作物育种学总论
(完整版)作物育种学总论复习题及答案
作物育种学总论复习题及答案1、作物育种学、品种的概念作物育种学：是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学品种：是人类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一定群体；这种群体具有相对稳定的遗传特性，在生物学、形态学及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；这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量、抗性、品质等方面都能符合生产发展的需要。
2、简述作物育种学的特点和任务作物育种学的特点：作物育种学是作物人工进化的科学，是一门以遗传学、进化论为主要基础的综合性应用科学，它涉及植物学、植物生理学、植物生态学、生物化学、病理学、生物统计与实验设计、生物技术、农产品加工学等领域的知识与研究方法。
作物育种学与作物栽培学有着密切的联系。
作物育种学的任务：（1）研究作物遗传性状的基本规律；（2）搜索、创造和研究育种资源，培育优良新品种；（3）繁育良种，生产优良品种的种子。
3、简述作物品种的概念和作用4、基本概念：自然进化、人工进化自然进化：由自然变异和自然选择演变发展的进化过程。
人工进化：是指由于人类发展生产的需要，人工创造变异并进行人工选择的进化，其中也包括有意识的利用自然变异和自然选择的作用。
5、生物进化的三大要素及其相互关系三大要素：变异、遗传和选择相互关系：遗传变异是进化的内因和基础，选择决定进化的基本方向。
第一章作物的繁殖方式及品种类型1、说明作物繁殖方式的种类和各类作物群体遗传特点及代表作物作物遗传方式的种类：一类是有性繁殖，凡是由雌配子（卵子）和雄配子（精子）相互结合，经过受精过程，最后形成种子繁衍后代的，称为有性繁殖。
第二种是无性繁殖，凡不经过两性细胞受精过程的方式繁殖后代的统称为无性繁殖。
有性繁殖主植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物、常异花授粉作物：（1）自花授粉是指同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，代表作物有水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆、亚麻等。
作物育种学总论
作物育种学总论整理绪论1.作物品种的概念：是人类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一定群体..具有三性DUS：特异性Distinctness 、一致性Uniformity、稳定性Stability..2.作物品种类型：纯系品种、杂种品种、综合品种、无性系品种..3.优良品种：指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求;并具有较高经济价值的品种..生产上所谓的良种;包括具有优良品种品质和优良播种品质的双重含义..第一章作物的繁殖方式与品种类型1.不同作物的授粉方式：自花授粉作物<4%: 水稻、小麦、大麦、大豆等异花授粉作物>50%: 玉米、黑麦、甘薯、白菜型油菜常异花授粉作物5-50%: 棉花、甘蓝型油菜、高粱、蚕豆等2.自交不亲和性：具有完全化并可形成正常雌雄配子;但却上自花授粉结实能力的一种自交不育性..3.雄性不育性：植物的雌蕊正常而花粉败育;不产生有功能的雄配子的特性..4.无性系：由营养体繁殖的后代..5.无融合生殖：植物的雌雄性细胞不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式;包括无孢子生殖、二倍体孢子生殖、不定胚生殖、孤雌生殖、孤雄生殖..6.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Xmn=1-1/2nm③自交引起杂合基因型的后代生活力衰退7.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8.自交系品种纯系品种：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..9.杂交种品种：在严格选择亲本自交系和控制授粉的条件下生产的杂交植株群体..组合的F110.群体品种: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..11.无性系品种：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..第二章种质资源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..2.重要种质资源在育种上的作用①种质资源是现代育种的物质基础②种质资源是人类开发新作物的物质基础③种质资源可以保护遗传多样性、避免遗传脆弱性④种质资源是基础理论研究的重要材料⑤种质资源保护与知识产权3.作物起源中心：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..两个特点：基因多样性、显性基因高频率..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..4.重要作物的起源地：中国-东亚大豆、高粱、印度水稻、甘蔗、中亚普通小麦、西亚一粒小麦、二粒小麦、南美-中美玉米、陆地棉、甘薯、番茄、南美马铃薯、花生5.主栽品种：经现代育种技术改良过的品种..6.地方品种：局部地区栽培的未经现代育种技术改良的品种..7.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..8.种子资源的方针：广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、充分利用..9.原生作物：是人类有目的驯化的植物..次生作物：与原生作物伴生的杂草..第三章育种目标1.