进突变体筛选鉴定技术和拓宽突变体利用途径四个方面着手，采取多种途径和方法加以提高。

•诱变育种供诱变处理的材料应具备哪些条件？为什么？
•诱变育种有哪些基本步骤？怎么做？
•举例说明如何提高诱变育种的效率。

•如何能够快速、准确地鉴定出诱发突变体？（思考题）
•有性繁殖植物与营养繁殖植物诱变育种程序有何异同？（思考题）
第十七章
•生物技术在植物育种的各个环节都能发挥重要作用，而且对植物育种的策略制定也会带来重要影响。

•植物高度分化的体细胞能够发育成生物体的能力叫做细胞全能性，是植物细胞工程的基础。

植物细胞工程在育种有许多应用，主要有花药培养、小孢子培养、离体选择、体细胞杂交等。

•花药培养、小孢子培养是获得单倍体的主要途径，此外未授粉子房或胚珠培养、授粉后合子中染色体消除也能产生单倍体。

单倍体染色体加倍得到双单倍体，是一个可育纯系。

双单倍体育种可以缩短育种周期，减少育种群体大小，并可与诱变育种相结合，提高诱变育种效率。

•离体选择可以扩大选择群体，缩短选择时间，选择条件易于控制，一般采用正向选择，离体选择要求有适当的组织、细胞培养系统，能把选择压加入培养基，组织细胞水平的表现跟植株水平的表现相关或一致，目前主要应用于抗除草剂、抗逆、抗病（毒素）等性状的育种。

离体选择也可与诱变育种结合更有效。

1.植物细胞工程在育种上有何应用价值？
2.双单倍体育种比常规育种有何优点？
3.在离体培养时如何加入诱变剂、筛选突变体，提高育种效率？
4.生物技术的发展对植物育种有哪些重要影响？（思考题）
第十八章
•原生质体是一个去除了细胞壁的活细胞，主要采用酶法分离原生质体、离心沉淀法纯化，原生质体培养首先需要诱导细胞壁的再生，然后诱导分裂、分化，常用培养基为KM8p。

•体细胞杂交即两种原生质体之间的杂交，也叫原生质体融合，涉及到原生质体分离、融合、杂种细胞鉴定选择、融合细胞分裂和产生愈伤组织、植株再生和再生植株鉴定。

诱导原生质体融合主要采用PEG诱导和电融合，融合有对称融合和非对称融合。

杂种细胞的鉴别主要采用营养互补和荧光标记，体细胞杂种鉴定可在形态学、细胞学、生化和分子水平进行。

•体细胞杂交可以扩大远缘杂交的范围，培养胞质杂种。

•举例说明体细胞杂交在植物育种上的应用价值。

•何谓对称杂交？何谓非对称杂交？
•简要说明体细胞杂交的基本步骤。

第十九章
•同一群体两种或两种以上变异类型并存的现象叫做多态性。

DNA分子标记是以核苷酸序列变异建立的遗传标记。

分子标记直接以DNA的形式表现，不受环境影响，中性，多态性高，多为共显性等。

•DNA分子标记已经开发出数十种，按照其分析方法可分为三代：第一代为以分子杂交为基础的标记如RFLP标记，第二代为以PCR为基础的标记如SSR标记，第三代是以测序为基础的标记如SNP标记。

•简要介绍了主要的分子标记RFLP标记、RAPD标记、SCAR标记、CAPS标记、SSR标记、ISSR标记、AFLP标记、SNP标记的遗传原理和分析方法，分析了各种标记的优缺点。

•功能标记（FM）与随机标记不同，是由性状调控基因内多态性产生的DNA 标记，与表型变化相关。

应用FM无需事先定位，而且FM与目标性状完全连锁，不会因重组丢失，可将等位基因固定下来。

FM 的开发需要定位并克隆出性状调控基因，比较２个或多个不同等位基因序列，找到决定性状差别的编码区基序（motif）及其多态性，根据上述多态性设计引物开发FM 。

•分子标记主要有那些类型？
•RFLP、SCAR、SSR和SNP等分子标记各有何优缺点？
•DNA分子标记技术的发展方向？（思考题）
第二十章
•借助DNA分子标记进行选择是基因型选择，改变了传统的依赖表型的选择模式，使得选择不受环境影响，选择更加准确、精确、快捷和高效，提早到植株发育的早期进行。

•DNA分子标记在育种上主要有两方面的应用：一是作为分子指纹技术，二是标记辅助选择（MAS）。

•DNA分子指纹技术在种质资源鉴别、多样性分析、分类研究和等位基因发掘、杂交亲本选择、杂种后代鉴定（亲子鉴定）、导入系（渐渗系）的鉴定、品种亲本重塑、品种鉴别和种子纯度鉴定等方面均能发挥作用。

•DNA分子标记辅助选择是间接选择，找到与目标基因紧密连锁的DNA标记。