育种目标：指在一定的自然、栽培和经济条件下;对计划选育某种作物的新品种提出应具备的优良特征特性..2.目标性状：产量、品质、抗病虫性、抗倒伏..3.生物产量：中有机物质占干物质的90%～95%;因此作物有机物质的生产和积累是形成产量的主要物质基础..经济产量：是生物产量的一部分;是作物有价值器官部分的产量..经济系数收获指数：经济产量与生物产量的比值..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..6.稳产性是指优良品种在推广的不同地区和不同年份间产量变化幅度较小;在环境多变的条件下能够保持均衡的增产作用..包括抗病虫性、抗旱耐瘠、抗倒伏性、适应性..7.制定作物育种目标的原则：立足当前;展望未来;富有预见性；突出重点;分清主次;抓主要矛盾；明确具体性状;指标落实；必须面向特定的生态地区和栽培条件..8.作物育种的主要目标：高产；优质；稳产；生育期适宜；适应机械化需要..★第四章引种和选择育种1.引种：引进外地或外国的种质资源..2.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..3.引种驯化：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..4.引种改良：外来品种的某个些优良性状用于改良本地品种..5.引种原理：气候相似性原理、生态相似性原理..6.影响引种的因素外因：温度、光照、纬度、海拔、栽培和土壤内因：作物发育特性低温长日照作物：起源于高纬度地区;它们的生活周期主要在秋冬到春夏;先经过一个低温阶段;然后是长日照阶段高温短日照作物：起源于低纬度地区;它们的生活周期主要在春夏到秋冬;先经过一个高温阶段;然后是短日照阶段中间性作物：如番茄对光温要求不严格7.作物的引种规律①低温长日照作物冬作物：高纬度到低纬度：表现生育期延迟、营养器官加大、不能开花结实..低纬度到高纬度：表现生育期缩短、植株矮小、产量低、春季可能冻害..冬播区春性品种引到春播区春播：早熟、高产..春播区春性品种引到冬播区冬播：迟熟、冻害视品种和引种地情况..②高温短日照作物夏作物原产低纬度的品种：春播次生生态型、夏播原始生态型和秋播春播品种感温：引到高纬度地区春播种植;由于温度低;表现生育期延长、营养器官增大..但只要积温满足;可以获得高产..而长光照对发育影响小..夏播品种感光：引到高纬度地区种植;由于光照长; 不能满足对短光照的要求;表现植株高大、迟熟、后期可能冻害..原产于高纬度地区的品种感温：引种到低纬度地区种植;由于高温高;容易满足温度要求;表现生育期缩短、营养器官变小、产量低..原产于高海拔地区的品种感温：引到同纬度平原;早熟低产..8.选择育种系统育种：对现有品种中出现的自然变异;通过个体选择和后代鉴定试验而选育新品种的方法..对于自花授粉作物可称纯系育种 ..9.选择育种程序纯系育种程序：通过单株个体选择、株行系试验和品系比较试验到新品种育成..混合选择育种程序：从群体中选择目标性状基本上相似的优良个体单株经室内鉴定并加以混合繁殖;使群体得到改良的一种育种方法..集团混合选择育种程序改良混合选择程序★第五章杂交育种1.杂交育种：通过两个或更多个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选择培育新品种的育种方法..2.组合育种：将分属于不同品种的、控制不同性状的优良基因在分离世代随机重组结合;形成各种不同的基因组合;再通过定向选择;育成集合双亲优点于一体的新品种..3.超亲育种：将分属于不同品种的、控制同一性状的不同微效基因积累于同一杂种个体;通过对分离世代的随机重组和选择;育成该性状上超过亲本的新品种..4.杂交亲本选配的原则：双亲必须具有较多的优点、较少的缺点;其优缺点能互补;不能有严重的缺点；亲本之一最好为当地推广的优良品种；考虑亲本间的遗传差异；杂交亲本应具有较好的配合力..5.配合力：亲本和其他亲本杂交;在杂种后代中产生优良个体的能力..一般配合力：某一亲本与其他若干亲本杂交;杂种后代在某数量性状上的平均表现；特殊配合力：两个特定材料杂交组配后代在某个数量性状的表现..6.杂交技术：花期调节分期播种、光温处理、再生植株、肥控；控制授粉母本防止自花授粉和天然杂交；授粉后管理..7.杂交方式：单交或成对杂交亲本在杂种和后代群体遗传成分各占50%；复交包含三个或三个以上亲本;进行两次或两次以上的杂交最后杂交的亲本遗传组份最大50%8.杂种后代的处理的方法有：系谱法、混合法、衍生系谱法和单籽传法..9.系谱法：从第一次分离世代开始选择单株;分别种植成株行;以后在优良系统中选择优株;直至选出优良稳定一致的系统..各世代各系统均编号;可查各株系历史与亲缘..优点：遗传力较高性状;早代选择可靠；尽早集中掌握少数优良系统；便于比较;控制规模；及时升级试验、审定、推广；缺点：中选率低；多基因控制的性状的选择效果差；早代工作量大；10.混合法：自花授粉作物的杂种分离世代开始;组合内混种混收;不加选择;直到杂种后代基因型纯合达到80%以上时F5--F8;才开始选择一次单株;形成株系;从中选择优系升级进入产量试验..优点：遗传力低数量性状高代选择可靠；保留更多的优良基因型和重组类型；早代工作量相对较少；缺点：混合世代群体规模大；选择世代的工作量较大；可能丢失群体弱势性状；育种周期相对较长；无从考查系统间关系..11.衍生系统法：兼具系谱法和混合法的优点;克服了两种方法的缺点：在早代;主要遗传力高的性状进行一次选择;中选数量上可以比系谱法多;保留较多的基因型；按株行种植;在株行内可以及早获得优良株系.. 12.单籽传法：从分离世代开始;每株收获一粒种子；之后按组合每年混合种植;每株收获一粒种子；F5或F6世代群体中选择单株;种成株行；选择优良株行升级成品系进入产量试验..稳定的单粒传群体也被称为重组自交系群体..13.杂交育种程序：原始材料圃、亲本圃、选种圃、鉴定圃、品种比较试验、生产试验和多点试验..第六章回交育种1．轮回亲本：有许多优良性状;而个别性状有欠缺需要改造的品种..非轮回亲本：具有甲品种欠缺的优良性状的品种..轮回亲本基因恢复的频率为1-1/2r+1 纯合个体频率 1-1/2rn2.回交育种法：非轮回亲本与轮回亲本杂交;F1及后代用轮回亲本品种进行多次回交和选择;轮回亲本品种原有的优良性状通过回交而恢复;同时导入了原欠缺的性状;获得性状改进的新品种..3.近等基因系：不同基因型在相同遗传背景下的各个品系4.回交育种特点优点：控制育种发展方向保持轮回亲本基本性状；增添非轮回亲本的目标性状；小群体;便于加代；有利于打破基因连锁；便于生产上推广应用..缺点：多个性状改良育种年限长尤其是逐步回交；一般仅用于个别主基因性状改良;数量性状改良困难；回交工作量大；目标基因的一因多效问题..5.质量性状的回交转育：显性单基因或隐性单基因数6.量性状的回交转育控制目标性状的基因数目：控制转育性状的基因越多;回交后代中出现的理想基因型频率越低..环境对基因表现的作用：环境条件对数量性状影响大;鉴定选择可靠性差..第七章诱变育种1.诱变育种：利用理化因素诱发植株发生变异;再通过后代的鉴定和选择育成新品种的方法..2.物理诱变电磁辐射：引起生物DNA损伤或断裂;修复时发生错误拼接与复制;辐射后代表现型产生变异;对于可遗传的变异可以加以选择..包括：紫外线、X 射线、r 射线..粒子辐射：射线、航天育种3.化学诱变：烷化剂、叠氮化钠、碱基类似物4.诱变育种的特点：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难于掌握..第八章远缘杂交育种1.远缘杂交：不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间进行的杂交..包括：种间杂交、属间杂交、亚种间的杂交..2.异附加系：在某物种染色体组的基础上;增加数量不等的异源染色体..为非整倍体..3.异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代4.易位系：某物种的一段染色体与其它物种的染色体段发生交换..5.远缘杂交不亲和性的原因：双亲受精因素的差异生理差异、花器结构差异和双亲基因的差异控制可交配性基因、基因互补的致死基因6.克服远缘杂交不亲和性的方法：亲本选择与组配、染色体预先加倍法、桥梁媒介法、特殊的授粉方法、外源激素处理、柱头手术和子房受精、植物组织培养..7.杂种夭亡、不育的原因：核质互作不平衡；染色体不平衡；基因不平衡；组织不协调..8.杂种夭亡、不育的克服方法：幼胚的离体培养；杂种染色体加倍法；回交法；延长杂种的生育期；嫁接法..9.杂种后代的分离特点：分离规律不强；分离类型、生殖丰富、并有向两亲分化的倾向；分离世代长、稳定慢..第九章倍性育种1.异源多倍体：含有不同的染色体组的多倍体..特点：染色体配对正常;配子育性正常；比二倍体具有更强的抗逆性、适应性..2.同源多倍体：体细胞中染色体组相同的多倍体..3.人工多倍体：诱导体细胞染色体加倍..方法有物理诱导：辐射、温度的激变、切断-愈伤组织法等；化学诱导：秋水仙素..4.人工诱导单倍体产生：组织培养、远缘杂交、染色体的消失、半配合生殖、理化因素诱导5.单倍体的育种利用：缩短育种年限： F1花药培养、加倍处理、稳定;2年；克服远缘杂交不亲和；提高诱变育种效率：利用单倍体材料诱变；合成育种新材料：远缘杂种产生多元单倍体;加倍获得异源多倍体..★第十章杂种优势利用杂种表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种系的1.杂种优势：F1现象..集中了控制双亲有利性状的显性基因;每个基因都能2.显性假说：杂种F1产生完全显性或部分显性效应;由于双亲显性基因的互补作用;从而产生杂种优势..3.超显性假说：杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因间的相互作用的结果;等位基因间没有显隐性关系..杂合等位基因相互作用大于纯合等位基因的作用;同时存在非等位基因之间互作..4.两个假设的局限性：只考虑核基因水平上杂种优势；忽略了染色体组间互作同源多倍体与异源多倍体差异；忽略了细胞质基因组..5.对杂种亲本的基本要求：纯度高；一般配合力高；优良农艺性状；亲本尤其是母本产量高;开花习性符合制种要求6.从这些原始材料中选育的自交系称为一环系；自交系间杂交种后代中选育的自交系称为二环系..7.配合力指一个亲本与另外的亲本杂交后杂种一代的生产力的大小..一般配合力GCA：是指一个自交系亲本与其它若干个自交系杂交的F1在某个数量性状上的平均表现..特殊配合力SCA：是指两个特定亲本所组配F1在某种数量性状上的表现..8.测验自交系配合力所进行的杂交叫测交；测交所用的共同亲本称为测验种；测交所得的后代F1称为测交种..9.测配方法：顶交法选用遗传基础广泛的品种群体作为测验种测定自交系的配合力..、双列杂交、多系法系×测验系法..10.杂种品种的亲本选配原则：配合力高、亲缘关系相对较远、综合性状良好;双亲间性状互补、亲本自身产量高;花期相近;易于授粉..11.杂种品种的类型：品种间杂种品种、品种-自交系间杂种品种、自交系间杂种品种、雄性不育杂种品种、自交不亲和系杂种品种、种间与亚种间杂种品种、核质杂种..12.利用作物杂种优势的方法：人工去雄生产杂种种子、利用自交不亲和性生产杂种种子、利用标志性状生产杂种种子、化学杀雄生产杂种种子、剩余杂种优势的利用雄性不育性利用..F2★第十一章雄性不育与杂交种品种选育1.雄性不育male sterility：是指雄性器官发育不良;失去生殖功能;导致不育的特性..分为：质核互作不育、核不育..2.质核互作雄性不育是受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型常被简称为胞质不育CMS..不育系Srr、保持系Nrr、恢复系NRRSRR3.孢子体不育：是指花粉育性的表现由孢子体母体植株的基因型控制;与配子体花粉本身的基因无关..4.配子体不育：是指不育系的花粉败育发生在雄配子体阶段;花粉的育性受配子体本身基因型控制..4.不育系和保持系选育的方法：远缘杂交核置换、回交转育、人工制保5.恢复系选育的方法：测交筛选法、杂交选育法、回交转育法、人工诱变6.杂种品种的亲本选配原则：选遗传差异大的亲本配组；选择产量高、配合力好的亲本配组；选优良性状多并能互补的亲本配组；选有利于异交的亲本配组7.显性核雄性不育：不育性受一对显性基因MsMs控制;但在自然界中通常以杂合基因型Msms形式存在..雄性不育株Msms;与可育株msms杂交;后代1：1可育：不育分离..8.两系制种法：由于核不育系内有不育株和可育株两种;采用系内同胞交;不育株上收的种子;后代1：1分离;故在制种时必须在开花前将母本内约50%的可育株拔去..9.“三系化”制种法：纯合型不育株MsMsmfmf与纯合型可育株msmsmfmf杂交;可以获得杂合型的全不育系Msmsmfmf这种不育系只能利用于制种而不能由msmsmfmf可育系继续繁殖;故称msmsmfmf可育系为临时保持系..10.育性的转换：不育的光温满足时;植株的不育率和不育度都可达到100%..可育的光温满足时;植株的可育率可达到100%..11.光温敏核不育杂种品种的选育水稻为例杂种品种的选育包括：核不育系的选育和杂种品种的选配光温敏核不育系有两重性：不育条件下制种和可育条件下繁殖水稻光温敏核不育系为：长日高温不育：13-14小时日照、气温25度以上；短日低温可育：12小时日照、气温23-25度以下1技术要求：遗传稳定;性状一致；育性转换明显;不育期间群体不育株率100%..花粉不育率或小花不育率99.5%以上;连续天数能满足制种要求..可育期间群体可育株率100%;自交结实率30%以上；异交习性好；一般配合力高；主要经济性状优良；抗性好..2 选育途径：杂交转育、系统选育、诱变选育、组织培养等方法..3选育程序：长江流域控制8月10日左右抽穗;割茬再生鉴定9月10日后抽穗的结实情况异地选育穿梭选育12.高不育系high male sterile line是指有少量自交结实的不育系;这种自交结实的种子能够使高不育特性得以遗传..13.核不育株鉴定方法：正常株与不育株杂交获得F1;F1的育性表现分：可育、不育、分离..第十二章抗病虫育种1.作物抗病虫遗传育种的意义：稳定产量、保持品质、保护环境、节本增效2.病虫害的发生是由寄主遗传、寄生物病虫和环境三方面共同决定的..3.生理小种physiological race:根据对鉴别品种专化性差异划分4.生理型 physiological type:按品种危害范围划分类型5.生物型biotype：田间自然群体致害性不同;可以根据寄主品种区分..6.寄主抗病性host-resistance：当环境条件适宜而出现某种病害流行时;作物的某些品种对这种病害不感染或感染程度较轻;称为作物的抗病性7.非寄主抗病性 non-host-resistance：自然条件下;某种作物从不受某种病原菌侵入的特性..8.垂直抗性小种专化抗病性：寄主品种对同一种病原菌的一个或数个生理小种生物型表现高抗甚至免疫;而对其他一些小种则为高感..9.水平抗性非小种专化抗病性：寄主品种对所有的生理小种生物型反应一致;无小种特异反应..10.抗虫机制：拒虫性或不选择性、抗生性、耐害性11.基因对基因学说：针对寄主的某一个抗病基因;病原菌迟早会出现对应的毒性基因；毒性基因只能克服其相应的抗病基因;产生毒性效应..寄主与病原菌体系中;一方基因只能通过另一方相应的基因被鉴定..12.基因对基因相互关系的模式病原菌寄主品种及基因型小种基因型甲 r1r1r2r2乙 R1R1r2r2丙 r1r1R2R2丁R 1R1R2R20 A1A1A2A2感抗抗抗1 a1a1A2A2感感抗抗2 A1A1a2a2感抗感抗3 a1a1a2a2感感感感第十三章抗逆育种1.抗逆性育种：利用作物本身的遗传特性培育获得逆境条件下能保持相对稳定的产量和品质的新品种..2.作物逆境种类①温度胁迫：低温危害冻害、冷害、高温危害②水分胁迫：干旱大气、土壤、湿害、渍害③矿物质胁迫：盐碱害、酸性土、铝害3.耐旱性：作物忍受组织水势低的能力;不受伤害或减轻损害..4.耐盐：忍受盐份进入细胞的生理适应过程5.抗寒：作物对低温伤害的抵抗与恢复能力..6.鉴定指标：产量指标、形态指标、生理生化指标7.抗逆性育种程序：资源筛选；选择适当的鉴定方法与指标；利用杂交、远缘杂交、分子标记辅助选择、组织培养、体细胞变异、转基因体细胞杂交等..第十四章群体改良与轮回选择1.群体改良：通过鉴定选择、人工控制下在群体内自由交配;改变群体基因和基因型频率;增加优良基因重组;提高有利基因和基因型的频率..2.群体改良的意义和作用：通过优良基因的累聚与重组;创造新的种质；提高群体质量水平;选育优良综合品种和自交系品种；改良外来种质;丰富群体基因型..3.群体改良原理：Hardy-Weinberg定律基因平衡定律；选择与重组是群体改良的动力..不断打破群体基因和基因型平衡;提高有利基因和基因型的频率..4.基础群体的材料选择：开放授粉品种包括地方品种和外来品种、复合品种和综合品种、优良品系、杂交后代的合成群体5.群体改良的轮回选择法①群体内改良：混合选择法、改良穗行法、自交后代选择、轮回选择法②群体间改良相互轮回选择：半同胞相互选择、全同胞相互选择③符合选择方案6.雄性不育性在轮回选择中的应用①显性核不育利用利用显性核不育Ss与可育ss后代半不育特点②隐性核不育在轮回选择中的应用混合法S1选择法。
《作物育种学总论》课件
利用分子生物学技术辅助传统育种，加速品 种的遗传改良。
作物品种改良的途径与方法
选择育种
通过选择优良个体，培 育新品种的方法。
杂交育种
利用不同品种间的杂交 优势，创造新品种的方
法。
诱变育种
利用物理、化学等因素 诱发基因突变，创造新
品种的方法。
基因工程育种
利用基因工程技术将外 源基因导入作物中，创
04
作物品种改良的目标与策略
作物品种改良的目标
01
02
03
04
提高作物产量
通过改良品种，提高单位面积 产量，满足日益增长的食物需
求。
增强抗逆性
提高品种对环境胁迫的抗性， 如抗旱、抗寒、抗病虫害等， 提高作物的适应性和稳定性。
改善品质
改良品种的品质特性，如营养 价值、口感、色泽等，满足消
费者多样化的需求。
诱变育种
利用物理、化学或生物诱变剂处理种子，诱发基因突 变，从中选择和培育具有优良性状的新品种。
选择育种
通过对自然变异或人工创造变异的选择，选育符合人 们需要的优良品种。
现代育种技术
基因工程育种
利用基因工程技术，将外源基因导入作物中，创 造具有优良性状的新品种。
细胞工程育种
通过细胞培养和细胞融合等技术，创造具有优良 性状的新品种。
作物育种实践案例分析
水稻育种
介绍我国在水稻育种方面取得的成就和典型案例，如超级稻的培 育及其在农业生产中的应用。
小麦育种
分析小麦育种的目标和方法，以及在提高产量、品质和抗逆性方面 的实践成果。
玉米育种
探讨玉米育种的发展历程、现状和未来趋势，以及在提高产量和抗 逆性方面的实践案例。
12.23作物育种学(总论+水稻)
作物育种学（总论）必须掌握的内容（一）注：带“s”的是ppt的思考题，这个整理的内容不全，还需完善绪论作物育种学：研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。
作物育种学的基本任务、主要内容第一章1 有性繁殖:由雌雄配子结合，经过受精过程形成种子，繁衍后代的繁殖类型。
（自花授粉、异化授粉、自交不亲和性、雄性不育性）无性繁殖:不经过两性配子的结合（受精）过程，繁衍后代的繁殖类型。
（植株营养体繁殖、无融合生殖）S2 无融合生殖（植物的雌雄性性细胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞，不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式）及其类型？无孢子生殖，二倍体孢子生殖，不定胚生殖，孤雌生殖，孤雄生殖。
生产上的意义？1.无性系品种的选育可采用有性杂交和无性繁殖相结合的方法，迅速固定优良性状和杂种优势。
2.芽变育种是营养体无性系品种育种的一种有效方法。
S3 自交的遗传效应。
1 自交使杂合基因型趋向纯合2 自交引起杂合基因型的后代发生性状分离3 自交引起杂合基因型的后代生活力衰退正确理解P16的“Xn =（1-1/2 r ）*100%”,r=自交代数。
Xn为后代纯合比例4 “自交引起后代生活力衰退”，为什么？（群体中被掩盖的不利隐形基因，将因纯合而被表现出来）这对自花授粉作物和异花授粉作物来说有何异同？自花授粉作物：由于长期自交，群体内个体的基因型是纯合的，个体间基因型是同质的，表现型是整齐一致的。
异化授粉，品种群体内个体的基因型是杂合的，个体间的基因型是异质的。
S5 品种的概念（人类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一定群体）及其基本特性（特异性，一致性，稳定性）。
6 作物品种一般可分为自交系品种、杂交种品种、群体品种和无性系品种，论述四种类型品种群体的遗传组成及其育种特点？自交系品种：从突变中及杂交组合中经过多代自交加选择得到的同质纯合群体特点：1.自交 + 单株选择，连续自交下选择纯合优良的基因型 2.拓宽遗传变异范围，从变异丰富的大群体中选择优良基因型杂种品种：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。
作物育种学总论
作物育种学总论名词解释：1、杂交育种：通过两个或更多各亲本品种杂交获得杂种，进一步从杂种后代自交分离群体内选择培育新品种的育种方法。
2、回交育种：两种亲本杂交后，从F1回交于亲本之一，从回交后代选择特定植株仍回交于该亲本，如此连续进行若干次自交选择育成新品种的方法3、育种目标：指在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育的新品种提出应具有的优良的特征特性，也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求4、种质资源：一般指具有特定种质或基因可供育种及相关研究利用的各类生物类型5、特殊配合力：指两个特定亲本系所组配的杂交种的产量水平6、一般配合力：指一个纯系亲本与其他若干系品种杂交后，与其杂种一代在某个数量性状上的平均表现7、胞质不育：是受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的雄性不育类型8、细胞质雄性不育：是一种不能产生有活力或可育花粉的母性遗传现象9、核不育性：受细胞核不育基因控制的，与细胞质无关的雄性不育类型10、品种审定：新品系或引进品种在完成品种试验程序后，省级或国家农作物品种审定委员会根据试验结果，审定其能否推广，能推广的审定其范围，这一过程就叫品种审定11、区域试验：是鉴定作物新品种使用价值和适应区域范围的一种多点试验，包括点的品种、比较试验和生产试验12、垂直抗性：寄主品种对病原菌某个或少数生理小种免疫或高抗，而对另一些生理小种则高度感染的13、水平抗性：寄主的某个品种对所有小种的反应是一致的，对病原菌的不同小种没有特异反应或专化反应14、复合杂交：涉及三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交15、单交：两个品种进行杂交称为单交，只需进行一次杂交，简单易行，育种方便16、群体杂交：通过鉴定选择，人工控制的自由交配等一系列育种手段，改变基因、基因型频率，增加优良基因的重组，从而达到提高有利基因和基因型频率的方法17、细胞全能性:一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力18、选择育种：是指对现有品种群体中出现的自然变异进行性状鉴定、选择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。
作物育种学总论全套课件
2024/1/30
18
基因工程育种法
基因克隆与转化
将目的基因克隆到载体上，通过转化等方法导入受体细胞，培育出 转基因作物。
基因编辑技术
利用基因编辑技术对作物基因组进行定点编辑，实现基因敲除、插 入或替换等，创造新的变异类型。
全基因组选择育种
利用全基因组关联分析等技术，挖掘作物基因组中控制重要性状的基 因或位点，进行分子标记辅助选择育种。
利用物理或化学因素诱发遗传物 质变异，从变异后代中选择符合 育种目标的个体。
25
种子质量控制与管理
种子质量评价标准
包括纯度、净度、发芽率、水分 等指标，确保种子质量符合国家 标准。
种子检验与认证
通过专业机构对种子质量进行检 验和认证，确保种子质量可靠。
01 02 03 04
2024/1/30
种子生产技术
回交育种
将优良品种与某一亲本进行多次回交，使后代逐渐接近优良品种 ，同时保留某些特定性状。
17
诱变育种法
物理诱变
利用物理因素如射线、激光等处 理作物种子或植株，诱发基因突 变，产生新的变异类型。
化学诱变
利用化学诱变剂处理作物种子或 植株，诱发基因突变，产生新的 变异类型。
生物诱变
利用某些生物因素如病毒、细菌 等感染作物，诱发基因突变或染 色体畸变，产生新的变异类型。
汰不利变异，使作物性状向目标方向发展。
2024/1/30
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有性杂交与基因重组原理
有性杂交的意义
有性杂交是实现基因重组的重要途径 ，可以创造新的变异类型，为育种提 供丰富的遗传资源。
基因重组的结果
基因重组可以产生新的基因型和表现 型，为育种提供更多的选择和可能性 。
作物育种学总论
作物育种学总论作物育种学总论绪论1、作物育种学：是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学。
2、作物品种：是人类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一定群体；这种群体具有相对稳定性的遗传特性，在生物学、形态学及经济学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；这种群体在相应的地区和耕作条件下种植，在产量、抗性、品质等方面都有符合生产发展的需要。
3、作物育种学的：A、研究作物遗传性状的基本规律；B、搜集创造和研究育种资源，培育优良新品种；C、繁育良种，生产优良品种的种子。
3、自然进化：由自然变异和自然选择突变发展的进化过程。
4、人工进化：是指由于人类发展生产的需要，人工创造变异并能进行人工选择的进化，其中包括有意的利用自然变异及自然选择的作用。
5、生物进化的三大要素：变异、遗传和选择。
遗传和变异是进化的内因和基础，选择决定进化的发展方向。
6、品种：是指具有共同来源和一致性状的栽培作物，遗传性稳定，且有较高的经济价值。
第一章作物的繁育方式及品种类型1、作物繁殖方式：（1）作物繁殖的方式有：有性生殖和无性生殖。
（2）有性繁殖植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物：A、自花授粉：水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆亚麻等，自然异交率一般低于1%，不超过4%。
B、异花授粉：玉米、黑麦、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、大麻、三叶草等，自然异交率至少在50%以上。
C、常异花授粉：棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆等，自然异交率在5%——50%之间。
（3）无性繁殖的营养繁殖：甘薯、马铃薯、木薯、甘蔗等。
2、作物品种的类型和各类作物的育种特点：（1）类型：A、自交系品种；B、杂交系品种；C、群体品种；D、无性系品种。
（2）育种特点：A、自交系品种：a、自花授粉加单株选择的育种方法；b、拓展遗传变异范围，在大群体中进行单株选择。
B、杂交系品种：a、包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，贯穿于两个程序之间的关键问题是自交系间的配合力测定；b、对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加强选择；c、需要建立相应的种子生产基地和供销体系。
作物育种学总论-第一章作物的繁殖方式及品种类型
2019/3/9
二、各类品种的育种特点
（一）自交系品种的育种特点
育种特点：自交系品种是由同一群同质的和纯合的基因型
植株组成，严格讲是来自一株优良纯合基因型植株的后代
，故育种上采用：
1. 自交 ＋ 单株选择，连续自交下选择纯合优良的基因型。
对于异花授粉和常异花授粉作物，可以通过强迫自交加单
株选择达到同样目的。 2. 从变异丰富的大群体中进行单株选择，多中选优，优中 选优。
大麦和豌豆以及花生花冠 未开放时就已经散粉受精 棉花等花冠张开后才散粉 油菜雌蕊先熟
2. 开花习性
常异花授粉
异花授粉
雌雄蕊异熟 dichogamy
玉米、向日葵 等雄蕊先熟
2019/3/9
（二）作物天然异交率的测定
作物授粉方式的分类，是根据自然异交率的高低而定的。
≤4%是典型的自花授粉作物
自然异交率
2019/3/9
二、异交的遗传效应
异交形成 杂合基因 型 异交增强 后代的生 活力 杂合基因型是产生基因交换、重组 和产生新基因型的基础。所以，有 选择的异交（人工杂交）是创造遗 传变异的一种主要方法。
（一）异交 的遗传效应
异交使后代的生活力增强，称为杂 种优势。因此，利用异交增强后代 生活力的效应，即利用杂种优势， 也是一种主要的育种方法。 （二）异花授粉作物的基因型 在长期开放授粉的条件下，异花授粉作物品种群体的基因型是 高度杂合的，且群体内个体间的基因型是异质的，没有基因型 完全相同的个体。由于长期异交，自交纯合后，隐性的劣性性 状显现，表现为退化。
（三）有性繁殖植物的主要授粉方式 1. 自花授粉
同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花
(整理)★作物育种学总论
第1章作物繁殖方式与品种类型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【杂交育种、纯系（自交系）品种选育依据】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。
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）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。
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)。
遗传多样性：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。
作物育种学：作物育种学总论
二、自然进化与人工进化
• 什么叫进化？
• 进化的三个基本因素是什么？他们之间 的关系如何？
• 什么是自然进化？什么是人工进化？ • 自然进化与人工进化的异同点有哪些？
• 从进化的角度看，作物育种的实质就是 适当利用自然进化的人工进化。
三、遗传改良在作物生产发展中的作用
• 遗传改良就是作物品种改良。新品种的 应用对提高作物产量的贡献率为40%。
间的协作 （四）种子产业化
三、常规育种的技术特点
• 常规育种是从遗传物质变异（基因突变、 染色体结构变化、染色体数目变化）以 及遗传物质重组所产生的各种变异类型 中，通过选择培育出符合人类需要的优 异品种。
• 它有如下特点：1、综合多个优良基因， 同步改良农作物的产量、品质、抗性水 平。2、盲目性较大。3、育种既是科学 又是艺术。
作物育种学总论
• 绪论
第一节 作物进化与遗传改良 第二节 作物育种学的发展 第三节 作物育种的成就与展望
• 农业在国民经济中的地位
先看几个重要数据：
耕地占世界的
7% （15亿亩左右）
粮食总量占世界的 24% （5亿吨左右）
养活人口占世界的 22% （超过13亿）
人均粮食不到400公斤
• 人口还在增长（P1图） • 耕地还在减少（城镇建设用地、工业用
（二）分子育种的兴起
• 植物基因工程在育种上应用最重要的突 破是在抗逆性育种方面：TMV外壳蛋白 基因（烟草）；Bt杀虫晶体蛋白基因 （棉花、玉米），抗除草剂基因（大豆）
基因工程有3大优点：
• 源于生物的有利基因在人、动物、植物、 微生物四大系统内可进行随机交换。
• 基因工程可以获得生物的定向变异。 • 基因工程是使个别目的基因转移的技术。
作物育种总论（独本农学自考资料）
绪论作物品种：作物品种是在一定的生态和社会经济条件下，根据生产和生活的需要而创造的一定作物群体。
它具有相对稳定的遗传性状，在生物学上、经济上和形态上具有相对一致性，与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别。
进化三要素：变异、遗传和选择。
遗传变异是进化的内因和基础，选择决定进化的发展方向。
优良品种：是指在一定地区和耕作条件下能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。
优良品种在发展农业生产中的作用：1)提高单位面积产量2)改进产品品质3)保持稳产性和产品品质4)扩大作物种植面积5)有利于耕作制度的改良、复种指数的提高、农业机械化的发展及劳动生产率的提高。
作物育种学：是研究选育和繁育作物优良品种的理论和方法的科学。
作物育种学的基本任务：1 研究作物的性状及其遗传规律；2 搜集和创造种质资源；3 研究良种繁育的方法和技术；4 培育农作物的新品种。
作物育种学的主要内容：育种目标的制定及实现目标的相应策略；种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新；选择的理论与方法；人工创造新变异的途径、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；新品种的审定推广和种子生产。
常规育种：常规育种是从遗传物质变异（基因突变、染色体结构变化、染色体数目变化）以及遗传物质重组所产生的各种变异类型中，通过选择培育出符合人类需要的优异品种。
常规育种的特点：1、综合多个优良基因，同步改良农作物的产量、品质、抗性水平。
2、盲目性较大。
3、育种既是科学又是艺术。
现代作物育种的发展动向：1主要发展动向:育种目标要求提高。
2.种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新等得到了广泛的重视和加强。
3.广泛采用现代技术和仪器，对目标性状进行微量、快速、精确的鉴定和分析，以提高选育效率。
4.除了传统的育种途径外，还大力开拓育种的新途径和方法，包括人工诱变育种、倍性育种、远缘杂交育种、细胞工程、基因工程等。
(完整版)作物育种学总论
ห้องสมุดไป่ตู้
3.与其它学科的关系：
作物育种学是作物人工进化的科学，是以 遗传学、进化论为主要基础的综合性应用科学。
涉及 植物学、植物生态学、植物生理学、生物化 学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生 物统计和试验设计、生物技术、农产品加工学等。
3. 鉴定分析方法微量、精确、快速。 在目标性状的鉴定、分析、选择中，广泛采
用现代技术和仪器，进行快速、精确、微量和非 破坏性的鉴定分析，以提高育种效率。
4. 开拓育种新途径和新技术。 除应用传统的育种技术外，还大力开拓人
工诱变育种、倍性育种、远缘杂交育种、细胞工 程、染色体工程、基因工程等生物技术。
遗传改良的作用：
1 提高作物品种的适应性，扩大其种植区域 2 改良其农艺性状，更利于栽培管理 3 提高单位面积产量水平，以提高总产 4 改进产品品质，适应人类生活不断提高的需要 5 增强对病虫害和环境胁迫的抗耐性，达到稳产
第二节 作物育种学的意义和发展
一、作物育种学的性质和任务
1. 性质： 作物育种学是研究选育和繁殖作物优良品 种的理论和方法的科学。
作物育种学研究的重点是对作物进行遗传改 良，使得有利性状得到重组，达到高产、优质、 适应性强的目的。
作物栽培学研究的重点是改善作物生长发育 的环境条件，达到高产、优质的目的。
第一节 作物进化与遗传改良
一、自然进化与人工进化 各种生物都是从原始生物演变而产生的。这 种演变发展的过程称为进化过程。 决定进化的三大基本要素：遗传、变异和选择。 遗传和变异是进化的内在因素，选择决定着 进化的方向。 自然进化是自然变异和自然选择的进化，进 化速度相对缓慢。
作物育种学总论 群体改良和轮回选择
在一定程度上控制基因型与环境互作，减少环境 及不良基因型的影响 把鉴定、选择、重组和控制授粉有机地结合起来
3、自交后代选择(S1 or S2 Selection) 由于S1或S2选择主要根据表型表现进行选择
对加性基因控制的性状改良效果较好，S2 选择 较之S1选择更有利于隐性有利基因选择改良 。
缺点是完成一轮改良所需时间较长，费较高.
2)全同胞轮回选择（Full-Sib Recurrent Selection，简记为FRS或FS）
第一年，在基础群体中，选200以上个单株成对杂交，全同胞家系种子分为 2份
第二年，进行重复试验鉴定全同胞家系，选择好的
第三年，入选家系的种子隔离区种植，互交
（二）群体间遗传改良方法 相互轮回选择（Reciprocal Recurrent Selection，简记为RRS） 主要目的 ：通过两基础群体的改良，使它 们的优点能够相互补充，从而提高两个群 体间的杂种优势。
4、轮回选择(Recurrent Selection)
原始群体（优良自然 群体或人工合成）
第一年 选100以上 优株S0自交
测验种×S0
第二年 室内妥善保 存自交种子
第三年 互交区
测交种比较试验
据测交试验, 选10%优系
第一轮改良群体
1)半同胞轮回选择（Half-Sib Recurrent Selection，简记为SRS或HS）
3、充分重组，提高最优良基因重组体出现的 频率
4、自花授粉作物的异交化问题
导入隐性核雄性不育基因，建立异交群体。
四 群体改良的轮回选择法
(一)群体内遗传改良方法
1、混合选择法(Mixed Bulk Selection) 优点: 时间短，费用低，简单易行 缺点: 混合选择不易排除环境的影响和有效 淘汰不良基因型，容易误选，致使改良效率不 高和效果不佳。
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第四节、杂种品种的选育程序
一、杂种优势利用的基本条件 作物杂种优势要在生产上加以利用，必须满足以下三个条件： （一）强优势的杂交组合 （二）异交结实率高 （三）繁殖与制种技术简单易行 二、亲本选配 双亲的遗传纯合度越高，杂种的一致性就越好，优势就越大。 优良的亲本是获的强优势杂种品种的基础。 （一）对杂种亲本的基本要求 1、纯度高 2、具有较高的一般配合力 3、具有优良的农艺性状 4、亲本自身产量高，开花习性符合制种要求
类杂种品种，第三类是综合品种或人工合成群体。
2、自交系的选育方法 3、自交系的改良 改良的目的：在保留优系全部或大部分优良性状并保
持其高配合力特性的前提下，改良它的个别不良性状， 提高优系的利用价值。
谢 谢
(二)杂种亲本的选育
杂种亲本的获取因作物繁殖方式不同而有很大的差异。
自花授粉作物-----直接从品种中筛选出纯度高的杂 种品种
常异花授粉作物-----经过2～3代自交获得 异花授粉作物-----经过多代的自交与选择获得 从异质群体中获取杂合亲本的做法：
1、选育自交系的原始材料 三大类：第一类是地方品种和推广品种，第二类是各
第三节、杂种优势表现的遗传基础
一、杂种优势表现的遗传机理假说
（一）显性假说
基本论点：F1集中了控制双亲有利性状的显性基因， 每个基因都能产生完全显性或部分显性效应，由于双亲 显性基因的互作作用，从而产生杂种优势。
（二）超显性假说
基本论点：杂合等位基因的互作胜过纯合等位基因的作用， 杂种优势是由于双亲基因型的异质结合所引起的等位基因的 相互作用的结果。
4、杂种优势指数 杂种优势指数(%)＝F1／MP×100
四、F2及以后世代杂种优势的衰退
F1 基因型的高度杂合性和表现型的整齐一致 性是构成强优势杂种品种的基本条件。
F2 及以后世代由于基因分离，杂种优势的衰 退是必然的。
杂种优势的衰退速度的影响因素： 1、F1基因杂合位点数（杂合位点越多，则F2 群体中的纯合体越少,杂种优势的下降就较缓慢） F2的基因型具有n 对杂合位点，则F2 具有3的 n次方种基因，其中有2的n次方种纯合基因型，
1、作物种类 2、亲本纯度 3、亲缘关系远近 4、杂交组合 5、性状 6、杂交方式 7、环境条件
三、杂种优势的度量
1、中亲优势或相对优势
中亲优势(%) =(F1－MP)/MP ×100；MP＝(P1＋ P2)／2
2、超亲优势 超亲优势(%)＝(F1－HP)／HP×100
3、超标优势或竞争优势 超标优势(%) ＝(F1－CK)／CK×100
第二节 杂种优势表现特征
一、杂种优势的普遍性
杂种优势是生物界的普遍现象，几乎所有生 物都存在杂种优势，可以这样说，凡能进行正 常有性繁殖的动植物，都可以看到这种现象。
杂种优势的表现方面:
1、生长势和营养体 2、抗逆性和适应性 3、生理功能方面
二、杂种优响因素：